物联网中间件ppt课件
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CONTENTS 目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全与隐私保护问题探讨 • 典型应用场景分析 • 未来发展趋势预测与挑战应对
CHAPTER 01
物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网（Internet of Things，IoT）是指通过信息传感设备，按约定的协议， 对任何物体进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管 理的一种网络。
包括数据泄露、篡改、 损坏以及非法访问等。
身份认证威胁
包括身份伪造、冒充和 重放等攻击手段。
加密算法和身份认证机制介绍
01
02
03
04
对称加密算法
如AES、DES等，加密和解密 使用相同的密钥。
非对称加密算法
如RSA、ECC等，加密和解密 使用不同的密钥，具有更高的
安全性。
散列算法
如SHA-256、MD5等，用于 数据完整性校验和数字签名。
典型应用案例介绍
选取几个典型的工业自动化应用案例，如智能制造、工业机器人、自 动化生产线等，详细介绍其应用场景、功能需求及技术实现。
关键技术与挑战
探讨工业自动化领域应用物联网技术所面临的关键技术挑战，如实时 性要求、数据安全性、系统稳定性等，并提出相应的解决方案。
未来发展趋势
展望工业自动化领域物联网应用的未来发展趋势，包括个性化定制、 柔性生产、数字化双胞胎等。
关键技术
物联网涉及的关键技术包括传感器技术、RFID技术、无线通信技术、云计算技术 、大数据技术等。这些技术在物联网中发挥着重要作用，共同支撑着物联网的发 展和应用。
物联网应用领域及前景展望
CONTENTS 目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全与隐私保护问题探讨 • 典型应用场景分析 • 未来发展趋势预测与挑战应对
CHAPTER 01
物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网（Internet of Things，IoT）是指通过信息传感设备，按约定的协议， 对任何物体进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管 理的一种网络。
包括数据泄露、篡改、 损坏以及非法访问等。
身份认证威胁
包括身份伪造、冒充和 重放等攻击手段。
加密算法和身份认证机制介绍
01
02
03
04
对称加密算法
如AES、DES等，加密和解密 使用相同的密钥。
非对称加密算法
如RSA、ECC等，加密和解密 使用不同的密钥，具有更高的
安全性。
散列算法
如SHA-256、MD5等，用于 数据完整性校验和数字签名。
典型应用案例介绍
选取几个典型的工业自动化应用案例，如智能制造、工业机器人、自 动化生产线等，详细介绍其应用场景、功能需求及技术实现。
关键技术与挑战
探讨工业自动化领域应用物联网技术所面临的关键技术挑战，如实时 性要求、数据安全性、系统稳定性等，并提出相应的解决方案。
未来发展趋势
展望工业自动化领域物联网应用的未来发展趋势，包括个性化定制、 柔性生产、数字化双胞胎等。
关键技术
物联网涉及的关键技术包括传感器技术、RFID技术、无线通信技术、云计算技术 、大数据技术等。这些技术在物联网中发挥着重要作用，共同支撑着物联网的发 展和应用。
物联网应用领域及前景展望
物联网概论 第8章 物联网中间件
1. IBM公司的RFID中间件
物联网概论
8.4.2 中间件产品
2. 微软公司的RFID中间件
（1）BizTalk RFID的特性 （2）BizTalk RFID的功能
物联网概论
8.4.2 中间件产品
2. 微软公司的RFID中间件
物联网概论
8.4.2 中间件产品
3. BEA公司的RFID中间件 （1）BEA WEBLOGIC RFID Edge Server （2）BEA WEBLOGIC RFID Compliance Express （3）WEBLOGIC RFID Enterprise Server
物联网概论
8.1 物联网中间件概述
8.1.1 中间件的概念 8.1.2 物联网中间件
8.1.3 中间件分类
物联网概论
8.1.1 中间件的概念
中间件介于应用系统和系统软件之间，是一种独立 的系统软件或服务程序，分布式应用系统借助这种软件， 可实现在不同的应用系统之间共享资源。在使用中间件 时，往往是一组中间件集成在一起，构成一个平台（包 括开发平台和运行平台），但在这组中间件中必需要有 一个通信中间件，即中间件=平台＋通信。中间件是位 于平台（硬件和操作系统）和应用之间的通用服务，这 些服务具有标准的程序接口和协议。
物联网概论
8.4.1 中间件标准
物联网概论
8.4.2 中间件产品
1. IBM公司的RFID中间件
（1）IBM公司中间件的体系架构 （2）IBM公司RFID中间件的工作流程 （3）IBM与远望谷公司合作开发的中间件 （4）IBM公司发布WebSphere中间件v7版本
物联网概论
8.4.2 中间件产品
件平台。清华同方在这一业务基础软件平台的基础上， 开发、构建和整合数字城市、数字家园、电子政务、数 字教育等IT应用，使行业用户能以更好的性价比、更高 的效率构建IT应用系统。 2007年，同方软件展出了新版 本的ezONE业务基础平台以及ezM2M构件平台。
物联网概论
8.4.2 中间件产品
2. 微软公司的RFID中间件
（1）BizTalk RFID的特性 （2）BizTalk RFID的功能
物联网概论
8.4.2 中间件产品
2. 微软公司的RFID中间件
物联网概论
8.4.2 中间件产品
3. BEA公司的RFID中间件 （1）BEA WEBLOGIC RFID Edge Server （2）BEA WEBLOGIC RFID Compliance Express （3）WEBLOGIC RFID Enterprise Server
物联网概论
8.1 物联网中间件概述
8.1.1 中间件的概念 8.1.2 物联网中间件
8.1.3 中间件分类
物联网概论
8.1.1 中间件的概念
中间件介于应用系统和系统软件之间，是一种独立 的系统软件或服务程序，分布式应用系统借助这种软件， 可实现在不同的应用系统之间共享资源。在使用中间件 时，往往是一组中间件集成在一起，构成一个平台（包 括开发平台和运行平台），但在这组中间件中必需要有 一个通信中间件，即中间件=平台＋通信。中间件是位 于平台（硬件和操作系统）和应用之间的通用服务，这 些服务具有标准的程序接口和协议。
物联网概论
8.4.1 中间件标准
物联网概论
8.4.2 中间件产品
1. IBM公司的RFID中间件
（1）IBM公司中间件的体系架构 （2）IBM公司RFID中间件的工作流程 （3）IBM与远望谷公司合作开发的中间件 （4）IBM公司发布WebSphere中间件v7版本
物联网概论
8.4.2 中间件产品
件平台。清华同方在这一业务基础软件平台的基础上， 开发、构建和整合数字城市、数字家园、电子政务、数 字教育等IT应用，使行业用户能以更好的性价比、更高 的效率构建IT应用系统。 2007年，同方软件展出了新版 本的ezONE业务基础平台以及ezM2M构件平台。
物联网PPT演示课件
下班前先煮好饭，因为您家的电饭煲学会"上网了" 如果外出旅行，家里不幸被小偷"光顾"，您可以在千里之外选择报
警......
