物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層主要依賴于軟件平臺來實現(xiàn)其功能。如果要構(gòu)建一個信息網(wǎng)絡,就必須考慮兩個主要因素,一個是硬件設施,一個是軟件平臺。其中,軟件平臺是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的核心平臺,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的多種功能都需要依賴于網(wǎng)絡軟件才能實現(xiàn)。那么,如何搭建物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的軟件平臺?具體的考慮因素有哪些呢?
在搭建物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層時,傳統(tǒng)的觀念是先考慮硬件,后考慮軟件。但是隨著技術的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)這種做法會導致很多軟件無法實現(xiàn)預期的功能,致使物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層在較短時間內(nèi)無法正常運行。而如果在最開始建立網(wǎng)絡層時,就注重網(wǎng)絡層軟件平臺的搭建,將極大地解決這種弊端。人們在建立網(wǎng)絡層軟件平臺的同時,不斷測試軟件的功能,讓人們對軟件的預期與實際情況相結(jié)合,達到更好的功能效果。建立物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層最終要達到的目標是實現(xiàn)網(wǎng)絡層的高度結(jié)構(gòu)化和層次化。從微觀角度來說,網(wǎng)絡軟件也需要制定同樣的目標。作為物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng),軟件平臺會隨著局部物聯(lián)網(wǎng)功能的不同而產(chǎn)生相應的變化,換而言之,不同的物聯(lián)網(wǎng)局部體系所對應的軟件平臺也會不同。但是,一般來說,物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺的建立需要與通訊協(xié)議體系相結(jié)合,或者說是建立在該協(xié)議之上的。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層軟件平臺通常包括以下主要成員:第一,物聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng),該系統(tǒng)的國際稱謂是Management Information System,簡稱MIS,一般作為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層軟件平臺高層系統(tǒng),該中心系統(tǒng)包括地方企業(yè)級、國家級以及國際級三個層級;第二,網(wǎng)絡操作系統(tǒng),常見的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng);第三,中間件系統(tǒng)軟件;第四,感知系統(tǒng)軟件。
?。?)物聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng)
互聯(lián)網(wǎng)需要網(wǎng)絡管理,物聯(lián)網(wǎng)也需要相應的管理,而擔任物聯(lián)網(wǎng)管理工作的系統(tǒng)就是物聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng)。和互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡管理模式相似,現(xiàn)階段,物聯(lián)網(wǎng)的管理系統(tǒng)很多都是以SNMP為基礎建立而成,在建立物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的過程中,一個比較重要的環(huán)節(jié)是為系統(tǒng)提供對象名解析服務,即ONS。和互聯(lián)網(wǎng)中的DNS相同,物聯(lián)網(wǎng)中的ONS既需要一定的組成架構(gòu),又需要一定的授權管理。利用ONS可以解析任何一種物品的電子編碼,但是,只是解析編碼內(nèi)容還遠遠不夠,還需要URL服務的從旁協(xié)助,才能對相關物品的詳細信息進行獲取。
物聯(lián)網(wǎng)管理機構(gòu)具有三個層級的管理中心,由高到低分別是國際物聯(lián)網(wǎng)信息管理中心、國家物聯(lián)網(wǎng)信息管理中心、企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息管理中心。這些管理機構(gòu)的信息管理軟件具有以下特性和功能:當本地物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)問題時,企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息管理中心就需要對這些問題進行分析和解決。作為最基本的物聯(lián)網(wǎng)信息服務管理中心,企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息管理中心可以幫助本地物聯(lián)網(wǎng)的用戶企業(yè)、單位以及個人處理有關的物聯(lián)網(wǎng)事務,如提供物聯(lián)網(wǎng)的管理、幫助規(guī)劃企業(yè)設備的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、解析物理網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。國家互聯(lián)網(wǎng)信息管理中心是較高一級的物聯(lián)網(wǎng)信息管理機構(gòu),主要負責制定和發(fā)布有關物聯(lián)網(wǎng)的相關信息,如物聯(lián)網(wǎng)的國家標準等。該信息管理中心的主要作用是使國際之間的物聯(lián)網(wǎng)絡實現(xiàn)互相連接,同時,對地方物聯(lián)網(wǎng)管理中心進行指導、管理等。國際物聯(lián)網(wǎng)信息管理中心的職能范圍更加廣泛,它要制定國際物聯(lián)網(wǎng)的基礎框架,并發(fā)布國際物聯(lián)網(wǎng)的有關標準,還要完成國家與國家之間的物聯(lián)網(wǎng)連接,使世界范圍內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)絡形成一個統(tǒng)一的整體,并對整個全球物聯(lián)網(wǎng)進行協(xié)調(diào)管理和指導利用。
