隨著全球一體化、工業(yè)企業(yè)自動化和信息化進程的不斷發(fā)展，企業(yè)或個人都對生產(chǎn)、物流及銷售等各環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求越來越高，全流程監(jiān)控及服務整合將是未來管理發(fā)展的方向。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為信息化系統(tǒng)對過程的全程監(jiān)控提供了可能，利用射頻識別技術(Radio Frequency Identification，RFID)技術可有效地解決該問題。面向服務架構可有效地對各類服務進行整合，提高系統(tǒng)整合的有效性，降低重復工作帶來的損耗。因此，一些單位提出基于面向服務架構(Service Oriented Architecture，SOA)的物聯(lián)網(wǎng)基礎應用框架，并對其中的核心組件及開發(fā)平臺進行了闡述。
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，lOT)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信技術，構造一個覆蓋萬事萬物的網(wǎng)絡。在該網(wǎng)絡中，物品彼此能夠進行“交流”，而無需人為干預。其實質(zhì)是利用射頻自動識別技術，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。在物聯(lián)網(wǎng)的構想中，RFID標簽中存儲規(guī)范且具有互用性的信息，通過無線通信網(wǎng)絡將其自動采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品的識別，從而通過開放性的計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理。從網(wǎng)絡結構看，物聯(lián)網(wǎng)是通過Internet連接眾多RFID應用系統(tǒng)，并在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)對物品身份進行識別的分布式系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡硬件系統(tǒng)包括各種RFID應用系統(tǒng)和覆蓋全球的Internet網(wǎng)絡。Internet上的計算機終端是RFID應用系統(tǒng)中的計算機，通過Internet和RFID應用系統(tǒng)的后臺信息系統(tǒng)使其更加豐富和容易理解。無線射頻識別技術的出現(xiàn)及應用發(fā)展，使物聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)與現(xiàn)代工業(yè)、企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有網(wǎng)絡系統(tǒng)信息整合，同時可優(yōu)化內(nèi)部物流供應和優(yōu)化服務流程，提高管理部門內(nèi)部的效率，從而可提高整個管理水平跟核心競爭力。設計和開發(fā)基于RFID技術的現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)技術，以便管理者可及時、準確地獲取數(shù)據(jù)信息，并對其進行分析、處理，在進一步提高服務質(zhì)量和效率的同時，提高管理水平和能力。
1、面向服務的應用體系結構
當前物聯(lián)網(wǎng)應用更多的是針對底層技術進行研究，如物聯(lián)網(wǎng)編碼技術、識別和防碰撞技術等。如何對海量物品信息進行后期高效利用，對各類服務進行整合，并向企業(yè)或個人提供更為人性化的服務，是物聯(lián)網(wǎng)應用最終取得成功的關鍵。
SOA是一種將信息模塊化服務的架構，面向服務架構的核心是實現(xiàn)服務和技術的完全分離，從而達到服務的可重用性。擁有服務后，用戶可通過編配這些服務給管理帶來更持久的生命力。SOA的主要組成部分涉及3個方面，由SOA中的3個主要角色決定，分別是服務提供者、服務注冊(或服務注冊中心、服務注冊機構等)和服務請求者(或稱客戶端)，且對應于體系結構中的相應模塊。物聯(lián)網(wǎng)中帶有RFID的各類嵌入式設備既是SOA應用中天然的服務提供者，也是SOA體系中天然的服務請求者。將SOA整合到物聯(lián)網(wǎng)的服務應用中，可對松散耦合的粗粒度應用組件進行分布式部署、組合和使用，實現(xiàn)了服務提供和服務具體使用方式的分離，從而實現(xiàn)對各種粗粒度松散耦合服務的集成，為處理管理應用中的復雜性問題提供了有效的解決方案。
SOA是一種架構模型，可根據(jù)需求通過網(wǎng)絡對松散耦合的粗粒度應用組件進行分布式部署、組合和使用。服務是SOA的基礎，可直接被應用、調(diào)用，從而有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴性。
目前，業(yè)界公認的SOA定義為本質(zhì)上是服務的集合。服務間彼此通信，既可是簡單的數(shù)據(jù)傳送，也可是兩個或更多的服務協(xié)調(diào)進行某些活動。服務間需某些方法進行連接。所謂服務，就是精確定義、封裝完善、獨立于其他服務所處環(huán)境和狀態(tài)的函數(shù)。雖然不同組織對SOA有不同的理解，但仍可從上述定義中看到SOA的幾個關鍵特性：①它是一種粗粒度、松散耦合服務架構，服務之間簡單、精確定義接口進行通信，不涉及底層編程接口和通信模型；②SOA不是一種現(xiàn)成的技術，而是一種架構和組織IT基礎結構及業(yè)務功能的方法；③SOA是一種在計算環(huán)境中設計、開發(fā)、部署和管理離散邏輯單元(服務)的模型。在物聯(lián)網(wǎng)的條件下，各種原本封閉的資源也將以服務的形式開放出來，Internet上的原有資源和新出現(xiàn)的資源已經(jīng)或正在以服務的形式存在。因此，研究基于SOA的融合物聯(lián)網(wǎng)應用技術是很有價值的。
