1 引言

傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)可分為感知層、傳輸層（又稱為“網(wǎng)絡(luò)層”）和應(yīng)用層共三層架構(gòu)（見(jiàn)圖1）。

感知層：感知層由各種類(lèi)的傳感器終端及近場(chǎng)通信技術(shù)組成，是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的末梢單元，完成各類(lèi)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集和局部協(xié)同處理。

傳輸層：網(wǎng)絡(luò)層將來(lái)自感知層的各類(lèi)信息通過(guò)基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)用層，包括移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、廣電網(wǎng)、行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)，及形成的融合網(wǎng)絡(luò)等。

應(yīng)用層：應(yīng)用層主要實(shí)現(xiàn)對(duì)感知層數(shù)據(jù)的綜合處理和展現(xiàn)，最終體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值。

我國(guó)就物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展做出了多項(xiàng)國(guó)家政策及規(guī)劃，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系不斷完善?！段锫?lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、《關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》、《關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的十個(gè)專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》，以及《中國(guó)制造2025》等多項(xiàng)政策不斷出臺(tái)，并指出“掌握物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵核心技術(shù)，基本形成安全可控、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)智能化和可持續(xù)發(fā)展的重要力量。

2 動(dòng)機(jī)、意義和目的

圖1 物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展多年，現(xiàn)在已經(jīng)由傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)1.0向物聯(lián)網(wǎng)2.0邁進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)1.0是信息化向物的延伸，通常是比較單一的應(yīng)用場(chǎng)景；目前正在快速部署的物聯(lián)網(wǎng)2.0是智能應(yīng)用引導(dǎo)的新概念發(fā)展模式，它依靠發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)、可感知可執(zhí)行。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不再受到單一的設(shè)備限制，而是真正由業(yè)務(wù)需求所決定，做到物聯(lián)網(wǎng)即服務(wù)。

但是在現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，終端廠家通常都采用私有化協(xié)議，數(shù)據(jù)也僅存儲(chǔ)在專(zhuān)用系統(tǒng)內(nèi)，形成數(shù)據(jù)孤島，不公開(kāi)、不互聯(lián)。如果上層應(yīng)用需要連接多個(gè)行業(yè)或者多個(gè)終端廠家，就必須適配很多的私有協(xié)議、依次跟不同的廠家溝通對(duì)接，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)溝通不暢，整個(gè)應(yīng)用都將擱淺。

要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的萬(wàn)物互聯(lián)，首先需要做到不同終端的協(xié)議互通和數(shù)據(jù)開(kāi)放。傳統(tǒng)的三層物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)已經(jīng)不能適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)得發(fā)展需求，需要在傳輸層和應(yīng)用層之間增加一個(gè)服務(wù)層，實(shí)現(xiàn)對(duì)感知層終端的匯聚和整合，比如數(shù)據(jù)匯聚、終端管理、連接管理等，為上層應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，大大簡(jiǎn)化上層應(yīng)用的開(kāi)發(fā)難度，有效支撐物聯(lián)網(wǎng)向2.0時(shí)代邁進(jìn)。

3 平臺(tái)架構(gòu)說(shuō)明

3.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)匯聚平臺(tái)位于物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)層，向下通過(guò)廣域網(wǎng)采集感知層的設(shè)備數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，或者一些專(zhuān)網(wǎng)的異構(gòu)數(shù)據(jù)，完成與物聯(lián)網(wǎng)終端的信息交互；向上通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)為應(yīng)用層客戶提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)輸出服務(wù)和指令調(diào)用服務(wù)。其邏輯架構(gòu)如圖2所示。

為實(shí)現(xiàn)各行業(yè)各廠家終端的數(shù)據(jù)采集，本平臺(tái)需與終端廠家協(xié)商數(shù)據(jù)交互接口協(xié)議，比如數(shù)據(jù)上報(bào)接口、指令下發(fā)接口等等。匯聚平臺(tái)可提供統(tǒng)一的接口由終端或應(yīng)用平臺(tái)廠家適配，但對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)已大量應(yīng)用且接口改造困難的終端廠家，可以由本平臺(tái)適配終端廠家的私有協(xié)議。

本平臺(tái)既可以支持物聯(lián)網(wǎng)終端直接對(duì)接模式，也可以支持由應(yīng)用平臺(tái)對(duì)接模式。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺(tái)作為軟件系統(tǒng)，需部署在通用的基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)上，比如云計(jì)算、云存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)、文件系統(tǒng)等，由基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)完成對(duì)計(jì)算和存儲(chǔ)資源的配置管理、可靠性保障和安全性保障。

在硬件基礎(chǔ)上，本平臺(tái)完成業(yè)務(wù)所需的各項(xiàng)功能，其技術(shù)架構(gòu)如圖3所示。

如圖3所示，本平臺(tái)由基礎(chǔ)能力模塊、終端管理模塊、數(shù)據(jù)匯聚模塊、數(shù)據(jù)服務(wù)模塊、平臺(tái)門(mén)戶模塊等部分組成。其中基礎(chǔ)能力模塊主要包括基礎(chǔ)架構(gòu)、規(guī)則引擎、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)安全等相關(guān)功能；終端管理用于完成從應(yīng)用到模板、再到終端的全方位管理；數(shù)據(jù)匯聚完成各種物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)外提供數(shù)據(jù)訂閱推送能力，對(duì)上層應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)服務(wù)接口；門(mén)戶提供平臺(tái)運(yùn)營(yíng)所需的自服務(wù)、數(shù)據(jù)展示、運(yùn)營(yíng)管理等能力，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)可運(yùn)營(yíng)。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)匯聚平臺(tái)邏輯架構(gòu)

圖3 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)匯聚平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)

3.3 數(shù)據(jù)處理流程

本平臺(tái)提供統(tǒng)一的業(yè)務(wù)入口，并通過(guò)負(fù)載均衡將業(yè)務(wù)請(qǐng)求分發(fā)給不同的處理模塊進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算。處理之后的數(shù)據(jù)再根據(jù)業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)進(jìn)行散列化存儲(chǔ)，分散到多個(gè)庫(kù)或表或文件目錄中，實(shí)現(xiàn)分布式存儲(chǔ)。如果某個(gè)單位有特殊數(shù)據(jù)需求，可以通過(guò)數(shù)據(jù)訂閱方式獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)訂閱需要完成申請(qǐng)審批流程，并限制相關(guān)數(shù)據(jù)訂閱權(quán)限。

對(duì)于上層應(yīng)用，比如Web頁(yè)面或者API接口，連接主數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，然后通過(guò)應(yīng)用的分級(jí)權(quán)限管理，限制每個(gè)單位可使用的應(yīng)用功能和可訪問(wèn)的數(shù)據(jù)資源；通過(guò)訂閱方式獲取數(shù)據(jù)的單位，可以基于獲取的本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行上層應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)匯聚服務(wù)平臺(tái)的架構(gòu)、功能，通過(guò)本平臺(tái)可以完成各種物聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)以及訂閱上報(bào)，使得多廠家的終端數(shù)據(jù)可以方便的為上層應(yīng)用獲取，上層應(yīng)用不需要在操心終端差異、終端數(shù)據(jù)多樣化等問(wèn)題，直接專(zhuān)注于數(shù)據(jù)本身，從而用好數(shù)據(jù)。此外，數(shù)據(jù)匯聚之后多個(gè)終端采集的數(shù)據(jù)得以交叉關(guān)聯(lián)，多行業(yè)終端數(shù)據(jù)的融合為智慧小區(qū)、智慧行業(yè)、智慧城市等提供了數(shù)據(jù)保障。