[发明专利]基于移动代理的物联网中间件开发方法

说明书

技术领域

本发明是一种分布式计算和软件开发技术的解决方案。主要用于解决物联网中间件的开发和应用问题，属于分布式计算和软件工程学技术交叉领域。

背景技术

物联网(Internet of Things，IOT)的概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出，随着近年来技术和应用的发展，其内涵已经发生了较大变化。物联网的概念和内涵仍在演进，目前并没有非常明确统一的定义。通常而言，物联网是指以感知互动为核心、实现信息空间和物理空间交融的综合信息系统。物联网通过在物理世界中大量部署具有标识、感知和执行等能力的多种信息设备，与多类异构网络设施融合，动态地实现对物理世界信息采集、传输、处理、发布和决策反馈等，实现人与物、物与物之间的互动和知识共享，提升对物理世界的综合感知能力，实现智能化的决策和反馈控制，为人类社会提供智慧和集约的服务。

由于物联网底层硬件设施和基础软件的多样性和异构性，亟需设计出一种能够适应物联网环境的屏蔽底层软硬件的中间件。物联网中间件是介于底层基础硬件设施、操作系统(包括通信协议)和各种分布式应用程序之间的一个软件层，其主要作用是建立硬件分布式软件模块之间互操作的机制，屏蔽硬件底层分布式环境的复杂性和异构性，为处于上层的面向用户的应用软件提供运行与开发环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的各种应用软件。

代理技术具有智能性、自治性、持续性、并行性和灵活性等特点。每一个移动代理都是一个含有相关指令以及虚拟内存的虚拟机，当指令得到解析执行时，代理就与中间件进行交互，并且能够在硬件设备间相互迁移。在物联网系统中引入代理机制，将具有以下的优点：(1)减少网络通信量，物联网系统具有庞大的数据量，利用代理的灵活的移动与计算能力，可以在硬件设施中实现原始数据的处理与计算，过滤大量的冗余信息，只在网络中传输有效数据，这将大大减少网络中数据通信量，提高信道的利用率；(2)更有效地节约能量，物联网系统对网络的能耗要求更为严格，在网络中引入代理机制，既可以利用它来控制各硬件的工作状态，使得数据采集与

处理更加高效，又可以使它在网络中的各硬件间进行统一的协调和调度，保证网络的高效节能运转；(3)提高网络的容错性与可靠性，代理所拥有的自治性和反应性使之能及时感知网络中各种硬件的失效，进行自主地处理并修正错误，保证了网络的传输服务质量，同时具有迁移功能的代理还可以在网络中自主移动，高效地完成各项任务，为网络整体提供可靠性保证；(4)动态灵活性，代理能够被编程以携带不同类型的面向不同任务的代码，因此能适应物联网中多类型的任务需求，同时还可以在此基础上进行进一步的网络功能扩展；(5)自治性和负载平衡，利用代理的并行性，可以允许多个代理同时在不同的硬件上运行，这种并行性可将单一硬件上的负载分散到多个硬件上，在保证了网络负载均衡的同时，也实现了网络的分布式计算，同时，代理的自治性使其可以自动迁移到最优计算环境运行，从而可以很好地实现负载平衡。

鉴于上述分析，我们认为，在物联网中引入代理机制，能够在充分发挥物联网技术优势的同时，保证其建立更为完善的服务体系，拥有更为可靠的服务质量，并能够保证网络长期稳定高效运转，为其具体应用奠定坚实基础。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于移动代理的物联网中间件开发方法，用于针对多样的物联网QoS需求和动态的网络状态，研究具有自配置、自愈合、自适应优化能力的基于移动代理的物联网反射中间件架构及工作模式。本发明可显著的提高物联网中间件的应用能力，并降低物联网中间件应用的丌发成本。

技术方案：本发明通过构建一种强大而灵活的物联网中间件，最大限度地屏蔽网络底层细节，使其在多类型数据传感、短距离无线通信、自组织成网及多元数据协同处理等方面的技术优势充分发挥出来。同时本发明将移动代理和反射机制引入物联网中间件中，实现中间件的自配置、自愈合、自适应功能，并能完成硬件的动态重编程，降低在中间件上应用开发的成本和难度。

实现基于移动代理的物联网应用程序，它应具备以下特征：整个应用程序的功能应该由移动代理来完成，而移动代理的功能可以在网络上动态的改变，硬件设备上可以动态的插入或者删除移动代理，改变自身的功能，达到网络重新编程的目的，代理与代理之间可以进行协作，互相通信。