去年，溫家寶總理在政府工作報(bào)告中明確提出“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用 ，再一次體現(xiàn)了政府高度重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。在國家政策推動下，電信運(yùn)營商積極介入物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，把物聯(lián)網(wǎng)作為未來重要的贏利點(diǎn)。

         1 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及現(xiàn)有EPC中間件設(shè)計(jì)特點(diǎn)

         物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。在業(yè)界，物聯(lián)剛一般被公認(rèn)為分成三個(gè)層次，底層是感知和收集前端數(shù)據(jù)的感知層，中間是傳輸和處理數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)層，最上面是利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供各種應(yīng)用服務(wù)的應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

         感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，主要通過射頻識別（RFID）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)簽的自動采集和識別。RFID標(biāo)簽附著于可跟蹤的物品上，從而實(shí)現(xiàn)全球流通，感知器與信息系統(tǒng)相連， 讀取標(biāo)簽中的電子代碼（Electronic Product Code，EPC），并將其輸入網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。

         物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層將建立在現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，對感知層采集上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為，而實(shí)現(xiàn)這一系列數(shù)據(jù)管理和處理的核心是EPC中間件，它作為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的重要組成部分，承前啟后，為應(yīng)用層提供各類服務(wù)基礎(chǔ)。

         應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目的，軟件開發(fā)、智能控制技術(shù)將會為用戶提供豐富多彩的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，各種行業(yè)和家庭應(yīng)用的開發(fā)將會推動物聯(lián)網(wǎng)的普及，也給整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈帶來利潤。

         從物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)來看，基于現(xiàn)有的資源，運(yùn)營商的核心競爭力在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層這部分，既要發(fā)揮自己的優(yōu)勢，又要避免被局限在管道的角色上，運(yùn)營商應(yīng)該把目光聚焦在EPC中間件上，成為物聯(lián)網(wǎng)巾間件服務(wù)提供商，把控網(wǎng)絡(luò)層的核心，占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值高地。

         物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)信息交互的EPC中間件設(shè)計(jì)結(jié)合了傳統(tǒng)中間件的特點(diǎn)，利用基于CORBAR~RMI的J2EE技術(shù)實(shí)現(xiàn)．程對象調(diào)用，能夠最大程度的實(shí)現(xiàn)分布式的軟件體系：構(gòu)。在中間件開發(fā)的后期，以SOA的形式通WebService發(fā)布在企業(yè)服務(wù)總線上，方便客戶端的調(diào)用。同時(shí)使用J2EE當(dāng)中的EJB技術(shù)明確的規(guī)范了事務(wù)操作和事務(wù)管理并且有相應(yīng)J2EE容器來對中間件當(dāng)中的事務(wù)進(jìn)行管理。

         EPC中間件能夠屏蔽應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的差異，為各種具體應(yīng)用提供多種通訊機(jī)制；并提供相應(yīng)的平臺以滿足不同領(lǐng)域的需要。因此，中間件為下層應(yīng)用提供了一個(gè)相對穩(wěn)定的上層服務(wù)環(huán)境。然而，傳統(tǒng)中間件所應(yīng)遵循的一些原則離實(shí)際還有較大差距，多數(shù)流行的中間件服務(wù)使用的API和協(xié)議都是專有的，使得應(yīng)用建立于不同廠家的產(chǎn)品很難實(shí)現(xiàn)互操作。有些中間件服務(wù)只提供部分平臺的實(shí)現(xiàn)，從而限制了應(yīng)用在異構(gòu)系統(tǒng)之間的移植。應(yīng)用開發(fā)者在這些中間件服務(wù)之上建立自己的應(yīng)用還要承擔(dān)相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)，隨著服務(wù)的延展往往還需重寫他們的應(yīng)用。盡管中間件服務(wù)提高了分布計(jì)算的抽象化程度，但應(yīng)用開發(fā)者還需面臨許多艱難的設(shè)計(jì)選擇，例如，開發(fā)者還需決定分布應(yīng)用在Client方和Server方的功能分配。通常將表示服務(wù)放在Cfient方以方便使用顯示設(shè)備，將數(shù)據(jù)服務(wù)放存Server方以靠近數(shù)據(jù)庫，但實(shí)際應(yīng)用中也并非總是如此，何況其它應(yīng)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(gè)基于云計(jì)算平臺的EPC中間件體系架構(gòu)，運(yùn)營商可以利用云計(jì)算平臺抽象化計(jì)算與存儲資源，整合中間件服務(wù)，動態(tài)的分配給需要使用的各項(xiàng)用戶或應(yīng)用，在其上開發(fā)業(yè)務(wù)應(yīng)用時(shí)只需要按照其應(yīng)用程序接口規(guī)范調(diào)用所需資源即可，其使用費(fèi)用跟總的資源使用量成正比而不像以往跟系統(tǒng)吞吐撮成止比。如此用戶只需關(guān)心業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)，運(yùn)營商可以把各種應(yīng)用服務(wù)部署到云計(jì)算平臺運(yùn)行然后通過云計(jì)算平臺的控制面板或者接口提供應(yīng)用服務(wù)。

