物联网软件平台构成

在构建一 个信息网络时,硬件往往被作为主要因素来考虑,而软件仅在事后才考虑。不过,目前网络软件是高度结构化、层次化的,物联网系统也是这样,既包括硬件平台也包括软件平台,软件平台是物联网的神经系统。不同类型的物联网,其用途不同,因此其软件平台也不相同。但是,软件系统的实现技术与硬件平台密切相关。相对硬件技术而言,软件平台的开发与实现更具有特色。一般来说,物联网软件平台建立在分层的通信协议体系之上,通常包括数据感知系统软件、中间件系统软件、网络操作系统(包括嵌入式系统)以及物联网管理与信息中心(包括企业物联网管理中心、国家物联网管理中心、国际物联网管理中心及其信息中心)的管理信息系统(MIS)等。

物联网平台
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1.数据感知系统软件

数据感知系统软件主要完成物品的识别和物品EPC (电子产品代码)的采集与处理,由企业生产的物品、物品电子标签、传感器、读写器、控制器和物品代码(即EPC)等主要部分组成。存储EPC的电子标签在经过读写器的感应区域时,其中物品的EPC会自动被读写器捕获,从而实现EPC信息采集的自动化;所采集的数据交由上位机信息采集软件进行进一步处理,如数据校对、数据过滤和数据完格性检查等;这些经过整理的数据可以为物联网中间件系统软件和信息管理系统使用。对于物品电子标签,国际上多采用EPC标签,该标签采用PML标记每一个实体和物品。

2.中间件系统软件

中间件系统软件是位于数据感知设施(读写器)与后台应用软件之间的一种应用系统软件。中间件系统软件具有两个关键特征:①系统应用提供平台服务,这是一个基本条件;②需要连接到网络操作系统,并保持运行工作状态。中间件系统软件为物联网应用提供一系列的计算和数据处理功能,主要完成对数据感知系统采集的数据进行捕获、过滤、汇集、计算、校对、解调、传送、存储和任务管理,减少从感知系统向应用系统中心传送的数据量。同时,中间件系统软件还具有与其他RFID支撑软件系统进行互操作等功能。引入中间件系统软件使得原先后台应用软件系统与读写器之间非标准的、非开放的通信接口,变成了后台应用软件系统与中间件系统软件之间,读写器与中间件系统软件之间的标准的、开放的通信接口。

通常,物联网中间件系统软件包括读写器接口、事件管理器、应用程序接口、目标信息服务和对象名解析服务(ONS)等功能模块。

(1)读写器接口。物联网中间件必须优先为各种形式的读写器提供集成功能。协议处理器确保中间件能够通过各种网络通信方案连接到RFID读写器;RFID读写器与其应用程序之间通过普通接口标准相互作用,其中大多数采用由EPC Global组织制定的标准。

(2)事件管理器。事件管理器用来对读写器接口的RFID数据进行过滤、汇集和排序操作,并通告数据与外部系统相关联的内容。

(3)应用程序接口。应用程序接口是应用程序系统控制读写器的一种接口,需要中间件能够支持各种标准的协议,如支持RFID以及配套设备的信息交互和管理。同时,应用程序接口还要屏蔽前端的复杂性,尤其是要屏蔽前端硬件(如RFID读写器等)的复杂性。

(4)目标信息服务。目标信息服务由目标存储库和服务引擎两部分组成。其中,目标存储库用于存储与标签物品有关的信息并使之能用于以后的查询;服务引擎拥有用于目标存储库管理信息的接口。

(5)对象名解析服务。对象名解析服务(ONS)是一种目录服务,主要是将对每个带标签物品所分配的唯一编码, 与一个或者多个拥有关于该物品更多信息的目标信息服务的网络定位地址进行匹配。

物联网软件
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3.网络操作系统

网络操作系统(NOS)是一种能代替操作系统的软件程序,是网络的心脏和灵魂,是向网络计算机提供服务的特殊的操作系统。NOS借由网络达到互相传递数据与各种消息,分为服务器(Server)及客户端(Client)。其中,服务器的主要功能是服务器和网络上的各种资源的管理以及网络设备的共享,加以统合并控管流量,避免有瘫疾的可能性;客户端具有接收服务器所传递的数据的功能,通过它可以清楚地搜索所需的资源。因此,物联网通过互联网实现物理世界中的任何物品的互联,在任何地方、任何时间可识别任何物品,使物品成为附有动态信息的"智能产品",并使物品信息流和物流完全同步,从而为物品信息共享提供一个高效、快捷的网络通信和云计算平台。

因所提供的服务类型不同,NOS与运行在工作站上的单用户操作系统或多用户操作系统(UNIX、Linux) 有差别。通常,NOS以使网络相关特性达到最佳为目的,如共享数据文件、软件应用,以及硬盘、打印机、调制解调器、扫描仪和传真机等。

为防止一次由一个以上的用户对文件进行访问,通常NOS都具有文件加锁功能。若系统没有这种功能,用户将不会正常工作。文件加锁功能可跟踪使用中的每个文件,并确保一次只能一个用户对其进行编辑。文件也可由用户的口令加锁,以维持专用文件的专用性。

4.物联网信息管理系统

类似于互联网上的网络管理,物联网也需要管理。目前,物联网信息管理系统大多是基于简单网络管理协议(SNMP)而建设的管理系统,与一 般的网络管理类似,提供ONS是非常重要的。ONS要有授权,且有一定的组成架构。ONS能把每一种物品的编码进行解析,再通过统一资源定位符(URL)服务获得相关物品的进一步信息。

物联网信息管理中心负责管理本地物联网,它是最基本的物联网信息服务管理中心,为本地用户提供管理、规划及解析服务。国家物联网信息管理中心负责制定和发布国家总体标准,负责与国际物联网互联,并对企业物联网管理中心进行管理。国际物联网信息管理中心负责制定和发布国际框架性物联网标准,负责与各个国家的物联网互联,并对各个国家的物联网信息管理中心进行协调、指导和管理等。