随着智慧城市、智能电网和工业4.0的发展,感知设备日益多样、感知数据日益丰富、用户需求日益个性化,而物联网服务生成与运行理论和方法的系统性滞后阻碍了物联网应用的发展。
《事件驱动的物联网服务理论和方法》首先引入资源模型,将物理系统表现在信息世界中,使物联网资源模型成为连接物理世界和信息世界的桥梁,而事件就是行驶在这些桥梁上的“交通流”。在物联网资源模型基础上,将异构物联网资源通过适配的方式自动接入信息系统。本书采用统一消息空间作为服务总线统一接纳路由服务与感知事件。对基于统一消息空间的单个服务,本书采用事件驱动的方式将其组织在一起,并解决其中集成和扩展的理论问题。在既有事件和服务的基础上,本书阐述基于知识推理和混合学习的方法,从孤立事件中提取复合知识,用其改进服务提供质量,包括自动服务生成和服务可适性调整。同时对物联网服务安全的独特性进行阐述。
《事件驱动的物联网服务理论和方法》适合于物联网专业研究生和从事该行业的科研与工程人员阅读。
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物联网系统最关键的特点与要求是“联”。虽然有很多物联网系统部署在实际环境中,但它们基本都是专门领域的系统,未重点关注“联”的问题。在人类不长的计算机技术发展历史上,跨行业领域的系统互联一体化,还未有成熟的经验可以借鉴,也缺乏完备的理论。本书对物联网系统的“联”中两个关键问题:“集成”与“扩展性”,进行了探讨,阐述了我们的技术尝试与思考,希望能够抛砖引玉。
在本书中,首先引入资源模型,将物理世界表现在信息世界中,使物联网资源模型成为连接物理世界和信息世界的桥梁,而事件就是行驶在这些桥梁上的“交通流”。事件将现实物理世界的真实状况带到信息世界,并将信息世界的控制指令返回到物理世界中,完成对物理世界的监视与控制。为了方便信息世界的事件处理和信息共享,对物联网资源模型进行了计算机可理解的标准化表示,从而构建物联网资源与事件的知识基础。
在此知识基础上,将异构物联网资源通过适配的方式自动接入信息系统,当物联网资源与事件进入信息世界后,需要将它们在合适的时间、合适的地点交付给合适的服务和人员,为此本书采用统一消息空间模型完成此任务。对基于统一消息空间的单个服务,本书采用事件驱动的方式将其组织在一起,并解决其中集成和扩展的理论问题。在既有事件和服务的基础上,本书阐述了基于知识推理和混合学习的方法,从孤立事件中提取复合知识,用其改进服务提供质量,包括自动服务生成和服务可适性调整。同时对物联网服务安全的独特性进行了阐述。
总之,本书试图回答物联网服务构建的技术挑战:异构感知设备和异构感知数据的集成和共享的问题;社会规模感知系统互联集成时的扩展性和实时性的问题:感知数据充分利用满足人们个性化需求的问题;社会关键基础设施开放互联后的安全性和可靠性保障的问题。
虽然市面上已有不少关于物联网技术的书籍,但是缺少专门针对物联网应用的相关理论与技术的归纳。本书首先讨论将物理世界与信息世界联系起来,并由计算机自动完成识别和连接的方法。其次,本书探讨物联网系统事件驱动的本质,物理世界发生的动态变化现象表现为新的监测事件,而信息世界对物理系统的调整则表现为控制事件的发生,为这两类不同事件提供其获取、传输、处理、分析的算法、系统与支撑平台是研究的根本目标。最后,探讨事件驱动的物联网服务生成与运行的理论和方法,同时,对如何保障这类系统安全的问题进行探索。因此,本书的特色,是紧扣物联网服务系统的基本特征,从物联网服务系统构建的关键技术问题出发,理论与实际相结合开展研究与开发。
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目录
前言
第1章引言1
1.1物联网服务系统中事件驱动技术发展现状与趋势1
1.2事件驱动的物联网服务提供技术现状与发展趋势4
1.3本书的研究内容组成6
参考文献7
第2章事件驱动服务相关工作基础11
2.1概述11
2.1.1电信业务支撑平台12
