第6章SOA在物聯(lián)網(wǎng)中的技術(shù)應用課件

第6章SOA在物聯(lián)網(wǎng)中的技術(shù)應用物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的介紹及發(fā)展狀況6.1SOA概述及相關(guān)技術(shù)6.2Web服務的介紹6.3基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)的應用6.4第6章SOA在物聯(lián)網(wǎng)中的技術(shù)應用物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的介紹及發(fā)展狀況6.1物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的介紹及發(fā)展狀況6.1.1物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務分類

隨著物聯(lián)網(wǎng)的深入研究和應用的普及，物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務也呈現(xiàn)出種類多樣。

目前可以納入物聯(lián)網(wǎng)范圍的應用很多，分類方式也很多，按照技術(shù)特征可以把物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務大致分為4類：身份

相關(guān)業(yè)務、信息匯聚型業(yè)務、協(xié)同感知類業(yè)務及泛在服務業(yè)務。6.1物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的介紹及發(fā)展狀況6.1.1物聯(lián)網(wǎng)的業(yè) ①身份相關(guān)業(yè)務主要是利用射頻標志（RFID）、二維碼、條碼等可以標志身

份的技術(shù)，并基于身份所提供的各類

服務。 ①身份相關(guān)業(yè)務主要是利用射頻標志

②信息匯聚型業(yè)務主要是由物聯(lián)網(wǎng)終端采集、處理、經(jīng)通信網(wǎng)絡上報數(shù)據(jù)，由物聯(lián)網(wǎng)平臺處理，提交給具體的應用和服務，由物聯(lián)網(wǎng)平臺統(tǒng)一對物聯(lián)網(wǎng)終端、數(shù)據(jù)、應用和服務，以及第三方進行統(tǒng)一管理。 ②信息匯聚型業(yè)務主要是由物聯(lián)網(wǎng)終端采集、處理、經(jīng)通信網(wǎng)絡

③協(xié)同感知類業(yè)務是隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應用應該能夠擔負起更為重要的任務和更為復雜的業(yè)務和服務。 ③協(xié)同感知類業(yè)務是隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應用應該能夠擔

④泛在服務業(yè)務以無所不在、無所不包、無所不能為基本特征，以實現(xiàn)在任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信為目標，這是人類通信服務的極致。 ④泛在服務業(yè)務以無所不在、無所不包、無所不能為基本特征，6.1.2物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的實現(xiàn)機制

人與物之間的交流最好的方式是即時通信系統(tǒng)，它包含了服務器和客戶端并遵循點對點系統(tǒng)架構(gòu)。

服務器的主要作用是傳遞消息，客戶端的主要作用是存儲消息。6.1.2物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的實現(xiàn)機制 人與物之間的交流最

消息格式遵循可擴展通信和表示協(xié)議。

一個即時通信客戶端能直接與人或物進行交流，我們可以稱它為一個即時通信代理。

圖6-1所示為給出了即時通信系統(tǒng)的架構(gòu)。 消息格式遵循可擴展通信和表示協(xié)議。圖6-1即時通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖6-1即時通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

在局域網(wǎng)中，人們用一個在計算機上運行的即時通信代理，它們通過即時通信服務器連接設(shè)備，服務和物體。

當人們在室外的時候，他們用一個運行在移動手機或是PDA上的移動即時通信客戶端與其他設(shè)備、服務、物體進行通信。 在局域網(wǎng)中，人們用一個在計算機上運行的即時通信代理，圖6-2物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景1的通信時序圖圖6-2物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景1的通信時序圖圖6-3物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景2的通信時序圖圖6-3物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景2的通信時序圖圖6-4物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景3的通信時序圖圖6-4物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景3的通信時序圖6.2SOA概述及相關(guān)技術(shù)6.2.1SOA概念

面向服務的體系架構(gòu)（Service-OrientedArchitecture，SOA）也叫面向服務架構(gòu)，是指為了解決在Internet環(huán)境下業(yè)務集成的需要，通過連接能完成特定任務的獨立功能實體實現(xiàn)的一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)，是面向服務方法的成功架構(gòu)。6.2SOA概述及相關(guān)技術(shù)6.2.1SOA概念 SOA的概念最初由Gartner公司提出，由于當時的技術(shù)水平和市場環(huán)境尚不具備真正實施SOA的條件，因此當時SOA并未引起人們的廣泛關(guān)注，SOA在當時沉寂了一段時間。 SOA的概念最初由Gartner公司提出，由于當時

伴隨著Internet的浪潮，越來越多的企業(yè)將業(yè)務轉(zhuǎn)移到Internet領(lǐng)域，帶動了電子商務的蓬勃發(fā)展。

為了能夠?qū)⒐镜臉I(yè)務打包成獨立的、具有很強伸縮性的基于Internet的服務，人們提出了Web服務的概念，這可以說是SOA的開始。 伴隨著Internet的浪潮，越來越多的企業(yè)將業(yè)務轉(zhuǎn) Web服務開始流行以后，Internet迅速出現(xiàn)了大量的基于不同平臺和語言開發(fā)的Web服務組件。

為了能夠有效地對這些數(shù)目眾多的組件進行管理，人們迫切需要找到一種新的面向服務的分布式Web計算架構(gòu)。 Web服務開始流行以后，Internet迅速出現(xiàn)了大

該架構(gòu)要能夠使這些由不同組織開發(fā)的Web服務能夠相互學習和交互，保障安全以及兼顧復用性和可管理性。

由此，人們重新找回面向服務的架構(gòu)（SOA），并賦予其時代的特征。 該架構(gòu)要能夠使這些由不同組織開發(fā)的Web服務能夠相互

需求推動技術(shù)進步，正是這種強烈的市場需求，使得SOA再次成為人們關(guān)注的焦點。

回顧SOA發(fā)展歷程，可以將其大致分為3個階段。

下面將分別介紹每個階段的重要標準和規(guī)范。 需求推動技術(shù)進步，正是這種強烈的市場需求，使得SOA1．孕育階段

這一階段以XML技術(shù)為標志，擴展標記語言（XML）系W3C所創(chuàng)建，源自流行的標準通用標記語言（SGML），它在20世紀60年代后期就已存在。

