一种物联网计算机系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于开发支持物联网应用的新型的计算机系统，主要包括南桥、北桥、通讯接口、显示设备接口、传感设备接口等。把物联网应用共性的核心支撑进行硬件化和设备化，提高整个物联网应用的操作速度，节省存储空间，改善可靠性，降低成本，物联网应用设计与开发生产规范化、工程化，便于大规模生产和实现标准化。基于框架平台的开发，支持应用组件的动态插拔，容易建立更加开放的系统；定义了标准的接口，只需要在框架的基础上进行应用相关构件的开发，提高软件的质量，降低成本，降低开发难度，有利于在一个项目内多人协同工作；可重用性提高了软件的可靠性、质量与开发效率，使得平均开发费用降低，开发速度加快，维护费用降低。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于物联网
，尤其涉及一种用于开发支持物联网应用的新型的计算机系统，用于开发支持物联网应用的新型的计算机系统。。
技术介绍
随着计算机技术、电子技术的快速发展，互联网的兴起，物联网的出现，使的今天的社会变成了以计算机为核心的信息社会。在信息社会中，信息的获取、处理、交流和决策都需要大量高质量的计算机软件，尤其是物联网高度稳定性、可靠性、安全性和可控性的特点，这就促使人们对计算机软件的品种、数量、功能、质量、成本和开发时间等提出了越来越高的要求。然而，不幸的是，要想使软件功能更强、使用更方便，开发出来的软件就越复杂、越庞大。人们的软件开发能力越显得力不从心，以致软件开发计划一拖再拖，成本失去控制，软件质量得不到保证，最终导致整个项目的失败。·作为崭新的综合性信息系统，物联网并不是单纯的网络概念，它包括信息的感知、传输、处理决策、服务等多个方面，呈现出自身显著的特点。首先是对客观物理世界的全面感知，它不仅表现在对单一的现象或目标进行多方面的观察获得综合的感知数据，也表现在对现实世界各种物体现象的普遍感知；其次是物联网实体间的泛在互联，表现在各种物体经由多种接人模式实现异构互联，也突出表现在物联网不仅包括互联网、电信网等公共网络，还包括电网和交通网等专用网络，错综复杂，形成“网中网”的形态；第三是智慧的信息处理和决策，它体现在物联网中从感知到传输到决策应用的信息流，并最终为控制提供支持，也广泛体现出物联网中大量的物体和物体之间的关联和互动。物体互动经过从物理空间到信息空间，再到物理空间的过程，形成感知、传输、决策、控制的开放式的循环。物联网具有显著的异构性、混杂性和超大规模等特点。异构性表现在不同制造商、不同拥有者、不同类型、不同级别、不同范畴的对象网络共存于物联网中，网络之间在通信协议、信息属性、应用特征等多个方面存在差异性，并形成混杂的异构网络或“网中网”形态；混杂性表现在网络形态和组成的异构混杂性，多信息源的并发混杂性，场景、服务和应用的混杂性等多个方面；物联网是物理世界与信息空间的深度融合系统，是涉及全球的人、机、物的综合信息系统，其规模之大无所不包。物联网的上述特点决定了感知层数据的特性，即异构的、混杂的、大规模的实时流感知数据，同时，感知数据还具有一个显著特点就是时空特性，就是感知数据在特定时间和特定空间内才有意义，如果不在这个地点或过了这个时间，数据的意义可能就不大了。如中关村大街的交通相关信息，这些交通信息通过很多节点实时采集，是大数据量的随时间不断采样的实时流信息。这些信息是在这个区域的人车才真正需要了解当时的详细拥塞或停车信息等，以便及时掌握交通动态，调整行车路线或停止地方，其他地方的人们可能不关心这个区域的交通信息，或仅仅只需要了解大概情况，实时性要求也不是很高，如了解中关村大街的历史交通信息等，另外，物联网的物体之间需要协同交互，对事件及时做出反应，这就需要实时性采集、处理和控制。