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1、,第七章 物联网智能与中间件技术 7.1 物联网数据融合及管理 7.2 物联网数据管理技术 7.3 云计算 7.4 物联网的中间件 7.5 小结,2019/5/24,7.1 物联网数据融合及管理,7.1.1 数据融合的概念,据融合定义简洁的表达为：数据融合是利用计算机技术对时序获得的若干感知数据，在一定准则下加以分析、综合，以完成所需决策和评估任务而进行的数据处理。,包含3个层次： 数据的全空间，即数据包括确定的和模糊的、全空间的和子空间的、同步的和异步的、数字的和非数字的； 数据融合是系统动态过程中的一种数据综合加工处理； 数据的互补过程，只是互补数据的融合才可以使系统发生质的飞跃。,201
2、9/5/24,7.1.2 数据融合的基本原理及处理过程,多传感器数据融合的基本原理就像人脑综合处理信息的过程一样，它充分地利用多个传感器资源，通过对各种传感器及其观测数据的合理支配与使用，将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则组合起来，产生对观测环境的一致性解释和描述。,按照信息抽象的层次，融合可分为五级， 检测级融合 位置级融合 属性（目标识别）级融合 态势评估 威胁估计,2019/5/24,7.1.3 数据融合技术与算法,数据融合技术，包括对各种信息源给出的有用信息的采集、传输、综合、过滤、相关及合成，以便辅助人们进行态势环境判定、规划、探测、验证、诊断。目前常用的数据
3、融合技术传输结构具有两种，一种为直接传输模型，另一种是多跳传输模型,数据融合算法可概括为两大类： 一是随机类方法，包括加权平均法、卡尔曼滤波法、贝叶斯估计法、DS证据推理等。 二是人工智能类方法，包括模糊逻辑、神经网络等。,2019/5/24,7.1.4 数据融合应用场景,到目前为止，随着科学技术的不断发展，以及各种先进武器与新型传感器的不断问世，多传感器数据融合从理论上和实践上都得到了长足的发展，在军事和非军事领域都得到了广泛应用。,2019/5/24,7.2 物联网数据管理技术,7.2.1 传感网数据管理系统,数据管理主要包括对感知数据的获取、存储、查询、挖掘和操作，目的就是把物联网上数据
4、的逻辑视图和网络的物理实现分离开来，使用户和应用程序只需关心查询的逻辑结构，而无需关心物联网的实现细节。,数据管理系统结构主要4种类型。 1） 集中式结构。 2） 半分布式结构。 3） 分布式结构。 4） 层次式结构。,2019/5/24,7.2.2 数据模型及存储查询,目前关于物流网数据模型、存储、查询技术的研究成果很少，比较有代表的是针对传感网数据管理的Cougar和TinyDB系统。,2019/5/24,7.2.3 数据融合及管理技术研究与发展,以下问题需要研究: 1、确立数据融合理论标准和系统结构标准。 2、改进融合算法提高系统性能。 3、数据融合时机确定。 4、传感器资源管理优化，建
5、立数据融合中的数据库和知识库，研究高速并行推理机制，是数据融合及管理技术工程化及实际应用中的关键技术。 5、建立系统设计的工程指导方针，研究数据融合及管理系统的工程实现。 6、建立测试平台，研究系统性能评估方法。,2019/5/24,7.3 云计算,7.3.1 云计算概述,云计算将IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下， 通过Internet获取需要的服务。,中国云计算网：云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展，或者说是这些科学概念的商业实现。VAQUERO LM等人在综合多个云计算的定义之后，给“云”如下定义。云是一个
6、包含大量可用虚拟资源(例如硬件、开发平台以及I/O服务)的资源池。这些虚拟资源可以根据不同的负载动态地重新配置，以达到更优化的资源利用率。这种资源池通常由基础设施提供商按照服务等级协议( Service Level Agreement， SLA)采用用时付费( Pay-Per-Use， PPU)的模式开发管理。,2019/5/24,7.3.2 云计算系统组成及其技术,云计算具有超大规模，高可扩展性，易用性，资源池，快速响应，按时计费，高可靠行等特点，而目前的云计算系统众多，各种云计算系统各具有自己的特点，但是一般的云计算系统组成可以概括为下面的云计算系统组成图7-7所示：,2019/5/24,