這是廣泛使用的元語言，允許組織增加原始文檔數(shù)據(jù)。1．孕育階段 這一階段以XML技術(shù)為標志，擴展標記語言2．發(fā)展之初

在2000年，W3C接受了一項關(guān)于簡單對象訪問協(xié)議（SOAP）規(guī)范的提案。

這個規(guī)范本來設(shè)計用于專有RPC通信。

想法是對于在構(gòu)件間傳輸參數(shù)數(shù)據(jù)可以序列化成XML，之后傳送，然后序列化成其原生格式。2．發(fā)展之初 在2000年，W3C接受了一項關(guān)于簡單對3．成長階段

典型的SOA中共有以下3種常用的角色。①服務提供者②服務注冊中心③服務請求者3．成長階段 典型的SOA中共有以下3種常用的角色。 SOA是一個組件模型，它將應用程序的不同功能單元（稱為服務）通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來，共同支持業(yè)務。 SOA是一個組件模型，它將應用程序的不同功能單元（稱6.2.2SOA的標準1．XML標準集2．Web服務標準集3．SOA參考模型6.2.2SOA的標準1．XML標準集圖6-5SOA參考模型與其他應用之間的關(guān)聯(lián)圖6-5SOA參考模型與其他應用之間的關(guān)聯(lián)6.2.3SOA的貢獻及發(fā)展趨勢1．結(jié)構(gòu)化信息標準促進組織2．開放SOA協(xié)作組織3．萬維網(wǎng)聯(lián)盟4．Web服務互操作組織5．Internet工程任務組織6.2.3SOA的貢獻及發(fā)展趨勢1．結(jié)構(gòu)化信息標準促進組6.3Web服務的介紹6.3.1Web服務的相關(guān)技術(shù)1．XML2．SOAP3．WSDL4．UDDI6.3Web服務的介紹6.3.1Web服務的相關(guān)技術(shù) SOA是一種企業(yè)架構(gòu)，因此，它是從企業(yè)的需求開始的。

但是，SOA和其他企業(yè)架構(gòu)方法的不同之處在于SOA提供的業(yè)務敏捷性。 SOA是一種企業(yè)架構(gòu)，因此，它是從企業(yè)的需求開始的。

業(yè)務敏捷性是指企業(yè)對變更，快速和有效地進行響應、并且利用變更來得到競爭優(yōu)勢的能力。

對架構(gòu)設(shè)計師來說，創(chuàng)建一個業(yè)務敏捷的架構(gòu)意味著創(chuàng)建這樣一個IT架構(gòu)，它可以滿足當前還未知的業(yè)務需求。 業(yè)務敏捷性是指企業(yè)對變更，快速和有效地進行響應、并且

要滿足這種業(yè)務敏捷性，SOA的實踐必須遵循以下原則。（1）業(yè)務驅(qū)動服務，服務驅(qū)動技術(shù)（2）業(yè)務敏捷是基本的業(yè)務需求 要滿足這種業(yè)務敏捷性，SOA的實踐必須遵循以下原圖6-6SOA的體系結(jié)構(gòu)元素圖6-6SOA的體系結(jié)構(gòu)元素 SOA堆棧分成兩半，左邊的一半集中于體系結(jié)構(gòu)的功能性方面，而右邊的一半集中于體系結(jié)構(gòu)的服務質(zhì)量方面。

現(xiàn)將這兩方面詳細介紹如下。（1）功能性方面（2）服務質(zhì)量方面 SOA堆棧分成兩半，左邊的一半集中于體系結(jié)構(gòu)的功能性 SOA的優(yōu)點可概括以下6點：

①編碼靈活性，可基于模塊化的低層服務、采用不同組合方式創(chuàng)建高層服務，從而實現(xiàn)重用，這些都體現(xiàn)了編碼的靈活性。此外，由于服務使用者不直接訪問服務提供者，這種服務實現(xiàn)方式本身也可以靈活使用。 SOA的優(yōu)點可概括以下6點：

②明確開發(fā)人員角色，例如，熟悉BES的開發(fā)人員可以集中精力在重用訪問層，協(xié)調(diào)層開發(fā)人員則無須特別了解BES的實現(xiàn)，而將精力放在解決高價值的業(yè)務問題上。 ②明確開發(fā)人員角色，例如，熟悉BES的開發(fā)人員可以集中精力

③支持多種客戶類型，借助精確定義的服務接口和對XML、Web服務標準的支持，可以支持多種客戶類型，包括PDA、手機等新型訪問渠道。 ③支持多種客戶類型，借助精確定義的服務接口和對XML、We

④更易維護，服務提供者和服務使用者的松散耦合關(guān)系及對開放標準的采用確保了該特性的實現(xiàn)。 ④更易維護，服務提供者和服務使用者的松散耦合關(guān)系及對開放標

⑤更好的伸縮性，依靠服務設(shè)計、開發(fā)和部署所采用的架構(gòu)模型實現(xiàn)伸縮性。服務提供者可以彼此獨立調(diào)整，以滿足服務需求。 ⑤更好的伸縮性，依靠服務設(shè)計、開發(fā)和部署所采用的架構(gòu)模型實

⑥更高的可用性，該特性在服務提供者和服務使用者的松散耦合關(guān)系上得以體現(xiàn)。使用者無須了解提供者的實現(xiàn)細節(jié)，這樣服務提供者就可以在Web邏輯集群環(huán)境中靈活部署，使用者可以被轉(zhuǎn)接到可用的例程上。 ⑥更高的可用性，該特性在服務提供者和服務使用者的松散耦合關(guān) SOA強調(diào)松散耦合，強調(diào)跨平臺集成，這與模型驅(qū)動的架構(gòu)和開發(fā)不謀而合。

