一種物聯網計算機系統技術方案

本發明專利技術公開了一種用于開發支持物聯網應用的新型的計算機系統，主要包括南橋、北橋、通訊接口、顯示設備接口、傳感設備接口等。把物聯網應用共性的核心支撐進行硬件化和設備化，提高整個物聯網應用的操作速度，節省存儲空間，改善可靠性，降低成本，物聯網應用設計與開發生產規范化、工程化，便于大規模生產和實現標準化。基于框架平臺的開發，支持應用組件的動態插拔，容易建立更加開放的系統；定義了標準的接口，只需要在框架的基礎上進行應用相關構件的開發，提高軟件的質量，降低成本，降低開發難度，有利于在一個項目內多人協同工作；可重用性提高了軟件的可靠性、質量與開發效率，使得平均開發費用降低，開發速度加快，維護費用降低。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于物聯網
，尤其涉及一種用于開發支持物聯網應用的新型的計算機系統，用于開發支持物聯網應用的新型的計算機系統。。
技術介紹
隨著計算機技術、電子技術的快速發展，互聯網的興起，物聯網的出現，使的今天的社會變成了以計算機為核心的信息社會。在信息社會中，信息的獲取、處理、交流和決策都需要大量高質量的計算機軟件，尤其是物聯網高度穩定性、可靠性、安全性和可控性的特點，這就促使人們對計算機軟件的品種、數量、功能、質量、成本和開發時間等提出了越來越高的要求。然而，不幸的是，要想使軟件功能更強、使用更方便，開發出來的軟件就越復雜、越龐大。人們的軟件開發能力越顯得力不從心，以致軟件開發計劃一拖再拖，成本失去控制，軟件質量得不到保證，最終導致整個項目的失敗。·作為嶄新的綜合性信息系統，物聯網并不是單純的網絡概念，它包括信息的感知、傳輸、處理決策、服務等多個方面，呈現出自身顯著的特點。首先是對客觀物理世界的全面感知，它不僅表現在對單一的現象或目標進行多方面的觀察獲得綜合的感知數據，也表現在對現實世界各種物體現象的普遍感知；其次是物聯網實體間的泛在互聯，表現在各種物體經由多種接人模式實現異構互聯，也突出表現在物聯網不僅包括互聯網、電信網等公共網絡，還包括電網和交通網等專用網絡，錯綜復雜，形成“網中網”的形態；第三是智慧的信息處理和決策，它體現在物聯網中從感知到傳輸到決策應用的信息流，并最終為控制提供支持，也廣泛體現出物聯網中大量的物體和物體之間的關聯和互動。物體互動經過從物理空間到信息空間，再到物理空間的過程，形成感知、傳輸、決策、控制的開放式的循環。物聯網具有顯著的異構性、混雜性和超大規模等特點。異構性表現在不同制造商、不同擁有者、不同類型、不同級別、不同范疇的對象網絡共存于物聯網中，網絡之間在通信協議、信息屬性、應用特征等多個方面存在差異性，并形成混雜的異構網絡或“網中網”形態；混雜性表現在網絡形態和組成的異構混雜性，多信息源的并發混雜性，場景、服務和應用的混雜性等多個方面；物聯網是物理世界與信息空間的深度融合系統，是涉及全球的人、機、物的綜合信息系統，其規模之大無所不包。物聯網的上述特點決定了感知層數據的特性，即異構的、混雜的、大規模的實時流感知數據，同時，感知數據還具有一個顯著特點就是時空特性，就是感知數據在特定時間和特定空間內才有意義，如果不在這個地點或過了這個時間，數據的意義可能就不大了。如中關村大街的交通相關信息，這些交通信息通過很多節點實時采集，是大數據量的隨時間不斷采樣的實時流信息。這些信息是在這個區域的人車才真正需要了解當時的詳細擁塞或停車信息等，以便及時掌握交通動態，調整行車路線或停止地方，其他地方的人們可能不關心這個區域的交通信息，或僅僅只需要了解大概情況，實時性要求也不是很高，如了解中關村大街的歷史交通信息等，另外，物聯網的物體之間需要協同交互，對事件及時做出反應，這就需要實時性采集、處理和控制。