物联网资源管理框架及服务提供平台

目前,物联网的应用模式还停留在Intranet of Things阶段,大多数物联网应用模式都是竖井式的,这种应用模式通常是:专用的设备和感知延伸网络用于专门的应用,底层的感知资源和感知数据被封锁在了一个个的应用中,得不到进一步的共享和重用。这些系统之间是相互隔离的,彼此的信息不能够互联互通,导致了信息孤岛的产生,造成了大量的传感资源和数据的浪费,也阻碍了进一步的跨系统的智能数据融合。此外,这种竖井式应用模式无法支持更加"普适性"和大规模的应用方案。本文主要关注的是支持从Intranet of Things过渡到Internet of Things所需要的中间件基础设施,以及构建这种基础设施存在的部分技术问题及其解决方案。 本文提出了一个物联网服务提供框架。框架在保证资源提供者本身应用的实时性和可靠性前提下,为可定制的开放和共享资源提供了基础设施。框架中包含多级资源管理平台,作为资源管理平台的体系架构,而资源管理平台是框架的核心,作为整个基础设施的功能载体。从大的方面来讲,平台的目标是为从竖井式应用模式过渡到水平式模式提供基础中间件,进而以开放的方式将底层资源的能力提供出来,从而实现资源和数据的跨系统共享和重用。从功能上来说,平台提供了一个中间件来接入异构资源、形式化的描述资源和实体,并将它们的输出以"well-understood、machine-processible"的方式开放给不同的应用。 针对物联网资源的异构性问题,资源管理平台主要解决协议的异构性和数据模型异构性两个方面。对于协议的异构性,平台底层借助于UDA (Unified Device Access)统一接入层来适配底层设备协议的异构性。UDA的核心功能是协议栈框架,协议栈框架基于OSGi技术,并采用Dependency-Inversion的协议栈设计模式。总体来说,协议栈框架有两大特点:支持协议的动态热插拔,即协议是即插即用的,可以动态的安装、修改和卸载；协议的自适配,即协议栈框架能够支持异构协议的自适配,能够自动选择协议栈或者动态组装协议栈来解析未知数据包,不需要手工逐一配置。此外,协议栈框架中不同的协议都以组件的形式维护在协议容器中,协议容器提供了维护、管理和配置协议的图形化管理工具,因此可以规范的管理已有协议。经过一系列的性能测试,实验结果表明UDA的性能可以胜任一些对实时性要求比较高的应用场景。 对于数据模型的异构性,本文提出了基于语义本体的多层次、多维度信息模型。异构资源通过UDA接入进平台后,通过信息模型对资源和数据进行统一建模描述。多层次信息模型的理念首先从模型这个角度将上层应用与底层传感器资源解耦,上下层模型通过资源-实体绑定进行关联。资源和实体关联后,资源就可以观测或者控制实体的具体属性,原本无意义的观测数据也变成了具备具体应用意义的情景数据。一个应用场景中的实体模型可以关联不同资源提供者的资源模型,这意味着从模型的角度应用程序可以共享和重用传感器资源。同时,信息模型提供了模型的关联和映射机制,通过这种机制,系统之间的数据或者来自感知层的数据能够以上层应用可理解的方式提供给它们。此外,本文提出了多维度的思想,通过多个特征维度的资源模型来描述资源。根据多维度模型,资源匹配算法可以根据每个维度的特性准确的匹配资源。此外,我们实现了一个基于领域模板的建模工具,能够有效地创建、组织和维护这些模型并支持模板的复用。信息模型已在"西门子智能交通系统"等系统中得到了应用。 平台接入大量的异构感知资源后,将它们能力以轻量级服务的方式开放出来。针对物联网服务的大规模性、动态性和情景的复杂性,本文提出了基于语义相似度的功能性服务推荐和基于协同过滤的QoS-based服务推荐算法,根据用户的需求,结合当前被监控实体的情景,为用户自动或者半自动的推荐合适的服务。算法的作用主要定位在两方面:协助用户从大量的可用服务集中选择合适的服务,降低用户的工作量；当资源或者被测实体情景发生改变,动态为被测实体匹配资源,找到与实体当前情景相符的感控服务,保证了服务的连续性。实验结果表明文中提出服务推荐算法是适合物联网环境特性的,它在较短的计算时问内尽量保证了推荐的准确率和召回率性能。