模型驅(qū)動的架構(gòu)和開發(fā)（ModelDrivenArchitecture，MDA以及ModelDrivenDevelopment，MDD）并沒有把業(yè)務模型和平臺無關(guān)模型分開來，而是把平臺無關(guān)模型作為起點。 SOA強調(diào)松散耦合，強調(diào)跨平臺集成，這與模型驅(qū)動的 MDA由提出CORBA的模型提出。 MDA認為架構(gòu)設(shè)計者首先要對待創(chuàng)建的系統(tǒng)有一個形式化的UML的模型。 MDA由提出CORBA的模型提出。 MDA認為 MDA首先給出一個平臺無關(guān)的模型來表示系統(tǒng)的功能需求和用例，根據(jù)系統(tǒng)搭建的平臺，架構(gòu)設(shè)計者可以由這個平臺無關(guān)的模型得到平臺相關(guān)的模型，這些平臺相關(guān)模型足夠詳細，以至于可以用來直接生成需要的代碼。 MDA首先給出一個平臺無關(guān)的模型來表示系統(tǒng)的功能需

基于MDA的思想，利用MDD方式，可以對SOA進行建模，在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)各種形式的模型轉(zhuǎn)換或擴展實現(xiàn)SOA。

物聯(lián)網(wǎng)是在Internet的基礎(chǔ)上，利用無線射頻識別（Radio，RFID）、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋萬事萬物的網(wǎng)絡。 基于MDA的思想，利用MDD方式，可以對SOA進行6.3.2基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)基本框架

實際生產(chǎn)實踐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的問題，物聯(lián)網(wǎng)為這些基礎(chǔ)設(shè)備提供了信息標識，這些帶有RFID的嵌入式設(shè)備可以作為生產(chǎn)者同時也可以作為消費者出現(xiàn)。6.3.2基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)基本框架 實際生產(chǎn)實踐

但對于服務的整合、兼容各類數(shù)據(jù)和協(xié)議還需要借助面向服務架構(gòu)。

因此，本小節(jié)提出基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎(chǔ)框架，如圖6-7所示。 但對于服務的整合、兼容各類數(shù)據(jù)和協(xié)議還需要借助面向服圖6-7基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎(chǔ)框架圖6-7基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎(chǔ)框架

圖6-7所示為將SOA與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，將原有SOA3層架構(gòu)細分為6層體系。

服務提供者（即生產(chǎn)者）可以是利用了RFID技術(shù)的各類設(shè)備，可以是產(chǎn)品、計劃以及生產(chǎn)設(shè)備，具備了RFID功能的設(shè)備或者產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息將在企業(yè)規(guī)定的產(chǎn)品生命周期內(nèi)被全程跟蹤。 圖6-7所示為將SOA與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，將原有SOA圖6-7基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎(chǔ)框架圖6-7基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎(chǔ)框架

需要注意RFID不是它的唯一設(shè)備，各種感知設(shè)備皆可應用此處。

數(shù)據(jù)處理平臺是SOA框架的第1層，這層將負責海量數(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。 需要注意RFID不是它的唯一設(shè)備，各種感知設(shè)備皆可應

為了對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一調(diào)用，需要利用XML和元數(shù)據(jù)技術(shù)對海量異構(gòu)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。 為了對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一調(diào)用，需要利用XML和元數(shù)據(jù)技術(shù)

圖6-7所示為將SOA與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，將原有SOA3層架構(gòu)細分為6層體系。

服務提供者（即生產(chǎn)者）可以是利用了RFID技術(shù)的各類設(shè)備，可以是產(chǎn)品、計劃以及生產(chǎn)設(shè)備，具備了RFID功能的設(shè)備或者產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息將在企業(yè)規(guī)定的產(chǎn)品生命周期內(nèi)被全程跟蹤。 圖6-7所示為將SOA與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，將原有SOA

需要注意RFID不是它的唯一設(shè)備，各種

感知設(shè)備皆可應用此處。

數(shù)據(jù)處理平臺是SOA框架的第1層，這層

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。 需要注意RFID不是它的唯一設(shè)備，各種

為了對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一調(diào)用，需要利用XML和元數(shù)據(jù)技術(shù)對海量異構(gòu)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。 為了對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一調(diào)用，需要利用XML和元數(shù)據(jù)技術(shù)圖6-8開發(fā)平臺框架圖6-8開發(fā)平臺框架6.3.3物理層特性及實現(xiàn)機制

傳感器作為信息采集系統(tǒng)中的一種前置部件，也是物理層的主要組成部分。

每種傳感器網(wǎng)絡中使用的傳感器數(shù)目和類型都不相同。6.3.3物理層特性及實現(xiàn)機制 傳感器作為信息采集

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和應用的普及，世界上傳感器種類不斷增加，品種繁多。

所以，針對每一類型的具體傳感器進行服務定義是不實際的。

只能給傳感器服務一個抽象的定義，從而更好地做到業(yè)務需求與技術(shù)能力的相互配合。 隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和應用的普及，世界上傳感器種類

但同時，又不能脫離傳感器檢測物理參數(shù)提供環(huán)境信息的這一應用特性，詳見本書第3章。

無線傳感器網(wǎng)絡微型節(jié)點一般由傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源管理模塊4部分組成。 但同時，又不能脫離傳感器檢測物理參數(shù)提供環(huán)境信息的這

傳感器模塊負責采集監(jiān)視區(qū)域的信息并完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，采集的信息可以包含溫度、濕度、光強度、加速度、大氣壓力等；數(shù)據(jù)處理模塊負責控制整個節(jié)點的處理操作、路由協(xié)議、同步定位、功耗管理、任務管理等；數(shù)據(jù)通信模塊負責與其他節(jié)點進行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；電源管理模塊選通所用到的傳感器，節(jié)點電源由兩節(jié)1.5V堿性電池組成，今后對電池體積的減少顯然是一個重要的指標。 傳感器模塊負責采集監(jiān)視區(qū)域的信息并完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，采集

隨著IEEE/ZigBee標準的發(fā)布，世界各大無線芯片廠商陸續(xù)推出了支持該標準的無線收發(fā)芯片。

這些芯片大都集成了該標準的物理層功能，可作為傳感器節(jié)點的通信模塊。

采用微控制器作為處理模塊實現(xiàn)MAC層功能。 隨著IEEE/ZigBee標準的發(fā)布，世界各大無線

無線收發(fā)芯片的選擇主要考慮以下幾個因素。①頻段②調(diào)制方式 無線收發(fā)芯片的選擇主要考慮以下幾個因素。6.3.4傳感層特性及實現(xiàn)機制

