物联网中间件基本概念
物联网知识概述(基础知识)
物联网知识概述(基础知识)物联网是指通过互联的物理设备、传感器、软件和网络等技术手段，使各种物体能够相互连接、相互通信、相互协调工作的网络系统。
物联网技术的发展，已经对各个领域产生了巨大的影响，如工业、农业、医疗、交通等。
本文将对物联网的基础知识进行概述。
一、物联网的定义和组成物联网是指通过物理设备、传感器、软件和网络等技术手段，将各种物体连接起来，形成一个网络系统。
这些物体可以是智能手机、家电、汽车、工业设备等。
物联网系统由物体节点、网络基础设施、中间件和应用系统四个基本组成部分构成。
1. 物体节点物体节点是指通过传感器或者其他感知技术，能够感知外部环境并将数据传输到网络中的物体。
这些物体可以是各种设备，例如温度传感器、摄像头、RFID标签等。
它们负责收集环境数据并进行处理。
2. 网络基础设施网络基础设施是物联网系统中的基础支撑。
它是连接各个物体节点的通信网络，包括有线和无线网络。
网络基础设施要保证数据传输的可靠性和稳定性，以及对大规模设备的扩展性。
3. 中间件中间件是物联网系统中的关键组成部分，它位于物体节点和应用系统之间。
中间件负责数据的传输、存储和处理，同时提供相应的安全机制。
中间件的设计和选择对物联网系统的性能和可靠性有着重要的影响。
4. 应用系统应用系统是基于物联网数据和服务的应用程序。
它们利用从物体节点收集到的数据进行分析和处理，为用户提供各种智能化的应用功能。
例如智能家居系统、物流追踪系统等。
二、物联网的工作原理物联网的工作原理主要包括传感器感知、数据传输和智能化应用三个过程。
1. 传感器感知物联网系统中的物体节点通过传感器感知外部环境的信息。
传感器可以感知温度、湿度、光线等各种参数，也可以通过摄像头感知图像和视频等。
传感器感知到的数据会被即时采集和处理。
2. 数据传输感知到的数据需要通过网络传输到中间件或应用系统中进行处理。
物联网系统使用无线通信技术（如WiFi、蓝牙、NFC等）和有线通信技术（如以太网、RS485、CAN总线等）来实现数据传输。
物联网概论-第2章 物联网体系架构
物 联 网 概 论
2.4.6 物联网应用前景展望
美国权威咨询机构Forrester预测，2020年物联网将 大规模普及，世界上“物物互联”的业务与“人与人通 信”的业务相比，将达到30比1。 欧洲智能系统集成技术平台（EPOSS）预测，2020 年之后物体将进入全智能化。
2.3.2 接入网
传统的接入网主要以铜缆的形式为用户提供一般 的语音业务和数据业务。随着网络的不断发展，出现了 一系列新的接入网技术，包括无线接入技术、光纤接入 技术、同轴接入技术、电力网接入技术等。物联网要满 足未来不同的信息化应用，在接入层面需要考虑多种异 构网络的融合与协同。
物 联 网 概 论
物 联 网 概 论
2.2.2 物品标识与数据采集
1. 标识符 物联网中的标识符应该能够反映每个单 独个体的特征、历史、分类和归属等信息，应该具有唯 一性、一致性和长期性，不会随物体位置的改变而改变， 不会随连接网络的改变而改变。现在许多领域已经开始 给物体分配唯一的标识符，例如，EPC系统已经开始给 全球物品分配唯一的标识符。
物 联 网 概 论
2.2.2 物品标识与数据采集
2. 数据采集 在现实生活中，各种各样的活动或者 事件都会产生这样或者那样的数据。数据采集主要有两 种方式，一种是利用自动识别技术进行物体信息的数据 采集，一种是利用传感器技术进行物体信息的数据采集。
物 联 网 概 论
2.2.2 物品标识与数据采集
2.3.2 接入网
2. 有线接入技术 铜线接入技术，是指在非加感的用户 线上，采用先进的数字处理技术来提高双绞线的传输容 量，向用户提供各种业务的技术。光纤接入技术是一种 光纤到楼、光纤到路边、以太网到用户的接入方式，它 为用户提供了可靠性很高的宽带保证。混合光纤/同轴 网（Hybrid Fiber Coax，HFC）也是一种宽带接入技术， 它的主干网使用光纤，分配网则采用同轴电缆系统，用 于传输和分配用户信息。
中间件在物联网中的应用
中间件在物联网中的应用——董永朋杨勋物联网是战略性新兴产业的重要组成部分，其在农业领域已有一些探索和初步应用。
农业物联网的发展，展方式的革命性变革。
但与物联网技术在工业控制和电子商务等领域发展相比，农业物联网还正处于起步阶段，迫切需要对其进行深入探索和研究，促进农业物联网技术、产品的研发和生产，改造传统农业的现代化水平。
鉴此，编辑部将近期与农业物联网相关的文章集中到一起，以期为农业物联网的相关研究人员提供参考。
物联网( The Internet of Things) 是通过无线射频识别( RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，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。
