基於雲計算平臺的EPC中介軟體系統

去年，溫家寶總理在政府工作報告中明確提出「加快物聯網的研發應用 ，再一次體現了政府高度重視物聯網的發展。 在國家政策推動下，電信運營商積極介入物聯網業務，把物聯網作為未來重要的贏利點。

1 物聯網體系結構及現有EPC中介軟體設計特點

物聯網是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、鐳射掃描器等資訊傳感設備，按約定的協定，把任何物品與互聯網連接起來，進行資訊交換和通訊，以實現智慧化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網路。 在業界，物聯剛一般被公認為分成三個層次，底層是感知和收集前端資料的感知層，中間是傳輸和處理資料的網路層，最上面是利用經過分析處理的感知資料，為使用者提供各種應用服務的應用層。 物聯網系統架構如圖1所示。

圖1 物聯網體系結構

感知層是物聯網發展和應用的基礎，主要通過射頻識別（RFID）系統實現RFID標籤的自動採集和識別。 RFID標籤附著于可跟蹤的物品上，從而實現全球流通，感知器與資訊系統相連， 讀取標籤中的電子代碼（Electronic Product Code，EPC），並將其輸入網路資訊系統。

物聯網的網路層將建立在現有的移動通信網路和互聯網基礎上，對感知層採集上傳的資料進行存儲、查詢、分析、挖掘、理解以及基於感知資料決策和行為，而實現這一系列資料管理和處理的核心是EPC中介軟體，它作為物聯網網路層的重要組成部分 ，承前啟後，為應用層提供各類服務基礎。

應用層是物聯網發展的目的，軟體發展、智慧控制技術將會為使用者提供豐富多彩的物聯網應用，各種行業和家庭應用的開發將會推動物聯網的普及，也給整個物聯網產業鏈帶來利潤。

從物聯網體系架構來看，基於現有的資源，運營商的核心競爭力在物聯網網路層這部分，既要發揮自己的優勢，又要避免被局限在管道的角色上，運營商應該把目光聚焦在EPC中介軟體上，成為物聯網巾間件服務提供者，把控網路層的核心， 佔據物聯網產業鏈的價值高地。

物聯網公司資訊交互的EPC中介軟體設計結合了傳統中介軟體的特點，利用基於CORBAR~RMI的J2EE技術實現． 程物件調用，能夠最大程度的實現分散式的軟體體系：構。 在中介軟體開發的後期，以SOA的形式通WebService發佈在企業服務匯流排上，方便用戶端的調用。 同時使用J2EE當中的EJB技術明確的規範了事務操作和事務管理並且有相應J2EE容器來對中介軟體當中的事務進行管理。

EPC中介軟體能夠遮罩應用層和網路通訊協定的差異，為各種具體應用提供多種通訊機制；並提供相應的平臺以滿足不同領域的需要。 因此，中介軟體為下層應用提供了一個相對穩定的上層服務環境。 然而，傳統中介軟體所應遵循的一些原則離實際還有較大差距，多數流行的中介軟體服務使用的API和協定都是專有的，使得應用建立于不同廠家的產品很難實現交互操作。 有些中介軟體服務只提供部分平臺的實現，從而限制了應用在異構系統之間的移植。 應用開發者在這些中介軟體服務之上建立自己的應用還要承擔相當大的風險，隨著服務的延展往往還需重寫他們的應用。 儘管中介軟體服務提高了分佈計算的抽象化程度，但應用開發者還需面臨許多艱難的設計選擇，例如，開發者還需決定分佈應用在Client方和Server方的功能分配。 通常將表示服務放在Cfient方以方便使用顯示裝置，將資料服務放存Server方以靠近資料庫，但實際應用中也並非總是如此，何況其它應用功能如何分配也是不容易確定的。

針對上述不足，本文提出一個基於雲計算平臺的EPC中介軟體體系架構，運營商可以利用雲計算平臺抽象化計算與存儲資源，整合中介軟體服務，動態的分配給需要使用的各項使用者或應用， 在其上開發業務應用時只需要按照其應用程式介面規範調用所需資源即可，其使用費用跟總的資源使用量成正比而不像以往跟系統吞吐撮成止比。 如此使用者只需關心業務邏輯實現，運營商可以把各種應用服務部署到雲計算平臺運行然後通過雲計算平臺的控制台或者介面提供應用服務。

如此一來，物聯網中的應用服務程式可通過共用同一個龐大的雲計算資源池來獲得超大的系統吞吐能力以滿足使用者在某些情況下所需要的超高計算或者存儲資源請求，而付出的代價卻只是其總的資源使用量的費用。 以上系統的動態擴展與收縮過程並不需要使用者干預，系統會自動進行，開發者在其平臺上開發時除了按照其規範並遵循程式易於被橫向擴展的原則外，跟丌發本地應用程式沒有太大區別，這給系統開發者與消費者都帶來了很大的實惠， 而運營商也可以牢牢的控制中介軟體服務這一核心環節。

2 改進的EPC中介軟體體系結構

EPC中介軟體系統基於雲計算平臺，主要由邊界節點（Es）和內部節點（Is）構成，其中節點間多為異地分佈。 這一特點決定廠分散式的系統架構應該是一種必然的選擇，基於雲計算技術的系統結構則能夠最人限度地發揮分散式運算的優勢。 為此，本文提出 一種改進的EPC中介軟體系統結構，如圖2所示。

圖2 基於雲計算的EPC中介軟體系統結構

邊界節點中，RFID識讀器用於接受RFID標籤的射頻信號，資訊初步處理後，通過資料傳輸介面向相應的內部節點傳遞。

內部節點由事件管理系統、任務管理系統、介面模組組成。 事件管理系統主要用於接收和處理從邊界節點得到的資訊，並過濾得到所需的資料；任務管理系統負責管理由上級中介軟體或企業應用程式發送到本級中介軟體的任務，這些任務代表使用者在EPC中介軟體端運行， 運用SOAP伺服器負責表明任務管理的功能和介面，它使工作管理員成為可以被所有系統統一訪問的SOAP服務；介面模組由面向企業具體應用的介面、EPC資訊服務（EPCIS）介面以及ONSH服務介面構成， 它是EPC中介軟體系統與外界交互的通道，通過使用雲計算技術，介面模組向外部提供有狀態的Web Service，遮罩了系統內部各子系統實現的差異，統一了EPC中介軟體與外部環境之間的通信方式，模組內子系統採用SOA的設計思想， 使整個模組變得靈活而易於擴展，當外部環境的業務邏輯改變時，只要Web Service介面不變，EPC中介軟體就無須作調整。

(責任編輯：蒙遺善)