淺議消息中間件在物聯網的應用

宋景麗

摘 要：本文介紹了中間件技術及分類，探討運用DFID技術的消息中間件在物聯網信息化平臺的應用服務，及其發揮的重要作用，旨在提升物聯網智能化管理水平。

關鍵詞：物聯網；中間件技術；消息中間件

1 引言

物聯網以RFID系統和各種信息傳感設備為前端，利用RFID、傳感器、二維條形碼GPS、攝像頭等技術，采集和獲得物體靜態和動態的信息，物聯網基本框架含感知層、傳輸層和應用層，感知層為物聯網的基礎信息來源，進行信息的收納。傳輸層主要應用短距離通信，對信息進行匯集、處理、存儲、調用和傳輸，通信網絡和互聯網的結合。應用層關鍵技術主要中間件技術、嵌入式智能、云計算、物聯網業務平臺及安全等技術，對物聯網中的信息進行轉換、篩選、分析和處理，本節就中間件技術在物聯網上的應用于進行探討。

2 中間件的概念及分類

計算機不同的應用軟件需在各種平臺之間進行移植，一個平臺需要支持多種應用軟件和管理多種應用系統，軟、硬件平臺和應用系統之間需要可靠和高效的數據傳遞或轉換，使系統的協同性得以保證。這些，都需要一種構筑于軟、硬件平臺之上，同時對上層的應用軟件提供支持的軟件系統。中間件由此產生。技術特點主要體現：滿足大量應用需要；支持不同OS系統平臺和標準協議；提供網絡交互式功能。隨著中間件技術日漸成熟，出現了不同層次和類型的中間件產品。按照IDC 的分類方法分為六類。分別是終端仿真/屏幕轉換、數據訪問、遠程過程調用、對象、交易、消息中間件等。功能上可分為數據、消息中間件。

3 物聯網支撐技術---消息中間件技術應用

3.1 消息中間件-RFID的中間件技術

在物聯網應用技術中，融入了射頻識讀器（RFID）、傳感技術、嵌入式技術、納米技術、安全技術等，同時采用了中間件、智能技術和云計算等支撐技術來處理和輔助完成。作為物聯網主要支撐技術之一RFID的中間件是一種面向消息的中間件，它在RFID讀寫器和應用程序之間起橋梁作用，解決信息的標識問題，實現快速識別，用傳感器實現感知信息的采集，完成數據獲取、數據分析、數據傳輸、錯誤處理等消息處理功能。應用程序端使用中間件提供的一組通用的應用程序接口（API），連到RFID讀寫器，采集 RFID標簽數據。即使存儲RFID標簽情報的數據庫軟件或后端應用程序增加或改由其他軟件取代，或者讀寫 RFID讀寫器種類增加等情況發生時，應用端不需修改也能處理，省去多對多連接的維護復雜性問題。消息中間件應用如全國第二代身份證，第二代身份證最顯著的進步不是說在卡表面的照片換為彩色的了，而是在卡的內部更富科技含量的RFID芯片。芯片可存儲個人信息，需要時在讀寫器上一掃，即可顯示出你身份的信息。芯片的信息編寫格式內容只有特定廠家提供，能有效防偽，完成身份識別和信息鑒定。

3.2 消息中間件-消息安全傳遞

消息中間件是一種基于消息傳遞的通信軟件，可搜集信息，對采集的信息進行校對、過濾、匯集和處理減少數據冗余，以提高信息的準確性，整合后進行有效傳遞。基于TCP/IP或其他網絡協議，在一個分布式網絡環境中，提供各種端到端的數據通信服務。包括實時數據傳輸、可靠隊列、事件服務、消息生命周期等各種功能。其應用于體現在公共關系、生產管理、交通管理、節能減排、電力安全等，如在貨物調配環節，RFID 技術的支持大大提高了貨物揀選、配送及分發的速度，還在此過程中實時監督貨物流向，保障其按時到達，實現銷售環節的暢通。對零售商而言，實施EPC 保證了合理的貨物倉儲數量，從而提高定單供貨率，降低脫銷的可能性和庫存積壓的風險。由于自動結算速度的大幅提高，賣場就可以降低最小安全存貨量，增加流動資金。由于可以實現單品識別，每個產品都具有特殊代表性，他們在貨架上的具體位置、所處狀態，可通過信息閱讀隨時傳遞至互聯網，在信息處理之后反饋給管理人員，可以有效防盜，避免銷售損失。