物联网改变了人与自然界的交互方式，实现人与人、人与物、物与物之间的互联，把虚拟的信息世界与现实的物理世界链接起来，融为一体，扩展了现有网络的功能和人类认识改造世界的能力。
其概念是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域。
1、我国物联网发展现状我国对物联网发展高度重视，《国家中长期科学与技术发展规划( 2006 －2020 年) 》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将物联网列入重点研究领域。
《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》( 2009 年) 已将包括物联网在内的新一代信息技术产业被列为战略性新兴产业。
2009 年以来，温家宝总理多次强调要“着力突破物联网的关键技术，及早部署后 IP 时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’”。
我国将物联网作为推荐产业信息化进程的重要策略，在实际发展中落实物联网于各个产业中的应用。
农业作为关系国计民生的基础产业，其信息化的程度尤其受到重视。
我国发展现代农业面临着资源紧缺与生态环境恶化的双重约束，面临着资源高投入和粗放式经营的矛盾以及农产品质量安全问题的严峻挑战，迫切需要加强以农业物联网为代表的农业信息化技术应用，实现农业生产过程中对动植物、土壤、环境等从宏观到微观的实时监测，提高农业生产经营精细化管理水平，达到合理使用农业资源、降低生产成本、改善生态环境、提高农产品产量和质量的目的。
第6章 物联网中间件
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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。
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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
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(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。
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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。
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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。
物联网相关技术
物联网相关技术
物联网技术可以概括为以下几个方面：
1、传感器技术：传感器是物联网实现的重要基础，它不仅能够检测周围环境中的信息，还能将其转化为电信号或数字信号，再传递给物联网设备进行处理。
2、物联网通信技术：物联网通信技术是物联网中的核心，它具有良好的稳定性、低功耗和可靠性。
它主要包括无线传感器网络（WSN）、ZigBee、蓝牙、GPRS / 3G、Wi-Fi等技术。
3、物联网中间件技术：中间件是一种软件，它可以将硬件设备和上层应用程序连接起来，使前者能够接收后者的指令，并将其转换为物理信号，从而实现物联网实际应用。
4、物联网大数据分析技术：物联网大数据分析技术是分析、挖掘物联网数据的工具，它可以帮助用户更有效地分析物联网中的数据，从而更好地了解它的运行状态，并对其进行优化。
5、物联网安全技术：随着物联网的发展，物联网安全技术也受到了广泛关注，它主要是指在物联网中采用的安全解决方案，包括数据加密、认证、访问控制、安全协议等技术。
物联网中间件
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
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物联网中间件基本概念
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物联网中间件关键技术
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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
物联网技术概论--物联网中间件
01 中间件的概述 02 中间件的特点 03 中间件的分类
目录
中间件的概述
中间件是位于平台和应用之间的具有标 准程序接口和协议的通信服务。
中间件=平台+应用的需要 • 运行于多种硬件和OS平台 • 支持分布计算，提供跨网络，硬