7、2019/5/24,云计算系统组成图中可以看出云中相关技术包括：,1、虚拟化技术 2、分布式存储技术 3、分布式与并行计算技术 4、相关技术 与云计算类似的技术还包括网格计算，簇计算,2019/5/24,7.3.3 典型云计算系统简介,1、google云计算系统和hadoop系统 Google公司有一套专属的云计算平台，该平台先是为Google最重要的搜索应用提供服务，现在已经扩展到其它应用程序.Google的云计算基础架构模式包括4个相互独立又紧密结合在一起的系统:Google File System分布式文件系统，针对Google应用程序的特点提出的MapReduce编程模式，分布式的锁机
8、制。Chubby以及Google开发的模型简化的大规模分布式数据库BigTable. hadoop是google云计算系统的开源实现，其中hadoop中的HDFS是GFS的开源实现，hadoop也实现了map/reduce模型，还包括BigTable的开源实现Hbase，以及Chubby的开源实现zookeeper。,2019/5/24,7.3.3 典型云计算系统简介,2、IBM“蓝云”计算平台 IBM的“蓝云”计算平台是一套软、硬件平台，将Internet上使用的技术扩展到企业平台上，使得数据中心使用类似于互联网的计算环境.“蓝云”大量使用了IBM先进的大规模计算技术，结合了IBM自身的软、
9、硬件系统以及服务技术，支持开放标准与开放源代码软件.,2019/5/24,7.3.3 典型云计算系统简介,3、Amazon的弹性计算云 Amazon将他们的云计算平台称为弹性计算云(elastic compute cloud，简称EC2)，是最早提供远程云计算平台服务的公司.Amazon将自己的弹性计算云建立在公司内部的大规模集群计算的平台上，而用户可以通过弹性计算云的网络界面去操作在云计算平台上运行的各个实例(instance).用户使用实例的付费方式由用户的使用状况决定，即用户只需为自己所使用的计算平台实例付费，运行结束后计费也随之结束.,2019/5/24,7.3.4 云计算应用示例,本
10、节主要举例介绍目前比较成熟的云计算应用，包括google云计算提供的google文档 App Eangine 亚马逊的弹性云计算 简单存储服务S3。,2019/5/24,7.4 物联网的中间件,7.4.1 中间件概述,中间件是一类连接软件组件和应用的计算机软件，它包括一组服务，以便于运行在一台或多台机器上的多个软件通过网络进行交互。该技术所提供的互操作性，推动了一致分布式体系架构的演进。该架构通常用于支持分布式应用程序并简化其复杂度，它包括web服务器、事务监控器和消息队列软件。,2019/5/24,7.4.2物联网与中间件,物联网中间件处于物联网的集成服务器端和感知层、传输层的嵌入式设备中。
11、服务器端中间件称为物联网业务基础中间件，一般都是基于传统的中间件（应用服务器、ESB/MQ等）构建，加入设备连接和图形化组态展示等模块（如同方的ezM2M物联网业务中间件）；嵌入式中间件是一些支持不同通信协议的模块和运行环境。中间件的特点是它固化了很多通用功能，但在具体应用中多半需要二次开发来实现个性化的行业业务需求，因此所有物联网中间件都要提供快速开发(RAD)工具。,2019/5/24,2019/5/24,7.4.3 中间件的分类,基于目的和实现机制的不同，IDC将其分为以下主要几类：远程过程调用中间件（Remote Procedure Call，RPC）、面向消息的中间件（Message-Oriented Middleware，MOM）、对象请求代理中间件（Object Request Brokers，ORB）、事务处理监控（Transaction Processing Monitors，TPM）,2019/5/24,7.4小结,物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。,
