隨著智慧城市、智能電網和工業(yè)4.0的發(fā)展,感知設備日益多樣、感知數據日益豐富、用戶需求日益?zhèn)性化,而物聯(lián)網服務生成與運行理論和方法的系統(tǒng)性滯后阻礙了物聯(lián)網應用的發(fā)展。
《事件驅動的物聯(lián)網服務理論和方法》首先引入資源模型,將物理系統(tǒng)表現(xiàn)在信息世界中,使物聯(lián)網資源模型成為連接物理世界和信息世界的橋梁,而事件就是行駛在這些橋梁上的“交通流”。在物聯(lián)網資源模型基礎上,將異構物聯(lián)網資源通過適配的方式自動接入信息系統(tǒng)。本書采用統(tǒng)一消息空間作為服務總線統(tǒng)一接納路由服務與感知事件。對基于統(tǒng)一消息空間的單個服務,本書采用事件驅動的方式將其組織在一起,并解決其中集成和擴展的理論問題。在既有事件和服務的基礎上,本書闡述基于知識推理和混合學習的方法,從孤立事件中提取復合知識,用其改進服務提供質量,包括自動服務生成和服務可適性調整。同時對物聯(lián)網服務安全的獨特性進行闡述。
《事件驅動的物聯(lián)網服務理論和方法》適合于物聯(lián)網專業(yè)研究生和從事該行業(yè)的科研與工程人員閱讀。
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物聯(lián)網系統(tǒng)最關鍵的特點與要求是“聯(lián)”。雖然有很多物聯(lián)網系統(tǒng)部署在實際環(huán)境中,但它們基本都是專門領域的系統(tǒng),未重點關注“聯(lián)”的問題。在人類不長的計算機技術發(fā)展歷史上,跨行業(yè)領域的系統(tǒng)互聯(lián)一體化,還未有成熟的經驗可以借鑒,也缺乏完備的理論。本書對物聯(lián)網系統(tǒng)的“聯(lián)”中兩個關鍵問題:“集成”與“擴展性”,進行了探討,闡述了我們的技術嘗試與思考,希望能夠拋磚引玉。
在本書中,首先引入資源模型,將物理世界表現(xiàn)在信息世界中,使物聯(lián)網資源模型成為連接物理世界和信息世界的橋梁,而事件就是行駛在這些橋梁上的“交通流”。事件將現(xiàn)實物理世界的真實狀況帶到信息世界,并將信息世界的控制指令返回到物理世界中,完成對物理世界的監(jiān)視與控制。為了方便信息世界的事件處理和信息共享,對物聯(lián)網資源模型進行了計算機可理解的標準化表示,從而構建物聯(lián)網資源與事件的知識基礎。
在此知識基礎上,將異構物聯(lián)網資源通過適配的方式自動接入信息系統(tǒng),當物聯(lián)網資源與事件進入信息世界后,需要將它們在合適的時間、合適的地點交付給合適的服務和人員,為此本書采用統(tǒng)一消息空間模型完成此任務。對基于統(tǒng)一消息空間的單個服務,本書采用事件驅動的方式將其組織在一起,并解決其中集成和擴展的理論問題。在既有事件和服務的基礎上,本書闡述了基于知識推理和混合學習的方法,從孤立事件中提取復合知識,用其改進服務提供質量,包括自動服務生成和服務可適性調整。同時對物聯(lián)網服務安全的獨特性進行了闡述。
總之,本書試圖回答物聯(lián)網服務構建的技術挑戰(zhàn):異構感知設備和異構感知數據的集成和共享的問題;社會規(guī)模感知系統(tǒng)互聯(lián)集成時的擴展性和實時性的問題:感知數據充分利用滿足人們個性化需求的問題;社會關鍵基礎設施開放互聯(lián)后的安全性和可靠性保障的問題。
雖然市面上已有不少關于物聯(lián)網技術的書籍,但是缺少專門針對物聯(lián)網應用的相關理論與技術的歸納。本書首先討論將物理世界與信息世界聯(lián)系起來,并由計算機自動完成識別和連接的方法。其次,本書探討物聯(lián)網系統(tǒng)事件驅動的本質,物理世界發(fā)生的動態(tài)變化現(xiàn)象表現(xiàn)為新的監(jiān)測事件,而信息世界對物理系統(tǒng)的調整則表現(xiàn)為控制事件的發(fā)生,為這兩類不同事件提供其獲取、傳輸、處理、分析的算法、系統(tǒng)與支撐平臺是研究的根本目標。最后,探討事件驅動的物聯(lián)網服務生成與運行的理論和方法,同時,對如何保障這類系統(tǒng)安全的問題進行探索。因此,本書的特色,是緊扣物聯(lián)網服務系統(tǒng)的基本特征,從物聯(lián)網服務系統(tǒng)構建的關鍵技術問題出發(fā),理論與實際相結合開展研究與開發(fā)。
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目錄
前言
第1章引言1
1.1物聯(lián)網服務系統(tǒng)中事件驅動技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢1
