[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明属于物联网应用层中间件技术领域，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。

背景技术

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EPCGlobal（一个中立的、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。

发明内容

本发明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。