如在中關村大街上前后行駛的兩輛車需要實時交互，既要保持暢通行駛，又要通過保持一定的車距來保證安全性，這就需要在當前場景下局部空間內車輛之間實時通信和決策處理。由此可見國內外同類產品對異構、混雜和超大規模的物聯網應用的支持是不夠的。為解決這個軟件危機，人們一直在進行著持續不斷的努力。概括起來，人們的努力有兩個方向，一是軟件工程、軟件項目管理的方向，一是軟件技術革新的方向。從誕生到現在，軟件產業涌現了大量的技術革新。每一次的技術革新都向解決軟件產業的基本矛盾邁進了一步。在所有的技術革新中，軟件框架平臺是最有意義的，也是最有生命力的。框架平臺的使用很好地解決了以上問題。框架最大的好處就是重用，因為框架已經完成了軟件開發中基礎的、底層的功能，開發人員可以不用再考慮底層開發的細節，而是把精力完全地放在業務邏輯的開發上。這就使得開發人員不用從頭開始進行軟件的開發，縮短了軟件的開發周期，簡化了軟件開發的難度，增強了軟件的健壯性和可維護性。軟件框架(Software Framework)是整個或部分軟件系統的可重用設計。一個框架是多個可復用的設計構件的集合體，它規定了應用的體系結構，闡明了整個設計、協作構件之間的依賴關系、責任分配和控制流程，表現為一組抽象類以及其實例之間協作的方法，它為構件復用提供了上下文(Context)關系。 由于框架平臺對軟件開發的巨大意義，國際國內很多企業投入框架平臺的產品的研發。主要的框架平臺包括IBM WebSphere、Oracle Service Bus、銳易特Infomatic、東方通Tonglntegrator、金蝶Apusic,這些框架平臺都是符合面向服務架構SOA的中間件，它們不是某個產品，而是一種全新的集成應用，協調資源和操縱信息的框架，這些平臺比較適合基于互聯網的企業信息系統的開發，不能對物聯網應用提供全方位(尤其不能對傳感層)支撐，不適合物聯網應用系統。在物聯網傳感設備接口系統中，設備接口程序開發人員除了關心外設本身的工作方式和控制方式以外還不得不關心操作系統和硬件平臺的技術細節，這無疑加重了設備驅動程序開發和維護的負擔，特別是在當前多種嵌入式操作系統和硬件平臺并存的情況下。在物聯網應用中，傳感網絡發展規模越來越大，也越來越復雜，傳感設備的異構性也變的更高，以下幾個問題越來越突出物理上隔離普通的一個物聯網應用中，傳感網往往就由很多不同的子網組成，可以分布在不同的地理位置上；傳感設備種類繁多如在智能家居應用中，有采集電視、冰箱、洗衣機、壁掛率、照明燈等狀態，以及采集溫度、濕度、甲醛濃度、CO濃度等環境狀態的各類傳感器；傳感設備數目大量增大；設備往往也來自于不同廠家和公司；設備型號不同；在傳感網絡中運行著各種各樣的應用系統，隨著應用系統的多樣化，對帶寬要求的提高和用戶對網絡的性能要求的提高。這些問題使得對傳感設備的管理十分復雜。
技術實現思路
為了解決目前遇到的問題，本方案提出了用于開發支持物聯網應用的新型的計算機系統，此框架在傳統符合面向服務架構的ESB(企業服務總線)基礎上，根據物聯網中傳感設備接入特點，借鑒計算機網網絡設備管理SNMP (簡單網絡管理協議)的原理，設計了傳感網絡管理體系結構并開發了傳感網絡管理協議SNMP (Sensor Network ManagementProtocol)，在此基礎上，采用“插件”和“設備驅動”技術，把基于SOA的企業服務總線ESB(Enterprice ServiceBus)平臺拓展到物聯網從等層的傳感互動、數據聚集、到上層的智能應用、應用客戶端支持，提供了全方位框架支持，并且把平臺的軟件組件硬件化，固化到嵌入式設備中。