物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件的研發(fā)方向

1、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件的研發(fā)方向王蒴（中創(chuàng)軟件，山東濟(jì)南，250014）一、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件的發(fā)展現(xiàn)狀從產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的角度來看， 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件是各類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)軟件設(shè)施 和共性軟件平臺，是物聯(lián)網(wǎng)“神經(jīng)中樞”的核心，是解決瓶頸的關(guān)鍵，為應(yīng)用提供了快速構(gòu) 建的架構(gòu)支撐與工具手段，對于各類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化具備凝煉和引領(lǐng)作用，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用層的“應(yīng)用子集”大規(guī)模發(fā)展的戰(zhàn)略性支撐。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)中間件數(shù)據(jù)采集 事件處理設(shè)備管程信JB上傳感知設(shè)備、傳感網(wǎng)絡(luò)圖i物聯(lián)網(wǎng)中間件定位通過發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件，促進(jìn)提升物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用效益，同時通過應(yīng)用會進(jìn)一步帶動物 聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件發(fā)展，如此循環(huán)螺旋

2、上升會推動整個產(chǎn)業(yè)鏈的良性互動與健康發(fā)展。目前階段物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件產(chǎn)品研發(fā)滯后于應(yīng)用的發(fā)展，現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件產(chǎn)品難以解決物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用的問題。在包括物聯(lián)網(wǎng)軟件在內(nèi)的軟件領(lǐng)域，美國長期引領(lǐng)潮流， 基本上壟斷了世界市場， 歐洲聯(lián)盟早已看到了軟件和中間件在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要性， 2005年開始資助Hydra項目，這是一個研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)中間件和“網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)軟件”的 組織，已取得不少成果。國際上IBM、Oracle等IT巨頭已將大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件高端軟件技術(shù)作為企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，以此搶占物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。目前在我國有很多傳感器、感網(wǎng)、RFID研究中心及產(chǎn)業(yè)（生產(chǎn)）基地，也有很多人呼吁建立物聯(lián)

3、網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，唯獨(dú)沒有物 聯(lián)網(wǎng)軟件和中間件研發(fā)基地和組織， 這種本末倒置的現(xiàn)象令人憂慮， 如果我國的物聯(lián)網(wǎng)集成 軟件技術(shù)一直處于滯后的狀況， 必將影響我國物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的實施。 最近，中央提出了重點(diǎn)發(fā) 展軟件產(chǎn)業(yè)和電子芯片產(chǎn)業(yè)， 明確將軟件產(chǎn)業(yè)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)， 這也為發(fā)展我國的物聯(lián) 網(wǎng)中間件提供了機(jī)遇。中創(chuàng)軟件等知名廠商也已啟動物聯(lián)網(wǎng)中間件的研發(fā)。物聯(lián)網(wǎng)中間件以屏蔽感知層硬件及網(wǎng)絡(luò)平臺差異，支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、 運(yùn)行時共享和開放互聯(lián)互通，保障物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)系統(tǒng)的可靠部署與管理等內(nèi)容為主要目標(biāo)。對于支撐大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，面臨異構(gòu)物理設(shè)備大規(guī)模部署、復(fù)雜事件處理、海量數(shù)據(jù)融合與分析處理等諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。目前國

4、內(nèi)從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及技術(shù)研發(fā)的企業(yè)、科研院校對相關(guān)技術(shù)跟蹤較早， 經(jīng)過多年研發(fā)儲備，已經(jīng)形成了一定技術(shù)積累。國內(nèi)較早從事傳感器網(wǎng)絡(luò)的科研機(jī)構(gòu)主要有 中科院計算技術(shù)研究所、清華大學(xué)智能與網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)研究中心、中國科技大學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)實驗室、浙江大學(xué)網(wǎng)絡(luò)傳感與控制研究組、南京郵電大學(xué)傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中心等；國內(nèi)多家科研院校及國產(chǎn)中間件廠商在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件核心支撐技術(shù)有一定積累。通過對國內(nèi)具有產(chǎn)業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢與技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研協(xié)作及和諧互補(bǔ)，整合資源，可以加速推動物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化突破。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件是快速構(gòu)建大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的架構(gòu)支撐與工具手段，對于應(yīng)用的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化具