         如此一來，物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用服務(wù)程序可通過共享同一個(gè)龐大的云計(jì)算資源池來獲得超大的系統(tǒng)吞吐能力以滿足用戶在某些情況下所需要的超高計(jì)算或者存儲資源請求，而付出的代價(jià)卻只是其總的資源使用量的費(fèi)用。以上系統(tǒng)的動態(tài)擴(kuò)展與收縮過程并不需要用戶干預(yù)，系統(tǒng)會自動進(jìn)行，開發(fā)者在其平臺上開發(fā)時(shí)除了按照其規(guī)范并遵循程序易于被橫向擴(kuò)展的原則外，跟丌發(fā)本地應(yīng)用程序沒有太大區(qū)別，這給系統(tǒng)開發(fā)者與使用者都帶來了很大的實(shí)惠，而運(yùn)營商也可以牢牢的控制中間件服務(wù)這一核心環(huán)節(jié)。

         2 改進(jìn)的EPC中間件體系結(jié)構(gòu)

         EPC中間件系統(tǒng)基于云計(jì)算平臺，主要由邊界節(jié)點(diǎn)（Es）和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)（Is）構(gòu)成，其中節(jié)點(diǎn)間多為異地分布。這一特點(diǎn)決定廠分布式的系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)該是一種必然的選擇，基于云計(jì)算技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)則能夠最人限度地發(fā)揮分布式計(jì)算的優(yōu)勢。為此，本文提出 一種改進(jìn)的EPC中間件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

         邊界節(jié)點(diǎn)中，RFID識讀器用于接受RFID標(biāo)簽的射頻信號，信息初步處理后，通過數(shù)據(jù)傳輸接口向相應(yīng)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)傳遞。

         內(nèi)部節(jié)點(diǎn)由事件管理系統(tǒng)、任務(wù)管理系統(tǒng)、接口模塊組成。事件管理系統(tǒng)主要用于接收和處理從邊界節(jié)點(diǎn)得到的信息，并過濾得到所需的數(shù)據(jù)；任務(wù)管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理由上級中間件或企業(yè)應(yīng)用程序發(fā)送到本級中間件的任務(wù)，這些任務(wù)代表用戶在EPC中間件端運(yùn)行，運(yùn)用SOAP服務(wù)器負(fù)責(zé)表明任務(wù)管理的功能和接口，它使任務(wù)管理器成為可以被所有系統(tǒng)統(tǒng)一訪問的SOAP服務(wù)；接口模塊由面向企業(yè)具體應(yīng)用的接口、EPC信息服務(wù)（EPCIS）接口以及ONSH服務(wù)接口構(gòu)成，它是EPC中間件系統(tǒng)與外界交互的通道，通過使用云計(jì)算技術(shù)，接口模塊向外部提供有狀態(tài)的Web Service，屏蔽了系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的差異，統(tǒng)一了EPC中間件與外部環(huán)境之間的通信方式，模塊內(nèi)子系統(tǒng)采用SOA的設(shè)計(jì)思想，使整個(gè)模塊變得靈活而易于擴(kuò)展，當(dāng)外部環(huán)境的業(yè)務(wù)邏輯改變時(shí)，只要Web Service接口不變，EPC中間件就無須作調(diào)整。

