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
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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。
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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。
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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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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；
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（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）
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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。
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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。
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（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。
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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
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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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（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。
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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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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；
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（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）
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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。