2、基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎框架
實際管理過程中通常包含不同硬件和軟件類型，數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議通常也存在多種標準兼容性問題，物聯(lián)網(wǎng)為這些基礎設備提供了信息標志，這些帶有RFID的嵌入式設備可作為生產(chǎn)者，同時也可作為消費者出現(xiàn)。但對于服務的整合、兼容，各類數(shù)據(jù)和協(xié)議還需借助SOA。本文提出的基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎框架如圖1所示。圖中將SOA與物聯(lián)網(wǎng)相結合，將原有SOA 3層架構細分為6層體系。
圖1 基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎框架
服務提供者，即生產(chǎn)者，可以是利用RFID技術的各類設備，也可以是設備及傳感器，具備RFID功能的設備或產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息將在管理生命周期內(nèi)被全程跟蹤。
數(shù)據(jù)處理平臺是SOA框架的第一層，將負責海量數(shù)據(jù)信息的安全驗證，對受“污染”的數(shù)據(jù)進行排除和過濾，保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性。為對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一調(diào)用，需利用XML和元數(shù)據(jù)技術對海量異構數(shù)據(jù)進行一致性和標準化處理，為數(shù)據(jù)的統(tǒng)一利用提供可能。
安全平臺是服務平臺和數(shù)據(jù)平臺之間的安全屏障，對設備和數(shù)據(jù)的安全負責。服務層主要提供通用接口和代理服務，數(shù)據(jù)通用接口負責解析各層的數(shù)據(jù)調(diào)用指令，屏蔽不同的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)格式，同時有利用于各種數(shù)據(jù)庫的分布式部署。
應用通用接口可與上層消費者聯(lián)系，其主要目的是對不同類型的用戶使用的通信協(xié)議進行解析，實現(xiàn)各種通信協(xié)議的兼容。服務層的關鍵部分是設備管理服務、服務代理和通信代理，構成數(shù)據(jù)處理和上層應用之間的橋梁。服務層還將面對物聯(lián)網(wǎng)應用過程中遇到的網(wǎng)絡連接資源受限及應用平臺不同等問題。由于物聯(lián)網(wǎng)的底層設備極其豐富，SOA體系提供網(wǎng)絡服務的過程中需考慮發(fā)送延遲及資源調(diào)度問題，在網(wǎng)絡服務中需提供多種路由或使用延遲容忍網(wǎng)絡技術來應對。同時，SOA體系還需相應的均衡調(diào)度算法均衡網(wǎng)絡資源。不同的應用平臺要求SOA體系有通用的設計模式，首先會考慮不同RFID設備之間的標準，其次是上層用戶之間不同的訪問平臺。
在整個應用基礎框架中包括兩個安全平臺，安全管理是企業(yè)應用正常運行的基礎保障，尤其針對數(shù)據(jù)安全、用戶身份和訪問控制的管理。該框架可采用單點登錄(Single Sign On ,SSO)方式實現(xiàn)用戶對所有網(wǎng)絡資源、應用系統(tǒng)的統(tǒng)一登錄，用戶一次登錄即可訪問其有權訪問的所有系統(tǒng)資源。身份管理采用輕量目錄訪問協(xié)議(Lightweight Directory Access Protocol,LDAP)目錄服務器認證管理，可使新的應用程序利用現(xiàn)有基礎架構進行用戶管理，從而縮短了部署和管理新應用程序的時間。采用訪問策略管理提供嚴密的權限邏輯;采用角色驅動訪問控制策略，根據(jù)用戶的不同角色，按訪問者的權限、定制的頁面內(nèi)容及訪問者使用的終端等個性化參數(shù)向訪問者推送其定制的內(nèi)容，對不同報表或主題分配相應的內(nèi)容訪問權限和操作權限，加強對敏感數(shù)據(jù)、加密級數(shù)據(jù)的嚴密隔離和控制，保證數(shù)據(jù)和訪問的安全。
從SOA應用基礎框架可以看出，整個框架的基礎是由RFID網(wǎng)絡構成的數(shù)據(jù)流，從底層的基礎數(shù)據(jù)到上層的服務請求數(shù)據(jù)都帶有RFID ,在中間的SOA架構中，這些海量的RFID數(shù)據(jù)構成了整個系統(tǒng)應用的基礎。
3、結語
通過對基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎框架的介紹，可開拓系統(tǒng)人員對系統(tǒng)架構的認識;通過SOA架構的系統(tǒng)搭建，可解決大部分基于服務的系統(tǒng)架構問題，將面向服務作為系統(tǒng)的主要目標。通過實現(xiàn)各種功能服務，提供更好的系統(tǒng)解決方案。
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本文標題：基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用解決方案
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