淺議消息中間件在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

宋景麗

摘 要：本文介紹了中間件技術(shù)及分類，探討運(yùn)用DFID技術(shù)的消息中間件在物聯(lián)網(wǎng)信息化平臺的應(yīng)用服務(wù)，及其發(fā)揮的重要作用，旨在提升物聯(lián)網(wǎng)智能化管理水平。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；中間件技術(shù)；消息中間件

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)以RFID系統(tǒng)和各種信息傳感設(shè)備為前端，利用RFID、傳感器、二維條形碼GPS、攝像頭等技術(shù)，采集和獲得物體靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的信息，物聯(lián)網(wǎng)基本框架含感知層、傳輸層和應(yīng)用層，感知層為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)信息來源，進(jìn)行信息的收納。傳輸層主要應(yīng)用短距離通信，對信息進(jìn)行匯集、處理、存儲(chǔ)、調(diào)用和傳輸，通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)主要中間件技術(shù)、嵌入式智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺及安全等技術(shù)，對物聯(lián)網(wǎng)中的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換、篩選、分析和處理，本節(jié)就中間件技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用于進(jìn)行探討。

2 中間件的概念及分類

計(jì)算機(jī)不同的應(yīng)用軟件需在各種平臺之間進(jìn)行移植，一個(gè)平臺需要支持多種應(yīng)用軟件和管理多種應(yīng)用系統(tǒng)，軟、硬件平臺和應(yīng)用系統(tǒng)之間需要可靠和高效的數(shù)據(jù)傳遞或轉(zhuǎn)換，使系統(tǒng)的協(xié)同性得以保證。這些，都需要一種構(gòu)筑于軟、硬件平臺之上，同時(shí)對上層的應(yīng)用軟件提供支持的軟件系統(tǒng)。中間件由此產(chǎn)生。技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)：滿足大量應(yīng)用需要；支持不同OS系統(tǒng)平臺和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；提供網(wǎng)絡(luò)交互式功能。隨著中間件技術(shù)日漸成熟，出現(xiàn)了不同層次和類型的中間件產(chǎn)品。按照IDC 的分類方法分為六類。分別是終端仿真/屏幕轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)訪問、遠(yuǎn)程過程調(diào)用、對象、交易、消息中間件等。功能上可分為數(shù)據(jù)、消息中間件。

3 物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)---消息中間件技術(shù)應(yīng)用

3.1 消息中間件-RFID的中間件技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)中，融入了射頻識讀器（RFID）、傳感技術(shù)、嵌入式技術(shù)、納米技術(shù)、安全技術(shù)等，同時(shí)采用了中間件、智能技術(shù)和云計(jì)算等支撐技術(shù)來處理和輔助完成。作為物聯(lián)網(wǎng)主要支撐技術(shù)之一RFID的中間件是一種面向消息的中間件，它在RFID讀寫器和應(yīng)用程序之間起橋梁作用，解決信息的標(biāo)識問題，實(shí)現(xiàn)快速識別，用傳感器實(shí)現(xiàn)感知信息的采集，完成數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)傳輸、錯(cuò)誤處理等消息處理功能。應(yīng)用程序端使用中間件提供的一組通用的應(yīng)用程序接口（API），連到RFID讀寫器，采集 RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)。即使存儲(chǔ)RFID標(biāo)簽情報(bào)的數(shù)據(jù)庫軟件或后端應(yīng)用程序增加或改由其他軟件取代，或者讀寫 RFID讀寫器種類增加等情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)用端不需修改也能處理，省去多對多連接的維護(hù)復(fù)雜性問題。消息中間件應(yīng)用如全國第二代身份證，第二代身份證最顯著的進(jìn)步不是說在卡表面的照片換為彩色的了，而是在卡的內(nèi)部更富科技含量的RFID芯片。芯片可存儲(chǔ)個(gè)人信息，需要時(shí)在讀寫器上一掃，即可顯示出你身份的信息。芯片的信息編寫格式內(nèi)容只有特定廠家提供，能有效防偽，完成身份識別和信息鑒定。

3.2 消息中間件-消息安全傳遞

消息中間件是一種基于消息傳遞的通信軟件，可搜集信息，對采集的信息進(jìn)行校對、過濾、匯集和處理減少數(shù)據(jù)冗余，以提高信息的準(zhǔn)確性，整合后進(jìn)行有效傳遞?；赥CP/IP或其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，提供各種端到端的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、可靠隊(duì)列、事件服務(wù)、消息生命周期等各種功能。其應(yīng)用于體現(xiàn)在公共關(guān)系、生產(chǎn)管理、交通管理、節(jié)能減排、電力安全等，如在貨物調(diào)配環(huán)節(jié)，RFID 技術(shù)的支持大大提高了貨物揀選、配送及分發(fā)的速度，還在此過程中實(shí)時(shí)監(jiān)督貨物流向，保障其按時(shí)到達(dá)，實(shí)現(xiàn)銷售環(huán)節(jié)的暢通。對零售商而言，實(shí)施EPC 保證了合理的貨物倉儲(chǔ)數(shù)量，從而提高定單供貨率，降低脫銷的可能性和庫存積壓的風(fēng)險(xiǎn)。由于自動(dòng)結(jié)算速度的大幅提高，賣場就可以降低最小安全存貨量，增加流動(dòng)資金。由于可以實(shí)現(xiàn)單品識別，每個(gè)產(chǎn)品都具有特殊代表性，他們在貨架上的具體位置、所處狀態(tài)，可通過信息閱讀隨時(shí)傳遞至互聯(lián)網(wǎng)，在信息處理之后反饋給管理人員，可以有效防盜，避免銷售損失。