件和OS平台的透明的应用和服 务的交互 • 支持标准的协议 • 支持标准的接口
• 交易中间件和消息中间件一样也具有跨平台, 跨网络的能力
中间件的分类
对象中间件
• 对象中间件也叫Object TP Momitor, 的模式来组织 体系结构的,在线的电子交易很适合采用这种中间件 类型。因为这种类型的应用会被频繁的修改,面向对 象的体系结构可以保持足够的弹性来应付这种改动。
中间件的分类 应用服务器
中间件的分类
感谢观看
中间件的分类
目前，中间件发展很快，已经与操作系统、数据库并列为三大基础软件
中间件的分类
消息中间件
主要功能:将数据从一个应用程序发送到另一个应用程序
中间件的分类
交易中间件
• 主要功能:管理分布于不同计算机上的数据的一致性，协调数据库处理 分布式事务,保障整个系统的性能和可靠性。
• 交易中间件所遵循的主要标准是x/opendtp模型。它适用于联机交易 处理系统，如银行的ATM系统,电信的计费营收系统。主要产品 有:BEA TUXEDO, IBM CICS, 东方通科技tongeasy
物联网中间件技术
物联网中间件技术在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）已经成为了一个热门话题。
从智能家居到工业自动化，从智能交通到医疗保健，物联网的应用无处不在。
而在物联网的架构中，中间件技术扮演着至关重要的角色。
什么是物联网中间件技术呢？简单来说，它就像是一个桥梁，连接着物联网中的各种设备和应用程序，使得它们能够有效地协同工作。
想象一下，在一个智能家居系统中，有各种各样的设备，如智能灯泡、智能门锁、智能摄像头等等。
这些设备来自不同的制造商，使用不同的通信协议和数据格式。
如果没有中间件技术，要让这些设备相互通信和协调工作将是一项极其复杂的任务。
而中间件技术的出现，解决了这个问题。
物联网中间件技术具有多种功能。
首先，它能够实现设备的管理和控制。
中间件可以对连接到物联网的设备进行注册、认证和监控，确保设备的安全性和可靠性。
同时，它还可以对设备进行远程控制和配置，方便用户进行管理。
其次，数据的采集和处理也是中间件的重要职责。
物联网中的设备会产生大量的数据，这些数据的格式和类型各不相同。
中间件能够将这些数据进行收集、整合和转换，使其成为有意义、可分析的信息。
再者，中间件还支持通信协议的转换。
不同的物联网设备可能使用不同的通信协议，如 Zigbee、蓝牙、WiFi 等。
中间件可以在这些协议之间进行转换，使得设备之间能够无障碍地通信。
此外，中间件还具备应用程序接口（API）的提供功能。
这使得开发者能够更轻松地开发基于物联网的应用程序，无需了解底层设备的复杂细节。
在实际应用中，物联网中间件技术带来了许多好处。
对于企业来说，它可以提高生产效率，降低运营成本。
例如，在工业制造领域，通过中间件技术可以实现设备的实时监控和故障预警，及时进行维护和修理，避免生产中断。
在智能交通领域，中间件技术可以整合来自不同传感器和设备的数据，如车辆的位置、速度、路况信息等，为交通管理部门提供更全面、准确的决策依据，从而优化交通流量，减少拥堵。
物联网中间件35730说课讲解
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。
1、事件管理系统（EMS）
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能 够互不干扰的互相工作。
（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。
（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。
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：
物联网的中间件
物联网的中间件1、简介1.1 什么是物联网中间件1.2 物联网中间件的作用1.3 物联网中间件的优势1.4 物联网中间件的应用场景2、架构设计2.1 物联网中间件的组成部分2.1.1 设备接入层2.1.2 数据传输层2.1.3 数据处理层2.1.4 应用展示层2.2 物联网中间件的通信方式2.2.1 点对点通信2.2.2 发布-订阅模式2.2.3 请求-应答模式2.3 物联网中间件的扩展性与容错性设计 2.3.1 数据存储与查询设计2.3.2 容灾与备份设计2.3.3 负载均衡与性能优化设计2.3.4 安全性设计3、设备接入层3.1 设备与中间件的通信协议3.2 设备接入认证与授权3.3 设备状态管理3.4 设备数据采集与传输4、数据传输层4.1 数据通信协议选择与优化4.2 数据压缩与加密4.3 数据分发与路由4.4 数据精确性与实时性保障5、数据处理层5.1 数据解析与转换5.2 数据存储与处理5.3 数据分析与挖掘5.4 数据可视化与展示6、应用展示层6.1 应用接口设计与开发6.2 用户权限与访问控制6.3 数据监控与报警6.4 应用维护与升级7、附件7.1 附件1：示例代码7.2 附件2：配置文件样例注释：物联网中间件：指在物联网平台中，连接设备与应用层之间的软件系统。