基于C#与MQTT的智能物联平台设计

随着国家对两业融合,物联网的重视,制造业也在不断朝着高质量,智能化的方向发展和转变.工业设备之间,设备与上位系统之间如何更高效,便捷实现数据互联互通成为制造业数字化转型亟待解决的难题.针对工业设备互联现状和问题,借助C#和MQTT技术,搭建智能物联平台,实现不同设备,不同系统的安全快速接入及数据互联互通,并通过实际验证达到了预期设计效果,解决了各类工业设备实现信息化通用性不强及设备数据对接上位系统交互协议及规则不统一的问题.

三维可视化监控平台的多源数据融合处理机制研究

随着人工智能,物联网等技术的飞速发展,三维可视化监控平台日益在众多领域得到广泛应用,为实现更精准,全面的监控与决策支持,多源数据融合处理机制成为关键.本文对三维可视化监控平台的多源数据进行介绍,分析多元数据融合过程中面临的问题和挑战,详细阐述了多源数据融合处理机制,以期为提升三维可视化监控平台的性能与应用价值提供参考.

基于SAP HANA技术的健身休闲业大数据平台架构研究

研究目的:本研究基于SAPHANA技术,探索性的构建健身休闲行业网络交互平台理论架构,期望通过该平台将以往健身休闲行业分散的业务运营,物联网功能,智能分析等进行系统整合,把以往分散化的场馆预订,教练选择,操课安排,虚拟竞技等客户服务功能集约化;通过智能移动终端与基于SAPHANA技术的数据库充分联结,为顾客量身定制健身休闲计划和操课等,还可将支付和社交等功能整合进该平台.该平台的构建有利于优化整合已有分散,孤立的健身休闲资源,对于提升健身休闲行业的信息化水平与客户满意度均具有理论和现实价值研究架构:2.1平台组成2.1.1健身资源池健身资源池可通过健身休闲超市形式外化,通过提供多样化的健身休闲信息资源,充分满足健身者的个人健身需求和个人爱好.(1)建设小粒度健身资源.(2)健身资源的整合与推送2.1.2支持服务池(1)探索"互联网+"环境下健身休闲企业与客户交互模式的创新.(2)基于平台系统交流的社会化,开放性特点,可开通网站即时通信系统,(3)通过对用户体质进行全面监测与分析,提出有益健康咨询并科学指导.(4)在用户的健身信息管理过程中,平台可严格实施级别管理和后台审核制.2.2架构与功能(1)SAPHANA平台架构.SAPHANA在新一代大规模并行内存数据处理设计模式基础上进行构建,通过架构上提供预测,文本分析,空间处理,数据虚拟化等功能,使SAP HANA成为构建和部署实时应用和分析的合理平台.(2)SAP HANA与云计算.SAP HANA主要采用内存计算,企业可实时地将主要交易表同步到内存中,以便在分析或查找时能够对这些表进行便利访问.HANA属于数据库层面,而云计算属于网络层面.(3)SAP HANA功能体现.基于SAP HANA技术,平台可基于海量实时信息开展分析.SAP HANA能够提供单一平台用于存储事务数据,运营数据,仓储数据,机器数据,事件数据和非结构化数据.研究结果:3.1 SAP HANA大数据平台组成基于大数据的健身休闲行业云计算平台架构将以SAPHANA大数据平台为基础,包含:业务运营平台,物联网平台,智能分析平台.3.2 SAP HANA在健身休闲领域中的应用SAP HANA技术可在场馆预约,教练选择,操课安排,体质监测,科学健身,运动处方,社交功能等多领域使用.3.3物联网平台在健身休闲中应用由物联网平台采集到的大量可穿戴设备用户的健身数据,通过平台系统进行科学管理和全面分析,做到对可穿戴设备用户的健身数据的精准化,智能化管理.3.4物联网云平台可实现功能(1)智能穿戴设备(2)运动监测(3)智能医疗监测(4)智能健身设备3.5智能分析平台健身休闲行业的智能分析平台可采用以下功能模块和组件:(1)可视化仪表盘(Dash board).(2)水晶报表(Crystal Reports).(3)即时查询分析(Web Intelligence).(4)数据挖掘(Explorer).(5)语义层设计(Universe Designer).3.6智能分析平台的应用(1)健身资源合理配置,参与各方有效交互(2)基于智能分析提供个性化健身方案结论:与建议本研究基于SAPHANA技术构建了健身休闲业网络大数据平台理论架构,该平台将以往健身休闲行业分散的业务运营,物联网功能,智能分析等功能进行系统整合.具体如下:1)通过智能移动终端与SAP HANA数据库联结,实现健身休闲行业线上线下的有机融合.利用该平台把以往分散化的场馆预订,教练选择,操课安排,虚拟竞技等客户服务功能集约化,并将支付和社交等功能整合进该平台.2)SAP HANA大数据平台通过智能终端连接可有效实现物物相联.通过智能终端可采集锻炼者生理指标和静态,动态数据,借助云计算,大数据等技术做出科学的体质评价报告并建立完整用户健身数据库.3)可利用SAP HANA大数据平台对健身休闲资源合理配置.基于人工智能和算法等技术,对健身场馆,健身教练,健身计划,营养处方,健身时间,运动项目,体质状况,器械状态等类别开展智能分析,实现健身资源的合理配置与匹配.4)可利用SAPHANA大数据平台满足用户个性化,精准化健身需求.通过人工智能与算法等技术对用户经常采用的关键词:搜索信息进行分析,实现信息的有机匹配,自动给健身用户推送个性化,精准化信息.(5)利用SAPHANA大数据平台实现参与各方有效交互.该平台的构建可大力改善以往主观和粗放式管理运营模式,实现以客户需求为导向.未来可加强平台的网络在线交流与反馈功能,建立专属网络社区论坛,真正提升用户的便利度及满意度.