傳感層包括了傳感器操作系統(tǒng)和一些傳感器的應用。6.3.4傳感層特性及實現(xiàn)機制 傳感層包括了傳感器1．傳感器操作系統(tǒng)

開放式的傳感器網(wǎng)絡架構(gòu)（OSWA）具有異構(gòu)傳感網(wǎng)絡的處理能力，可以采取完全不同的通信協(xié)議，包括無線電、藍牙、ZigBee/IEEE802.11.4這些協(xié)議。1．傳感器操作系統(tǒng) 開放式的傳感器網(wǎng)絡架構(gòu)（OSWA

傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)在很大程度上消除了開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序和分析各種協(xié)議棧的工作，是為了集中發(fā)展更高層次的中間件。 傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)在很大程度上消除了開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序

對于處理大量的傳感器觀測和傳感器信息相關(guān)的數(shù)據(jù)的目的來說，持久性問題是一個重要方面。

因為在服務之間交換數(shù)據(jù)的標準格式是XML數(shù)據(jù)，它符合O&M和SenserML模式，轉(zhuǎn)換包括XML、JAVA對象和相關(guān)的數(shù)據(jù)庫之間不同的數(shù)據(jù)形式。 對于處理大量的傳感器觀測和傳感器信息相關(guān)的數(shù)據(jù)的目的6.3.5服務層特性及實現(xiàn)機制

在服務層中有許多重要的服務，如SensorCollectionService（SCS）、SensorPlanningService（SPS）、WebNotificationService

（WNS）。6.3.5服務層特性及實現(xiàn)機制 在服務層中有許多

傳感器采集服務（SCS）用來從傳感器中獲取監(jiān)測值或是傳感器的拓撲結(jié)構(gòu)。

傳感器策劃服務（SPS）用來提供一個標準接口來處理資產(chǎn)管理（AM），可以標識、使用和管理可用的信息資源（傳感器，傳感器平臺）以達到信息收集（客戶的收集請求）的目的。 傳感器采集服務（SCS）用來從傳感器中獲取監(jiān)測值或圖6-9傳感器采集服務框架圖6-9傳感器采集服務框架圖6-10傳感器策劃服務架構(gòu)圖6-10傳感器策劃服務架構(gòu)圖6-11Web通知服務框架圖6-11Web通知服務框架6.3.6應用層特性及實現(xiàn)機制

應用層主要依靠傳感器開發(fā)工具或是第三方工具開發(fā)更高級別的應用即服務，這些都是與我們息息相關(guān)的服務，例如，天氣預報、海嘯監(jiān)測、污染監(jiān)測、智能家居、智能交通、智能醫(yī)療等，關(guān)于這些應用我們將會在第8章有詳細的描述。6.3.6應用層特性及實現(xiàn)機制 應用層主要依靠傳感 OA的設(shè)計目標是以服務為基礎(chǔ)，

通過服務的交互來實現(xiàn)系統(tǒng)動態(tài)、松耦合集成，極大地降低了復雜性與成本。

服務提供者將可用的商務過程或信息封裝成服務，用獨立于平臺和語言的方式定義對內(nèi)和對外的接口，再把接口的描述信息發(fā)布到服務注冊中心，并動態(tài)地響應對自己服務的請求和調(diào)用。 OA的設(shè)計目標是以服務為基礎(chǔ)，

服務注冊中心接受服務提供者注冊所發(fā)布的服務，并對已經(jīng)注冊的服務進行分類，同時為服務請求者提供對信息的查詢；服務請求者利用服務注冊中心查找服務，找到后動態(tài)綁定到相關(guān)服務，并調(diào)用該服務。由此可知，SOA的核心就是重用和互操作。 服務注冊中心接受服務提供者注冊所發(fā)布的服務，并對已經(jīng)圖6-12服務構(gòu)造圖圖6-12服務構(gòu)造圖6.3.7基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢 SOA是近年來IT業(yè)界的熱點，其受關(guān)注度甚至超過云計算。 SOA與物聯(lián)網(wǎng)的焦點都是信息集成，目標是消除信息孤島（信息孤島是指相互之間的功能上不關(guān)聯(lián)互助，信息不共享互換以及信息與業(yè)務流程和應用相互脫節(jié)的計算機應用系統(tǒng)），實現(xiàn)泛在的互連互通。6.3.7基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢 SOA是近年

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的要點是要消除“物—物相連的信息孤島”，而SOA的目標是要消除IT信息孤島。 SOA作為重要的應用集成中間件技術(shù)，必然是物聯(lián)網(wǎng)所依賴的重要技術(shù)之一。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的要點是要消除“物—物相連的信息孤島”，而 SOA將各種應用或子系統(tǒng)看成一個個獨立的、自包含并良好定義的服務或組件，通過把這些服務進行組裝，統(tǒng)一注冊，并在網(wǎng)絡系統(tǒng)中發(fā)布，讓（泛在）網(wǎng)絡上的別的應用能夠查詢、發(fā)現(xiàn)和調(diào)用這些服務，實現(xiàn)應用集成或構(gòu)成新的應用。 SOA將各種應用或子系統(tǒng)看成一個個獨立的、 SOA（包括相關(guān)的WebService、SOAP、SCA等理念）的出現(xiàn)，一統(tǒng)了CORBA、.NET、JavaEE乃至LAMP（Linux、Apache、MySQL、Perl/PHP/Python）等幾大技術(shù)陣營多年來“水

火不相容”的“不妥協(xié)”競爭局面，這也是物

聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展值得借鑒的寶貴經(jīng)驗。 SOA（包括相關(guān)的WebService、SOAP SOA的愿景同樣是實現(xiàn)“無處不在”的泛在計算和服務。 SODA是一個由IBM和美國Florida大學發(fā)起的倡議和聯(lián)盟，通過引入基于服務（SOA）的編程模型，以規(guī)范和簡化智能設(shè)備與企業(yè)應用的集成。 SOA的愿景同樣是實現(xiàn)“無處不在”的泛在計算和服務 SODA致力于充分利用嵌入式系統(tǒng)和IT領(lǐng)域已有的標準，為智能設(shè)備與SOA技術(shù)的融合提供一個標準平臺。 SODA的目標是讓軟件開發(fā)者能夠像用SOA技術(shù)實現(xiàn)IT業(yè)務集成那樣在諸如遠程醫(yī)療、軍事以及RFID等物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中實現(xiàn)與傳感器和執(zhí)行器的集成。 SODA致力于充分利用嵌入式系統(tǒng)和IT領(lǐng)域已有的標