法律名词及注释：- 物联网：是指在互联网基础上，将各类物品与互联网相连接，实现信息互通，数据共享，实现智能化的一种网络形态。
- 数据采集：指通过传感器、仪器设备等手段，对现实世界中的数据进行采集和记录的过程。
- 数据处理：指对采集到的数据进行分析、加工、处理，以提取有价值的信息。
- 数据存储：指将处理后的数据进行储存，以备后续使用。
- 数据传输：指在不同设备之间进行数据交互的过程。
- 应用开发：指根据具体需求，进行程序开发，实现特定功能。
- 用户权限控制：指对用户访问系统资源的权限进行控制和管理。
- 数据监控：指对物联网系统中的数据进行实时监控和报警的过程。
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。
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。
J2EE和CORBA的最大区别是，CORBA只是针对单个对象， 而不是被应用服务器自动管理的可部署的服务器端组件。 CORBA的特点是大而全，互操作性和开放性非常好；缺点是庞 大而复杂，并且技术和标准的更新相对较慢。
物联网典型中间件
传感网网关中间件
传感网网关中间件软件系统结构（如下图）主要分为6个部 分：主控模块、公共信息中间件、通用API模块、中间件管理模 块、消息管理模块、功能性中间件模块。
客户层
客户端
中间层
客户端
应用服务器
数据层
数据库
客户端
用户界面
业务逻辑
数据逻辑
中间件技术标准
1、COM
COM（Component Object Model，组建对象模型）通过底层 的远程支持使得构件技术延伸到了分布式应用领域。COM是 Microsoft提出的一种组件规范，其多个组件对象可以连接起来形成 应用程序，并且在运行时，可在不重复连接或编译的情况下被卸载 或换掉。COM既是规范，也是实现。它以COM库的形式提供了访 问COM对象核心功能的标准接口及一组API函数，这些API用于实现 创建和管理COM对象的功能。
(1) 提供安全机制(在协议 栈)。 (2) 安全管理功能(部分在协 议栈，上位机配合，功能可 方便扩展)。 (3) 安全监控功能(上位机配 合)。
根据组件提供的功能将安全中间件分为4层。
物联网中间件概念
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（3）节点的物理安全无法保证 传感器节点所处的环境易受到天气等物理因素的影响 传感器网络的远程管理使我们在进行安全设计时必须考虑
分为自助访问控制技术（DAC，Discretionary Access Control） 、强制访问控制技术（MAC，Mandatory Access Control）以及基 于角色的访问控制技术（RBAC，Role-based Access Control）三 种类型。
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虚拟专用网（VPN，Virtual Private Network）——在公 用网络上建立专用网络的技术 。
7.1.1 信息安全定义 7.1.2 信息安全的基本属性 7.1.3 信息安全分类
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7.1.2 信息安全的基本属性
1.可用性 2.可靠性 3.完整性 4.保密性 5.不可抵赖性
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1.可用性（Availability ）
确保那些已被授权的用户，在他们需要的时候，确实 可以访问得到所需信息。
突发事件：如网络攻击、计算机病毒感染、 崩溃、战争破坏、自然灾害
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本章教学内容
7.1 信息安全基础
7.2 无线传感器网络和RFID安全
7.3 物联网安全的新挑战
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7.2 无线传感器网络和RFID安全
7.2.1 无线传感器网络安全 7.2.2 RFID安全
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7.2.1 无线传感器网络安全
1．无线传感器网络的安全问题
无线传感器网络的安全目标——要解决网络的可用性、 机密性、完整性等问题，抵抗各种恶意的攻击。
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2.网络安全
物联网中有一个叫中间件的家伙!
