王祎菡

摘要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用推動了社會的信息化，極大地提高了工作的效率，對人們的生活造成了一定的影響。不過因為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及平臺存在異構(gòu)性強、耦合度高及擴(kuò)展能力差等問題而使物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)應(yīng)用碎片化、開發(fā)周期長且門檻較高的現(xiàn)狀。針對上述問題，文章對基于Web的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計了WoTSE的架構(gòu)模型。

關(guān)鍵詞物聯(lián)網(wǎng)；系統(tǒng)架構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0049-01

隨著嵌入式設(shè)備研發(fā)的深入及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能型物體的數(shù)目及種類日益增長，使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在人們?nèi)粘Ｉ钪胁粩嗟玫狡占?。?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展使控制器節(jié)點、傳感器節(jié)點、射頻識別及電視、空調(diào)等家電設(shè)備可以利用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、無線通信協(xié)議實現(xiàn)信息傳遞及交換。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引發(fā)了信息產(chǎn)業(yè)的新一輪浪潮，具有無限的商業(yè)價值。基于Web的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)研究具有重大的現(xiàn)實意義。

1物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）利用具有感知能力、計算能力、執(zhí)行能力與通信能力的不同設(shè)備來獲取物理世界相關(guān)信息，并通過網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行信息傳遞、協(xié)同及處理以達(dá)到人與物、物與物通信的目的。物聯(lián)網(wǎng)感知環(huán)節(jié)的異構(gòu)性很強，為達(dá)到異構(gòu)信息間的交流和互操作，需要建立一個開放、分層、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)作為未來物聯(lián)網(wǎng)的框架。

為解決物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的應(yīng)用碎片化、開發(fā)周期長且門檻較高的問題，產(chǎn)業(yè)界已制定出一系列較為成熟的低功耗物理層及傳輸層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以實現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備間的互操作。不過相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將重心放在網(wǎng)絡(luò)層角度將智能物體進(jìn)行整合，而異構(gòu)的嵌入式設(shè)備間從應(yīng)用層角度看仍然互相孤立而不兼容。雖然傳感器技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)階段均已相對成熟，但應(yīng)用層面上的異構(gòu)的嵌入式設(shè)備應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)不同及業(yè)務(wù)平臺的獨立造成了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用開發(fā)門檻高的現(xiàn)狀。為推動物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用層面的創(chuàng)新，就需要一個開放、分布式及支持大規(guī)模部署的體系架構(gòu)并為其提供統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，保證異構(gòu)設(shè)備及平臺間的相互操作和資源服務(wù)的高效整合。

2基于Web的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境架構(gòu)

WoTSE模型的層次與傳統(tǒng)OSI模型有所不同，并不嚴(yán)格要求下層屏蔽上層具體的功能細(xì)節(jié)。在WoTSE模型中，基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)門檻及易用性隨層次的逐漸疊加而不斷升高。WoTSE的結(jié)構(gòu)層次包括設(shè)備接入與能力抽象層、資源聚合層及基礎(chǔ)智能服務(wù)支持層三個層次?；赪eb的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境層次化模型如圖1所示。

設(shè)備接入和能力抽象層是WoTSE結(jié)構(gòu)的第一層，從應(yīng)用角度看，其主要作用是保證應(yīng)用可以持續(xù)接入不同物理設(shè)備提供的相關(guān)數(shù)據(jù)、服務(wù)資源。為提出將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備無縫整合到Web的方案而采用REST風(fēng)格架構(gòu)并參照Web標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計思想。該層能夠提供將無Internet能力的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入Internet中的基礎(chǔ)服務(wù)，也可以將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功能、服務(wù)依據(jù)REST原則進(jìn)行抽象以提供對外部開放的服務(wù)。一般采用將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備井智能網(wǎng)關(guān)或直接整合方式接入互聯(lián)網(wǎng)中。除此之外，該層還需與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特點相結(jié)合以提供如數(shù)據(jù)緩存、調(diào)度等一些高級的管理功能。