1.2事件驅動的物聯(lián)網服務提供技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢4
1.3本書的研究內容組成6
參考文獻7
第2章事件驅動服務相關工作基礎11
2.1概述11
2.1.1電信業(yè)務支撐平臺12
2.1.2智能網業(yè)務生成平臺12
2.1.3下一代網絡業(yè)務交付平臺SDP14
2.1.4下一代服務層疊網協(xié)同平臺16
2.2服務平臺實現(xiàn)模型及其體系結構基礎18
2.2.1SOA的體系結構基礎19
2.2.2SOA服務支撐平臺模型24
2.2.3服務總線模型27
2.3服務支撐平臺實現(xiàn)技術33
2.3.1服務支撐平臺的功能性視圖36
2.3.2服務支撐平臺的性能與服務質量40
2.3.3服務安全45
2.4物聯(lián)網相關技術47
2.4.1物聯(lián)網相關項目47
2.4.2事件驅動物聯(lián)網服務50
2.4.3盼邏輯52
2.4.4Event-B54
參考文獻55
第3章物聯(lián)網資源58
3.1引言58
3.2物聯(lián)網資源建模58
3.3物聯(lián)網資源知識表示及其擴展64
3.4基于物聯(lián)網資源的復雜事件處理68
3.4.1復雜事件處理相關工作69
3.4.2基于物聯(lián)網資源的復雜事件處理問題概述70
3.4.3舉例及復雜事件處理問題展示71
3.4.4為到達事件選擇相關資源實例74
3.4.5物聯(lián)網資源中復雜函數的表示與估計75
3.4.6復合理論79
3.4.7復雜事件處理服務80
3.4.8實驗82
3.5物聯(lián)網資源管理平臺82
3.6結語87
參考文獻87
第4章統(tǒng)一消息空間——物聯(lián)網服務通信基礎設施91
4.1引言91
4.2事件路由97
4.2.1需求概述97
4.2.2系統(tǒng)設計100
4.3事件轉發(fā)109
4.3.1需求分析110
4.3.2整體方案設計113
4.3.3系統(tǒng)實現(xiàn)116
4.4服務接口129
4.4.1服務接口需求分析129
4.4.2服務接口設計132
4.4.3服務接口實現(xiàn)142
4.5管理控制臺155
4.6服務生成159
4.6.1需求分析159
4.6.2系統(tǒng)設計163
4.6.3服務部署運行167
4.7平臺中分布式實時數據服務170
4.7.1分布式實時數據服務設計171
4.7.2分布式實時數據服務實現(xiàn)176
4.8相關工作綜述184
參考文獻187
第5章可擴展物聯(lián)網服務柔性化生成192
5.1引言192
5.2物聯(lián)網服務定義194
5.2.1基于事件的物聯(lián)網服務194
5.2.2事件會話196
5.2.3事件驅動的物聯(lián)網服務定義197
5.3生成物聯(lián)網服務198
5.3.1物聯(lián)網服務需求表示198
5.3.2物聯(lián)網服務計算需求的表示203
5.3.3物聯(lián)網服務細化部署204
5.4物聯(lián)網服務屬性計算205
5.4.1物聯(lián)網屬性計算的理論基礎205
5.4.2環(huán)境建模207
5.4.3計算服務屬性209
5.5物聯(lián)網服務的可擴展運行210
5.5.1物聯(lián)網服務實例的高并發(fā)210
5.5.2物聯(lián)網業(yè)務流程的分布式執(zhí)行214
5.5.3分布式業(yè)務流程的屬性保障216
5.6物聯(lián)網界面服務案例221
5.6.1需求分析222
5.6.2總體設計225
5.6.3人機界面服務生成228
5.6.4人機界面服務的部署運行235
參考文獻241
第6章物聯(lián)網服務安全243
6.1服務安全基礎243
6.1.1服務安全基礎設施243
6.1.2消息安全246
6.1.3信任框架與訪問控制249
6.2物聯(lián)網服務安全設計256
6.2.1基于屬性的訪問控制策略256
6.2.2事件驅動的智能電網服務案例257
6.2.3分布式安全框架259
6.2.4基礎的同態(tài)加密方案261
6.2.5分布式安全方案263
6.2.6身份服務與身份認證266
6.3物聯(lián)網服務運行時安全274
6.3.1內存取證技術基礎276
6.3.2需求分析280
6.3.3整體方案設計282
6.3.4系統(tǒng)實現(xiàn)287
6.4物聯(lián)網服務I/O安全控制方案294
6.4.1相關技術介紹294
6.4.2需求分析298
6.4.3系統(tǒng)設計與實現(xiàn)302
6.5物聯(lián)網服務安全方案中安全管理服務306
6.5.1需求分析309
6.5.2系統(tǒng)設計實現(xiàn)312
6.5.3系統(tǒng)部署應用320
6.6物聯(lián)網服務(工控系統(tǒng))主動綜合安全方案323
參考文獻330