【物联网信息集成的技术基石】 物联网专业

SOA(Service Oriented Architecture)和云计算以及SaaS一样,也是近年来IT业界的热点,其受关注度甚至超过云计算和SaaS。到2008年,从百度指数可以看出,“物联网”、“传感网”、“M2M”这三个词在中文网站中受关注度猛然升高。

焦点是集成

SOA、EAI(Enterprise Application Integration)、M2M乃至物联网等技术的焦点都是信息集成,目标是消除信息孤岛,实现泛在的互联互通。物联网技术的要点是要消除“物-物相联的信息孤岛”,而SOA的目标是要消除所有的IT信息孤岛。
SOA和EAI作为重要的应用集成中间件技术,必然是物联网所依赖的重要技术之一。
计算机应用系统的发展经历了“独立应用系统”(Packaged Applications)和“集成应用系统”(Integrated Applications)两个主要阶段,随着无处不在的网络技术的发展,早年普遍存在的“独立应用系统”越来越少,或“被集成”为“集成应用系统”的一部分。集成应用系统和技术的发展和演变主要围绕EAI和SOA两个理念,SOA是对更早出现的EAI技术和理念的演变和提升。SaaS技术也和SOA密切相关,都强调“服务”,可以说,SaaS是SOA技术和理念的一种扩展和特有的存在形式。
EAI是一种将使用各种不同技术和平台(CORBA、NET、JavaEE、LAMP等)构建的各种异构应用集成的一种技术和方法。国外往往习惯加Enterprise(企业级)这个词,说成是“企业应用集成”,但EAI不只是面向“企业”应用。可以毫不夸张地说,IBM、Oracle、微软、SAP等软件巨头都是EAI公司,早期的EAI公司还有很多,如BEA、WebMethods、SeeBeyond、TIBCO、VITRIA等等。
从架构上看,EAI主要有两种方式:Hub/Spoke和BUS。Hub/Spoke方式好比“中心城市和卫星城市”的构架,所有外延(Spoke)的系统都通过适配器(Adaptor)与中心枢纽(Hub)系统实现多点对一点(非P2P)连接和集成。BUS方式是一种更开放和通用的架构,使用一个统一总线,一般是MQ(Message Queue)或ESB(Enterprise Serice Bus),子系统把消息发送给总线,总线负责消息的路由,可实现P2P服务或总体应用集成。
SOA将各种应用或子系统看成一个个独立的、自包含并良好定义的服务或组件(Service Component Architecture),通过把这些服务进行组装,统一注册,并在网络系统中发布,让(泛在)网络上的别的应用能够查询、发现和调用这些服务,实现应用集成或构成新的应用。SOA(包括相关的Web Service、SOAP、SCA等理念)的出现,一统了CORBA、NET、JavaEE乃至LAMP(Linux、Apache、MySQL、Perl/PHP/Python)等几大技术阵营多年来“水火不相容”的“不妥协”竞争局面, 这也是物联网技术和产业发展值得借鉴的宝贵经验。SOA的愿景同样是实现“无处不在”的泛在计算和服务。
业界一般认为SOA这个理念和技术比EAI晚出现,其实也不尽然,笔者记得SOA的理念早在1996年就在BEA公司内部实现TUXEDO系统的升级开发时就提出来了。从SOA概念诞生之日起,围绕SOA与EAI的重合、关联及差异所展开的争论一直没有平息。顾名思义,EAI以集成应用为己任,通过接口标准化整合应用,而这恰恰也是SOA的核心任务。SOA将一些EAI功能模块进行封装,并使之标准化,以满足应用的整合、拼装和复用的需要。在Intranet(内网)、Extranet(专网)和Internet(互联网)部署环境中,独立应用一般运行在内网,EAI一般运行在专网, SOA一般运行在专网和互联网上。
SOA和EAI是一种相辅相成、共同发展的关系,EAI理念近几年提得较少,笔者在这里再重提EAI,是希望其在物联网、M2M应用中能够得以广大发扬,以MAI(M2M Application Integration)的方式实现物联网的互联互通和大集成,进一步发展到以M2M as a Service(MaaS)或TaaS(Things as a Service)的基于云计算的营运方式提供大规模IOT服务。

