基于云计算平台的EPC中间件系统

去年，温家宝总理在政府工作报告中明确提出“加快物联网的研发应用 ，再一次体现了政府高度重视物联网的发展。在国家政策推动下，电信运营商积极介入物联网业务，把物联网作为未来重要的赢利点。

物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。在业界，物联刚一般被公认为分成三个层次，底层是感知和收集前端数据的感知层，中间是传输和处理数据的网络层，最上面是利用经过分析处理的感知数据，为用户提供各种应用服务的应用层。物联网系统架构如图1所示。

图1 物联网体系结构

感知层是物联网发展和应用的基础，主要通过射频识别（RFID）系统实现RFID标签的自动采集和识别。RFID标签附着于可跟踪的物品上，从而实现全球流通，感知器与信息系统相连， 读取标签中的电子代码（Electronic Product Code，EPC），并将其输入网络信息系统。

物联网的网络层将建立在现有的移动通信网络和互联网基础上，对感知层采集上传的数据进行存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为，而实现这一系列数据管理和处理的核心是EPC中间件，它作为物联网网络层的重要组成部分，承前启后，为应用层提供各类服务基础。

应用层是物联网发展的目的，软件开发、智能控制技术将会为用户提供丰富多彩的物联网应用，各种行业和家庭应用的开发将会推动物联网的普及，也给整个物联网产业链带来利润。

从物联网体系架构来看，基于现有的资源，运营商的核心竞争力在物联网网络层这部分，既要发挥自己的优势，又要避免被局限在管道的角色上，运营商应该把目光聚焦在EPC中间件上，成为物联网巾间件服务提供商，把控网络层的核心，占据物联网产业链的价值高地。

物联网企业信息交互的EPC中间件设计结合了传统中间件的特点，利用基于CORBAR~RMI的J2EE技术实现．程对象调用，能够最大程度的实现分布式的软件体系：构。在中间件开发的后期，以SOA的形式通WebService发布在企业服务总线上，方便客户端的调用。同时使用J2EE当中的EJB技术明确的规范了事务操作和事务管理并且有相应J2EE容器来对中间件当中的事务进行管理。

EPC中间件能够屏蔽应用层和网络协议的差异，为各种具体应用提供多种通讯机制；并提供相应的平台以满足不同领域的需要。因此，中间件为下层应用提供了一个相对稳定的上层服务环境。然而，传统中间件所应遵循的一些原则离实际还有较大差距，多数流行的中间件服务使用的API和协议都是专有的，使得应用建立于不同厂家的产品很难实现互操作。有些中间件服务只提供部分平台的实现，从而限制了应用在异构系统之间的移植。应用开发者在这些中间件服务之上建立自己的应用还要承担相当大的风险，随着服务的延展往往还需重写他们的应用。尽管中间件服务提高了分布计算的抽象化程度，但应用开发者还需面临许多艰难的设计选择，例如，开发者还需决定分布应用在Client方和Server方的功能分配。通常将表示服务放在Cfient方以方便使用显示设备，将数据服务放存Server方以靠近数据库，但实际应用中也并非总是如此，何况其它应用功能如何分配也是不容易确定的。

针对上述不足，本文提出一个基于云计算平台的EPC中间件体系架构，运营商可以利用云计算平台抽象化计算与存储资源，整合中间件服务，动态的分配给需要使用的各项用户或应用，在其上开发业务应用时只需要按照其应用程序接口规范调用所需资源即可，其使用费用跟总的资源使用量成正比而不像以往跟系统吞吐撮成止比。如此用户只需关心业务逻辑实现，运营商可以把各种应用服务部署到云计算平台运行然后通过云计算平台的控制面板或者接口提供应用服务。

如此一来，物联网中的应用服务程序可通过共享同一个庞大的云计算资源池来获得超大的系统吞吐能力以满足用户在某些情况下所需要的超高计算或者存储资源请求，而付出的代价却只是其总的资源使用量的费用。以上系统的动态扩展与收缩过程并不需要用户干预，系统会自动进行，开发者在其平台上开发时除了按照其规范并遵循程序易于被横向扩展的原则外，跟丌发本地应用程序没有太大区别，这给系统开发者与使用者都带来了很大的实惠，而运营商也可以牢牢的控制中间件服务这一核心环节。

EPC中间件系统基于云计算平台，主要由边界节点（Es）和内部节点（Is）构成，其中节点间多为异地分布。这一特点决定厂分布式的系统架构应该是一种必然的选择，基于云计算技术的系统结构则能够最人限度地发挥分布式计算的优势。为此，本文提出 一种改进的EPC中间件系统结构，如图2所示。

图2 基于云计算的EPC中间件系统结构

边界节点中，RFID识读器用于接受RFID标签的射频信号，信息初步处理后，通过数据传输接口向相应的内部节点传递。

内部节点由事件管理系统、任务管理系统、接口模块组成。事件管理系统主要用于接收和处理从边界节点得到的信息，并过滤得到所需的数据；任务管理系统负责管理由上级中间件或企业应用程序发送到本级中间件的任务，这些任务代表用户在EPC中间件端运行，运用SOAP服务器负责表明任务管理的功能和接口，它使任务管理器成为可以被所有系统统一访问的SOAP服务；接口模块由面向企业具体应用的接口、EPC信息服务（EPCIS）接口以及ONSH服务接口构成，它是EPC中间件系统与外界交互的通道，通过使用云计算技术，接口模块向外部提供有状态的Web Service，屏蔽了系统内部各子系统实现的差异，统一了EPC中间件与外部环境之间的通信方式，模块内子系统采用SOA的设计思想，使整个模块变得灵活而易于扩展，当外部环境的业务逻辑改变时，只要Web Service接口不变，EPC中间件就无须作调整。

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