物联网中有一个叫中间件的家伙!物联网中有一个叫中间件的家伙物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网技术连接传感器、设备、数据和人员，实现设备之间的智能互联和通信。
在物联网的实现过程中，中间件起着重要的作用。
它作为连接物联网各个部分的桥梁，为物联网应用提供了强大的支持和保障。
一、中间件的定义和作用中间件（Middleware）是指位于操作系统和应用程序之间的软件层，为应用软件提供基础服务和功能，使应用程序能够更方便地进行通信、协调、管理和控制。
在物联网中，中间件充当着数据传输和通信的关键角色，能够连接物联网中的各种设备和应用，从而实现数据的采集、存储、处理与分析，并为用户提供可视化的界面和智能化的应用。
中间件的作用主要体现在以下几个方面：1. 确保数据的安全传输：物联网中产生的海量数据需要在各个节点之间进行传输和交互，并且数据的安全性是至关重要的。
中间件可以提供加密和认证等安全措施，保证数据的机密性和完整性，防止数据泄露和篡改。
2. 实现设备的互联互通：物联网中涉及到大量的设备和传感器，这些设备可能采用不同的通信协议和数据格式。
中间件可以实现不同设备之间的协议转换和数据格式转换，使其能够相互通信和交互，实现真正的互联互通。
3. 数据管理和处理：物联网中的设备产生的数据规模庞大，中间件可以对这些数据进行采集、存储、处理和分析。
通过数据的聚合、过滤和挖掘，可以从中提取有用的信息，支持用户进行决策和应用开发。
4. 提供可视化界面和智能化应用：中间件可以通过界面展示物联网中的各种设备和数据，提供可视化的管理和控制界面，让用户能够直观地了解和操作物联网系统。
同时，基于中间件的智能化应用可以通过学习和推理，实现对设备的自动控制和优化，提高物联网系统的效率和性能。
二、中间件的分类和应用场景根据功能和应用领域的不同，中间件可以分为以下几类：1. 即时通讯中间件：在物联网中，人与设备之间以及设备与设备之间需要进行实时通讯。
物联网系列专业课程之：物联云中间件平台
化，支持最近1年，3月，5天，1天，1小时等数据查询。同时也支持获取自定义 时间范围，任意时间间隔的数据查询。
智云存储服务采用类似于Xively的存储架构进行设计， 对数据的结构及并发处理进行了深度优化
智云消息推送
• 智云消息推送采用MQTT协议，它是一种基于 “发布/订阅”模式的消息传 输协议
发布者
发布消息
MQTT 服务代理
推送消息 订阅消息
订阅者 订阅者 订阅者
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数据存储服务
物联网传感器数据可以在智云数据库永久保存，通过提供的REST API编程接口可 以完成与云存储服务器的数据连接、数据访问存储、数据使用等。
MQTT
Agent
MySQL Rest ห้องสมุดไป่ตู้ervice
Camera IP Translation
ZCloud DataCenter
ZCloud BigData Analysis Services
Hadoop Job Issue/Data Processing/Chart Analysis
BigData Samples
智云物联软硬件生态
硬件数据源仿真系统
物联网开放互联云生态
实训工位/实景沙盘
基础信息 整合管理
信息采集 与推送
数据存储 与挖掘
嵌入式/传感网教学设备
智云物联云中间件 物理世界与虚拟世界的连接器
图形化组态应用系统 云计算/大数据分析平台 互联网+/物联网开发平台
16:31 / 17
物联网的基本概念及组成
物联网的基本概念及组成随着物联网技术的不断发展，物联网已经成为了现代社会不可或缺的一部分。
本文将从物联网的基本概念和组成两个方面入手，来探讨物联网在现代社会中的重要性和未来发展。
一、物联网的基本概念物联网（Internet of Things，简称IoT）是一种新兴的信息技术应用模式，它将各种各样的“事物”（包括传感器、计算机、智能设备等）与互联网相连接，实现信息的传递和交换。
物联网的基本概念，实际上就是建立一个连接万物的网络，通过这个网络使所有的设备都能够相互通信。
其中，物联网的“物”往往具有实际的物理形态，比如传感器、智能终端等，而这些“物”通过与互联网相连接，就可以实现互相通信，从而形成一个巨大的信息网络。
二、物联网的组成物联网主要由以下几个部分组成：1.传感器和执行器传感器是物联网中的重要组成部分，它能够感知现实世界中的各种信息，通过参数采集信号转换器和无线通信模块等组件将感知到的信息传输到物联网上，执行器则是根据传感器感知的信息，控制物理设备执行相应操作。
传感器和执行器的数据采集、处理和传输设备，控制和执行物理设备或系统动作和状态的设备，执行控制和响应数据的设备，是整个物联网中非常重要的一部分。
2.智能终端设备智能终端设备是物联网环境下的重要客户端，其特点是可以通过各种方式直接与物联网进行交互。
