一種物聯網實體搜索系統

西安文理學院信息工程學院 趙 鑫 馮永亮

一、引言

隨著物聯網技術的不斷普及和深入發展，傳感器的數量呈爆發式增長，而傳感器采集的信息也是呈現指數形式增長。物聯網實體是物理實體在信息世界的抽象和映射，物理實體上部署有物理感知設備。物聯網人們不關心物聯網實體的信息，只關注對他們有用的數據。目前的搜索引擎大多基于靜態信息進行搜索，這些傳統的搜索引擎能提供部分的傳感器實體檢索服務，但局限于全面性，會有很多無關的信息，而基于物聯網實體搜索是針對狀態實時變化的物理實體，是實時，動態的，更加準確為人們所需要的。因此，有必要開發一種物聯網搜索系統來滿足人們對實體信息的搜索需求。物聯網的搜索服務能夠幫助人們從海量的實體信息中獲取他們感興趣的實體的信息。由于物聯網具有信息時空性，海量的數據，數據高度動態性等特征，顯然，傳統的互聯網搜索引擎已不能滿足物聯網搜索的要求。因此，如何設計一種高效便捷的物聯網搜索系統，幫助人們即時獲取感興趣的實體的信息，成為當前迫切需要解決的問題之一。

二、物聯網搜索的特征

由于物連網強調物物相連，其終端一般包括傳感器、RFID的只能感知設備，這些因素決定了物聯網搜索與互聯網查找有許多顯著地區別，這些區別也就形成了物聯網搜索系統的特征。

1.物聯網搜索的時空性。互聯網搜索的空間是一維的信息世界，搜索信息實體，沒有實時和空間限制。而物聯網搜索的空間是包含時間、空間的四維空間。時間和空間是物聯網實體的重要屬性。因為，傳統的互聯網搜索引擎已不能滿足物聯網搜索的需求，有必要針對物聯網搜索的時空特性，針對性的在前臺交互、業務處理、數據存儲以及結果顯示等方面進行設計。

2.實體信息的海量性。由于實體上的傳感器24小時不間斷發送信息到服務器，這勢必在信息傳輸、處理、存儲和展示上增加了壓力。如何從海量的信息種搜索用戶感興趣的有用信息，成為必要要考慮的問題。

3.實體節點的資源受限性。由于傳感器節點和無線傳感器網絡具備資源受限性，如存儲資源、網絡傳輸、信息處理、以及能量等受限，因此，物聯網搜索系統需要充分考慮資源受限性，信息采集、傳輸、處理和存儲等方面進行優化設計，保證搜索服務的質量和效率。

4.實體信息的高度動態性。物聯網實體感知的信息是實時變化的，對實時信息如何存儲，對舊信息如何處理等都需要充分考慮。同時，對實時的、連續的信息按照何種頻率進行采集，也是需要認真思考和設計的。

三、物聯網搜索的對策

與傳統的互聯網搜索相比，物聯網搜索存在顯著地特征。為了應對物聯網搜索存在的問題與挑戰，本文從以下幾方面提出了相應的對策。

1.實體采取主動發送的策略。實體主動將采集的信息發送給服務器，然后將信息存儲到應用系統中，用戶在本地對實體信息進行搜索。在這種方式下，實體主要負責采集和傳輸信息，不在本地存儲，減少了實體的配置成本。這種方式適合于信息量相對較少的物聯網搜索系統。

2.數據庫存儲數據采用鏈表形式將數據存儲，數據庫數據記錄采用鏈表結構將數據存儲起來，然后前臺界面將數據查詢出來用表格形式呈現出來。

3.應用系統采用Echarts組件將數據呈現出動態實時的顯示。Echarts是一個純 JavaS-cript 的圖表庫，能夠有效支持數據的動態顯示。Echarts能夠直觀性、生動性生成用戶所需的各種動態圖標，如折線圖，柱狀圖，散點圖。Echarts支持可交互的、動態數據顯示，這一點非常符合本系統的顯示需求。

四、一種物聯網搜索系統的設計與實現

本系統采用模擬仿真技術，模擬了若干個路燈以及路燈上的傳感器模塊，這些傳感器實時的、動態的向服務器發送采集到的溫度、濕度、光照強度等傳感信息。該系統分為三個模塊：實體信息采集和處理模塊、實體信息存儲模塊、實體信息動態展示與搜索模塊。

1.實體信息采集和處理模塊基于Java程序設計技術，模擬若干個路燈和傳感器模塊，設置每個路燈的基本的靜態信息，模擬每個路燈的溫度、濕度、光照強度等動態信息。并通過Java圖像處理技術，展示路燈的實時運行狀況。

2.實體信息存儲模塊基于MySQL技術，對路燈的靜態、動態信息進行存儲和優化。數據采用初始手動線程程序輸入，歷史記錄，修改記錄均采用鏈表形式存儲字段，搜索查詢目的記錄以及批量查詢所需記錄均依靠鏈表關鍵字實現搜索。

圖1 采用Echarts柱狀圖顯示實體信息

3.實體信息動態展示與搜索模塊分別采用ECharts和多功能搜索服務。采用Echarts組件將數據呈現出動態實時的顯示，柱狀圖顯示如圖1所示。而折線圖顯示如圖2所示。

圖2 采用Echarts折線圖顯示實體信息

系統的搜索服務包括單一實體信息搜索和查詢所有路燈等，如圖3所示。

圖3 實體信息搜索服務

五、結束語

本文首先分析了物聯網搜索服務開發的重要性，然后對比互聯網搜索，提出了物聯網搜索的若干特征，接著針對物聯網搜索存在的問題和挑戰，提出了相應的對策。最后，介紹了一種物聯網實體搜索系統的設計與實現過程。經過測試，該系統基本能夠實現物聯網實體搜索服務。