在SODA的系統(tǒng)架構(gòu)中，設(shè)備集成接口

定義是關(guān)鍵，也就是所謂的API（ApplicationProgrammingInterface）和設(shè)備描述語言（DeviceDescriptionLanguage）的定義。

由于末端設(shè)備對實時性以及大小要求較高，一般用REST而不是用SOAP來定義和實現(xiàn)WebServices接口。 在SODA的系統(tǒng)架構(gòu)中，設(shè)備集成接口6.4基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)的應用6.4.1對物聯(lián)網(wǎng)服務的查詢1．強化查詢和幫助2．服務類型查找6.4基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)的應用6.4.1對物聯(lián)網(wǎng)服務圖6-13尋找服務類型圖6-13尋找服務類型圖6-14現(xiàn)實世界服務搜索和配置過程圖6-14現(xiàn)實世界服務搜索和配置過程

圖6-15基于查詢策略和模板軟件設(shè)計模式的概述

圖6-15基于查詢策略和模板軟件設(shè)計模式的概述6.4.2對物聯(lián)網(wǎng)服務的搜索與選擇

現(xiàn)實世界的設(shè)備是不穩(wěn)定的，如經(jīng)常連接上了然后斷開，因此，我們需要從實際情況發(fā)現(xiàn)服務類型服務。

候選搜索（圖6-14中的步驟②）模型發(fā)現(xiàn)正在運行的服務的實例。6.4.2對物聯(lián)網(wǎng)服務的搜索與選擇 現(xiàn)實世界的設(shè)備

在第一步是為開發(fā)人員通過瀏覽他們的詳細資料選擇合適的類型服務（圖6-16中的步驟①）。

圖6-16所示為排序和可選配置服務實例，另外，開發(fā)人員可以選擇在查詢過程中的所有檢索類型。 在第一步是為開發(fā)人員通過瀏覽他們的詳細資料選擇合適的圖6-16排序和可選配置服務實例圖6-16排序和可選配置服務實例1．語境提取2．搜索服務實例3．服務實例排序1．語境提取6.4.3對物聯(lián)網(wǎng)服務的發(fā)現(xiàn)

如果沒有發(fā)現(xiàn)運行服務的實例，按需配置服務將首先積極地嘗試在網(wǎng)絡上與服務實例的匹配。

如果這也失敗了，安裝服務將選擇合適的設(shè)備進行。1．設(shè)備的服務發(fā)現(xiàn)2．在設(shè)備上加注所需服務6.4.3對物聯(lián)網(wǎng)服務的發(fā)現(xiàn) 如果沒有發(fā)現(xiàn)運行服第6章SOA在物聯(lián)網(wǎng)中的技術(shù)應用物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的介紹及發(fā)展狀況6.1SOA概述及相關(guān)技術(shù)6.2Web服務的介紹6.3基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)的應用6.4第6章SOA在物聯(lián)網(wǎng)中的技術(shù)應用物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的介紹及發(fā)展狀況6.1物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的介紹及發(fā)展狀況6.1.1物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務分類

隨著物聯(lián)網(wǎng)的深入研究和應用的普及，物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務也呈現(xiàn)出種類多樣。

目前可以納入物聯(lián)網(wǎng)范圍的應用很多，分類方式也很多，按照技術(shù)特征可以把物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務大致分為4類：身份

相關(guān)業(yè)務、信息匯聚型業(yè)務、協(xié)同感知類業(yè)務及泛在服務業(yè)務。6.1物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的介紹及發(fā)展狀況6.1.1物聯(lián)網(wǎng)的業(yè) ①身份相關(guān)業(yè)務主要是利用射頻標志（RFID）、二維碼、條碼等可以標志身

份的技術(shù)，并基于身份所提供的各類

服務。 ①身份相關(guān)業(yè)務主要是利用射頻標志

②信息匯聚型業(yè)務主要是由物聯(lián)網(wǎng)終端采集、處理、經(jīng)通信網(wǎng)絡上報數(shù)據(jù)，由物聯(lián)網(wǎng)平臺處理，提交給具體的應用和服務，由物聯(lián)網(wǎng)平臺統(tǒng)一對物聯(lián)網(wǎng)終端、數(shù)據(jù)、應用和服務，以及第三方進行統(tǒng)一管理。 ②信息匯聚型業(yè)務主要是由物聯(lián)網(wǎng)終端采集、處理、經(jīng)通信網(wǎng)絡

③協(xié)同感知類業(yè)務是隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應用應該能夠擔負起更為重要的任務和更為復雜的業(yè)務和服務。 ③協(xié)同感知類業(yè)務是隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應用應該能夠擔

④泛在服務業(yè)務以無所不在、無所不包、無所不能為基本特征，以實現(xiàn)在任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信為目標，這是人類通信服務的極致。 ④泛在服務業(yè)務以無所不在、無所不包、無所不能為基本特征，6.1.2物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的實現(xiàn)機制

人與物之間的交流最好的方式是即時通信系統(tǒng)，它包含了服務器和客戶端并遵循點對點系統(tǒng)架構(gòu)。

服務器的主要作用是傳遞消息，客戶端的主要作用是存儲消息。6.1.2物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的實現(xiàn)機制 人與物之間的交流最

消息格式遵循可擴展通信和表示協(xié)議。

一個即時通信客戶端能直接與人或物進行交流，我們可以稱它為一個即時通信代理。

圖6-1所示為給出了即時通信系統(tǒng)的架構(gòu)。 消息格式遵循可擴展通信和表示協(xié)議。圖6-1即時通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖6-1即時通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

在局域網(wǎng)中，人們用一個在計算機上運行的即時通信代理，它們通過即時通信服務器連接設(shè)備，服務和物體。

當人們在室外的時候，他們用一個運行在移動手機或是PDA上的移動即時通信客戶端與其他設(shè)備、服務、物體進行通信。 在局域網(wǎng)中，人們用一個在計算機上運行的即時通信代理，圖6-2物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景1的通信時序圖圖6-2物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景1的通信時序圖圖6-3物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景2的通信時序圖圖6-3物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景2的通信時序圖圖6-4物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景3的通信時序圖圖6-4物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用場景3的通信時序圖6.2SOA概述及相關(guān)技術(shù)6.2.1SOA概念