如在中关村大街上前后行驶的两辆车需要实时交互，既要保持畅通行驶，又要通过保持一定的车距来保证安全性，这就需要在当前场景下局部空间内车辆之间实时通信和决策处理。由此可见国内外同类产品对异构、混杂和超大规模的物联网应用的支持是不够的。为解决这个软件危机，人们一直在进行着持续不断的努力。概括起来，人们的努力有两个方向，一是软件工程、软件项目管理的方向，一是软件技术革新的方向。从诞生到现在，软件产业涌现了大量的技术革新。每一次的技术革新都向解决软件产业的基本矛盾迈进了一步。在所有的技术革新中，软件框架平台是最有意义的，也是最有生命力的。框架平台的使用很好地解决了以上问题。框架最大的好处就是重用，因为框架已经完成了软件开发中基础的、底层的功能，开发人员可以不用再考虑底层开发的细节，而是把精力完全地放在业务逻辑的开发上。这就使得开发人员不用从头开始进行软件的开发，缩短了软件的开发周期，简化了软件开发的难度，增强了软件的健壮性和可维护性。软件框架(Software Framework)是整个或部分软件系统的可重用设计。一个框架是多个可复用的设计构件的集合体，它规定了应用的体系结构，阐明了整个设计、协作构件之间的依赖关系、责任分配和控制流程，表现为一组抽象类以及其实例之间协作的方法，它为构件复用提供了上下文(Context)关系。 由于框架平台对软件开发的巨大意义，国际国内很多企业投入框架平台的产品的研发。主要的框架平台包括IBM WebSphere、Oracle Service Bus、锐易特Infomatic、东方通Tonglntegrator、金蝶Apusic,这些框架平台都是符合面向服务架构SOA的中间件，它们不是某个产品，而是一种全新的集成应用，协调资源和操纵信息的框架，这些平台比较适合基于互联网的企业信息系统的开发，不能对物联网应用提供全方位(尤其不能对传感层)支撑，不适合物联网应用系统。在物联网传感设备接口系统中，设备接口程序开发人员除了关心外设本身的工作方式和控制方式以外还不得不关心操作系统和硬件平台的技术细节，这无疑加重了设备驱动程序开发和维护的负担，特别是在当前多种嵌入式操作系统和硬件平台并存的情况下。在物联网应用中，传感网络发展规模越来越大，也越来越复杂，传感设备的异构性也变的更高，以下几个问题越来越突出物理上隔离普通的一个物联网应用中，传感网往往就由很多不同的子网组成，可以分布在不同的地理位置上；传感设备种类繁多如在智能家居应用中，有采集电视、冰箱、洗衣机、壁挂率、照明灯等状态，以及采集温度、湿度、甲醛浓度、CO浓度等环境状态的各类传感器；传感设备数目大量增大；设备往往也来自于不同厂家和公司；设备型号不同；在传感网络中运行着各种各样的应用系统，随着应用系统的多样化，对带宽要求的提高和用户对网络的性能要求的提高。这些问题使得对传感设备的管理十分复杂。
技术实现思路
为了解决目前遇到的问题，本方案提出了用于开发支持物联网应用的新型的计算机系统，此框架在传统符合面向服务架构的ESB(企业服务总线)基础上，根据物联网中传感设备接入特点，借鉴计算机网网络设备管理SNMP (简单网络管理协议)的原理，设计了传感网络管理体系结构并开发了传感网络管理协议SNMP (Sensor Network ManagementProtocol)，在此基础上，采用“插件”和“设备驱动”技术，把基于SOA的企业服务总线ESB(Enterprice ServiceBus)平台拓展到物联网从等层的传感互动、数据聚集、到上层的智能应用、应用客户端支持，提供了全方位框架支持，并且把平台的软件组件硬件化，固化到嵌入式设备中。