多通讯融合物联网网关技术研究

随着计算机和互联网技术的迅猛发展,物联网已经逐步从概念走向现实。物联网通过智能感知、智能识别和云计算技术的融合,将海量的传感设备同互联网连接起来,实现智能化的识别及感知,被视为新一代信息技术的重要组成部分。物联网网关作为重要的数据汇聚、转发和功能控制管理节点,将成为感知网络和传统通信网络的连接纽带,在未来的物联网时代将会扮演非常重要的角色。 本文在研究总结物联网网关技术原理的基础上,深入而广泛地了解常用的无线通信标准和硬件模块,设计了物联网融合网关的硬件系统;对常见的无线系统共存问题进行了研究分析,提出了一种改进的WLAN系统信道分配算法;结合孕婴监护服务的场景特性,设计了一套基于多通讯融合的移动孕婴监护平台。本文的主要研究内容分为三个方面: 第一,设计了物联网融合网关的硬件架构。本文将WIFI、蓝牙、3G、ZigBee几种较为常用的通信模块集成在一个系统中,实现了多通讯融合网关的雏形。 第二,针对常见的无线系统共存的干扰问题进行了研究分析,提出了一种改进的WLAN系统信道分配算法。提出了一种基于集中控制的WLAN系统信道分配算法,该算法综合考虑了WLAN系统内和系统外的干扰因素完成各无线接入点的信道分配。实验结果表明,该算法可在考虑系统内外干扰的前提下有效降低系统的整体干扰值,且减少无益规划引起的网络震荡效应。 第三,设计了基于多通讯融合的孕婴多体征监护服务平台。本文提出了一种基于多通讯融合的移动孕婴监测系统,由多通信融合用户数据采集端、多生理指标服务器、远程医生端三部分组成。用户数据采集端集成了多普勒超声胎心探、血压和血氧监测、模拟功放、电话联络等功能,可将数据上传到云服务器进行处理并留存,医生可随时随地阅览监护数据作出诊断,用户再下载查看诊断结果或实时联系医生获取诊断建议。该系统通过通信融合灵活的将监护仪、用户和医生联系起来,不仅缓解了医疗服务机构的压力,而且为孕妇提供了更全面的服务。