面向集装箱物流领域的物联网应用层中间件与信息融合集成方法技术

本发明专利技术提供一种面向集装箱物流领域的物联网应用层中间件及信息融合集成方法，包括物联网读写设备管理模块、数据处理与融合集成模块和事件服务模块，其特征在于所述物联网读写设备管理模块能够兼容、管理和控制集装箱物流领域多种物联网异构读写设备，所述数据处理与融合集成模块将来自RFID、传感器、GPS和移动终端等多源信息进行过滤、复杂事件处理以及信息融合，实现物联网上下文集装箱物流业务信息的集成，所述事件服务模块实现基于复杂事件信息的集装箱物流业务订阅与发布服务。本发明专利技术解决了集装箱物流领域的物联网中间件研发和应用问题，针对集装箱物流业务规律，实现物联网多源读写设备管理、多源信息融合与集成以及集装箱物流业务服务订阅/发布功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于物联网应用层中间件
，特别涉及到一种面向集装箱物流的物联网应用层中间件及其信息融合集成方法。
技术介绍
近年来，物联网技术受到了包括美国、日本和中国等众多国家的广泛关注，各国也都在大力发展和应用物联网技术。目前，物联网技术应用领域众多，主要包括公共安全、环境保护、工业自动化控制、交通安全、家居安防、健康监控、智能交通、智能物流等。作为连接物联网感知层多源数据与物联网应用层应用程序的中介角色，物联网应用层中间件在物联网技术应用于集装箱物流领域的过程中起着举足轻重的作用。其主要功 能表现在(1)设备管理。处于物联网感知层的多种异构读写设备负责收集有关“物”的数据，读写设备的工作效率以及收集数据的完整性和准确性将影响整个物联网系统的稳定和正常运行，物联网应用层中间件通过管理和控制多种异构物联网读写设备，保证物联网读写设备正确、稳定和协调地工作，从而增加物联网系统的稳定性。(2)多源数据处理和集装箱物流业务服务。物联网应用层中间件底层设备接口与物联网读写设备直接连接并接收其收集上传的多源数据，经过物联网中间件数据过滤处理、复杂事件处理以及多源信息融合，得到面向集装箱物流业务的复杂事件信息，为中间件后端应用程序提供集装箱物流业务服务。(3)标准化。物联网应用层中间件通过实现多种通用标准和协议，如EPCGlobaK—个中立的、非赢利性的产品电子代码网络标准化组织)读写器协议(RP)、应用层事件标准(ALE)等，使得集装箱多源物流数据从采集到形成集装箱物流业务信息的整个过程都处于标准化的状态，提高了数据的完整性和准确性，同时也使得整个中间件系统易于扩展和维护。目前，国内外关于集装箱物流领域的物联网应用层中间件的研究不少，然而这些研究更多地集中在RFID (无线射频识别)标签数据的简单处理，如RFID数据过滤、RFID数据平滑等，而对于面向集装箱物流业务的复杂事件处理和多源信息融合则研究很少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种面向集装箱物流的物联网应用层中间件及其信息融合集成方法。针对多源数据，通过采取面向集装箱物流业务的复杂事件处理和多源信息融合的方法，得到准确、全面和可靠的集装箱物流业务复杂事件信息，为中间件后端应用程序提供基于复杂事件信息的集装箱物流业务订阅/发布服务，较好地解决了物联网应用程序的多源信息融合及其有效利用问题。为实现上述目的，采用的技术方案如下一种面向集装箱物流领域的物联网应用层中间件及其信息融合集成方法。物联网应用层中间件由物联网读写设备管理模块、数据处理与融合集成模块和事件服务模块组成。物联网读写设备管理模块能够兼容、管理和控制集装箱物流领域多种物联网异构读写设备。数据处理与融合集成模块将来自RFID、传感器、GPS (全球定位系统)和移动终端等多源信息进行过滤处理、复杂事件处理以及信息融合，实现物联网上下文集装箱物流业务信息的集成。事件服务模块实现基于复杂事件信息的集装箱物流业务订阅与发布服务。物联网读写设备管理模块包括适配模块、配置模块、监控模块、注册模块、设备管理中控模块、通信模块一和通信模块二等七个子模块。适配模块中包括接口二次封装程序，它能够屏蔽物联网读写设备底层操作细节，为物联网读写设备提供基于EPCGlobal读写器协议的标准接口。配置模块包括设备初始化配置程序和设备重新配置程序，当读写设备接入中间件系统，它根据设备类型为读写设备进行初始化配置；当默认配置方案不能适应读写设备当前外部环境需更改配置方案，它对读写设备进行重新配置或更改设备运行参数。监控模块包括设备状态信息收集与分析程序、设备状态实时查询程序、设备状态 定时检查程序和设备异常处理程序。其中设备状态信息收集与分析程序收集读写设备运行状态信息(如持续运行时间、累计读取失效时间和标签数量等)，通过分析后确定读写设备当前运行状态，若读写设备运行状态不正常或出现故障，设备异常处理程序将进行相应处理；设备状态实时查询程序根据设备管理中控模块发送的实时指令查询读写设备的实时运行状态并返回给设备管理中控模块；设备状态定时检查程序每隔一段时间检查一次设备当前运行状态并形成检查文件发送给设备管理中控模块；设备异常处理程序负责处理设备出现的包括设备故障和网络故障的异常状况，异常状况出现时，首先尝试解决，若不能解决则上传异常状况信息给设备管理中控模块。