14
物联网的家庭应用
2、BA(Building Automation)打造低碳环保生活
15
物联网的家庭应用
低碳生活从这里开始：
、当您驾车驶入小区时，不需要再停车刷卡了； 、上班不需要记着打卡了，走进办公室的一刻就自动登记到考勤信息系
九、物联网在农业方面的应用
案例一
在北京大兴精准农业示范区，处处体验到物联网“感知” 精准农业技术。采育镇鲜切花生产基地中控室，温室环境 监控大屏挂在墙上。数字频闪的表格中，59栋温室内的温 度、湿度、光照、二氧化碳浓度一目了然。突然，A1棚湿 度显示由绿变红：85%！技术员立刻开启一旁的网络视频 语音监控系统，点击“一排温室”发令：“湿度大了，请 开风口和天窗！”视频画面上，一名农民操作员立即行动 起来。10分钟后，系统传来语音回复：“全部打开。”大 屏幕上，红色数字随即下滑，很快恢复成绿色：70%。 “这些实时监控的环境指标可以自动报警，绿色表示正常， 红色即为报警。”
8
三个架构层的含义
感知层
是物联网的皮肤和5官识别物体,采集信息。 感知层包括条码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传 感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中 皮肤和5官的作用相似。
网络层
是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处置。 网络层包括通信与互联网的融合网络、网络治理中心、信息中心和智 能处置中心等。网络层将感知层获取的信息停止传递和处置,相似于人 体结构中的神经中枢和大脑。
4
三、物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据 通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”， 而无需人的干预。 实质：利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网 实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
警......
14
物联网的家庭应用
2、BA(Building Automation)打造低碳环保生活
15
物联网的家庭应用
低碳生活从这里开始：
、当您驾车驶入小区时，不需要再停车刷卡了； 、上班不需要记着打卡了，走进办公室的一刻就自动登记到考勤信息系
九、物联网在农业方面的应用
案例一
在北京大兴精准农业示范区，处处体验到物联网“感知” 精准农业技术。采育镇鲜切花生产基地中控室，温室环境 监控大屏挂在墙上。数字频闪的表格中，59栋温室内的温 度、湿度、光照、二氧化碳浓度一目了然。突然，A1棚湿 度显示由绿变红：85%！技术员立刻开启一旁的网络视频 语音监控系统，点击“一排温室”发令：“湿度大了，请 开风口和天窗！”视频画面上，一名农民操作员立即行动 起来。10分钟后，系统传来语音回复：“全部打开。”大 屏幕上，红色数字随即下滑，很快恢复成绿色：70%。 “这些实时监控的环境指标可以自动报警，绿色表示正常， 红色即为报警。”
8
三个架构层的含义
感知层
是物联网的皮肤和5官识别物体,采集信息。 感知层包括条码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传 感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中 皮肤和5官的作用相似。
网络层
是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处置。 网络层包括通信与互联网的融合网络、网络治理中心、信息中心和智 能处置中心等。网络层将感知层获取的信息停止传递和处置,相似于人 体结构中的神经中枢和大脑。
4
三、物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据 通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”， 而无需人的干预。 实质：利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网 实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
2024物联网介绍ppt课件完整版
未来发展趋势与挑战
发展趋势
未来物联网将呈现以下发展趋势：一是万物互联，实现人、机、物三元世界的融 合；二是智能化，通过人工智能和机器学习等技术实现更加智能化的应用；三是 平台化，构建开放、共享的物联网平台，促进产业生态的发展。
挑战
物联网发展也面临着一些挑战，如安全问题、标准问题、隐私问题等。同时，随 着物联网应用的不断深入，数据安全和隐私保护问题也日益突出。因此，需要加 强技术研发和法规制定等方面的工作，以应对这些挑战。
人工智能在物联网中的应用
探讨人工智能在物联网中的应用场景，如智能语音交互、图像识别、 自然语言处理等。
云计算、大数据与人工智能融合的发展趋势
分析云计算、大数据与人工智能融合的未来发展趋势，如边缘计算、 智能物联网等方向。
04
物联网安全与隐私保护问题探讨
物联网面临的安全威胁与挑战
恶意攻击与入侵
物联网设备可能受到黑客 攻击，导致数据泄露、系 统瘫痪等严重后果。
漏洞与缺陷
由于技术发展迅速，部分 物联网设备存在安全漏洞 和缺陷，容易被攻击者利 用。
跨域安全风险
物联网涉及多个领域和场 景，不同领域的安全风险 可能相互交织，加大整体 安全威胁。
数据加密传输和存储方案设计
端到端加密
确保数据在传输过程中始终加密，防止中间人攻击和数据泄露。
数据存储加密
采用强加密算法对存储的数据进行加密，防止数据被非法访问和 窃取。
创新型企业案例分享
华为
作为全球领先的ICT解决方案供应商，华为在物联网领域拥有完整的产业链布局和丰富的 实践经验。其创新的NB-IoT技术和智能家居解决方案在业界具有广泛的影响力。
阿里云
阿里云作为国内领先的云计算服务提供商，通过构建物联网云平台，为各行业提供全面的 物联网解决方案。其ET大脑和城市大脑等创新产品，推动了物联网在智慧城市等领域的深 入应用。
第6章 物联网中间件
2019/11/14
北京物资学院信息学院
8
第6章 物联网中间件
根据处理的数据的特点物联网中间件具有下列基本 特征：
(1) 独立架构(Insulation Infrastructure)：物联网中 间件独立并且存在于后端应用程序与数据采集器之 间，并且能够与多个或者多种后端应用程序以及多 个数据采集器连接，以减轻架构与中间件维护的复 杂性。
2019/11/14
北京物资学院信息学院
24
第6章 物联网中间件
IOT-A体系框架
WP1-架构参考模型
W P2-协调整合到未来的 互联网 服务层 WP3-协议套件 WP4-解析和识别 WP5-IOT对象平台
WP6-要求，验 证和利益相关
方的互动
WP7-用例
WP8-传播和影响生成
WP9-管理和协调
2019/11/14
(2) 数据处理(Data Flow)：物联网主要目的在于将 实体对象转换为信息环境下的虚拟对象，因此数据 处理是物联网最重要的特征，物联网中间件具有数 据的搜集、整合、过滤与传递等特性，以便将正确 的对象信息传到企业后端的应用系统。
2019/11/14
北京物资学院信息学院