智能终端设备包括手机、平板电脑、智能手表、车载设备等，它们通过无线通信方式与物联网相连接，实现设备之间的信息交换。
3.云计算云计算是支撑物联网的基础设施，它采用基于网络的云设施来提供信息和数据的存储、计算和分析服务，实现对数据的分析、挖掘和调度等操作。
云计算的出现使得物联网中的海量数据能够得到有效的管理和提炼，同时也为物联网的应用提供了更强大的支持。
4.中间件中间件是物联网的重要组成部分，它主要负责消息传递和事件处理，为所有连接的设备和应用程序提供一种协作的方式。
中间件可以有效地增强物联网的可靠性、安全性和扩展性，为设备间的通信提供了更加稳定和可靠的服务。
物联网中间件基本概念
物联网中间件基本概念物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网将各种物理设备连接到一起，并通过数据的收集、处理和交互，实现设备之间的智能化交流和协同工作的网络系统。
而物联网中间件（IoT Middleware）则是物联网系统中的核心组成部分，它在物联网设备和应用程序之间充当着“通信纽带”的角色。
本文将以物联网中间件基本概念为话题，介绍物联网中间件的定义、功能和应用。
一、物联网中间件的定义物联网中间件是指在物联网系统中，负责实现设备间通信的软件平台。
它位于物联网架构的中间层，连接传感器、终端设备和云端服务器，负责处理和传递设备产生的数据和消息。
物联网中间件的核心目标是提供一种高效、可靠、安全、可扩展的通信机制，实现各种设备的连接和数据的传输。
二、物联网中间件的功能1. 设备连接管理：物联网中间件负责管理和控制连接到物联网系统的各类设备。
它提供设备注册与注销、身份认证、设备状态监测等功能，确保物联网系统中各个设备的可控性和可管理性。
2. 数据收集与处理：物联网中间件通过传感器等设备采集现场数据，并进行实时处理和分析。
它可以对数据进行过滤、聚合、压缩等操作，提高数据传输的效率和质量，并为后续的业务应用提供准确的数据基础。
3. 通信协议转换：由于物联网中各设备使用的通信协议可能不同，物联网中间件需要提供协议转换的功能，将不同协议的数据进行格式转换和兼容处理，确保不同设备之间能够进行无缝通信。
4. 安全与隐私保护：物联网中间件需要保证物联网系统的安全性和隐私保护。
它提供访问控制、数据加密、安全认证等机制，防止未经授权的设备接入，以及数据泄露和恶意攻击等安全问题。
5. 借口与标准支持：物联网中间件需要提供丰富的接口和标准，方便应用程序与物联网设备进行交互。
它支持主流的通信协议，如HTTP、MQTT等，并提供API和SDK等工具，简化应用开发和设备接入的过程。
三、物联网中间件的应用1. 工业控制与自动化：物联网中间件在工业领域的应用较为广泛。
物联网的中间件
物联网的中间件在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从智能家居到工业自动化，从智能交通到医疗保健，物联网的应用无处不在。
然而，要实现这些复杂的物联网系统的高效运行，中间件起着至关重要的作用。
那么，什么是物联网的中间件呢？简单来说，物联网中间件就像是一个桥梁，连接着物联网设备和应用程序。
它位于物联网的感知层和应用层之间，负责处理和协调设备之间的通信、数据的采集、传输、转换和分析等任务，使得不同类型、不同品牌、不同协议的物联网设备能够相互协作，为用户提供有价值的服务。
为了更好地理解物联网中间件的作用，让我们来想象一个场景。
假设您拥有一个智能家居系统，其中包括智能灯泡、智能插座、智能门锁、智能摄像头等各种设备。
这些设备可能来自不同的制造商，使用不同的通信协议和数据格式。
如果没有中间件，您的手机应用程序要直接与每个设备进行通信和控制，那将是一项极其复杂和繁琐的任务。
而有了中间件，它可以将这些设备的通信协议和数据格式进行统一转换，使得您的手机应用程序能够轻松地与它们进行交互，实现对整个智能家居系统的集中管理和控制。
物联网中间件通常具有以下几个主要功能：首先是设备管理功能。
它能够自动发现和识别新接入的物联网设备，并对其进行注册、配置和监控。
中间件可以获取设备的基本信息，如设备类型、型号、序列号、位置等，并将这些信息存储在数据库中，方便后续的查询和管理。
同时，它还可以对设备的状态进行实时监测，如设备是否在线、电量是否充足、是否发生故障等，并及时向用户发送警报。
其次是数据采集和处理功能。
物联网设备会产生大量的数据，这些数据的格式和类型各不相同。
中间件需要能够采集这些数据，并对其进行清洗、转换和整合，将其转换为统一的格式，以便于后续的分析和应用。
例如，将温度传感器采集的温度数据从摄氏度转换为华氏度，或者将多个传感器采集的数据进行融合，生成更有价值的信息。
物联网中间件技术
物联网中间件技术【正文】一、引言物联网中间件技术是连接物联网设备和应用程序的关键技术之一。
它提供了一种可靠、安全、高效的通信机制，使物联网的各个组件能够相互交互、共享数据和实现智能化操作。