3.3 消息中間件-隊(duì)列管理

消息中間件位于感知設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之間，信息是以消息的形式，從一個(gè)程序傳送到另一個(gè)或多個(gè)程序。信息可以以異步的方式傳送，所以傳送者不必等待回應(yīng)。消息中間件功能不僅是傳遞信息，還包括其安全性、糾錯(cuò)、數(shù)據(jù)解譯、數(shù)據(jù)緩存及廣播等，且位于平臺與應(yīng)用之間的通用服務(wù)。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)程序接口和協(xié)議之間的特性，進(jìn)行相互通信，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序之間的協(xié)同；物聯(lián)網(wǎng)中間件（IOT Middleware）負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)與RFID（是利用感應(yīng)、無線電波進(jìn)行非接觸雙向通信，達(dá)到識別及數(shù)據(jù)通信的自動(dòng)識別系統(tǒng)）硬件及配套設(shè)備信息交互和管理，也作為軟硬件設(shè)備的橋梁，進(jìn)行與復(fù)雜應(yīng)用的交換。它不僅可以屏蔽前端硬件的復(fù)雜，使之簡化，又可以把采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到后端的IT系統(tǒng)。如消息中間件在高速公路聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用MQ消息中間件，采用隊(duì)列管理器和消息隊(duì)列方式為應(yīng)用于程序提供消息傳遞服務(wù)，用戶應(yīng)用程序使用消息隊(duì)列接口就可以從消息隊(duì)列中取出消息或放入消息，而后消息管理器會(huì)去處理隊(duì)列中的消息。二個(gè)隊(duì)列管理器之間通過建立一個(gè)單向通信鏈路，在隊(duì)列管理器之間傳遞消息。隊(duì)列管理器中的處理用戶應(yīng)用程序向它發(fā)出調(diào)用及提交的命令而完成用戶對消息的處理。還提供準(zhǔn)確無誤的保障機(jī)制，確保高速公路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)行。

3.4 消息中間件-主要作用

消息中間件技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的主要作用包括三個(gè)方面：一是有控制。對RFID讀寫設(shè)備正常有序的進(jìn)行工作，保證不同讀寫設(shè)備配合，合理工作。二是守規(guī)則。按照一定規(guī)則，進(jìn)行數(shù)據(jù)的篩選，將大部冗余數(shù)據(jù)濾掉，將有效數(shù)據(jù)進(jìn)行傳達(dá)。突現(xiàn)中間件的特征：保證了上層應(yīng)用層的服務(wù)，連到操作系統(tǒng)層面，也保證運(yùn)行工作狀態(tài)。三是快捷。完成從接收大量冗余數(shù)據(jù)的過濾，到將各單一信息數(shù)據(jù)的聚合，到完成對信息的傳遞。消息中間件是將感知層設(shè)備采集的數(shù)據(jù)傳輸給應(yīng)用層各個(gè)應(yīng)用于的問題，系統(tǒng)采用面向資源的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將感知層的設(shè)備按類型封裝為資源，資源的最小傳輸單元稱為消息，所有消息都運(yùn)行在感知層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層之間的消息中間件系統(tǒng)集中管理，并通過REST形式的訪問接口提供給消息使用者。而對于數(shù)據(jù)的共享需求，系統(tǒng)則采用隊(duì)列模型管理來自同一資源的數(shù)據(jù)?？蛻舳送ㄟ^使用API中的發(fā)布、訂閱功能來向隊(duì)列中寫入和讀取數(shù)據(jù)，傳輸更快。

4 結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)的消息中間件是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心構(gòu)件，它關(guān)系著信息的安全可靠性，其最大價(jià)值是為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了有力支持，它不僅提高物流信息的獲取能力，還拓展物流信息的增值服務(wù)，大大提高物品和資源的使用效率。小規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)可做一些針對具體應(yīng)用的中間件，達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)中信息處理的最大化、效果的最優(yōu)化?，F(xiàn)今，消息中間件技術(shù)的已廣泛應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)各領(lǐng)域中，特別是消息中間件技術(shù)以其特有的消息傳遞優(yōu)勢完成各個(gè)程序間的相互通訊，以協(xié)同各程序之間的有效運(yùn)行。如上海特奧會(huì)RFID應(yīng)用、北京機(jī)場RFID行李傳遞系統(tǒng)等，隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，中間件技術(shù)將借助這一平臺推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)邁上更高的領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

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