本專利技術實施例是這樣實現的，一種用于開發支持物聯網應用的新型的計算機系統，其特征在于，所述計算機系統基于框架技術，并且把物聯網應用共性的核心支撐構件硬件化、設備化，所述計算機系統包括下列固化在嵌入式設備中的部件南橋，用于為傳感數據的傳輸提供網關，并且對各種設備進行集中控制和管理；北橋，是物聯網應用的樞紐，完成應用引擎、客戶端代理及數據適配器之間的轉接功能，并提供協議轉換、安全控制等基礎服務；通訊接口，由一系列針對有線或者無線通訊方式進行數據接收和發送的組件，南橋調用這些通訊接口，通過通訊總線接收傳感設備發送本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于開發支持物聯網應用的新型的計算機系統，其特征在于，所述計算機系統基于框架技術，并且把物聯網應用共性的核心支撐構件硬件化、設備化，所述計算機系統包括下列固化在嵌入式設備中的部件：南橋，用于為傳感數據的傳輸提供網關，并且對各種設備進行集中控制和管理；北橋，是物聯網應用的樞紐，完成應用引擎、客戶端代理及數據適配器之間的轉接功能，并提供協議轉換、安全控制等基礎服務；通訊接口，由一系列針對有線或者無線通訊方式進行數據接收和發送的組件，南橋調用這些通訊接口，通過通訊總線接收傳感設備發送來的數據；顯示設備接口，由一系列針對特定顯示設備的數據發送和用戶指令接收組件，南橋調用這些顯示設備接口，顯示設備狀態信息或者接收用戶傳感設備的控制指令；傳感設備接口，由一系列針對特定傳感設備和儀表構成的數據采集組件，南橋通過解析設備描述文件，調用這些傳感設備接口，由傳感網絡管理協議、總線對物聯網應用狀態或者環境數據進行多維感知和數據采集；應用引擎，用于為物聯網應用提供核心引擎，它提供統一的管理控制，完成對服務部署、管理、監控、注冊、查找功能的統一操作，為用戶快速便捷的完成SOA整合環境下總線的搭建工作提供工具支持；應用客戶端代理，用于為核心框架支撐的所有應用系統客戶端提供開發與運行支持，該層組件提供了應用組件接口，支持應用客戶端的開發，該層還提供了與應用引擎的企業服務總線接入；數據適配器，用于實現對各種數據源的信息源的存取操作適配，把應用數據封裝成松耦合、地址透明的數據服務構件。...

【技術特征摘要】
1.一種用于開發支持物聯網應用的新型的計算機系統，其特征在于，所述計算機系統基于框架技術，并且把物聯網應用共性的核心支撐構件硬件化、設備化，所述計算機系統包括下列固化在嵌入式設備中的部件 南橋，用于為傳感數據的傳輸提供網關，并且對各種設備進行集中控制和管理； 北橋，是物聯網應用的樞紐，完成應用引擎、客戶端代理及數據適配器之間的轉接功能，并提供協議轉換、安全控制等基礎服務； 通訊接口，由一系列針對有線或者無線通訊方式進行數據接收和發送的組件，南橋調用這些通訊接口，通過通訊總線接收傳感設備發送來的數據； 顯示設備接口，由一系列針對特定顯示設備的數據發送和用戶指令接收組件，南橋調用這些顯示設備接口，顯示設備狀態信息或者接收用戶傳感設備的控制指令； 傳感設備接口，由一系列針對特定傳感設備和儀表構成的數據采集組件，南橋通過解析設備描述文件，調用這些傳感設備接口，由傳感網絡管理協議、總線對物聯網應用狀態或者環境數據進行多維感知和數據采集； 應用引擎，用于為物聯網應用提供核心引擎，它提供統一的管理控制，完成對服務部署、管理、監控、注冊、查找功能的統一操作，為用戶快速便捷的完成SOA整合環境下總線的搭建工作提供工具支持； 應用客戶端代理，用于為核心框架支撐的所有應用系統客戶端提供開發與運行支持，該層組件提供了應用組件接口，支持應用客戶端的開發，該層還提供了與應用引擎的企業服務總線接入； 數據適配器，用于實現對各種數據源的信息源的存取操作適配，把應用數據封裝成松耦合、地址透明的數據服務構件。2.如權利要求I所述的用于開發支持物聯網應用的新型的計算機系統，其特征在于，把與傳感網絡中的傳感設備相聯的支撐構件進行硬...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡清河，張爽，
申請(專利權)人：杭州泛和科技有限公司，
類型：發明
國別省市：