本文将对物联网中间件技术进行详细介绍，并对其各个方面进行细化。
二、物联网中间件的定义和概念⒈物联网中间件的概念物联网中间件是一种位于物联网系统架构中的软件层，负责管理物联网设备和应用程序之间的通信。
它提供了一套通用接口和协议，使得不同类型的设备能够互相交互和共享数据。
⒉物联网中间件的作用和功能- 设备连接管理：物联网中间件提供了设册、发现、连接和管理的功能，可以管理大规模的设备网络。
- 数据传输和通信：物联网中间件支持不同的通信协议，包括物联网专用协议和标准协议，用于设备之间的数据传输和通信。
- 数据处理和分析：物联网中间件可以对设备的数据进行处理和分析，提供实时监测、数据存储和分析报告等功能。
- 安全和权限管理：物联网中间件提供了安全认证、权限控制和数据加密等机制，保障物联网系统的安全性。
三、物联网中间件技术的分类⒈消息队列中间件消息队列中间件是一种基于消息传递的通信模式，它通过消息队列将设备和应用程序解耦，并提供了可靠的消息传递机制。
常见的消息队列中间件包括MQTT、AMQP等。
⒉远程过程调用（RPC）中间件RPC中间件是一种基于函数调用的通信模式，它允许应用程序通过网络调用远程的函数或方法。
RPC中间件可以实现设备和应用程序之间的高效通信，常见的RPC中间件包括gRPC、Thrift等。
⒊数据中心（DC）中间件DC中间件是一种用于管理大规模数据中心的中间件技术，它可以管理分布式的物联网设备和应用程序，并提供高可用、高可靠的数据服务。
常见的DC中间件包括Hadoop、Spark等。
四、物联网中间件技术的应用场景⒈工业物联网工业物联网中间件技术可以实现设备监测、设备管理、生产调度等功能，帮助企业提高生产效率和管理能力。
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路漫漫其悠远
2020/3/31
5.1 物联网中间件基本概念
5.1.1 物联网中间件的定义和分类 5.1.2 物联网中间件的基本组成和特点 5.1.3 物联网中间件举例
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5.1.1 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。 执行的关键途径是信息传递。
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。
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Web Services举例：
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这样一来，即使存储RFID标签数据的数 据库软件或后端应用程序增加或改由其他 软件取代，或者读写RFID读写器种类增加 等情况发生时，应用端不需修改也能处理 ，省去多对多连接的维护复杂性问题。
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8．RFID中间件的三大类发展阶段 （1）应用程序中间件发展阶段 （2）基础架构中间件发展阶段 （3）解决方案中间件（Solution
应用或服务的交互 支持标准的协议 支持标准的接口
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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、 功能强大的服务系统。
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6．物联网中间件的分类
基于目的和实现机制的不同，业内将中间件 分为以下几类： 远程过程调用中间件（Remote Procedure Call） 面向消息的中间件（Message-Oriented Middleware） 对象请求代理中间件（Object Request Brokers）
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2．中间件示意图
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3．中间件发展史
最早具有中间件技术思想及功能的软 件是IBM的CICS，而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。
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3．中间件发展史
Tuxedo是1984年在当时属于AT&T的贝 尔实验室开发完成的，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。