圖1基于Web的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境層次化模型

設(shè)備接入和能力抽象層使開發(fā)者可以經(jīng)Web API調(diào)用實現(xiàn)對Web化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備節(jié)點上相關(guān)數(shù)據(jù)及服務(wù)的直接訪問而降低了應(yīng)用門檻。不過在業(yè)務(wù)流程較為復(fù)雜的情況下，僅依靠第一層提供的服務(wù)開發(fā)應(yīng)用門檻仍然很高，這就需要資源聚合層提供一定的服務(wù)。資源聚合層的主要作用是利用業(yè)務(wù)流程引擎而提供面向資源的業(yè)務(wù)聚合、生成服務(wù)。通過編排、復(fù)用業(yè)務(wù)流程而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備資源和商業(yè)應(yīng)用間的聚合及垮地域、跨領(lǐng)域的服務(wù)協(xié)作。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以自動感知環(huán)境以獲取物理世界相關(guān)信息，而信息的處理及分析可以給用戶提供個性化、智能化服務(wù)。WoTSE中的第一層及第二層架構(gòu)雖為開發(fā)者提供了以較低門檻獲取物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備信息及聚合這些資源的服務(wù)的能力，不過要實現(xiàn)服務(wù)的智能化還需用戶根據(jù)自身的特定應(yīng)用形式的需求處理并選擇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及服務(wù)。這時的構(gòu)建過程就需要較為專業(yè)化的工具而使開發(fā)門檻仍然較高。所以基礎(chǔ)智能服務(wù)支撐層的主要作用就是面向開發(fā)者提供面向資源的上下文建模及推理基礎(chǔ)服務(wù)以實現(xiàn)自動化、智能化服務(wù)。

WoTSE的具體架構(gòu)從功能實體角度來說主要包括WoT業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)（WoT Service Gateway）、WoT網(wǎng)關(guān)注冊管理實體（Gateway Registration）、資源搜索管理實體（Resource Discovery）、業(yè)務(wù)聚合與應(yīng)用生成實體（Service composition and Application generation）及上下文建模與執(zhí)行實體（Context Modeling and Execution）。

3基于BPEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合方法

WoTSE把智能設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息及能力抽象為與REST風(fēng)格相符的細(xì)粒度Web資源，該WoT資源能夠反映出經(jīng)設(shè)備層整合之后輸出的SDS。業(yè)務(wù)流程往往被建模為BPEL文檔并以XML形式存儲。BPEL引擎可以依據(jù)特定的BPEL文檔在生成并初始化流程實例之后進(jìn)而執(zhí)行流程?；贐PEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合的實現(xiàn)需要BPEL引擎進(jìn)行支持。既要同時支持對SOAP-based Web Service和RESTful Web Service的綁定及調(diào)用，也要支持將通用功能的業(yè)務(wù)流程抽象為Web Service以被其它應(yīng)用調(diào)用。所以，Web Service適配、WoT智能資源綁定及調(diào)用與BPEL業(yè)務(wù)流復(fù)用是基于BPEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合方法的重要組成環(huán)節(jié)。

WoTSE架構(gòu)模型對于解決物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的開發(fā)周期長且門檻較高問題非常有效?；贐PEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合方法在兼容性及互操作性方面均具有一定優(yōu)勢。不過仍需要深入的研究以進(jìn)一步優(yōu)化Web標(biāo)準(zhǔn)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上的應(yīng)用，使物理網(wǎng)技術(shù)能夠為用戶提供更加自動化、智能化的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]李奕.物聯(lián)網(wǎng)信道模型及相關(guān)技術(shù)研究[D].天津大學(xué)，2012.

[2]劉文懋.物聯(lián)網(wǎng)感知環(huán)境安全機(jī)制的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013.

endprint

摘要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用推動了社會的信息化，極大地提高了工作的效率，對人們的生活造成了一定的影響。不過因為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及平臺存在異構(gòu)性強、耦合度高及擴(kuò)展能力差等問題而使物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)應(yīng)用碎片化、開發(fā)周期長且門檻較高的現(xiàn)狀。針對上述問題，文章對基于Web的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計了WoTSE的架構(gòu)模型。

關(guān)鍵詞物聯(lián)網(wǎng)；系統(tǒng)架構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0049-01

隨著嵌入式設(shè)備研發(fā)的深入及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能型物體的數(shù)目及種類日益增長，使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在人們?nèi)粘Ｉ钪胁粩嗟玫狡占啊?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展使控制器節(jié)點、傳感器節(jié)點、射頻識別及電視、空調(diào)等家電設(shè)備可以利用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、無線通信協(xié)議實現(xiàn)信息傳遞及交換。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引發(fā)了信息產(chǎn)業(yè)的新一輪浪潮，具有無限的商業(yè)價值?；赪eb的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)研究具有重大的現(xiàn)實意義。

1物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）利用具有感知能力、計算能力、執(zhí)行能力與通信能力的不同設(shè)備來獲取物理世界相關(guān)信息，并通過網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行信息傳遞、協(xié)同及處理以達(dá)到人與物、物與物通信的目的。物聯(lián)網(wǎng)感知環(huán)節(jié)的異構(gòu)性很強，為達(dá)到異構(gòu)信息間的交流和互操作，需要建立一個開放、分層、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)作為未來物聯(lián)網(wǎng)的框架。