5、備凝煉和引領(lǐng)作用，可大幅降低物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)的成本；通過研發(fā)并突破大量感知事件高效處理技術(shù)、海量數(shù)據(jù)的深層次挖掘與綜合智能分析技術(shù)等核心關(guān)鍵技術(shù)，使得物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在數(shù)據(jù)分析與綜合利用上效率不高的薄弱環(huán)節(jié)得以改善與加強(qiáng)，大大提高了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的效益。因此，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件將有力支撐大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，占領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，符合國家戰(zhàn)略要求及產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。二、中創(chuàng)已有的研發(fā)成果中創(chuàng)軟件通過產(chǎn)、學(xué)、研、用合作研發(fā)，突破了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件關(guān)鍵支撐性核心技術(shù)， 研制出了具有大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣價值的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件產(chǎn)品In forSuiteIOTEdgeServer，滿足物聯(lián)網(wǎng)多源、海量、異構(gòu)等特性，可適應(yīng)相關(guān)

6、應(yīng)用的靈活部署、快速開發(fā) 和高效運(yùn)行的需求， 從而降低整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的開發(fā)周期和成本，提高社會經(jīng)濟(jì)效益。 通過打造自主物聯(lián)網(wǎng)中間件品牌，建立完整的產(chǎn)品市場銷售與服務(wù)體系，并在國家重大行業(yè)關(guān) 鍵項目中得到應(yīng)用實踐，更可以推進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。 該中間件產(chǎn)品已在濰坊感知校園、武漢自由流等重大信息化工程項目中得到了應(yīng)用實踐，將進(jìn)一步向其他行業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用，實現(xiàn)項目產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。在本產(chǎn)品的研發(fā)過程中，秉承了以下幾個關(guān)鍵原則:1）掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件核心技術(shù)，構(gòu)建國家信息安全的堅強(qiáng)基石。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件是業(yè)務(wù)應(yīng)用程序和底層數(shù)據(jù)獲取設(shè)備之間的橋梁和紐帶，涉及海量、重要設(shè)備的身份標(biāo)識，控制問題，是數(shù)據(jù)的

7、核心通道，是國家信息安全的咽喉，相關(guān)核心技術(shù) 必須自主掌握。中間件技術(shù)對抵御物聯(lián)網(wǎng)面臨的安全威脅、信息泄露和個人隱私保護(hù)威脅也具有重要意義。2） 致力于開發(fā)具備自主知識產(chǎn)權(quán)、具備國際先進(jìn)水平的中間件技術(shù)和產(chǎn)品，提升我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)核心競爭力，加強(qiáng)國家物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)在國際上的話語權(quán)，從而搶占第三次世界信息產(chǎn)業(yè)浪潮的技術(shù)制高點(diǎn)。3） 通過普及應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件產(chǎn)品，有效降低物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)成本、提高物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用效率，推動物聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，促進(jìn)國家產(chǎn)業(yè)升級改造， 轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式。三、物聯(lián)網(wǎng)中間件的研發(fā)方向1）平臺化初期開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件，主要還是負(fù)責(zé)完成感知設(shè)備接入，感知信息處理， 感知設(shè)備

8、統(tǒng)一管理的功能。 它僅是連接支撐上層應(yīng)用的中間件平臺與硬件設(shè)備之間的一 個橋梁，決定著應(yīng)用的數(shù)據(jù)層， 單獨(dú)卻構(gòu)不成對整個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的支撐。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與傳統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)架構(gòu)相比， 主要是數(shù)據(jù)來源層存在差異， 而業(yè)務(wù)邏輯層和表示層都相似。因此傳統(tǒng)的服務(wù)器端中間件， 仍然將在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中起作用并占據(jù)重要位置。 所以應(yīng)持 續(xù)研究：如何將新型的物聯(lián)網(wǎng)中間件與其他已有的基礎(chǔ)中間件產(chǎn)品最好的結(jié)合，真正形成一個能夠貫穿物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)的完整的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺。2）標(biāo)準(zhǔn)化目前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的最大難題在于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。由于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是一個端到端的網(wǎng)絡(luò)，范圍非常廣大，它里面包括了有線網(wǎng)，包括了無線網(wǎng)，包括了傳感

9、器網(wǎng)， 包括遠(yuǎn)距離的傳輸網(wǎng)絡(luò)， 包括上層技術(shù)平臺， 以及業(yè)務(wù)平臺上的應(yīng)用， 所以物聯(lián)網(wǎng)是包容性非常大的網(wǎng)絡(luò)，它涉及的各個層面的標(biāo)準(zhǔn)也就非常繁雜，標(biāo)準(zhǔn)組織和工業(yè)組織也非常多。物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工作還處于起步階段，各標(biāo)準(zhǔn)組織自成體系，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容涉及架構(gòu)、傳感、編碼、數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用等，不盡相同。標(biāo)準(zhǔn)有開放標(biāo)準(zhǔn)和事實標(biāo)準(zhǔn)，做標(biāo)準(zhǔn)的組織有官 方的和非官方的、營利的和非營利的。感知層硬件紛繁復(fù)雜，涉及的行業(yè)領(lǐng)域也千差萬別，為這些廠商制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)要 求執(zhí)行相當(dāng)困難，可能性很小。傳輸層網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上也已趨于成熟，建立新的物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)空間不大。 因此物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的突破點(diǎn)應(yīng)該是針對物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)流通的數(shù) 據(jù)制定表達(dá)、