3.3 消息中間件-隊列管理

消息中間件位于感知設備與物聯網應用之間，信息是以消息的形式，從一個程序傳送到另一個或多個程序。信息可以以異步的方式傳送，所以傳送者不必等待回應。消息中間件功能不僅是傳遞信息，還包括其安全性、糾錯、數據解譯、數據緩存及廣播等，且位于平臺與應用之間的通用服務。應用標準程序接口和協議之間的特性，進行相互通信，實現應用程序之間的協同；物聯網中間件（IOT Middleware）負責實現與RFID（是利用感應、無線電波進行非接觸雙向通信，達到識別及數據通信的自動識別系統）硬件及配套設備信息交互和管理，也作為軟硬件設備的橋梁，進行與復雜應用的交換。它不僅可以屏蔽前端硬件的復雜，使之簡化，又可以把采集的數據信息發送到后端的IT系統。如消息中間件在高速公路聯網系統中的應用MQ消息中間件，采用隊列管理器和消息隊列方式為應用于程序提供消息傳遞服務，用戶應用程序使用消息隊列接口就可以從消息隊列中取出消息或放入消息，而后消息管理器會去處理隊列中的消息。二個隊列管理器之間通過建立一個單向通信鏈路，在隊列管理器之間傳遞消息。隊列管理器中的處理用戶應用程序向它發出調用及提交的命令而完成用戶對消息的處理。還提供準確無誤的保障機制，確保高速公路運輸的運行。

3.4 消息中間件-主要作用

消息中間件技術在物聯網應用中的主要作用包括三個方面：一是有控制。對RFID讀寫設備正常有序的進行工作，保證不同讀寫設備配合，合理工作。二是守規則。按照一定規則，進行數據的篩選，將大部冗余數據濾掉，將有效數據進行傳達。突現中間件的特征：保證了上層應用層的服務，連到操作系統層面，也保證運行工作狀態。三是快捷。完成從接收大量冗余數據的過濾，到將各單一信息數據的聚合，到完成對信息的傳遞。消息中間件是將感知層設備采集的數據傳輸給應用層各個應用于的問題，系統采用面向資源的結構設計，將感知層的設備按類型封裝為資源，資源的最小傳輸單元稱為消息，所有消息都運行在感知層和業務應用層之間的消息中間件系統集中管理，并通過REST形式的訪問接口提供給消息使用者。而對于數據的共享需求，系統則采用隊列模型管理來自同一資源的數據。客戶端通過使用API中的發布、訂閱功能來向隊列中寫入和讀取數據，傳輸更快。

4 結論

物聯網的消息中間件是整個物聯網系統的核心構件，它關系著信息的安全可靠性，其最大價值是為物聯網應用提供了有力支持，它不僅提高物流信息的獲取能力，還拓展物流信息的增值服務，大大提高物品和資源的使用效率。小規模的物聯網企業可做一些針對具體應用的中間件，達到物聯網中信息處理的最大化、效果的最優化。現今，消息中間件技術的已廣泛應用在物聯網各領域中，特別是消息中間件技術以其特有的消息傳遞優勢完成各個程序間的相互通訊，以協同各程序之間的有效運行。如上海特奧會RFID應用、北京機場RFID行李傳遞系統等，隨著物聯網應用領域的不斷擴展，中間件技術將借助這一平臺推動物聯網邁上更高的領域。

參考文獻

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