為解決物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的應(yīng)用碎片化、開發(fā)周期長且門檻較高的問題，產(chǎn)業(yè)界已制定出一系列較為成熟的低功耗物理層及傳輸層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以實現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備間的互操作。不過相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將重心放在網(wǎng)絡(luò)層角度將智能物體進(jìn)行整合，而異構(gòu)的嵌入式設(shè)備間從應(yīng)用層角度看仍然互相孤立而不兼容。雖然傳感器技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)階段均已相對成熟，但應(yīng)用層面上的異構(gòu)的嵌入式設(shè)備應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)不同及業(yè)務(wù)平臺的獨立造成了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用開發(fā)門檻高的現(xiàn)狀。為推動物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用層面的創(chuàng)新，就需要一個開放、分布式及支持大規(guī)模部署的體系架構(gòu)并為其提供統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，保證異構(gòu)設(shè)備及平臺間的相互操作和資源服務(wù)的高效整合。

2基于Web的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境架構(gòu)

WoTSE模型的層次與傳統(tǒng)OSI模型有所不同，并不嚴(yán)格要求下層屏蔽上層具體的功能細(xì)節(jié)。在WoTSE模型中，基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)門檻及易用性隨層次的逐漸疊加而不斷升高。WoTSE的結(jié)構(gòu)層次包括設(shè)備接入與能力抽象層、資源聚合層及基礎(chǔ)智能服務(wù)支持層三個層次。基于Web的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境層次化模型如圖1所示。

設(shè)備接入和能力抽象層是WoTSE結(jié)構(gòu)的第一層，從應(yīng)用角度看，其主要作用是保證應(yīng)用可以持續(xù)接入不同物理設(shè)備提供的相關(guān)數(shù)據(jù)、服務(wù)資源。為提出將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備無縫整合到Web的方案而采用REST風(fēng)格架構(gòu)并參照Web標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計思想。該層能夠提供將無Internet能力的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入Internet中的基礎(chǔ)服務(wù)，也可以將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功能、服務(wù)依據(jù)REST原則進(jìn)行抽象以提供對外部開放的服務(wù)。一般采用將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備井智能網(wǎng)關(guān)或直接整合方式接入互聯(lián)網(wǎng)中。除此之外，該層還需與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特點相結(jié)合以提供如數(shù)據(jù)緩存、調(diào)度等一些高級的管理功能。

圖1基于Web的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境層次化模型

設(shè)備接入和能力抽象層使開發(fā)者可以經(jīng)Web API調(diào)用實現(xiàn)對Web化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備節(jié)點上相關(guān)數(shù)據(jù)及服務(wù)的直接訪問而降低了應(yīng)用門檻。不過在業(yè)務(wù)流程較為復(fù)雜的情況下，僅依靠第一層提供的服務(wù)開發(fā)應(yīng)用門檻仍然很高，這就需要資源聚合層提供一定的服務(wù)。資源聚合層的主要作用是利用業(yè)務(wù)流程引擎而提供面向資源的業(yè)務(wù)聚合、生成服務(wù)。通過編排、復(fù)用業(yè)務(wù)流程而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備資源和商業(yè)應(yīng)用間的聚合及垮地域、跨領(lǐng)域的服務(wù)協(xié)作。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以自動感知環(huán)境以獲取物理世界相關(guān)信息，而信息的處理及分析可以給用戶提供個性化、智能化服務(wù)。WoTSE中的第一層及第二層架構(gòu)雖為開發(fā)者提供了以較低門檻獲取物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備信息及聚合這些資源的服務(wù)的能力，不過要實現(xiàn)服務(wù)的智能化還需用戶根據(jù)自身的特定應(yīng)用形式的需求處理并選擇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及服務(wù)。這時的構(gòu)建過程就需要較為專業(yè)化的工具而使開發(fā)門檻仍然較高。所以基礎(chǔ)智能服務(wù)支撐層的主要作用就是面向開發(fā)者提供面向資源的上下文建模及推理基礎(chǔ)服務(wù)以實現(xiàn)自動化、智能化服務(wù)。

WoTSE的具體架構(gòu)從功能實體角度來說主要包括WoT業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)（WoT Service Gateway）、WoT網(wǎng)關(guān)注冊管理實體（Gateway Registration）、資源搜索管理實體（Resource Discovery）、業(yè)務(wù)聚合與應(yīng)用生成實體（Service composition and Application generation）及上下文建模與執(zhí)行實體（Context Modeling and Execution）。