9
第6章 物联网中间件
(3) 流程处理(Process Flow)：物联网中间件采用程 序逻辑及储存再转送(store-and-forward)的功能来提 供顺序的消息流，具有数据流程设计与管理的能力。
2019/11/14
北京物资学院信息学院
3
第6章 物联网中间件
6.1 中间件技术概述
6.1.1 中间件的作用和意义 中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布 式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享 资源。中间件位于客户机/服务器的操作系统之上， 管理计算机资源和网络通讯，是连接两个独立应 用程序或独立系统的软件，相连接的系统即使它 们具有不同的接口，但通过中间件相互之间仍能 交换信息，执行中间件的一个关键途径是信息传 递，通过中间件应用程序可以工作于多平台或OS 环境。
物联网中间件
2.2 嵌入式中间件技术 2.3 万维物联网 2.4 上下文感知技术
2.1 web服务
Web 服务（ Web Services ）就是一种可以通过
Web描述、发布、定位和调用的模块化应用。
Web服务可以执行多种功能，从简单的请求到复
杂的业务过程。
一旦Web服务被部署，其他的应用程序或是Web
物联网中间件
1
物联网中间件基本概念
2
物联网中间件关键技术
3
物联网中间件编程实例
1 物联网中间件基本概念
1.1 物联网中间件的定义和分类 1.2 物联网中间件的基本组成和特点 1.3 物联网中间件举例
1.1 物联网中间件的定义和分类
(1) 中间件定义：
独立的系统软件或服务程序。
应用于客户机、服务器的操作系统，管理计算 机资源和网络通信。 连接两个独立应用程序或独立系统的软件，使 相连接的系统即使具有不同的接口，利用中间件 仍然能相互交换信息。
服务就能够发现并且调用这个部署的服务。
Web服务（Web Services）向外界提供一个 能 够 通 过 Web 进 行 调 用 的 API （ Application Programming Interface，应用程序编程接口） ，能够用编程的方法通过Web来调用这个应用 程序。我们把调用这个Web Services的应用程 序叫做客户。
支持分布计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明的
应用或服务的交互
支持标准的协议
支持标准的接口
*(5) 什么是物联网中间件 在物联网中采用中间件技术，
以实现多个系统和多种技术之间的
资源共享，最终组成一个资源丰富
2.1 web服务
Web 服务（ Web Services ）就是一种可以通过
Web描述、发布、定位和调用的模块化应用。
Web服务可以执行多种功能，从简单的请求到复
杂的业务过程。
一旦Web服务被部署，其他的应用程序或是Web
物联网中间件
1
物联网中间件基本概念
2
物联网中间件关键技术
3
物联网中间件编程实例
1 物联网中间件基本概念
1.1 物联网中间件的定义和分类 1.2 物联网中间件的基本组成和特点 1.3 物联网中间件举例
1.1 物联网中间件的定义和分类
(1) 中间件定义：
独立的系统软件或服务程序。
应用于客户机、服务器的操作系统，管理计算 机资源和网络通信。 连接两个独立应用程序或独立系统的软件，使 相连接的系统即使具有不同的接口，利用中间件 仍然能相互交换信息。
服务就能够发现并且调用这个部署的服务。
Web服务（Web Services）向外界提供一个 能 够 通 过 Web 进 行 调 用 的 API （ Application Programming Interface，应用程序编程接口） ，能够用编程的方法通过Web来调用这个应用 程序。我们把调用这个Web Services的应用程 序叫做客户。
支持分布计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明的
应用或服务的交互
支持标准的协议
支持标准的接口
*(5) 什么是物联网中间件 在物联网中采用中间件技术，
以实现多个系统和多种技术之间的
资源共享，最终组成一个资源丰富
物联网关键技术PPT课件
13
EPC 编码分类
目前，EPC 的位数有64 位、96 位或者更多位。至今已 经推出EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、EPC-96Ⅰ型、 EPC-256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型编码方案。 其中EPC-96Ⅰ 型，可以为2.68亿个公司提供唯一标识，每个生产厂商 可以有1600 万个对象分类并且每个对象分类可有680 亿个序列号，这对未来世界所有产品已经十分的够用了。
3
EPC系统的结构
系统构成 EPC编码体系 射频识别系统
信息网络系统
EPC系统的构成
名称 EPC代码
EPC 标签 读写器
EPC中间件 对象名称解析服务(Object
Naming Service：ONS) EPC信息服务(EPC IS)
注释 用来标识目标的特定
代码 贴在物品之上或者内
嵌在物品之中 识读EPC标签
无歧视性： 编码采用全数字形式，不受地方色彩、语言、经济水平、政治 观点的限制， 是无歧视性的编码。
当前，出于成本等因素的考虑，参与EPC测试所使用的编码标准采用的是 64位数据结构，未来将采用96位的编码结构。
7
EPC 编码设计
EPC 的目标是提供对物理世界对象的唯一标识。它通 过计算机网络来标识和访问单个物体，就如在互联网中 使用IP 地址来标识、组织和通信一样。下面将具体分析 这种物品命名方案的各个方面，并介绍EPC 的设计策 略。
EPC系统的软件支持系 统
4
13.1 物联网编码 13.2 识别与防碰撞问题 13.3 物联网名称解析服务 13.4 物联网信息发布服务 13.5 物联网中间件 13.6 物联网安全 13.7 物联网协议与标准
5
EPC编码体系
EPC 编码体系是新一代的与GTIN兼容的编码标准，它 是全球统一标识系统的延伸和拓展，是全球统一标识系 统的重要组成部分，是EPC系统的核心与关键。
EPC 编码分类
目前，EPC 的位数有64 位、96 位或者更多位。至今已 经推出EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、EPC-96Ⅰ型、 EPC-256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型编码方案。 其中EPC-96Ⅰ 型，可以为2.68亿个公司提供唯一标识，每个生产厂商 可以有1600 万个对象分类并且每个对象分类可有680 亿个序列号，这对未来世界所有产品已经十分的够用了。
3
EPC系统的结构
系统构成 EPC编码体系 射频识别系统
信息网络系统
EPC系统的构成
名称 EPC代码
EPC 标签 读写器
EPC中间件 对象名称解析服务(Object
Naming Service：ONS) EPC信息服务(EPC IS)
注释 用来标识目标的特定
代码 贴在物品之上或者内
嵌在物品之中 识读EPC标签
无歧视性： 编码采用全数字形式，不受地方色彩、语言、经济水平、政治 观点的限制， 是无歧视性的编码。
当前，出于成本等因素的考虑，参与EPC测试所使用的编码标准采用的是 64位数据结构，未来将采用96位的编码结构。