面向服務的體系架構(gòu)（Service-OrientedArchitecture，SOA）也叫面向服務架構(gòu)，是指為了解決在Internet環(huán)境下業(yè)務集成的需要，通過連接能完成特定任務的獨立功能實體實現(xiàn)的一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)，是面向服務方法的成功架構(gòu)。6.2SOA概述及相關(guān)技術(shù)6.2.1SOA概念 SOA的概念最初由Gartner公司提出，由于當時的技術(shù)水平和市場環(huán)境尚不具備真正實施SOA的條件，因此當時SOA并未引起人們的廣泛關(guān)注，SOA在當時沉寂了一段時間。 SOA的概念最初由Gartner公司提出，由于當時

伴隨著Internet的浪潮，越來越多的企業(yè)將業(yè)務轉(zhuǎn)移到Internet領(lǐng)域，帶動了電子商務的蓬勃發(fā)展。

為了能夠?qū)⒐镜臉I(yè)務打包成獨立的、具有很強伸縮性的基于Internet的服務，人們提出了Web服務的概念，這可以說是SOA的開始。 伴隨著Internet的浪潮，越來越多的企業(yè)將業(yè)務轉(zhuǎn) Web服務開始流行以后，Internet迅速出現(xiàn)了大量的基于不同平臺和語言開發(fā)的Web服務組件。

為了能夠有效地對這些數(shù)目眾多的組件進行管理，人們迫切需要找到一種新的面向服務的分布式Web計算架構(gòu)。 Web服務開始流行以后，Internet迅速出現(xiàn)了大

該架構(gòu)要能夠使這些由不同組織開發(fā)的Web服務能夠相互學習和交互，保障安全以及兼顧復用性和可管理性。

由此，人們重新找回面向服務的架構(gòu)（SOA），并賦予其時代的特征。 該架構(gòu)要能夠使這些由不同組織開發(fā)的Web服務能夠相互

需求推動技術(shù)進步，正是這種強烈的市場需求，使得SOA再次成為人們關(guān)注的焦點。

回顧SOA發(fā)展歷程，可以將其大致分為3個階段。

下面將分別介紹每個階段的重要標準和規(guī)范。 需求推動技術(shù)進步，正是這種強烈的市場需求，使得SOA1．孕育階段

這一階段以XML技術(shù)為標志，擴展標記語言（XML）系W3C所創(chuàng)建，源自流行的標準通用標記語言（SGML），它在20世紀60年代后期就已存在。

這是廣泛使用的元語言，允許組織增加原始文檔數(shù)據(jù)。1．孕育階段 這一階段以XML技術(shù)為標志，擴展標記語言2．發(fā)展之初

在2000年，W3C接受了一項關(guān)于簡單對象訪問協(xié)議（SOAP）規(guī)范的提案。

這個規(guī)范本來設(shè)計用于專有RPC通信。

想法是對于在構(gòu)件間傳輸參數(shù)數(shù)據(jù)可以序列化成XML，之后傳送，然后序列化成其原生格式。2．發(fā)展之初 在2000年，W3C接受了一項關(guān)于簡單對3．成長階段

典型的SOA中共有以下3種常用的角色。①服務提供者②服務注冊中心③服務請求者3．成長階段 典型的SOA中共有以下3種常用的角色。 SOA是一個組件模型，它將應用程序的不同功能單元（稱為服務）通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來，共同支持業(yè)務。 SOA是一個組件模型，它將應用程序的不同功能單元（稱6.2.2SOA的標準1．XML標準集2．Web服務標準集3．SOA參考模型6.2.2SOA的標準1．XML標準集圖6-5SOA參考模型與其他應用之間的關(guān)聯(lián)圖6-5SOA參考模型與其他應用之間的關(guān)聯(lián)6.2.3SOA的貢獻及發(fā)展趨勢1．結(jié)構(gòu)化信息標準促進組織2．開放SOA協(xié)作組織3．萬維網(wǎng)聯(lián)盟4．Web服務互操作組織5．Internet工程任務組織6.2.3SOA的貢獻及發(fā)展趨勢1．結(jié)構(gòu)化信息標準促進組6.3Web服務的介紹6.3.1Web服務的相關(guān)技術(shù)1．XML2．SOAP3．WSDL4．UDDI6.3Web服務的介紹6.3.1Web服務的相關(guān)技術(shù) SOA是一種企業(yè)架構(gòu)，因此，它是從企業(yè)的需求開始的。

但是，SOA和其他企業(yè)架構(gòu)方法的不同之處在于SOA提供的業(yè)務敏捷性。 SOA是一種企業(yè)架構(gòu)，因此，它是從企業(yè)的需求開始的。

業(yè)務敏捷性是指企業(yè)對變更，快速和有效地進行響應、并且利用變更來得到競爭優(yōu)勢的能力。

對架構(gòu)設(shè)計師來說，創(chuàng)建一個業(yè)務敏捷的架構(gòu)意味著創(chuàng)建這樣一個IT架構(gòu)，它可以滿足當前還未知的業(yè)務需求。 業(yè)務敏捷性是指企業(yè)對變更，快速和有效地進行響應、并且

要滿足這種業(yè)務敏捷性，SOA的實踐必須遵循以下原則。（1）業(yè)務驅(qū)動服務，服務驅(qū)動技術(shù)（2）業(yè)務敏捷是基本的業(yè)務需求 要滿足這種業(yè)務敏捷性，SOA的實踐必須遵循以下原圖6-6SOA的體系結(jié)構(gòu)元素圖6-6SOA的體系結(jié)構(gòu)元素 SOA堆棧分成兩半，左邊的一半集中于體系結(jié)構(gòu)的功能性方面，而右邊的一半集中于體系結(jié)構(gòu)的服務質(zhì)量方面。

現(xiàn)將這兩方面詳細介紹如下。（1）功能性方面（2）服務質(zhì)量方面 SOA堆棧分成兩半，左邊的一半集中于體系結(jié)構(gòu)的功能性 SOA的優(yōu)點可概括以下6點：