3基于BPEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合方法

WoTSE把智能設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息及能力抽象為與REST風(fēng)格相符的細(xì)粒度Web資源，該WoT資源能夠反映出經(jīng)設(shè)備層整合之后輸出的SDS。業(yè)務(wù)流程往往被建模為BPEL文檔并以XML形式存儲。BPEL引擎可以依據(jù)特定的BPEL文檔在生成并初始化流程實例之后進(jìn)而執(zhí)行流程。基于BPEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合的實現(xiàn)需要BPEL引擎進(jìn)行支持。既要同時支持對SOAP-based Web Service和RESTful Web Service的綁定及調(diào)用，也要支持將通用功能的業(yè)務(wù)流程抽象為Web Service以被其它應(yīng)用調(diào)用。所以，Web Service適配、WoT智能資源綁定及調(diào)用與BPEL業(yè)務(wù)流復(fù)用是基于BPEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合方法的重要組成環(huán)節(jié)。

WoTSE架構(gòu)模型對于解決物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的開發(fā)周期長且門檻較高問題非常有效?；贐PEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合方法在兼容性及互操作性方面均具有一定優(yōu)勢。不過仍需要深入的研究以進(jìn)一步優(yōu)化Web標(biāo)準(zhǔn)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上的應(yīng)用，使物理網(wǎng)技術(shù)能夠為用戶提供更加自動化、智能化的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]李奕.物聯(lián)網(wǎng)信道模型及相關(guān)技術(shù)研究[D].天津大學(xué)，2012.

[2]劉文懋.物聯(lián)網(wǎng)感知環(huán)境安全機(jī)制的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013.

endprint

摘要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用推動了社會的信息化，極大地提高了工作的效率，對人們的生活造成了一定的影響。不過因為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及平臺存在異構(gòu)性強、耦合度高及擴(kuò)展能力差等問題而使物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)應(yīng)用碎片化、開發(fā)周期長且門檻較高的現(xiàn)狀。針對上述問題，文章對基于Web的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計了WoTSE的架構(gòu)模型。

關(guān)鍵詞物聯(lián)網(wǎng)；系統(tǒng)架構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0049-01

隨著嵌入式設(shè)備研發(fā)的深入及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能型物體的數(shù)目及種類日益增長，使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在人們?nèi)粘Ｉ钪胁粩嗟玫狡占?。?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展使控制器節(jié)點、傳感器節(jié)點、射頻識別及電視、空調(diào)等家電設(shè)備可以利用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、無線通信協(xié)議實現(xiàn)信息傳遞及交換。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引發(fā)了信息產(chǎn)業(yè)的新一輪浪潮，具有無限的商業(yè)價值?；赪eb的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)研究具有重大的現(xiàn)實意義。

1物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）利用具有感知能力、計算能力、執(zhí)行能力與通信能力的不同設(shè)備來獲取物理世界相關(guān)信息，并通過網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行信息傳遞、協(xié)同及處理以達(dá)到人與物、物與物通信的目的。物聯(lián)網(wǎng)感知環(huán)節(jié)的異構(gòu)性很強，為達(dá)到異構(gòu)信息間的交流和互操作，需要建立一個開放、分層、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)作為未來物聯(lián)網(wǎng)的框架。

為解決物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的應(yīng)用碎片化、開發(fā)周期長且門檻較高的問題，產(chǎn)業(yè)界已制定出一系列較為成熟的低功耗物理層及傳輸層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以實現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備間的互操作。不過相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將重心放在網(wǎng)絡(luò)層角度將智能物體進(jìn)行整合，而異構(gòu)的嵌入式設(shè)備間從應(yīng)用層角度看仍然互相孤立而不兼容。雖然傳感器技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)階段均已相對成熟，但應(yīng)用層面上的異構(gòu)的嵌入式設(shè)備應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)不同及業(yè)務(wù)平臺的獨立造成了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用開發(fā)門檻高的現(xiàn)狀。為推動物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用層面的創(chuàng)新，就需要一個開放、分布式及支持大規(guī)模部署的體系架構(gòu)并為其提供統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，保證異構(gòu)設(shè)備及平臺間的相互操作和資源服務(wù)的高效整合。

2基于Web的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境架構(gòu)

WoTSE模型的層次與傳統(tǒng)OSI模型有所不同，并不嚴(yán)格要求下層屏蔽上層具體的功能細(xì)節(jié)。在WoTSE模型中，基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)門檻及易用性隨層次的逐漸疊加而不斷升高。WoTSE的結(jié)構(gòu)層次包括設(shè)備接入與能力抽象層、資源聚合層及基礎(chǔ)智能服務(wù)支持層三個層次?；赪eb的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境層次化模型如圖1所示。