7
EPC 编码设计
EPC 的目标是提供对物理世界对象的唯一标识。它通 过计算机网络来标识和访问单个物体，就如在互联网中 使用IP 地址来标识、组织和通信一样。下面将具体分析 这种物品命名方案的各个方面，并介绍EPC 的设计策 略。
EPC系统的软件支持系 统
4
13.1 物联网编码 13.2 识别与防碰撞问题 13.3 物联网名称解析服务 13.4 物联网信息发布服务 13.5 物联网中间件 13.6 物联网安全 13.7 物联网协议与标准
5
EPC编码体系
EPC 编码体系是新一代的与GTIN兼容的编码标准，它 是全球统一标识系统的延伸和拓展，是全球统一标识系 统的重要组成部分，是EPC系统的核心与关键。
《物联网中间件》课件
工业物联网
在工业领域，物联网中间件将助力实现生产过程的智能化和自动 化，提高生产效率和降低成本。
智慧城市
物联网中间件将在智慧城市建设中发挥重要作用，为城市管理和 服务提供智能化解决方案。
安全与隐私挑战
数据安全保护
物联网中间件需要加强对数据的加密和保护措施，防止数据泄露和 被恶意攻击。
隐私保护
在收集和使用用户数据时，物联网中间件需要严格遵守隐私保护法 规，确保用户隐私不被侵犯。
物联网中间件的典型案 例
智能家居中间件
智能家居中间件是连接各种智 能家居设备的桥梁，实现了设 备间的互联互通和数据共享。
它能够统一管理家庭中的各种 智能设备，提供统一的控制界 面和语音助手，方便用户对设
备的控制和操作。
智能家居中间件还具备安全保 护功能，保障用户隐私和家庭 安全。
通过智能家居中间件，用户可 以更加便捷地实现智能控制、 节能环保、舒适健康等目的。
协议转换
实现不同设备、不同协议间的数据转换，确保数 据的一致性和互通性。
数据处理与分析
数据清洗
去除无效、异常数据，提高数据质量。
数据存储
将数据存储在分布式存储系统中，便于后续查询和分析。
数据挖掘
利用大数据分析技术，挖掘数据的潜在价值，为决策提供支持。
数据安全与隐私保护
01
02
03
数据加密
采用加密算法对数据进行 加密，确保数据传输和存 储的安全性。
03
物联网中间件的设计与 开发
需求分析与设计
需求调研
深入了解物联网应用场景，收集 用户需求，明确中间件的功能和 性能要求。
架构设计
根据需求调研结果，设计中间件 的总体架构，包括系统模块、接 口和数据流程等。
在工业领域，物联网中间件将助力实现生产过程的智能化和自动 化，提高生产效率和降低成本。
智慧城市
物联网中间件将在智慧城市建设中发挥重要作用，为城市管理和 服务提供智能化解决方案。
安全与隐私挑战
数据安全保护
物联网中间件需要加强对数据的加密和保护措施，防止数据泄露和 被恶意攻击。
隐私保护
在收集和使用用户数据时，物联网中间件需要严格遵守隐私保护法 规，确保用户隐私不被侵犯。
物联网中间件的典型案 例
智能家居中间件
智能家居中间件是连接各种智 能家居设备的桥梁，实现了设 备间的互联互通和数据共享。
它能够统一管理家庭中的各种 智能设备，提供统一的控制界 面和语音助手，方便用户对设
备的控制和操作。
智能家居中间件还具备安全保 护功能，保障用户隐私和家庭 安全。
通过智能家居中间件，用户可 以更加便捷地实现智能控制、 节能环保、舒适健康等目的。
协议转换
实现不同设备、不同协议间的数据转换，确保数 据的一致性和互通性。
数据处理与分析
数据清洗
去除无效、异常数据，提高数据质量。
数据存储
将数据存储在分布式存储系统中，便于后续查询和分析。
数据挖掘
利用大数据分析技术，挖掘数据的潜在价值，为决策提供支持。
数据安全与隐私保护
01
02
03
数据加密
采用加密算法对数据进行 加密，确保数据传输和存 储的安全性。
03
物联网中间件的设计与 开发
需求分析与设计
需求调研
深入了解物联网应用场景，收集 用户需求，明确中间件的功能和 性能要求。
架构设计
根据需求调研结果，设计中间件 的总体架构，包括系统模块、接 口和数据流程等。
物联网ppt课件
防范措施
部署防火墙、入侵检测系统等 安全设备，限制非法访问和恶 意请求，提高系统可用性和稳
定性。
数据加密和身份认证机制设计
数据加密
采用加密算法对传输和存储的数 据进行加密，确保数据在传输和 存储过程中的机密性和完整性。
身份认证
通过用户名/密码、数字证书、生 物特征等方式验证用户身份，防止 非法用户访问和使用系统。
电力线载波通信
利用电力线作为传输介质，无需额外布线，成本低，但传输速率 和稳定性相对较低。
无线传输方式介绍及特点分析
A
无线局域网（WLAN）
基于IEEE 802.11标准，传输速率快，覆盖范围 广，适用于局部区域内的无线通信。
蓝牙（Bluetooth）
短距离无线通信技术，低功耗，适用于移 动设备间的数据传输。
B
C
ZigBee
低功耗、低成本的无线通信技术，适用于物 联网中大量低功耗设备的通信。
LoRa
长距离、低功耗的无线通信技术，适用于物 联网中的广域网通信。
D
组网方案选择与优化策略
根据应用场景选择合适的传输方 式
对于大数据量、高速率的应用场景，优先 选择有线传输方式；对于移动设备和低功 耗设备，可选择无线传输方式。
数据处理与挖掘方法论述
01
数据清洗与预处理
针对物联网数据的特点，进行数据清洗、去重、降噪、填充缺失值等预
处理操作，为后续的数据分析和挖掘提供准确、可靠的数据基础。
02
数据统计与可视化
运用统计学方法对物联网数据进行描述性统计、分布统计等，通过图表
、图像等形式将数据直观地展现出来，帮助用户更好地理解数据。
物联网感知层技术
02
传感器类型与工作原理
部署防火墙、入侵检测系统等 安全设备，限制非法访问和恶 意请求，提高系统可用性和稳
定性。
数据加密和身份认证机制设计
数据加密
采用加密算法对传输和存储的数 据进行加密，确保数据在传输和 存储过程中的机密性和完整性。
身份认证
通过用户名/密码、数字证书、生 物特征等方式验证用户身份，防止 非法用户访问和使用系统。
电力线载波通信
利用电力线作为传输介质，无需额外布线，成本低，但传输速率 和稳定性相对较低。
无线传输方式介绍及特点分析
A
无线局域网（WLAN）
基于IEEE 802.11标准，传输速率快，覆盖范围 广，适用于局部区域内的无线通信。
蓝牙（Bluetooth）
短距离无线通信技术，低功耗，适用于移 动设备间的数据传输。
B
C
ZigBee
低功耗、低成本的无线通信技术，适用于物 联网中大量低功耗设备的通信。
LoRa
长距离、低功耗的无线通信技术，适用于物 联网中的广域网通信。
D
组网方案选择与优化策略
根据应用场景选择合适的传输方 式
对于大数据量、高速率的应用场景，优先 选择有线传输方式；对于移动设备和低功 耗设备，可选择无线传输方式。
数据处理与挖掘方法论述
01
数据清洗与预处理
针对物联网数据的特点，进行数据清洗、去重、降噪、填充缺失值等预
处理操作，为后续的数据分析和挖掘提供准确、可靠的数据基础。
02
数据统计与可视化
运用统计学方法对物联网数据进行描述性统计、分布统计等，通过图表
、图像等形式将数据直观地展现出来，帮助用户更好地理解数据。
物联网感知层技术
02
传感器类型与工作原理
物联网体系结构PPT幻灯片课件
14
2019/10/11
经过近几年的快速发展，各国不同的单位和机构 均初步建立了各自的物联网技术方案。例如，欧盟于 2009年9月发布的《欧盟物联网战略研究路线图》白 皮书中列出了13类物联网关键技术，它包括物联网体 系结构技术、标识技术、通信技术、网络技术、发现 与搜索引擎技术、软件和算法技术、硬件技术、数据 和信号处理技术、关系网络管理技术、电源和能量储 存技术、安全与隐患技术、标准化与相关技术等。物 联网的关键技术如图2.5所示。