注册模块包括设备信息收集程序和设备注册程序。其中设备信息收集程序负责收集读写设备的配置、地理位置等各类型信息；设备注册程序根据这些信息向设备管理中控模块请求注册并完成注册。设备管理中控模块包括设备监控程序、设备配置程序、注册管理程序和设备组管理程序。其中，设备监控程序主要向中间件管理人员报告监控模块上传的设备状态信息和设备异常状况信息，并提供界面供中间件管理人员发送指令处理这些信息；设备配置程序向配置模块发送配置指令，对读写设备进行初始化配置，也可根据监控模块上传的设备实时状态信息判断是否需要更改设备配置方案并发送相应重配置指令，它也提供界面供中间件管理人员发送指令自行更改设备运行参数；注册管理程序负责处理注册模块的注册请求，并对通过注册的设备信息进行统一管理；根据设备注册信息，设备组管理程序根据不同标准对读写设备分组，实现对读写设备的统一管理。通信模块一包括消息封装程序、消息解析程序、消息发送程序和消息接收程序。通信模块一所传输的消息有两种指令消息和数据消息，这四个程序针对不同消息类型分别完成消息处理。通信模块二由消息子模块和通信维护子模块组成。其中消息子模块与通信模块一的功能和组成相同。通信维护子模块包括连接管理程序、连接状态监测程序和连接故障处理程序。连接管理程序对通信模块二与多个通信模块一的连接进行管理，优化连接资源的使用；连接状态监测程序对所有连接进行实时监测；连接故障处理程序对连接过程中可能出现的故障进行处理。数据处理与融合集成模块由三个多源数据处理子模块组成，分别为数据预处理模块、数据过滤模块和复杂事件处理引擎模块。数据预处理模块包括数据统计程序、数据校验程序、数据分类程序、数据标准化程序、简单数据过滤程序。以上程序依次处理多源数据，其中，数据统计程序统计多源数据总量；数据校验程序剔除残缺不全的多源数据并统计合法数据总量；数据分类程序按照读写设备类型对多源数据分类，并分别统计其数据总量；数据标准化程序对数据进行标准化处理，根据读写设备类型统一数据格式，便于数据后续处理；简单数据过滤程序对多源数据进行简单的数据过滤，如过滤掉时限失效数据等。数据过滤模块包括数据平滑处理程序、数据过滤程序和数据聚合程序。数据平滑处理程序对标准化后的多源数据进行时间和空间上的平滑处理；数据过滤程序对多源数据进行多种过滤，它由一组用户可选的过滤器组成，包括EPC (产品电子代码)过滤器、阅读器过滤器等，分别完成基于EPC、阅读器等的数据过滤处理；数据聚合程序完成对多源数据的简单事件提取。复杂事件处理引擎模块由集装箱物流业务库子模块、复杂事件表示子模块、复杂 事件检测子模块、复杂事件消息子模块、多源信息融合子模块和事件管理器子模块组成。其中，集装箱物流业务库子模块是集装箱物流业务的集合，同时它对外提供集装箱物流业务扩充接口以适应用户不同的业务需求。复杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向集装箱物流领域的物联网应用层中间件及信息融合集成方法，包括物联网读写设备管理模块（2100）、数据处理与融合集成模块（2200）、事件服务模块（2300）；其特征在于，物联网读写设备管理模块（2100）能够兼容、管理和控制集装箱物流领域多种物联网异构读写设备，包括适配模块（2110）、配置模块（2120）、监控模块（2130）、注册模块（2140）、设备管理中控模块（2150）、通信模块一（2160）和通信模块二（2170）七个子模块；数据处理与融合集成模块（2200）将来自RFID（无线射频识别）、传感器、GPS（全球定位系统）和移动终端等多源信息进行过滤处理、复杂事件处理以及信息融合，实现物联网上下文集装箱物流业务信息的集成；数据处理与融合集成模块（2200）由三个多源数据处理子模块组成，分别为数据预处理模块（2210）、数据过滤模块（2220）和复杂事件处理引擎模块（2230）。事件服务模块（2300）实现基于复杂事件信息的集装箱物流业务订阅与发布服务；事件服务模块（2300）包含事件订阅/发布管理器模块（2310），由注册管理子模块（2311）、订阅管理子模块（2312）和发布管理子模块（2313）组成；注册管理子模块（2311）负责管理中间件后端用户的注册申请和用户信息；订阅管理子模块（2312）负责管理用户的集装箱物流业务订阅申请；发布管理子模块（2313）管理并发布基于集装箱物流业务的复杂事件信息；物联网应用层中间件分为三层：虚拟设备层、管理控制层和服务层；其中，虚拟设备层包含多个虚拟设备，每个虚拟设备包含虚拟设备层的所有子模块，管理控制层、服务层与虚拟设备呈一对多的关系。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周鹏飞，方金灿，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：