SODA:将设备“统领”起来

笔者在《物联网:技术、应用、标准和商业模式》一书中提出并强调“统一的数据交换标准”是物联网技术的核心,中间件是物联网产业发展的关键,也指出了面向于RFID应用的RFID中间件EPCIS、Savant和Edgeware(边缘件),以及ONS、PML等标准对总体物联网技术发展的重要借鉴意义。而基于SOA技术和理念的SODA(Service Oriented Device Architecture,面向服务的设备架构)的提出,包括类似的基于OSGi技术框架的ECF(Eclipse Communication Framework)等,对物联网数据标准和中间件的发展也具有重要的代表意义,值得深入研究。
SODA是一个由IBM和美国Florida大学发起的倡议(Initiative)和联盟(Alliance),通过引入基于服务(SOA)的编程模型,以规范和简化智能设备(Devices)与企业应用的集成。SODA致力于充分利用嵌入式系统和IT领域已有的标准,为智能设备与SOA技术的融合提供一个标准平台。 SODA的目标是让软件开发者能够像用SOA技术实现IT业务集成那样在诸如远程医疗、军事以及RFID等物联网系统中实现与传感器和执行器的集成。
具体来说,SODA提供标准接口,把硬件设备功能转换成与硬件无关的可调用的软件服务,实现如下目标:
1 将应用集成商与设备和传感器制造商无缝对接;
2 Integrate once, Deploy everywhere, 使用户专注于整体应用方案而不是陷于设备连接工作;
3 在应用和众多(泛在)设备协议之间建立一个通用接口和DDL(设备描述语言),形成统一数据交换标准;
4 作为一个中间件平台,为众多行业应用提供应用支持。
在SODA的系统架构中,设备集成接口定义是关键,也就是所谓的API(Application Programming Interface)和设备描述语言(Device Description Language)的定义。由于末端设备对实时性以及footprint大小要求较高,一般用REST而不是用SOAP来定义和实现Web Services接口。
目前SODA的工作基本上还处在研究阶段,中间件和数据接口标准作为物联网的关键和核心,在世界范围内还没有统一标准。SODA属于美国在开展的几个类似项目之一,欧盟已经有了基于SOA的HYDRA物联网中间件项目和EPoSS项目。中国急需参与或自己成立一个联盟,开展类似SODA这样的工作,提出自己的数据标准和中间件参考实现,这是占领物联网产业制高点的关键之一!

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烟草物联网全国布局

9月16日,全国烟草行业物联网建设规划研讨会在无锡召开。中烟电子商务有限责任公司总经理秦前浩、江苏省烟草专卖局(公司)局长、总经理尉彭城等领导出席会议。
会议围绕国家局局长姜成康对行业物联网提出的“全面覆盖、全面感知、全程控制、全面提升”的总体目标要求,对行业物联网建设规划进行了全面的探讨和研究。与会代表着重就《烟草行业物联网总体框架与卷烟物流物联网规划》(讨论稿)的六个方面内容进行了认真的讨论交流,并对《规划》提出了改进完善的建议。
秦前浩在总结讲话中阐述了打造烟草行业物联网的意义,提出了深化行业物联网建设规划工作的具体思路,要求成立烟叶工商各物流环节的专业化工作小组,明确了先行试点单位、试点内容以及试点完成时间,确定了《规划》分步实施、全面实现的步骤和措施。他要求各单位强化组织领导,调动和发挥力量,汇聚资源,共同推动行业物联网建设工程。
尉彭城在讲话中指出,打造中国烟草物联网,是实现“卷烟上水平”的重要内容,是提升企业核心竞争实力的重要支撑。要多听取各方面的好经验、好建议,用创新的思路做好烟草物联网的规划工作,努力实现低成本、高效率。江苏烟草将在物联网规划与实施上作进一步的探索,为打造中国烟草物联网做出自己的贡献。
与会代表还参观了无锡物联网产业研究院以及无锡市烟草专卖局(公司)物流中心。

中移动“宜居通”亮相通信展

物联网应用“宜居通”是中移动在“2010中国国际信息通信展”上展出的、中移动首个基于TD的典型物联网应用。据了解,该业务已于今年5月17日在重庆试商用,随后在北京的一些小区进行了试推广。“宜居通”作为中移动的全国一类业务,在移动内部深受重视。一方面,它是首个基于TD的物联网产品,此前中移动的物联网业务很多用的是GPRS网络;另一方面,它将TD 3G网络以及家庭内部的小型传感网络融合在了一起;再有,此前中移动的物联网业务大多都是政企行业应用,而“宜居通”则是首个面向大众的物联网产品,能将中移动的用户资源与TD业务很好地结合在一起。
“宜居通”整合了家庭安防、智能家居和通信等各种功能。未来,用户可通过家中的TD家庭多功能信息终端和TD手机来 *** 控“宜居通”,如远程控制空调等家电,预警温度、烟雾等危险,使家中的各种设备通过传感器连成了一个小型传感网,并与TD网络进行信息交互。
据了解,“宜居通”最晚将在明年1月在全国大规模试商用,明年6月将正式商用。
为了这一产品的顺利推广,中移动专门制定了家庭场景下的传感网通信标准,目前产业链内上下游厂商针对此标准已经开发了相应的产品。
(作者系同方泰德国际科技公司CTO)周洪波

