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
2019/11/14
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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。
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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。