         3 云計(jì)算的應(yīng)用

         云計(jì)算平臺提供EPC中間件系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)的基本運(yùn)行環(huán)境，滿足服務(wù)的定義、服務(wù)管理和服務(wù)調(diào)用等三個(gè)方面的要求。運(yùn)行環(huán)境對服務(wù)的定義的支持，使用戶能進(jìn)行服務(wù)定義來滿足業(yè)務(wù)的需求。服務(wù)管理主要提供對服務(wù)的組裝、編排、監(jiān)管等功能，以滿足特定業(yè)務(wù)流程的定義。而服務(wù)調(diào)用則為用戶提供的服務(wù)調(diào)用的統(tǒng)一接口，方便用戶使用云計(jì)算平臺中的服務(wù)。但在復(fù)雜企業(yè)運(yùn)用方面，云計(jì)算并沒有很好的軟件架構(gòu)。從本質(zhì)上說，在抽象層次上，服務(wù)位于業(yè)務(wù)和技術(shù)中間。面向服務(wù)的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)一方面必須理解在業(yè)務(wù)需求和可以提供的服務(wù)之間的動態(tài)關(guān)系，另一方面，同樣要理解服務(wù)與提供這些服務(wù)的底層技術(shù)之間的關(guān)系。面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）將其服務(wù)的IT架構(gòu)抽象出來，將其功能以粗粒度的服務(wù)形式表示出來，每種服務(wù)都清晰地表示其業(yè)務(wù)價(jià)值，那么，這些服務(wù)的顧客（可能在公司內(nèi)部，也可能是公司的某個(gè)業(yè)務(wù)伙伴）就可以得到這些服務(wù)，而不必考慮其后臺實(shí)現(xiàn)的具體技術(shù)。更進(jìn)一步，如果顧客能夠發(fā)現(xiàn)并綁定可用的服務(wù)，那么在這些服務(wù)背后的IT系統(tǒng)能夠提供更大的靈活性。SOA強(qiáng)調(diào)服務(wù)第一，業(yè)務(wù)和IT對齊，為靈活而構(gòu)建的思想，這些都能很好的幫助云計(jì)算平臺快速應(yīng)對服務(wù)需求變化。所以考慮采用SOA與云計(jì)算相結(jié)合的方式，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，提供更加開放完善的EPC中間件體系架構(gòu)。

         3．1應(yīng)用服務(wù)定義層設(shè)計(jì)

         服務(wù)定義主要為用戶提供在平臺中定義服務(wù)的功能，包括兩個(gè)方面的含義，其一支持企業(yè)的目標(biāo)和戰(zhàn)略的服務(wù)設(shè)計(jì)。SOA的IT與業(yè)務(wù)對齊的思想可以實(shí)現(xiàn)滿足云計(jì)算的這種需求。其二是從編程角度上看，支持服務(wù)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，即具體服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

         為了使用SOA構(gòu)建系統(tǒng)，在應(yīng)用服務(wù)定義層將引用服務(wù)組件體系結(jié)構(gòu)（Service Component Architecture，SCA），SCA是一組規(guī)范，描述了用于使用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)來構(gòu)建應(yīng)用程序和系統(tǒng)的模型。在SCA中業(yè)務(wù)功能都是用服務(wù)來描述的，通過將這些服務(wù)進(jìn)行組裝就可以提供新的業(yè)務(wù)；在組裝的過程中，可能需要新開發(fā)一些服務(wù)，也可能從企業(yè)己有的業(yè)務(wù)功能中抽取出服務(wù)進(jìn)行重用。通常將構(gòu)建面向服務(wù)的應(yīng)用程序的步驟分為兩大部分：

         ·組件的實(shí)現(xiàn)，提供服務(wù)和使用其他服務(wù)。

         ·為了構(gòu)建業(yè)務(wù)應(yīng)用程序?qū)M件集進(jìn)行的組裝，通過將服務(wù)引用連接到服務(wù)來完成。

         在服務(wù)定義層將服務(wù)實(shí)現(xiàn)和服務(wù)組裝從基礎(chǔ)設(shè)施功能細(xì)節(jié)以及用于調(diào)用服務(wù)的訪問方法細(xì)節(jié)分離開來，我們可以方便的將構(gòu)件的服務(wù)轉(zhuǎn)換為不同的調(diào)用協(xié)議，實(shí)現(xiàn)SOA中對各業(yè)務(wù)模塊間服務(wù)整合的功能。SCA組件在業(yè)務(wù)級別進(jìn)行操作，只使用非常少的中間件API進(jìn)行工作，同時(shí)它的接口是標(biāo)準(zhǔn)的，主要是WSDL接口和I a接口，可以通過組件容器提供QoS（quality of service）的服務(wù)。

         3．2應(yīng)用服務(wù)管理層設(shè)計(jì)

         服務(wù)管理主要提供組裝服務(wù)所需的流程編排服務(wù)，統(tǒng)一事件支持， 以及相關(guān)的規(guī)則服務(wù)、任務(wù)調(diào)度、選擇器等。服務(wù)管理層提供的服務(wù)既可為系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)集成提供支持，也可以以Web Service或API的方式提供給外部程序調(diào)用，如服務(wù)編排和規(guī)則服務(wù)等，這也為平臺為用戶提供了更多服務(wù)選擇。

         SOA中流程往往是跨系統(tǒng)的，通過流程編排與管理來協(xié)調(diào)服務(wù)之間的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)，監(jiān)控服務(wù)的運(yùn)行狀況，并通過對流程的優(yōu)化提高服務(wù)對應(yīng)用的響應(yīng)時(shí)間，降低運(yùn)營成本。此外，流程編排與管理負(fù)責(zé)把在流程協(xié)調(diào)的同時(shí)，產(chǎn)生的相關(guān)應(yīng)用開發(fā)人員的任務(wù)，推送到個(gè)人工作臺。所以把流程服務(wù)提供給最終用戶是使用是平臺的不可或缺的功能，也是平臺的一大特色。