設(shè)備接入和能力抽象層是WoTSE結(jié)構(gòu)的第一層，從應(yīng)用角度看，其主要作用是保證應(yīng)用可以持續(xù)接入不同物理設(shè)備提供的相關(guān)數(shù)據(jù)、服務(wù)資源。為提出將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備無縫整合到Web的方案而采用REST風(fēng)格架構(gòu)并參照Web標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計思想。該層能夠提供將無Internet能力的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入Internet中的基礎(chǔ)服務(wù)，也可以將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功能、服務(wù)依據(jù)REST原則進(jìn)行抽象以提供對外部開放的服務(wù)。一般采用將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備井智能網(wǎng)關(guān)或直接整合方式接入互聯(lián)網(wǎng)中。除此之外，該層還需與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特點相結(jié)合以提供如數(shù)據(jù)緩存、調(diào)度等一些高級的管理功能。

圖1基于Web的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境層次化模型

設(shè)備接入和能力抽象層使開發(fā)者可以經(jīng)Web API調(diào)用實現(xiàn)對Web化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備節(jié)點上相關(guān)數(shù)據(jù)及服務(wù)的直接訪問而降低了應(yīng)用門檻。不過在業(yè)務(wù)流程較為復(fù)雜的情況下，僅依靠第一層提供的服務(wù)開發(fā)應(yīng)用門檻仍然很高，這就需要資源聚合層提供一定的服務(wù)。資源聚合層的主要作用是利用業(yè)務(wù)流程引擎而提供面向資源的業(yè)務(wù)聚合、生成服務(wù)。通過編排、復(fù)用業(yè)務(wù)流程而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備資源和商業(yè)應(yīng)用間的聚合及垮地域、跨領(lǐng)域的服務(wù)協(xié)作。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以自動感知環(huán)境以獲取物理世界相關(guān)信息，而信息的處理及分析可以給用戶提供個性化、智能化服務(wù)。WoTSE中的第一層及第二層架構(gòu)雖為開發(fā)者提供了以較低門檻獲取物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備信息及聚合這些資源的服務(wù)的能力，不過要實現(xiàn)服務(wù)的智能化還需用戶根據(jù)自身的特定應(yīng)用形式的需求處理并選擇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及服務(wù)。這時的構(gòu)建過程就需要較為專業(yè)化的工具而使開發(fā)門檻仍然較高。所以基礎(chǔ)智能服務(wù)支撐層的主要作用就是面向開發(fā)者提供面向資源的上下文建模及推理基礎(chǔ)服務(wù)以實現(xiàn)自動化、智能化服務(wù)。

WoTSE的具體架構(gòu)從功能實體角度來說主要包括WoT業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)（WoT Service Gateway）、WoT網(wǎng)關(guān)注冊管理實體（Gateway Registration）、資源搜索管理實體（Resource Discovery）、業(yè)務(wù)聚合與應(yīng)用生成實體（Service composition and Application generation）及上下文建模與執(zhí)行實體（Context Modeling and Execution）。

3基于BPEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合方法

WoTSE把智能設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息及能力抽象為與REST風(fēng)格相符的細(xì)粒度Web資源，該WoT資源能夠反映出經(jīng)設(shè)備層整合之后輸出的SDS。業(yè)務(wù)流程往往被建模為BPEL文檔并以XML形式存儲。BPEL引擎可以依據(jù)特定的BPEL文檔在生成并初始化流程實例之后進(jìn)而執(zhí)行流程?；贐PEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合的實現(xiàn)需要BPEL引擎進(jìn)行支持。既要同時支持對SOAP-based Web Service和RESTful Web Service的綁定及調(diào)用，也要支持將通用功能的業(yè)務(wù)流程抽象為Web Service以被其它應(yīng)用調(diào)用。所以，Web Service適配、WoT智能資源綁定及調(diào)用與BPEL業(yè)務(wù)流復(fù)用是基于BPEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合方法的重要組成環(huán)節(jié)。

WoTSE架構(gòu)模型對于解決物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的開發(fā)周期長且門檻較高問題非常有效?；贐PEL業(yè)務(wù)流的WoT智能資源聚合方法在兼容性及互操作性方面均具有一定優(yōu)勢。不過仍需要深入的研究以進(jìn)一步優(yōu)化Web標(biāo)準(zhǔn)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上的應(yīng)用，使物理網(wǎng)技術(shù)能夠為用戶提供更加自動化、智能化的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]李奕.物聯(lián)網(wǎng)信道模型及相關(guān)技術(shù)研究[D].天津大學(xué)，2012.

[2]劉文懋.物聯(lián)網(wǎng)感知環(huán)境安全機(jī)制的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013.

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