面向异构网络物联网中间件的研究

文/韩如云

在物联网环境下，随着各种异构网络的接入，产生了各种异构的数据，使物联网应用程序开发变得更加困难，基于以上问题提出一种面向异构网络的中间件，采用缓存机制实现对物联网海量异构数据的存储，同时引入过滤和并行处理的方法，有效地屏蔽了物联网数据的异构性。

摘 要

【关键词】物联网 中间件 缓存 过滤 并行处理

物联网是一种建立在互联网上的泛在网络，物联网技术的重要基础和核心依然是互联网，在物联网上的传感器采集的数据需要通过各种有线和无线的网络准确地传递出去。随着物联网及其应用的发展，网络系统环境的复杂性也随之增加，物联网应用程序开发变得更加困难和复杂。由于物联网技术与其应用密切相关，所以为满足分布式异构环境的应用要求，实现各应用间的互操作和互通信，为物联网提供一个统一的技术架构和标准体系显得尤为重要。

中间件可以将数据过滤和处理等通用功能从所有的上层应用中分离出来，同时为上层应用提供一组通用的应用程序接口用于连接，为上层应用屏蔽底层因使用不同技术而带来的差异，使得上层应用可以集中于服务层的开发。为了解决物联网异构网络与应用层的交互问题，提出利用物联网中间件将异构网络组件细节屏蔽起来，为物联网应用程序开发人员提供一个透明捷径的开发环境。

1 物联网中间件模型

物联网中间件实现异构网络与应用系统之间数据传输、过滤、数据格式转换，位于物联网的网络层与应用层之间。物联网中间件由网络代理、数据总线和数据处理三个部分构成。网络代理获取各异构网络的信息包括网络协议、数据格式和网络配置。数据总线实现对数据的解析以及数据的传输。数据处理层实现对异构数据的处理和过滤。如图1 所示。

1.1 海量数据缓存

物联网的显著特点是数据具有海量性，通过网络传输的大量数据如果不进行缓存处理，可能会导致信息丢失。为了实现对异构网络数据的缓存设计网络代理层，同时采用树形结构解决数据异构问题。异构网络在连入物联网时，对各个异构网络的网络协议，数据格式进行记载，由网络代理层实现对异构网络信息的管理。数据解析模块实现对异构网络数据的解析，识别异构数据来自哪种类型的网络，同时采用树形结构对数据进行存储。

1.2 数据过滤

数据处理与过滤被一致公认为是物联网中间件的核心功能之一。因为从异构网络获得的数据十分巨大，真正对用户有意义的数据却不多。如果不将那些冗余的数据过滤掉，则会带来三个方面的负担：

（1） 网络带宽方面的负担，因为需要传输大量的数据。

（2）数据处理方面的负担，因为处理器需要处理大量的数据。

（3）数据存储方面的负担，因为数据库需要存储大量额外的数据。

中间件接收来自异构网络的数据，这些数据会存在冗余和错误。所以要对数据进行过滤，消除冗余数据。

1.3 数据并行处理

连入物联网中的网络多种多样，网络传输协议和数据格式各不相同，采用并行处理的方法，对不同网络中的数据分开处理，根据网络代理中的信息，对各异构网络的数据处理器进行设置，将异构数据转换成格式统一的数据。

2 结论

本文通过对物联网异构网络的分析，提出了面向异构网络的物联网中间件，基于物联网数据的海量特性引入缓存机制，采用数据过滤的方法，有效地减少了无用数据的处理，同时采用并行处理策略，实现对异构数据的并行处理。

参考文献

[1]WHITE S,ALVES A,RORKE D.Web logicevent server:a lightweight,modulara p p l i c a t i o n s e r v e r f o r e v e n tprocessing [C]//Proceedings of theSecond International Conference onDistributed Event-based Systems.NewYork:ACM Press,2008:193-200.

[2]EMMERICH W.Software engineering andmiddleware:a roadmap [C]//Proceedingof the Conference on the Future ofSoftware Engineering.New York:ACMPress,2008:117-129.

[3] 秦滔. 物联网与RFID 中间件探讨[J]. 电脑与信息技术,2010.

[4] 郑树泉, 王倩, 丁志刚. 基于Web 服务以物为中心的物联网中间件的研究与设计[J]. 计算机应用,2013.

[5] 沈苏彬, 范曲立, 宗平, 毛燕琴, 黄维. 物联网的体系结构与相关技术研究[J]. 南京邮电大学学报,2009.

[6] 谭云松, 韩建军. 一种面向服务的物联网中间件模型[J]. 计算机科学,2011.

[7] 杨慧, 丁志刚, 郑树泉, 黄卓. 一种面向服务的物联网中间件的设计与实现[J].计算机应用与软件,2013.

作者单位

辽宁大学信息学院 辽宁省沈阳市 110000