         在管理層引入統(tǒng)一事件的支持，提供對業(yè)務(wù)事件的支持，幫助各服務(wù)模塊間實(shí)現(xiàn)松耦合。業(yè)務(wù)邏輯發(fā)出事件后不需要關(guān)心事件消費(fèi)對象，為業(yè)務(wù)流程的組合帶來了很大的靈活性，而且可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)間非侵入式的集成。在流程管理方面，統(tǒng)一事件支持還提供了業(yè)務(wù)流程的自動流轉(zhuǎn)的功能。

         3．3應(yīng)用服務(wù)調(diào)用層設(shè)計(jì)

         提供給外層使用的服務(wù)位于該層。提供的服務(wù)包括：支持開發(fā)用戶在平臺中開發(fā)運(yùn)用的SDK，可供外部調(diào)用的Web Service，平臺提供的個(gè)性化軟件服務(wù)，以及滿足用戶個(gè)性化需求的其它服務(wù)。

         SDK提供在云平臺上開發(fā)的應(yīng)用工具，類似傳統(tǒng)開發(fā)中的API，但這里的SDK是經(jīng)過深度定制的，提供符合云計(jì)算平臺的架構(gòu)的應(yīng)用服務(wù)接口。提供SDK的主要目的是滿足企業(yè)對IT的個(gè)性化需求。在當(dāng)前企業(yè)自己管理軟件的模式中，當(dāng)企業(yè)需要一些個(gè)性化的軟件時(shí)，技術(shù)部門就會把這個(gè)應(yīng)用開發(fā)出來放到服務(wù)器上。如果有云計(jì)算平臺提供服務(wù)時(shí)，企業(yè)可以借助SDK來開發(fā)個(gè)性化應(yīng)用。

         SDK提供支持企業(yè)應(yīng)用基本的API，包括存儲服務(wù)，隊(duì)列服務(wù)，安全認(rèn)證服務(wù)等。此外還提供調(diào)用Web Service和封裝成Web Service供外部調(diào)用的能力。

         4 問題和對策

         一直以來，安全問題都制約著云計(jì)算的發(fā)展，是云計(jì)算在企業(yè)中實(shí)施的最大障礙。本文總結(jié)了平臺面的安全問題并提出了相應(yīng)的對策。

         （1）數(shù)據(jù)安全。平臺中的數(shù)據(jù)一般通過Internet傳輸，數(shù)據(jù)交由云服務(wù)管理后需要保住數(shù)據(jù)的安全，包括數(shù)據(jù)在服務(wù)器端的計(jì)算和數(shù)據(jù)備份問題。一般來說，企業(yè)數(shù)據(jù)都要求高安全性，如客戶資料，合同中的投標(biāo)規(guī)則等。但企業(yè)把這些數(shù)據(jù)提交給云計(jì)算平臺后，企業(yè)就失去了對數(shù)據(jù)的控制權(quán)，無法確保數(shù)據(jù)的安全，增加了數(shù)據(jù)被泄露的可能性。

         針對這個(gè)問題，當(dāng)數(shù)據(jù)在Internet上的傳輸時(shí)，可以通過建立SSL安全隧道，采用VPN技術(shù)等方式來保證數(shù)據(jù)安全傳輸；當(dāng)敏感數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中時(shí)也可以通過加密處理有效的保證數(shù)據(jù)的安全。各企業(yè)應(yīng)用之間的隔離可以通過云計(jì)算的虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)，保證企業(yè)與企業(yè)之間的數(shù)據(jù)隔離開來。

         （2）服務(wù)質(zhì)量。面對云計(jì)算服務(wù)，企業(yè)用戶通常會對系統(tǒng)可靠性，可用性等方面持懷疑態(tài)度，擔(dān)心出現(xiàn)問題后無法得到服務(wù)商的及時(shí)解決，諸如此類都影響到了企業(yè)中云計(jì)算的全面應(yīng)用。

         針對這個(gè)問題，可以引入SLA服務(wù)水平協(xié)議來為用戶提供可靠的服務(wù)。同時(shí)SLA可以進(jìn)一步對云服務(wù)提供商進(jìn)行約束，提高服務(wù)質(zhì)量，增加企業(yè)用戶對云服務(wù)的信心。

         5 結(jié)論

         運(yùn)營商布局物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，角色很關(guān)鍵，不能只做信息的透明通道，應(yīng)該在控制行業(yè)信息的基礎(chǔ)上拓展行業(yè)信息化解決方案，立足傳輸、傳感網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)開展產(chǎn)業(yè)合作，并借助物聯(lián)網(wǎng)與3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的機(jī)遇在產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)更加重要的位置。