本专利技术实施例是这样实现的，一种用于开发支持物联网应用的新型的计算机系统，其特征在于，所述计算机系统基于框架技术，并且把物联网应用共性的核心支撑构件硬件化、设备化，所述计算机系统包括下列固化在嵌入式设备中的部件南桥，用于为传感数据的传输提供网关，并且对各种设备进行集中控制和管理；北桥，是物联网应用的枢纽，完成应用引擎、客户端代理及数据适配器之间的转接功能，并提供协议转换、安全控制等基础服务；通讯接口，由一系列针对有线或者无线通讯方式进行数据接收和发送的组件，南桥调用这些通讯接口，通过通讯总线接收传感设备发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开发支持物联网应用的新型的计算机系统，其特征在于，所述计算机系统基于框架技术，并且把物联网应用共性的核心支撑构件硬件化、设备化，所述计算机系统包括下列固化在嵌入式设备中的部件：南桥，用于为传感数据的传输提供网关，并且对各种设备进行集中控制和管理；北桥，是物联网应用的枢纽，完成应用引擎、客户端代理及数据适配器之间的转接功能，并提供协议转换、安全控制等基础服务；通讯接口，由一系列针对有线或者无线通讯方式进行数据接收和发送的组件，南桥调用这些通讯接口，通过通讯总线接收传感设备发送来的数据；显示设备接口，由一系列针对特定显示设备的数据发送和用户指令接收组件，南桥调用这些显示设备接口，显示设备状态信息或者接收用户传感设备的控制指令；传感设备接口，由一系列针对特定传感设备和仪表构成的数据采集组件，南桥通过解析设备描述文件，调用这些传感设备接口，由传感网络管理协议、总线对物联网应用状态或者环境数据进行多维感知和数据采集；应用引擎，用于为物联网应用提供核心引擎，它提供统一的管理控制，完成对服务部署、管理、监控、注册、查找功能的统一操作，为用户快速便捷的完成SOA整合环境下总线的搭建工作提供工具支持；应用客户端代理，用于为核心框架支撑的所有应用系统客户端提供开发与运行支持，该层组件提供了应用组件接口，支持应用客户端的开发，该层还提供了与应用引擎的企业服务总线接入；数据适配器，用于实现对各种数据源的信息源的存取操作适配，把应用数据封装成松耦合、地址透明的数据服务构件。...

【技术特征摘要】
1.一种用于开发支持物联网应用的新型的计算机系统，其特征在于，所述计算机系统基于框架技术，并且把物联网应用共性的核心支撑构件硬件化、设备化，所述计算机系统包括下列固化在嵌入式设备中的部件 南桥，用于为传感数据的传输提供网关，并且对各种设备进行集中控制和管理； 北桥，是物联网应用的枢纽，完成应用引擎、客户端代理及数据适配器之间的转接功能，并提供协议转换、安全控制等基础服务； 通讯接口，由一系列针对有线或者无线通讯方式进行数据接收和发送的组件，南桥调用这些通讯接口，通过通讯总线接收传感设备发送来的数据； 显示设备接口，由一系列针对特定显示设备的数据发送和用户指令接收组件，南桥调用这些显示设备接口，显示设备状态信息或者接收用户传感设备的控制指令； 传感设备接口，由一系列针对特定传感设备和仪表构成的数据采集组件，南桥通过解析设备描述文件，调用这些传感设备接口，由传感网络管理协议、总线对物联网应用状态或者环境数据进行多维感知和数据采集； 应用引擎，用于为物联网应用提供核心引擎，它提供统一的管理控制，完成对服务部署、管理、监控、注册、查找功能的统一操作，为用户快速便捷的完成SOA整合环境下总线的搭建工作提供工具支持； 应用客户端代理，用于为核心框架支撑的所有应用系统客户端提供开发与运行支持，该层组件提供了应用组件接口，支持应用客户端的开发，该层还提供了与应用引擎的企业服务总线接入； 数据适配器，用于实现对各种数据源的信息源的存取操作适配，把应用数据封装成松耦合、地址透明的数据服务构件。2.如权利要求I所述的用于开发支持物联网应用的新型的计算机系统，其特征在于，把与传感网络中的传感设备相联的支撑构件进行硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡清河，张爽，
申请(专利权)人：杭州泛和科技有限公司，
类型：发明
国别省市：