创建一个Web Services，功能是返回当前的 天气情况。
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Web Services定义：
Middleware）发展阶段。
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5.1.2 物联网中间件的基本组成和 特点
基本组成：
实现全球物品的统一编码，给物品打上电 子标签。
要实现每个小的应用环境或系统的标准化 以及它们之间的通信，必须设置一个通用 的平台和接口，也就是中间件。
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以RFID为例，下图描述了中间件在系统中 的位置和作用。
（2）Hydra 它是基于语义模式驱动的架构。 Hydra中间件利于实现环境感知行为和解决
在资源受限设备中处理数据的持久性问题。 Hydra安全框架部署了一个规则框架。 虚拟化结构。
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5.2 物联网中间件关键技术
5.2.1 web服务 5.2.2 嵌入式中间件技术 5.2.3 万维物联网 5.2.4 上下文感知技术
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3．中间件发展史
BEA公司1995年收购Tuxedo才成为一个 真正的中间件厂商。IBM的中间件 MQSeries也是20世纪90年代的产品，其他 许多中间件产品也都是最近几年才成熟起 来。
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4．中间件主要特点
满足大量应用的需要 运行于多种硬件和OS平台 支持分布计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明的
解决方案中间件阶段（Solution Middleware）。
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目前，物联网中间件最主要的代表是 RFID中间件，其他的还有嵌入式中间件、 数字电视中间件、通用中间件、M2M物联 网中间件等。下面，重点介绍一下RFID中 间件。
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RFID中间件扮演RFID标签和应用程序 之间的中介角色，从应用程序端使用中间 件所提供一组通用的应用程序接口（API） ，即能连到RFID读写器，读取RFID标签数 据。
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5.1.3 物联网中间件举例
（2）Hydra 定位于操作系统和应用之间的中间件层。 中间件包含了众多软件组成部分，它们被设
计用于处理各种任务，以完成一个有效利用 成本的智能物联网应用开发过程。 可以在新的和已经存在的分布式设备网络上 协作。
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5.1.3 物联网中间件举例
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几类中间件可向上提供不同形式的通 信服务，在这些基本的通信平台之上， 可构筑各种框架，为应用程序提供不同 领域内的服务，如事务处理监控器、分 布数据访问、对象事务管理器等。
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7．物联网中间件发展的三个阶段
应用程序中间件阶段（Application Middleware）
架构中间件阶段（Infrastructure Middleware）
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5.2.1 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，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服务就能够发现并且调用这个部署的服 务。
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物联网特点：
（1）独立于架构。 （2）数据流。 （3）处理流。 （4）标准化。
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5.1.3 物联网中间件举例
（1）ASPIRE 特征：轻量级、可重新编程、智能、适合当
前标准、可升级、安全性高、完整。 ASPIRE的解决办法是完全开源和免版权费
用，这大大降低了总的开发成本。