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2.2 物联网的体系结构 2.2.1 物联网的组成
物联网作为一种形式多样的聚合性复杂系统， 涉及了信息技术自上而下的每一个层面，其体 系架构一般可分为感知层、网络层、应用层三 个层面。其中公共技术不属于物联网技术的某 个特定层面，而是与物联网技术架构的三层都 有关系，它包括标识与解析、安全技术、网络 管理和服务质量QoS（Quality of Service， QoS）管理等内容。物联网体系结构图如图2.1 所示。
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2.4.2中国物联网产业的基本架构
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思考与练习题 一、简答题 1、简述物联网的功能特征与基本功能。 2、简述物联网感知层的组成与作用。 3、物联网在传输网络层存在各种网络形式，通常使
用的网络形式有哪几种？ 4、简述应用层相关技术?
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感知层示意图 8
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2.2.3 物联网网络层 第二层是网络层。网络是物联网最重要的基础设施之一。
网络层在物联网模型中连接感知层和应用层，具有强大的纽 带作用，高效、稳定、及时、安全地传输上下层的数据。 网络层，即异构融合的泛在通信网络，它包括了现有的互联 网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网，通信网络对 采集到的物体信息进行传输和处理。
《物联网》PPT课件
❖ 物联网是通过各种传感技术（RFID、传感器、 GPS、摄像机、激光扫描器……）、各种通讯手 段（有线、无线、长距、短距……），将任何物 体与互联网相连接，采集其声、光、热、电、力 学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互 联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物 与物、物与人，所有的物品与网络的连接，进而 实现“管理、控制、营运”一体化的一种网络。
《物联网》PPT课件
（综合版）
序言
物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光 扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程，采集其声 、光、热、电、力学、化 学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入， 实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网 是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对 象形成才能够被纳入“ 物联网”的范围：
❖1、要有数据传输通路； ❖2、要有一定的存储功能； ❖3、要有CPU； ❖4、要有操作系统； ❖5、要有专门的应用程序； ❖6、遵循物联网的通信协议； ❖7、在世界网络中有可被识别的唯一编号。
与任何物体相连
物联网的三个层次
计算模式的发展
❖ “十五年周期定律” IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点，
认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断 像摩尔定律一样准确，人们把它称为“十五年周 期定律”。
▪ 1965年前后的“大型机”； ▪ 1980年前后的“个人计算机”； ▪ 1995年前后的“互联网”； ▪ 2010年前后“物联网”。
RFID系统组成
电子标签 (Tag)
RFID
天线
系统
阅读器
《物联网》PPT课件
（综合版）
序言
物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光 扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程，采集其声 、光、热、电、力学、化 学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入， 实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网 是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对 象形成才能够被纳入“ 物联网”的范围：
❖1、要有数据传输通路； ❖2、要有一定的存储功能； ❖3、要有CPU； ❖4、要有操作系统； ❖5、要有专门的应用程序； ❖6、遵循物联网的通信协议； ❖7、在世界网络中有可被识别的唯一编号。
与任何物体相连
物联网的三个层次
计算模式的发展
❖ “十五年周期定律” IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点，
认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断 像摩尔定律一样准确，人们把它称为“十五年周 期定律”。
▪ 1965年前后的“大型机”； ▪ 1980年前后的“个人计算机”； ▪ 1995年前后的“互联网”； ▪ 2010年前后“物联网”。
RFID系统组成
电子标签 (Tag)
RFID
天线
系统
阅读器
物联网技术与应用(5)电子教案PPT
5.2 物联网中间件关键技术概述
三、物联网中间件关键技术----万维物联网（WEB OF THINGS）P128 2、特性 • 使用HTTP作为应用协议，HTTP也是用来连接传感器和网 络的传输协议。 • 通过REST接口将智能设备的同步功能开放出来，并遵守 “面向资源架构”。 • 智能设备的异步功能开放采用广为接受的WEB聚合标准保 证智能物体业务松耦合，同时提供一致化的接口进入并构 建智能物体的功能。 • 前端WEB的呈现方式，提供直观友好的用户体验，适合呈 现泛网业务。 • 开放平台，基础业务功能通过REST WEB接口开放给第三 方。
五、物联网中间件的特点：P122 • 独立于架构：中间件独立并介于物联网设备一后端应用程 序之间，并且能够与多个后端应用程序连接以减轻架构与 维护的复杂性。 • 数据流：物联网的主要目的在于将实体对象转换为信息环 境下的虚拟对象，因些数据处理是中间件最重要的功能， 具有数据搜集过滤融合传递功能，以便将正确的对象信息 传到上层的应用系统。 • 处理流：中间件采用程序逻辑及存储再转送的功能来提供 顺序的消息流，具有数据流设计与管理的功能。 • 标准化：中间件为不同的上层应用和下层设备提供标准的 接口和通信协议，因些中间件的标准化十分重要。 •