10、交換和處理的標(biāo)準(zhǔn)，可行性和空間都比較大。如果不能制定出上述的統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，一個完整的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)中間件平臺將被迫支持所有的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，或只支持相關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，專注于特定的行業(yè)業(yè)務(wù)， 如RFID中間件只支持PML等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這將重蹈以往“信息孤島”的覆轍，是實現(xiàn)真 正的“物物相聯(lián)”的物聯(lián)網(wǎng)宏偉目標(biāo)的巨大障礙。因此，要讓產(chǎn)品時刻跟緊標(biāo)準(zhǔn)化的腳步，就應(yīng)積極參與國家及各省市的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化制定工作，為統(tǒng)一國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出謀劃策，貢獻(xiàn)力量。3）云計算物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略方向最終要與云計算相互融合。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的智慧融合， 需要“更透徹的感知、更全面的互聯(lián)互通、更深入的智能化”，因此，必須有高效的、動

11、 態(tài)的、可以提供大規(guī)模可擴(kuò)展計算資源能力的云計算平臺作為融合的基礎(chǔ)。因此，今后的研發(fā)方向應(yīng)面向物聯(lián)網(wǎng)云，研發(fā)針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)、測試、交付和運(yùn)營所設(shè)計的云計算方案。除了具備動態(tài)交付、彈性擴(kuò)展等云計算的基本特征外，物聯(lián)網(wǎng)云還可以為物聯(lián)網(wǎng)的各個層次提供幫助。物聯(lián)網(wǎng)云可以為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供海量的計算和存儲資源，以及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲格式和數(shù)據(jù)處理及分析手段，同時，物聯(lián)網(wǎng)云還提供應(yīng)用集成的接口， 可以大大簡化應(yīng)用的交付過程，降低交付成本，建立一個由設(shè)備提供商、應(yīng)用開發(fā)商、服務(wù)運(yùn)營商和行業(yè)用戶構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)，推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。敗績導(dǎo)任管窖F繪理云第用戶舉務(wù)捋哄商笆昨理人貝臬礎(chǔ)設(shè)砲服笛平臺用戶自蛋島骨罟平

12、臺云計薛平 臺支捕工 具集Ina-rSuita SliBInfq ruitn AS-天訐麗丁耳Inferlulte HJDW業(yè)務(wù)軟卻開發(fā)、 運(yùn)行、管理支 撐平臺JF 平臺 kifarSoitRCp0rL棱高擴(kuò)、s 吏轉(zhuǎn)二il詢的fl圖2 :中創(chuàng)InforSuite Cloudware 云計算平臺4）安全性物聯(lián)網(wǎng)還需要面對兩個至關(guān)重要的安全問題：個人隱私與商業(yè)機(jī)密。必須注意到物聯(lián)網(wǎng)的使用伴隨著巨大的安全隱患。 解決信息化與網(wǎng)絡(luò)化帶來的風(fēng)險問題是物聯(lián)網(wǎng)得以 大規(guī)模使用的前提。目前適用于互聯(lián)網(wǎng)的安全策略和算法在物聯(lián)網(wǎng)時代并不能解決安全 問題所面臨的挑戰(zhàn)，如何建立安全、可靠的物聯(lián)網(wǎng)是一個迫切的問題。對

13、于安全性相關(guān)技術(shù)， 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件也將有很多難點(diǎn)需要去攻克。 對中間件的 攻擊可以造成讀寫器與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境間的信息安全。 解決的措施可采用加密認(rèn)證方法，確保 網(wǎng)絡(luò)上的所有感知設(shè)備在傳送信息給中間件 （中間件再把信息傳送給應(yīng)用系統(tǒng)）之前 都必須通過驗證，并且確保感知設(shè)備和后端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流是加密的。另外，安全管理機(jī)制的制定和實施對于中間件的攻擊也將起到很好的作用。5）聯(lián)合性在RFID、傳感器、傳感網(wǎng)與中間件發(fā)展成熟過程中，各廠商針對不同領(lǐng)域都提出了各項創(chuàng)新的應(yīng)用解決方案。例如Manhattan Associates 提出RFID in a Box，它與Alien Technology Corp在RFID硬件端合作，發(fā)展 Microsoft .Net平臺為基礎(chǔ)的中 間件，針對該公司 900家的已有供應(yīng)鏈客戶群發(fā)展Supply Cha in Execution( SCESolution，原本使用 Manhattan A