2.1.2智能网业务生成平台12
2.1.3下一代网络业务交付平台SDP14
2.1.4下一代服务层叠网协同平台16
2.2服务平台实现模型及其体系结构基础18
2.2.1SOA的体系结构基础19
2.2.2SOA服务支撑平台模型24
2.2.3服务总线模型27
2.3服务支撑平台实现技术33
2.3.1服务支撑平台的功能性视图36
2.3.2服务支撑平台的性能与服务质量40
2.3.3服务安全45
2.4物联网相关技术47
2.4.1物联网相关项目47
2.4.2事件驱动物联网服务50
2.4.3盼逻辑52
2.4.4Event-B54
参考文献55
第3章物联网资源58
3.1引言58
3.2物联网资源建模58
3.3物联网资源知识表示及其扩展64
3.4基于物联网资源的复杂事件处理68
3.4.1复杂事件处理相关工作69
3.4.2基于物联网资源的复杂事件处理问题概述70
3.4.3举例及复杂事件处理问题展示71
3.4.4为到达事件选择相关资源实例74
3.4.5物联网资源中复杂函数的表示与估计75
3.4.6复合理论79
3.4.7复杂事件处理服务80
3.4.8实验82
3.5物联网资源管理平台82
3.6结语87
参考文献87
第4章统一消息空间——物联网服务通信基础设施91
4.1引言91
4.2事件路由97
4.2.1需求概述97
4.2.2系统设计100
4.3事件转发109
4.3.1需求分析110
4.3.2整体方案设计113
4.3.3系统实现116
4.4服务接口129
4.4.1服务接口需求分析129
4.4.2服务接口设计132
4.4.3服务接口实现142
4.5管理控制台155
4.6服务生成159
4.6.1需求分析159
4.6.2系统设计163
4.6.3服务部署运行167
4.7平台中分布式实时数据服务170
4.7.1分布式实时数据服务设计171
4.7.2分布式实时数据服务实现176
4.8相关工作综述184
参考文献187
第5章可扩展物联网服务柔性化生成192
5.1引言192
5.2物联网服务定义194
5.2.1基于事件的物联网服务194
5.2.2事件会话196
5.2.3事件驱动的物联网服务定义197
5.3生成物联网服务198
5.3.1物联网服务需求表示198
5.3.2物联网服务计算需求的表示203
5.3.3物联网服务细化部署204
5.4物联网服务属性计算205
5.4.1物联网属性计算的理论基础205
5.4.2环境建模207
5.4.3计算服务属性209
5.5物联网服务的可扩展运行210
5.5.1物联网服务实例的高并发210
5.5.2物联网业务流程的分布式执行214
5.5.3分布式业务流程的属性保障216
5.6物联网界面服务案例221
5.6.1需求分析222
5.6.2总体设计225
5.6.3人机界面服务生成228
5.6.4人机界面服务的部署运行235
参考文献241
第6章物联网服务安全243
6.1服务安全基础243
6.1.1服务安全基础设施243
6.1.2消息安全246
6.1.3信任框架与访问控制249
6.2物联网服务安全设计256
6.2.1基于属性的访问控制策略256
6.2.2事件驱动的智能电网服务案例257
6.2.3分布式安全框架259
6.2.4基础的同态加密方案261
6.2.5分布式安全方案263
6.2.6身份服务与身份认证266
6.3物联网服务运行时安全274
6.3.1内存取证技术基础276
6.3.2需求分析280
6.3.3整体方案设计282
6.3.4系统实现287
6.4物联网服务I/O安全控制方案294
6.4.1相关技术介绍294
6.4.2需求分析298
6.4.3系统设计与实现302
6.5物联网服务安全方案中安全管理服务306
6.5.1需求分析309
6.5.2系统设计实现312
6.5.3系统部署应用320
6.6物联网服务(工控系统)主动综合安全方案323
参考文献330