最早具有中间件技术思想及功能的软件是 IBM的CICS，但由于CICS不是分布式环境的产 物，因此人们一般把Tuxedo作为第一个严格意 义上的中间件产品。Tuxedo是1984年在当时属 于AT&T的贝尔实验室开发完成的，但由于分布 式处理当时并没有在商业应用上获得像今天一样 的成功，Tuxedo在很长一段时期里只是实验室 产品，后来被Novell收购，在经过Novell并不成 功的商业推广之后，1995年被现在的BEA公司 收购。
物联网中间件PPT课件
EMS配置在“边缘EPC中间件”端，用于收集所读到的标签信 息。 EMS的主要任务：
（1）能够让不同类型的读写器将信息写入到适配器； （2）从读写器中收集标准格式的EPC数据； （3）允许过滤器对数据EPC数据进行平滑处理；
（4）允许将处理后的数据写入到RIED或数据库； （5）对事件进行缓冲，使得数据记录器、数据过滤20器21/3/和9 适配器4能 够互不干扰的互相工作。
物联网的中间件是一种面向消息的中间件，中间件具有以下特 点：
（1）满足大量应用的需要；
（2）运行于多种硬件和操作系统平台；
（3）支持分布式计算，提供跨网络、硬件和操作系统的透明性的 应用或服务的交互；
（4）支持标准的协议； （5）支持标准的接口。
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2
中间件的体系框架
应用
应用
接口协议
中间件 （分布系统服务）
公共信息库 插件管理
通用API
API 应用中间件
网关管理 中间件
设备管理
API
中间件
消息
RPC中间件 消息
消息路由/分发模块API
消息 API
南向适配 中间件
消息
北向适配 中间件
主控模块
南向网络接口
北向网络接口
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主控模块：是网关启动后最先运行的软件模块。主控模 块负责初始化网关软件系统、解析配置文件、加载中间 件、处理系统信号。
中间件的定义
中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借 助这种软件在不同的技术之间共享资源。
中间件是位于操作系统和应用软件之间的通用服务，其主要作 用是用来屏蔽网络硬件平台的差异性以及操作系统与网络协议的异 构性，使应用软件能够比较平滑地运行于不同的平台上。同时中间 件在负载平衡、连接管理和调度方面起来很大的作用，使企业级应 用的性能得到大幅提升，满足了关键业务的需求。
（1）能够让不同类型的读写器将信息写入到适配器； （2）从读写器中收集标准格式的EPC数据； （3）允许过滤器对数据EPC数据进行平滑处理；
（4）允许将处理后的数据写入到RIED或数据库； （5）对事件进行缓冲，使得数据记录器、数据过滤20器21/3/和9 适配器4能 够互不干扰的互相工作。
物联网的中间件是一种面向消息的中间件，中间件具有以下特 点：
（1）满足大量应用的需要；
（2）运行于多种硬件和操作系统平台；
（3）支持分布式计算，提供跨网络、硬件和操作系统的透明性的 应用或服务的交互；
（4）支持标准的协议； （5）支持标准的接口。
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2
中间件的体系框架
应用
应用
接口协议
中间件 （分布系统服务）
公共信息库 插件管理
通用API
API 应用中间件
网关管理 中间件
设备管理
API
中间件
消息
RPC中间件 消息
消息路由/分发模块API
消息 API
南向适配 中间件
消息
北向适配 中间件
主控模块
南向网络接口
北向网络接口
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主控模块：是网关启动后最先运行的软件模块。主控模 块负责初始化网关软件系统、解析配置文件、加载中间 件、处理系统信号。
中间件的定义
中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借 助这种软件在不同的技术之间共享资源。
中间件是位于操作系统和应用软件之间的通用服务，其主要作 用是用来屏蔽网络硬件平台的差异性以及操作系统与网络协议的异 构性，使应用软件能够比较平滑地运行于不同的平台上。同时中间 件在负载平衡、连接管理和调度方面起来很大的作用，使企业级应 用的性能得到大幅提升，满足了关键业务的需求。
物联网(IOT)PPT课件
2021
30
物联网中间件的产生
1.企业实施RFID项目改造出现问题
2021
31
IOT—MW的结构
1.IOT—MW的网络结构
IS
中国国家中心
IS
华东地区
IS
华中地区
IS 浙江分区
江西分区 IS
IS 河南分区
湖北分区 IS
南昌 九江 抚州 商店 商店 商店
郑州 仓库
洛阳 生产 工厂
开封 商店
2021
RFID读写器通过射频模块中的天线将无线电载波信号
发射出去形成读写器的一个有效识别范围。当RFID电
子标签（无源标签）进入到这个识别范围时，电子标签
被激活，通过读写器天线发出的电磁场提取工作能量，
并通过电子标签内的射频模块将标签中存储的数据信息
发射出去；然后读写器的天线接受到射频信号，射频模
块对信号进行解调解码，通过中央信息系统或读写器自
中间件
它是位于平台(硬件和
（分布系统服务）
操作系统)和应用之间
的通用服务，这些服
接口与协议
务具有标准的程序接
口和协议，如图所示。
硬件 操作系统
硬件 操作系统
2021
29
2.特征
（1）要为上层的应用层服务，这是一个基本条件； （2）必须连接到操作系统的层面，并且保持运行工 作状态。
3.分类
◆远程过程调用 ◆面向消息的中间件 ◆对象请求代理
近距离 FRID读 写器
生产企业
工作站
工作站
生产企业
中距离 FRID读写
器
远距离 FRID读写
器
工作 站
202工站1作
工作 站
物联网技术与标准ppt课件
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
应用层标准
行业应用类标准：智能交通、智能电力、智能环境等 相关系列标准。
公众应用类标准：智能家居总体技术标准、智能家居 联网技术标准、智能家居设备控制协议技术标准等。
为物联网制定标准，应从以下几个方面入手。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
物联网标准化对象划分
从标准化对象的角度看，物联网标准涉及的标准化对 象可为相对独立、完整、具有特定功能的实体，可大 至网络、系统，可小至设备、接口、协议，另外还包 括业务。各种实体根据需要，可以制定技术要求类标 准和测试方法类标准。
多媒体信息的采集: 多媒体信息采集是对音频、视频 信息进行同步采集，并将其存储的技术。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
无线传输
无线传输用于补充和延伸接入网络，使得网络能够把 各种物体接入到网络，主要包括各种短距离无线通信 技术。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
物联网技术体系框架
物联网技术体系主要包括感知延伸层技术、网络层技 术、应用层技术和共性支撑技术体系框架。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
应用服务子层
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物联网的中间件
.