①編碼靈活性，可基于模塊化的低層服務、采用不同組合方式創(chuàng)建高層服務，從而實現(xiàn)重用，這些都體現(xiàn)了編碼的靈活性。此外，由于服務使用者不直接訪問服務提供者，這種服務實現(xiàn)方式本身也可以靈活使用。 SOA的優(yōu)點可概括以下6點：

②明確開發(fā)人員角色，例如，熟悉BES的開發(fā)人員可以集中精力在重用訪問層，協(xié)調(diào)層開發(fā)人員則無須特別了解BES的實現(xiàn)，而將精力放在解決高價值的業(yè)務問題上。 ②明確開發(fā)人員角色，例如，熟悉BES的開發(fā)人員可以集中精力

③支持多種客戶類型，借助精確定義的服務接口和對XML、Web服務標準的支持，可以支持多種客戶類型，包括PDA、手機等新型訪問渠道。 ③支持多種客戶類型，借助精確定義的服務接口和對XML、We

④更易維護，服務提供者和服務使用者的松散耦合關(guān)系及對開放標準的采用確保了該特性的實現(xiàn)。 ④更易維護，服務提供者和服務使用者的松散耦合關(guān)系及對開放標

⑤更好的伸縮性，依靠服務設(shè)計、開發(fā)和部署所采用的架構(gòu)模型實現(xiàn)伸縮性。服務提供者可以彼此獨立調(diào)整，以滿足服務需求。 ⑤更好的伸縮性，依靠服務設(shè)計、開發(fā)和部署所采用的架構(gòu)模型實

⑥更高的可用性，該特性在服務提供者和服務使用者的松散耦合關(guān)系上得以體現(xiàn)。使用者無須了解提供者的實現(xiàn)細節(jié)，這樣服務提供者就可以在Web邏輯集群環(huán)境中靈活部署，使用者可以被轉(zhuǎn)接到可用的例程上。 ⑥更高的可用性，該特性在服務提供者和服務使用者的松散耦合關(guān) SOA強調(diào)松散耦合，強調(diào)跨平臺集成，這與模型驅(qū)動的架構(gòu)和開發(fā)不謀而合。

模型驅(qū)動的架構(gòu)和開發(fā)（ModelDrivenArchitecture，MDA以及ModelDrivenDevelopment，MDD）并沒有把業(yè)務模型和平臺無關(guān)模型分開來，而是把平臺無關(guān)模型作為起點。 SOA強調(diào)松散耦合，強調(diào)跨平臺集成，這與模型驅(qū)動的 MDA由提出CORBA的模型提出。 MDA認為架構(gòu)設(shè)計者首先要對待創(chuàng)建的系統(tǒng)有一個形式化的UML的模型。 MDA由提出CORBA的模型提出。 MDA認為 MDA首先給出一個平臺無關(guān)的模型來表示系統(tǒng)的功能需求和用例，根據(jù)系統(tǒng)搭建的平臺，架構(gòu)設(shè)計者可以由這個平臺無關(guān)的模型得到平臺相關(guān)的模型，這些平臺相關(guān)模型足夠詳細，以至于可以用來直接生成需要的代碼。 MDA首先給出一個平臺無關(guān)的模型來表示系統(tǒng)的功能需

基于MDA的思想，利用MDD方式，可以對SOA進行建模，在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)各種形式的模型轉(zhuǎn)換或擴展實現(xiàn)SOA。

物聯(lián)網(wǎng)是在Internet的基礎(chǔ)上，利用無線射頻識別（Radio，RFID）、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋萬事萬物的網(wǎng)絡。 基于MDA的思想，利用MDD方式，可以對SOA進行6.3.2基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)基本框架

實際生產(chǎn)實踐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的問題，物聯(lián)網(wǎng)為這些基礎(chǔ)設(shè)備提供了信息標識，這些帶有RFID的嵌入式設(shè)備可以作為生產(chǎn)者同時也可以作為消費者出現(xiàn)。6.3.2基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)基本框架 實際生產(chǎn)實踐

但對于服務的整合、兼容各類數(shù)據(jù)和協(xié)議還需要借助面向服務架構(gòu)。

因此，本小節(jié)提出基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎(chǔ)框架，如圖6-7所示。 但對于服務的整合、兼容各類數(shù)據(jù)和協(xié)議還需要借助面向服圖6-7基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎(chǔ)框架圖6-7基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎(chǔ)框架

圖6-7所示為將SOA與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，將原有SOA3層架構(gòu)細分為6層體系。

服務提供者（即生產(chǎn)者）可以是利用了RFID技術(shù)的各類設(shè)備，可以是產(chǎn)品、計劃以及生產(chǎn)設(shè)備，具備了RFID功能的設(shè)備或者產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息將在企業(yè)規(guī)定的產(chǎn)品生命周期內(nèi)被全程跟蹤。 圖6-7所示為將SOA與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，將原有SOA圖6-7基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎(chǔ)框架圖6-7基于SOA的物聯(lián)網(wǎng)應用基礎(chǔ)框架

需要注意RFID不是它的唯一設(shè)備，各種感知設(shè)備皆可應用此處。

數(shù)據(jù)處理平臺是SOA框架的第1層，這層將負責海量數(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。 需要注意RFID不是它的唯一設(shè)備，各種感知設(shè)備皆可應

為了對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一調(diào)用，需要利用XML和元數(shù)據(jù)技術(shù)對海量異構(gòu)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。 為了對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一調(diào)用，需要利用XML和元數(shù)據(jù)技術(shù)

圖6-7所示為將SOA與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，將原有SOA3層架構(gòu)細分為6層體系。

服務提供者（即生產(chǎn)者）可以是利用了RFID技術(shù)的各類設(shè)備，可以是產(chǎn)品、計劃以及生產(chǎn)設(shè)備，具備了RFID功能的設(shè)備或者產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息將在企業(yè)規(guī)定的產(chǎn)品生命周期內(nèi)被全程跟蹤。 圖6-7所示為將SOA與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，將原有SOA