刚泡好的清茶摆在面前，你眼睛看到的是杯子，鼻子闻到的是茶香，嘴巴尝到的是微苦味，用手摸一下还较烫……
人体器官的感知综合在一起时，人便得出了这一杯清茶的判断。假如把清茶的感知信息传上互联网，人们便能通过网络随时了解清茶的情况。
若成万上亿计物品的感知信息，都能如这杯清茶一样上传到互联网供人使用，这就是“传感网”，又称“物联网”。
虚拟世界和物理世界的纽带
那么，物联过程是怎么实现的？
据微软亚洲研究院常务副院长赵峰介绍，首先，每一个物理世界中每一样东西，无论钥匙还是电饭煲，都有一个智能“身份z”，比如IP地址。这个虚拟“身份z”记录了包括该物品材质、位置、大小、温度等信息。
那物品感知信息如何上网呢？这就需要传感器出场了。传感器里面有一个很小的微处理器，能够测量环境当中的温度、湿度、位置、方向等信息，可以做数据处理，并通过无线传输直接传到网上去。由此，互联网与物理世界就能够对应起来。
这样一来，人们就可以在网上检索物理世界。“有了物联网，我再也不用担心找不着我的钥匙了。上网查一下位置就能找到。”赵峰说。
然而，人们不禁纳闷，我们已经有了移动通信网和互联网，还要物联网何用？
作为中国物联网的领路人，中科院上海微系统与信息技术研究所副所长、无锡物联网产业研究院院长刘海涛说，移动通信网是人和人的互联，传感网是物和物的互联，是感知的网络；互联网是信息共享的平台；而物联网则一头连着虚拟世界，一头连着现实的物理世界。
刘海涛表示，物和物、物和人简单地互联意义不大。物联网的精髓是感知，但是若不能达到对物控制、指挥的目的，就没有意义。
将带来第三次产业化浪潮
据介绍，物联网技术已经在上海世博会和浦东机场上应用，分别布置了防入侵传感网。其中，浦东机场的应用系统可以说是国际上应用规模最大的案例之一。
浦东机场的应用系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止翻越、恐怖袭击等攻击性入侵。
物联网的应用不仅限于此，还可用于家居、环保、政务、安保、消防、电网、食品安全和国防等各个行业和生活的各个方面。
刘海涛举了个例子，比如你在开车上桥时，是无法看到桥另一端情况的。如果这时候另一端有一个人在过马路，就难免会发生交通事故；而如果我们在马路下面安装了传感网，并与你车上的传感网终端或手机相联接，一旦有人过马路，马上就会通过传感网告诉你，就能避免灾难的发生。
家居应用更是会方便人们生活。赵峰说，我坐在办公室里打开手机的话，就可以通过手机观察物理世界当中所有的东西，我就可以知道我小孩上学没有，下学后是不是赶上班车了，身体状况怎么样啊，也可以知道家里哪些电器出门时忘记关了。
“物联网今后的应用和规模会远远超出我们现在的想象。”赵峰指出。
业内人士判断，物联网给人类社会带来的深刻的影响甚至变革，可能要远远大于互联网。
如果把计算机的出现使信息处理获得了质的飞跃，视作信息技术第一次产业化浪潮；如果把互联网和移动网的发展使信息传输获得了巨大提升，视作第二次产业化浪潮。那么，专家表示，以物联网为代表的信息获取技术的突破，将掀起第三次产业化浪潮。
“中国物联网的春天来了”
一个新兴产业的发展，最重要的是掌握标准。在互联网时代，中国仍扮演着追赶者的角色，那在物联网领域，是否能一举成为领先者？
专家指出，在物联网技术浪潮中中国与国际同步，具有同发优势，处于同等水平，并做到了部分领先。
中科院上海微系统所是我国最早开展物联网技术的单位。2005年该所作为技术牵头单位，在国标委下属的信标委领导下，和标准化研究所合作推进国家传感网的标准化工作，这要早于国际标准的启动。
在2008年国际标准化组织的传感网络研究小组首届大会上，由中科院上海微系统所代表中国牵头提出了整个传感网的体系架构、产业的演进路线、协议站架构等，获得一致通过。第二届大会是在德国开的，其主要议题就是讨论中国的系列提案。而在此后的会议上，基本上都是由中国代表国际标准化组织做总体报告和特邀报告。
刘海涛自豪地说，在标准化方向上我们具有举足轻重的主导话语权。这在我国的信息技术发展史上是第一次。
赵峰说，国内很多单位做的基础研究很不错，我们消费者数量是其他国家无法比拟的，而且想法也很前沿，中国在今后十年当中能够领先。
好消息一个接着一个传来，日前，国务院将传感网和物联网上升为国家五大战略性新兴产业中的第二位。
刘海涛兴奋地说，中国物联网的春天来了。

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