1
中间件的定义
中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借 助这种软件在不同的技术之间共享资源。
中间件是位于操作系统和应用软件之间的通用服务，其主要作 用是用来屏蔽网络硬件平台的差异性以及操作系统与网络协议的异 构性，使应用软件能够比较平滑地运行于不同的平台上。同时中间 件在负载平衡、连接管理和调度方面起来很大的作用，使企业级应 用的性能得到大幅提升，满足了关键业务的需求。
（2）SOAP服务器
SOAP服务器的任务是将功能和任务管理器的接口作为服务 的形式暴露出来，让所有的系统都能够访问到，可以通过一个 简单部署描述文件来完成部署，该文件描述了哪些任务管理器 的方法被描述出来。
.
8
（3）类服务器
类服务器使得给系统动态加载额外服务成为可能，任务管 理器指向类服务器并在类服务器有效时加载所要加载新的类。 这样可以很容易地实现更新、添加和修改任务而不需要重新启 动系统。
中间件是一类软件，而非一种软件；
中间件不仅仅实现互连，还要实现应用之间的互操作；
中间件是基于分布式处理的软件，最突出的特点是其网络通
信功能。
.
2
中间件的特点
对于应用软件开发，中间件远比操作系统和网络服务更为重要， 中间件提供的程序接口定义了一个相对稳定的高层应用环境，不管 底层的计算机硬件和系统软件怎么更新换代，只要将中间件升级更 新，并保持中间件对外的接口定义不变，应用软件几乎无需修改， 从而保护了企业在应用软件开发和维护中的大量投资。
（4）数据库
数据库为任务管理器提供一个持久化的存储场所，数据库存 有提交的任务极其相应进度表的详细信息，因此所有提交给系 统的任务将会存活下来，即使任务管理器出乎意料地瘫痪。在 每一次循环中，任务管理器查询数据中的任务并更新相关的记 录。
.
9
中间件的分类
1、数据访问中间件 2、远程过程调用中间件 3、面向对象的中间件 4、基于事件的中间件 5、面向消息的中间件 6、对象请求代理中间件 7、事务处理监控中间件
（7）DDL剖析器
.（8）回滚缓冲
6
3、任务管理系统（TMS）
在TMS系统中有如下组件：任务管理器、SOAP服务器、类 服务器、数据库。TMS体系构架如下：
管理员用户
一般用户 一般用户 一般用户
SOAP服务器
任务管理器 任务装载器
类服务器
RDBMS
.
7
（1）任务管理器
TMS主要是代表用户负责执行和维护运行在EPC中间件上 的任务，每个提交给系统的任务都有一个时间表，时间表中表 明任务的运行周期，是否连续执行等。
2、实时内存事件数据库（RIED）
RIED是一个内存数据库，用来存储“边缘EPC中间件” 的事件信息，其中“边缘EPC中间件”维护来自读写的信息， 并提供过滤和记录事件的框架。
RIED组件由以下几方面构成：
（1）JDBC接口；
（2）DML剖Leabharlann 器（3）查询优化器（4）本地查询处理器
（5）排序区
（6）数据结构
EMS配置在“边缘EPC中间件”端，用于收集所读到的标签信 息。 EMS的主要任务：
（1）能够让不同类型的读写器将信息写入到适配器； （2）从读写器中收集标准格式的EPC数据； （3）允许过滤器对数据EPC数据进行平滑处理；
（4）允许将处理后的数据写入到RIED或数据库； .（5）对事件进行缓冲，使得数据记录器、数据过滤器和适配器5能 够互不干扰的互相工作。
接口协议
硬件 操作系统
硬件 操作系统
.
中间件必须具备两个关 键特征，首先要为上层的应 用服务，此外又必须连接到 操作系统的层面，并保持运 行工作状态。
4
中间件的核心模块
中间件的核心模块主要包括事件管理系统（Event Management System，EMS）、实时内存事件数据库（Real-time In-memory Event Database，RIED）以及任务管理系统（Task Management System，TMS）等三个主要模块。 1、事件管理系统（EMS）
.
11
围绕物联网在信息交互、任务分解、节点协同、数据处理和 异构抽象等方面的设计目标，物联网中间件设计方法主要可分 为以下几类：
1.基于虚拟机的物联网网络中间件
该类中间件一般由虚拟机、解释器和代理组成，提供虚拟机 环境以简化应用的开发和部署。Mate是这类中间件的典型代表， 它是一种建立在TinyOS基础上的传感器网络虚拟机。
物联网的中间件是一种面向消息的中间件，中间件具有以下特 点：
（1）满足大量应用的需要；
（2）运行于多种硬件和操作系统平台；
（3）支持分布式计算，提供跨网络、硬件和操作系统的透明性的 应用或服务的交互；
. （4）支持标准的协议；
3
（5）支持标准的接口。
中间件的体系框架
应用
应用
接口协议
中间件 （分布系统服务）
.
10
中间件设计方法
物联网具有自身体系结构的差异性、网络中节点的部署和 数据采集的多样性以及通信的异构性等特点，在设计物联网中 间件软件时必须遵循以下原则。 （1）由于节点能量、计算、存储能力及通信带宽有限，因此传 感网中间件必须是轻量级的，且能够在性能和资源消耗间取得 平衡。 （2）物联网环境较为复杂，因此中间件软件还应提供较好的容 错机制、自适应和自维护机制。 （3）中间件软件的下层支撑是各种不同类型的硬件节点和操作 系统(TinyOS、MantisOS、SOS)，因此，其本身须能够屏蔽网 络底层的异构性。 （4）中间件软件的上层是各种应用，因此，它还需要为各类上 层应用提供统一的、可扩展的接口，以便于应用的开发。
4.面向消息的物联网中间件
该类中间件主要采用异步模式和生产者/消费者模式，其典型 代表为Mires。
5.基于移动代理的物联网中间件
基于移动代理的物联网中间件提供抽象的计算任务给上层应 用，尽可能使应用模块化，以便可以更容易地进行代码传输。 Agilla是其典型代表。
2.基于数据库的物联网中间件
在该类中间件中，整个物联网被看作是一个虚拟的数据库系 统，为用户的查询提供简单的接口。Cougar、TinyDB及SINA 是这类中间件的典型代表。
.