需要注意RFID不是它的唯一設(shè)備，各種

感知設(shè)備皆可應用此處。

數(shù)據(jù)處理平臺是SOA框架的第1層，這層

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。 需要注意RFID不是它的唯一設(shè)備，各種

為了對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一調(diào)用，需要利用XML和元數(shù)據(jù)技術(shù)對海量異構(gòu)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。 為了對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一調(diào)用，需要利用XML和元數(shù)據(jù)技術(shù)圖6-8開發(fā)平臺框架圖6-8開發(fā)平臺框架6.3.3物理層特性及實現(xiàn)機制

傳感器作為信息采集系統(tǒng)中的一種前置部件，也是物理層的主要組成部分。

每種傳感器網(wǎng)絡中使用的傳感器數(shù)目和類型都不相同。6.3.3物理層特性及實現(xiàn)機制 傳感器作為信息采集

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和應用的普及，世界上傳感器種類不斷增加，品種繁多。

所以，針對每一類型的具體傳感器進行服務定義是不實際的。

只能給傳感器服務一個抽象的定義，從而更好地做到業(yè)務需求與技術(shù)能力的相互配合。 隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和應用的普及，世界上傳感器種類

但同時，又不能脫離傳感器檢測物理參數(shù)提供環(huán)境信息的這一應用特性，詳見本書第3章。

無線傳感器網(wǎng)絡微型節(jié)點一般由傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源管理模塊4部分組成。 但同時，又不能脫離傳感器檢測物理參數(shù)提供環(huán)境信息的這

傳感器模塊負責采集監(jiān)視區(qū)域的信息并完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，采集的信息可以包含溫度、濕度、光強度、加速度、大氣壓力等；數(shù)據(jù)處理模塊負責控制整個節(jié)點的處理操作、路由協(xié)議、同步定位、功耗管理、任務管理等；數(shù)據(jù)通信模塊負責與其他節(jié)點進行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；電源管理模塊選通所用到的傳感器，節(jié)點電源由兩節(jié)1.5V堿性電池組成，今后對電池體積的減少顯然是一個重要的指標。 傳感器模塊負責采集監(jiān)視區(qū)域的信息并完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，采集

隨著IEEE/ZigBee標準的發(fā)布，世界各大無線芯片廠商陸續(xù)推出了支持該標準的無線收發(fā)芯片。

這些芯片大都集成了該標準的物理層功能，可作為傳感器節(jié)點的通信模塊。

采用微控制器作為處理模塊實現(xiàn)MAC層功能。 隨著IEEE/ZigBee標準的發(fā)布，世界各大無線

無線收發(fā)芯片的選擇主要考慮以下幾個因素。①頻段②調(diào)制方式 無線收發(fā)芯片的選擇主要考慮以下幾個因素。6.3.4傳感層特性及實現(xiàn)機制

傳感層包括了傳感器操作系統(tǒng)和一些傳感器的應用。6.3.4傳感層特性及實現(xiàn)機制 傳感層包括了傳感器1．傳感器操作系統(tǒng)

開放式的傳感器網(wǎng)絡架構(gòu)（OSWA）具有異構(gòu)傳感網(wǎng)絡的處理能力，可以采取完全不同的通信協(xié)議，包括無線電、藍牙、ZigBee/IEEE802.11.4這些協(xié)議。1．傳感器操作系統(tǒng) 開放式的傳感器網(wǎng)絡架構(gòu)（OSWA

傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)在很大程度上消除了開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序和分析各種協(xié)議棧的工作，是為了集中發(fā)展更高層次的中間件。 傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)在很大程度上消除了開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序

對于處理大量的傳感器觀測和傳感器信息相關(guān)的數(shù)據(jù)的目的來說，持久性問題是一個重要方面。

因為在服務之間交換數(shù)據(jù)的標準格式是XML數(shù)據(jù)，它符合O&M和SenserML模式，轉(zhuǎn)換包括XML、JAVA對象和相關(guān)的數(shù)據(jù)庫之間不同的數(shù)據(jù)形式。 對于處理大量的傳感器觀測和傳感器信息相關(guān)的數(shù)據(jù)的目的6.3.5服務層特性及實現(xiàn)機制

在服務層中有許多重要的服務，如SensorCollectionService（SCS）、SensorPlanningService（SPS）、WebNotificationService

（WNS）。6.3.5服務層特性及實現(xiàn)機制 在服務層中有許多

傳感器采集服務（SCS）用來從傳感器中獲取監(jiān)測值或是傳感器的拓撲結(jié)構(gòu)。

傳感器策劃服務（SPS）用來提供一個標準接口來處理資產(chǎn)管理（AM），可以標識、使用和管理可用的信息資源（傳感器，傳感器平臺）以達到信息收集（客戶的收集請求）的目的。 傳感器采集服務（SCS）用來從傳感器中獲取監(jiān)測值或圖6-9傳感器采集服務框架圖6-9傳感器采集服務框架圖6-10傳感器策劃服務架構(gòu)圖6-10傳感器策劃服務架構(gòu)圖6-11Web通知服務框架圖6-11Web通知服務框架6.3.6應用層特性及實現(xiàn)機制

應用層主要依靠傳感器開發(fā)工具或是第三方工具開發(fā)更高級別的應用即服務，這些都是與我們息息相關(guān)的服務，例如，天氣預報、海嘯監(jiān)測、污染監(jiān)測、智能家居、智能交通、智能醫(yī)療等，關(guān)于這些應用我們將會在第8章有詳細的描述。6.3.6應用層特性及實現(xiàn)機制 應用層主要依靠傳感 OA的設(shè)計目標是以服務為基礎(chǔ)，

通過服務的交互來實現(xiàn)系統(tǒng)動態(tài)、松耦合集成，極大地降低了復雜性與成本。

服務提供者將可用的商務過程或信息封裝成服務，用獨立于平臺和語言的方式定義對內(nèi)和對外的接口，再把接口的描述信息發(fā)布到服務注冊中心，并動態(tài)地響應對自己服務的請求和調(diào)用。 OA的設(shè)計目標是以服務為基礎(chǔ)，

服務注冊中心接受服務提供者注冊所發(fā)布的服務，并對已經(jīng)注冊的服務進行分類，同時為服務請求者提供對信息的查詢；服務請求者利