(2)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)主要由集成開發(fā)環(huán)境、內(nèi)核、通信支持、輔助外圍模塊等幾方面構(gòu)成。其中,通信支持存在多種方式,比如可以利用NFC、RS232/PLC等通訊支持,也可以利用2/3/4G、Zibee等通信支持。輔助外模塊包括通信協(xié)議棧、XML文件解析器、驅(qū)動程序、GUI、Java虛擬機、圖形用戶界面以及系統(tǒng)文件等。
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的功能比較獨特,具備了與智能手機操作系統(tǒng)、個人電腦操作系統(tǒng)不同的特點。
對設備資源進行管理是物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的基礎功能,除此之外,它還具備以下幾種與傳統(tǒng)操作系統(tǒng)不同的功能:
第一,奠定物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一管理的基礎。物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)具有較為統(tǒng)一的標準,其遠程控制采用統(tǒng)一的方式,遠程管理接口也是統(tǒng)一的接口,這樣的統(tǒng)一標準可以使物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的應用領域更加廣泛,即使行業(yè)不同、設備不同,也可以借助統(tǒng)一的控制方式、統(tǒng)一的管理接口、統(tǒng)一的管理軟件等管理物聯(lián)網(wǎng)的相關事務。這樣做可以對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進行定期維護,增強了其可維護性,也是大大方便了物聯(lián)網(wǎng)的管理,使物聯(lián)網(wǎng)更加高效地運行。
如果上升到世界層面上,在這種統(tǒng)一標準的規(guī)范下,世界物聯(lián)網(wǎng)可被統(tǒng)一地管理和維護,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應用將得到極大的提高。
第二,物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境培育。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)與智能終端操作系統(tǒng)具有類似的作用,移動互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)培育需要用到Andriod、iOS等智能操作系統(tǒng),而物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境的培育也需要用到物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)可以溝通產(chǎn)業(yè)鏈,培育分離的商業(yè)生態(tài)環(huán)境,節(jié)約物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)的經(jīng)濟成本和時間成本。
(3)物聯(lián)網(wǎng)中間件系統(tǒng)軟件
連接讀寫器和后臺應用軟件的一種系統(tǒng)軟件被稱為中間件,中間件一方面可以為系統(tǒng)應用提供平臺服務,另一方面可以將信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡操作系統(tǒng)。計算數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)是中間件的基本功能,中間件獲取了感知系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)后,便會對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分析、計算、調(diào)配、校對、匯集、存儲、管理、利用等,其目的是整理海量的數(shù)據(jù),有針對地對數(shù)據(jù)進行選擇,過濾和處理無用數(shù)據(jù)燈。
事件管理器、目標信息服務、應用程序接口、對象名解析服務以及讀寫器接口是物聯(lián)網(wǎng)中間件的五個主要功能模塊。它們的特點和功能:
①讀寫器接口
在中間件為讀寫器提供集成功能時,需要利用讀寫接口進行連接,而通過物聯(lián)網(wǎng),讀寫接口可以確保協(xié)議處理器和RFID讀寫器順利進行連接。讀寫器接口的相關標準一般是采用美國非營利組織EPC-global所設定的標準。
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讀寫器接口傳輸?shù)腞FID數(shù)據(jù)比較分散且雜亂無序,存在較多的無用數(shù)據(jù),為了獲取精準信息,事件管理器會對這些RFID數(shù)據(jù)進行分類、排序、匯聚以及過濾等處理。
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該服務由目標存儲庫和服務引擎共同構(gòu)成。顧名思義,目標存儲庫的主要作用是標簽和存儲物品信息,這樣可以為日后的信息查詢提供便利。服務引擎可以提供信息接口。
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用于應用程序接口,可以實現(xiàn)應用程序系統(tǒng)對讀寫器的控制。而要實現(xiàn)應用程序接口的這種功能,還需要中間件滿足相應的標準協(xié)議。另外,還要解決屏蔽前端的復雜性問題。
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對象名解析服務簡稱ONS,作為一種目錄服務,對象名解析服務比較簡單,即是配對標簽物品的惟一固定電子編碼和目標信息服務的網(wǎng)絡地址。這種目標信息服務的網(wǎng)絡地址可以是一個,也可以是多個,也就是說既可以一對一配對,又可以一對多配對。