12
3.基于应用驱动的物联网中间件
这类中间件主要由应用来决定网络协议栈的结构，允许用户 根据应用需求调整网络，其典型代表为MILAN中间件。
.
1
中间件的定义
中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借 助这种软件在不同的技术之间共享资源。
中间件是位于操作系统和应用软件之间的通用服务，其主要作 用是用来屏蔽网络硬件平台的差异性以及操作系统与网络协议的异 构性，使应用软件能够比较平滑地运行于不同的平台上。同时中间 件在负载平衡、连接管理和调度方面起来很大的作用，使企业级应 用的性能得到大幅提升，满足了关键业务的需求。
（2）SOAP服务器
SOAP服务器的任务是将功能和任务管理器的接口作为服务 的形式暴露出来，让所有的系统都能够访问到，可以通过一个 简单部署描述文件来完成部署，该文件描述了哪些任务管理器 的方法被描述出来。
.
8
（3）类服务器
类服务器使得给系统动态加载额外服务成为可能，任务管 理器指向类服务器并在类服务器有效时加载所要加载新的类。 这样可以很容易地实现更新、添加和修改任务而不需要重新启 动系统。
中间件是一类软件，而非一种软件；
中间件不仅仅实现互连，还要实现应用之间的互操作；
中间件是基于分布式处理的软件，最突出的特点是其网络通
信功能。
.
2
中间件的特点
对于应用软件开发，中间件远比操作系统和网络服务更为重要， 中间件提供的程序接口定义了一个相对稳定的高层应用环境，不管 底层的计算机硬件和系统软件怎么更新换代，只要将中间件升级更 新，并保持中间件对外的接口定义不变，应用软件几乎无需修改， 从而保护了企业在应用软件开发和维护中的大量投资。
（4）数据库
数据库为任务管理器提供一个持久化的存储场所，数据库存 有提交的任务极其相应进度表的详细信息，因此所有提交给系 统的任务将会存活下来，即使任务管理器出乎意料地瘫痪。在 每一次循环中，任务管理器查询数据中的任务并更新相关的记 录。
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中间件的分类
1、数据访问中间件 2、远程过程调用中间件 3、面向对象的中间件 4、基于事件的中间件 5、面向消息的中间件 6、对象请求代理中间件 7、事务处理监控中间件
（7）DDL剖析器
.（8）回滚缓冲
6
3、任务管理系统（TMS）
在TMS系统中有如下组件：任务管理器、SOAP服务器、类 服务器、数据库。TMS体系构架如下：
管理员用户
一般用户 一般用户 一般用户
SOAP服务器
任务管理器 任务装载器
类服务器
RDBMS
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7
（1）任务管理器
TMS主要是代表用户负责执行和维护运行在EPC中间件上 的任务，每个提交给系统的任务都有一个时间表，时间表中表 明任务的运行周期，是否连续执行等。
2、实时内存事件数据库（RIED）
RIED是一个内存数据库，用来存储“边缘EPC中间件” 的事件信息，其中“边缘EPC中间件”维护来自读写的信息， 并提供过滤和记录事件的框架。
RIED组件由以下几方面构成：
（1）JDBC接口；
（2）DML剖Leabharlann 器（3）查询优化器（4）本地查询处理器
（5）排序区
（6）数据结构
EMS配置在“边缘EPC中间件”端，用于收集所读到的标签信 息。 EMS的主要任务：
（1）能够让不同类型的读写器将信息写入到适配器； （2）从读写器中收集标准格式的EPC数据； （3）允许过滤器对数据EPC数据进行平滑处理；
（4）允许将处理后的数据写入到RIED或数据库； .（5）对事件进行缓冲，使得数据记录器、数据过滤器和适配器5能 够互不干扰的互相工作。
接口协议
硬件 操作系统
硬件 操作系统
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中间件必须具备两个关 键特征，首先要为上层的应 用服务，此外又必须连接到 操作系统的层面，并保持运 行工作状态。
4
中间件的核心模块
中间件的核心模块主要包括事件管理系统（Event Management System，EMS）、实时内存事件数据库（Real-time In-memory Event Database，RIED）以及任务管理系统（Task Management System，TMS）等三个主要模块。 1、事件管理系统（EMS）
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11
围绕物联网在信息交互、任务分解、节点协同、数据处理和 异构抽象等方面的设计目标，物联网中间件设计方法主要可分 为以下几类：
1.基于虚拟机的物联网网络中间件
该类中间件一般由虚拟机、解释器和代理组成，提供虚拟机 环境以简化应用的开发和部署。Mate是这类中间件的典型代表， 它是一种建立在TinyOS基础上的传感器网络虚拟机。
物联网的中间件是一种面向消息的中间件，中间件具有以下特 点：
（1）满足大量应用的需要；
（2）运行于多种硬件和操作系统平台；
（3）支持分布式计算，提供跨网络、硬件和操作系统的透明性的 应用或服务的交互；
. （4）支持标准的协议；
3
（5）支持标准的接口。
中间件的体系框架
应用
应用
接口协议
中间件 （分布系统服务）
.
10
中间件设计方法
物联网具有自身体系结构的差异性、网络中节点的部署和 数据采集的多样性以及通信的异构性等特点，在设计物联网中 间件软件时必须遵循以下原则。 （1）由于节点能量、计算、存储能力及通信带宽有限，因此传 感网中间件必须是轻量级的，且能够在性能和资源消耗间取得 平衡。 （2）物联网环境较为复杂，因此中间件软件还应提供较好的容 错机制、自适应和自维护机制。 （3）中间件软件的下层支撑是各种不同类型的硬件节点和操作 系统(TinyOS、MantisOS、SOS)，因此，其本身须能够屏蔽网 络底层的异构性。 （4）中间件软件的上层是各种应用，因此，它还需要为各类上 层应用提供统一的、可扩展的接口，以便于应用的开发。
4.面向消息的物联网中间件
该类中间件主要采用异步模式和生产者/消费者模式，其典型 代表为Mires。
5.基于移动代理的物联网中间件
基于移动代理的物联网中间件提供抽象的计算任务给上层应 用，尽可能使应用模块化，以便可以更容易地进行代码传输。 Agilla是其典型代表。
2.基于数据库的物联网中间件
在该类中间件中，整个物联网被看作是一个虚拟的数据库系 统，为用户的查询提供简单的接口。Cougar、TinyDB及SINA 是这类中间件的典型代表。
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3.基于应用驱动的物联网中间件
这类中间件主要由应用来决定网络协议栈的结构，允许用户 根据应用需求调整网络，其典型代表为MILAN中间件。