随着传感器技术、RFID技术、M2M技术、计算机技术、互联网技术以及信息处理技术的飞速发展,人们获取实时信息变得更加方便快捷,可以随时对实时数据进行观察处理,以便做出相应的决策。但是随着经济和社会发展的要求的提高,从单一的RFID信息系统、传感器信息系统或M2M信息系统中获取的资源信息已经不能满足人们的需求,人们希望可以随时随地的获取自己需要的各种环境资源实时信息,即实现人与环境之间的交互。为了满足获取复杂信息的需要,很多物联网应用建立了复杂数据信息系统。在复杂数据实时信息系统中,数据来自各种物联网节点,比如 RFID标签、传感器、仪表等,这也涉及到复杂数据的收集、传输、处理及智能决策等。
复杂数据信息系统简介:复杂信息系统是物联网将来发展的趋势,它就是把任何人或物品,通过RFID、传感器、传感网、M2M、全球定位系统、激光扫描器等信息设备,按约定的协议与传统的通信网络连接起来,进行信息交换和共享,以实现远程数据采集和测量、智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,最终建立成一个功能完备的复杂实时数据信息系统。
复杂信息系统概述:大型物联网应用中涉及复杂实时信息系统的建立。物联网使物体与互联网等各类通信网络相连,获取无处不在的现实世界的信息。从本质上看,复杂的实时信息系统的架构由三个层次组成,它们分别是感知延伸层、网络及平台支撑层和物联网应用层,具体关系如图9-1所示。
复杂信息系统分类:根据物联网应用领域的不同,可将复杂信息系统分为工业应用复杂信息系统、农业应用复杂信息系统和服务业应用复杂信息系统等。从服务对象来区分,复杂的信息系统可以分成公共复杂实时信息系统和和专用复杂实时信息系统。
复杂数据网关的设计:物联网网关是建设复杂实时信息系统所需要的关键设备,该设备可以和物联网节点一起完成各种环境数据的实时采集,并将采集的数据在初步处理后传输到数据服务中心。对于复杂的物联网应用,需要设计具有高性能的物联网网关,来满足数据采集和设备控制的需求。
网关功能:复杂信息系统网关的基本组成结构如图9-2所示,它涵盖很多功能及接口模块。主要的物联网网关功能模块包括广域网通信接口模块、和谐控制功能模块、来自不同节点的数据包协议转换模块和物联网网关-节点数据通信接口模块。
复杂信息系统网关的基本组成结构:
复杂信息系统被监控物体状态反馈流程图
网关系统结构:如图9-4所示,从物联网网关层次结构来看,物联网网关功能模块包括4个层次,分别是感知延伸层、协议适配层、标准消息构成层和业务服务层。物联网网关的层次结构及各层次功能很好地解决了不同物联网节点无法统一控制和管理的问题,屏蔽了底层通信的差异。这可使最终用户不需要知道底层的通信设备的具体细节,就可以实现各种物联网节点的数据采集、配置及设备控制操作。物联网网关各层次间的相互作用过程分析如下。
物联网网关的层次结构