浅议消息中间件在物联网的应用

宋景丽

摘 要：本文介绍了中间件技术及分类，探讨运用DFID技术的消息中间件在物联网信息化平台的应用服务，及其发挥的重要作用，旨在提升物联网智能化管理水平。

关键词：物联网；中间件技术；消息中间件

1 引言

物联网以RFID系统和各种信息传感设备为前端，利用RFID、传感器、二维条形码GPS、摄像头等技术，采集和获得物体静态和动态的信息，物联网基本框架含感知层、传输层和应用层，感知层为物联网的基础信息来源，进行信息的收纳。传输层主要应用短距离通信，对信息进行汇集、处理、存储、调用和传输，通信网络和互联网的结合。应用层关键技术主要中间件技术、嵌入式智能、云计算、物联网业务平台及安全等技术，对物联网中的信息进行转换、筛选、分析和处理，本节就中间件技术在物联网上的应用于进行探讨。

2 中间件的概念及分类

计算机不同的应用软件需在各种平台之间进行移植，一个平台需要支持多种应用软件和管理多种应用系统，软、硬件平台和应用系统之间需要可靠和高效的数据传递或转换，使系统的协同性得以保证。这些，都需要一种构筑于软、硬件平台之上，同时对上层的应用软件提供支持的软件系统。中间件由此产生。技术特点主要体现：满足大量应用需要；支持不同OS系统平台和标准协议；提供网络交互式功能。随着中间件技术日渐成熟，出现了不同层次和类型的中间件产品。按照IDC 的分类方法分为六类。分别是终端仿真/屏幕转换、数据访问、远程过程调用、对象、交易、消息中间件等。功能上可分为数据、消息中间件。

3 物联网支撑技术---消息中间件技术应用

3.1 消息中间件-RFID的中间件技术

在物联网应用技术中，融入了射频识读器（RFID）、传感技术、嵌入式技术、纳米技术、安全技术等，同时采用了中间件、智能技术和云计算等支撑技术来处理和辅助完成。作为物联网主要支撑技术之一RFID的中间件是一种面向消息的中间件，它在RFID读写器和应用程序之间起桥梁作用，解决信息的标识问题，实现快速识别，用传感器实现感知信息的采集，完成数据获取、数据分析、数据传输、错误处理等消息处理功能。应用程序端使用中间件提供的一组通用的应用程序接口（API），连到RFID读写器，采集 RFID标签数据。即使存储RFID标签情报的数据库软件或后端应用程序增加或改由其他软件取代，或者读写 RFID读写器种类增加等情况发生时，应用端不需修改也能处理，省去多对多连接的维护复杂性问题。消息中间件应用如全国第二代身份证，第二代身份证最显著的进步不是说在卡表面的照片换为彩色的了，而是在卡的内部更富科技含量的RFID芯片。芯片可存储个人信息，需要时在读写器上一扫，即可显示出你身份的信息。芯片的信息编写格式内容只有特定厂家提供，能有效防伪，完成身份识别和信息鉴定。

3.2 消息中间件-消息安全传递

消息中间件是一种基于消息传递的通信软件，可搜集信息，对采集的信息进行校对、过滤、汇集和处理减少数据冗余，以提高信息的准确性，整合后进行有效传递。基于TCP/IP或其他网络协议，在一个分布式网络环境中，提供各种端到端的数据通信服务。包括实时数据传输、可靠队列、事件服务、消息生命周期等各种功能。其应用于体现在公共关系、生产管理、交通管理、节能减排、电力安全等，如在货物调配环节，RFID 技术的支持大大提高了货物拣选、配送及分发的速度，还在此过程中实时监督货物流向，保障其按时到达，实现销售环节的畅通。对零售商而言，实施EPC 保证了合理的货物仓储数量，从而提高定单供货率，降低脱销的可能性和库存积压的风险。由于自动结算速度的大幅提高，卖场就可以降低最小安全存货量，增加流动资金。由于可以实现单品识别，每个产品都具有特殊代表性，他们在货架上的具体位置、所处状态，可通过信息阅读随时传递至互联网，在信息处理之后反馈给管理人员，可以有效防盗，避免销售损失。

3.3 消息中间件-队列管理

消息中间件位于感知设备与物联网应用之间，信息是以消息的形式，从一个程序传送到另一个或多个程序。信息可以以异步的方式传送，所以传送者不必等待回应。消息中间件功能不仅是传递信息，还包括其安全性、纠错、数据解译、数据缓存及广播等，且位于平台与应用之间的通用服务。应用标准程序接口和协议之间的特性，进行相互通信，实现应用程序之间的协同；物联网中间件（IOT Middleware）负责实现与RFID（是利用感应、无线电波进行非接触双向通信，达到识别及数据通信的自动识别系统）硬件及配套设备信息交互和管理，也作为软硬件设备的桥梁，进行与复杂应用的交换。它不仅可以屏蔽前端硬件的复杂，使之简化，又可以把采集的数据信息发送到后端的IT系统。如消息中间件在高速公路联网系统中的应用MQ消息中间件，采用队列管理器和消息队列方式为应用于程序提供消息传递服务，用户应用程序使用消息队列接口就可以从消息队列中取出消息或放入消息，而后消息管理器会去处理队列中的消息。二个队列管理器之间通过建立一个单向通信链路，在队列管理器之间传递消息。队列管理器中的处理用户应用程序向它发出调用及提交的命令而完成用户对消息的处理。还提供准确无误的保障机制，确保高速公路运输的运行。

3.4 消息中间件-主要作用

消息中间件技术在物联网应用中的主要作用包括三个方面：一是有控制。对RFID读写设备正常有序的进行工作，保证不同读写设备配合，合理工作。二是守规则。按照一定规则，进行数据的筛选，将大部冗余数据滤掉，将有效数据进行传达。突现中间件的特征：保证了上层应用层的服务，连到操作系统层面，也保证运行工作状态。三是快捷。完成从接收大量冗余数据的过滤，到将各单一信息数据的聚合，到完成对信息的传递。消息中间件是将感知层设备采集的数据传输给应用层各个应用于的问题，系统采用面向资源的结构设计，将感知层的设备按类型封装为资源，资源的最小传输单元称为消息，所有消息都运行在感知层和业务应用层之间的消息中间件系统集中管理，并通过REST形式的访问接口提供给消息使用者。而对于数据的共享需求，系统则采用队列模型管理来自同一资源的数据。客户端通过使用API中的发布、订阅功能来向队列中写入和读取数据，传输更快。

4 结论

物联网的消息中间件是整个物联网系统的核心构件，它关系着信息的安全可靠性，其最大价值是为物联网应用提供了有力支持，它不仅提高物流信息的获取能力，还拓展物流信息的增值服务，大大提高物品和资源的使用效率。小规模的物联网企业可做一些针对具体应用的中间件，达到物联网中信息处理的最大化、效果的最优化。现今，消息中间件技术的已广泛应用在物联网各领域中，特别是消息中间件技术以其特有的消息传递优势完成各个程序间的相互通讯，以协同各程序之间的有效运行。如上海特奥会RFID应用、北京机场RFID行李传递系统等，随着物联网应用领域的不断扩展，中间件技术将借助这一平台推动物联网迈上更高的领域。

参考文献

[1] 王喜富.物联网与物流信息化[M].北京：电子工业出版社，2011.7

[2] 张云勇.中间件技术原理与应用[M].北京.清华大学出版社，ISBN：730209399

[3] 白明.消息中间件技术在高速公路联网中的应用.《中国交通信息产业》.2004年10期