專利名稱：面向集裝箱物流領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件與信息融合集成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種面向集裝箱物流的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法。
背景技術(shù)：
近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了包括美國、日本和中國等眾多國家的廣泛關(guān)注，各國也都在大力發(fā)展和應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域眾多，主要包括公共安全、環(huán)境保護(hù)、工業(yè)自動化控制、交通安全、家居安防、健康監(jiān)控、智能交通、智能物流等。作為連接物聯(lián)網(wǎng)感知層多源數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層應(yīng)用程序的中介角色，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于集裝箱物流領(lǐng)域的過程中起著舉足輕重的作用。其主要功 能表現(xiàn)在(1)設(shè)備管理。處于物聯(lián)網(wǎng)感知層的多種異構(gòu)讀寫設(shè)備負(fù)責(zé)收集有關(guān)“物”的數(shù)據(jù)，讀寫設(shè)備的工作效率以及收集數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性將影響整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和正常運(yùn)行，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件通過管理和控制多種異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備，保證物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備正確、穩(wěn)定和協(xié)調(diào)地工作，從而增加物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(2)多源數(shù)據(jù)處理和集裝箱物流業(yè)務(wù)服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件底層設(shè)備接口與物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備直接連接并接收其收集上傳的多源數(shù)據(jù)，經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)中間件數(shù)據(jù)過濾處理、復(fù)雜事件處理以及多源信息融合，得到面向集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件信息，為中間件后端應(yīng)用程序提供集裝箱物流業(yè)務(wù)服務(wù)。(3)標(biāo)準(zhǔn)化。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件通過實(shí)現(xiàn)多種通用標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，如EPCGlobaK—個(gè)中立的、非贏利性的產(chǎn)品電子代碼網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織)讀寫器協(xié)議(RP)、應(yīng)用層事件標(biāo)準(zhǔn)(ALE)等，使得集裝箱多源物流數(shù)據(jù)從采集到形成集裝箱物流業(yè)務(wù)信息的整個(gè)過程都處于標(biāo)準(zhǔn)化的狀態(tài)，提高了數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，同時(shí)也使得整個(gè)中間件系統(tǒng)易于擴(kuò)展和維護(hù)。目前，國內(nèi)外關(guān)于集裝箱物流領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件的研究不少，然而這些研究更多地集中在RFID (無線射頻識別)標(biāo)簽數(shù)據(jù)的簡單處理，如RFID數(shù)據(jù)過濾、RFID數(shù)據(jù)平滑等，而對于面向集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件處理和多源信息融合則研究很少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種面向集裝箱物流的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法。針對多源數(shù)據(jù)，通過采取面向集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件處理和多源信息融合的方法，得到準(zhǔn)確、全面和可靠的集裝箱物流業(yè)務(wù)復(fù)雜事件信息，為中間件后端應(yīng)用程序提供基于復(fù)雜事件信息的集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱/發(fā)布服務(wù)，較好地解決了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的多源信息融合及其有效利用問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案如下一種面向集裝箱物流領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件由物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊、數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊和事件服務(wù)模塊組成。物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊能夠兼容、管理和控制集裝箱物流領(lǐng)域多種物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)讀寫設(shè)備。數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊將來自RFID、傳感器、GPS (全球定位系統(tǒng))和移動終端等多源信息進(jìn)行過濾處理、復(fù)雜事件處理以及信息融合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)上下文集裝箱物流業(yè)務(wù)信息的集成。事件服務(wù)模塊實(shí)現(xiàn)基于復(fù)雜事件信息的集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱與發(fā)布服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊包括適配模塊、配置模塊、監(jiān)控模塊、注冊模塊、設(shè)備管理中控模塊、通信模塊一和通信模塊二等七個(gè)子模塊。適配模塊中包括接口二次封裝程序，它能夠屏蔽物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備底層操作細(xì)節(jié)，為物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備提供基于EPCGlobal讀寫器協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)接口。配置模塊包括設(shè)備初始化配置程序和設(shè)備重新配置程序，當(dāng)讀寫設(shè)備接入中間件系統(tǒng)，它根據(jù)設(shè)備類型為讀寫設(shè)備進(jìn)行初始化配置；當(dāng)默認(rèn)配置方案不能適應(yīng)讀寫設(shè)備當(dāng)前外部環(huán)境需更改配置方案，它對讀寫設(shè)備進(jìn)行重新配置或更改設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。監(jiān)控模塊包括設(shè)備狀態(tài)信息收集與分析程序、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)查詢程序、設(shè)備狀態(tài) 定時(shí)檢查程序和設(shè)備異常處理程序。其中設(shè)備狀態(tài)信息收集與分析程序收集讀寫設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息(如持續(xù)運(yùn)行時(shí)間、累計(jì)讀取失效時(shí)間和標(biāo)簽數(shù)量等)，通過分析后確定讀寫設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，若讀寫設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不正?；虺霈F(xiàn)故障，設(shè)備異常處理程序?qū)⑦M(jìn)行相應(yīng)處理；設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)查詢程序根據(jù)設(shè)備管理中控模塊發(fā)送的實(shí)時(shí)指令查詢讀寫設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)并返回給設(shè)備管理中控模塊；設(shè)備狀態(tài)定時(shí)檢查程序每隔一段時(shí)間檢查一次設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)并形成檢查文件發(fā)送給設(shè)備管理中控模塊；設(shè)備異常處理程序負(fù)責(zé)處理設(shè)備出現(xiàn)的包括設(shè)備故障和網(wǎng)絡(luò)故障的異常狀況，異常狀況出現(xiàn)時(shí)，首先嘗試解決，若不能解決則上傳異常狀況信息給設(shè)備管理中控模塊。注冊模塊包括設(shè)備信息收集程序和設(shè)備注冊程序。其中設(shè)備信息收集程序負(fù)責(zé)收集讀寫設(shè)備的配置、地理位置等各類型信息；設(shè)備注冊程序根據(jù)這些信息向設(shè)備管理中控模塊請求注冊并完成注冊。設(shè)備管理中控模塊包括設(shè)備監(jiān)控程序、設(shè)備配置程序、注冊管理程序和設(shè)備組管理程序。其中，設(shè)備監(jiān)控程序主要向中間件管理人員報(bào)告監(jiān)控模塊上傳的設(shè)備狀態(tài)信息和設(shè)備異常狀況信息，并提供界面供中間件管理人員發(fā)送指令處理這些信息；設(shè)備配置程序向配置模塊發(fā)送配置指令，對讀寫設(shè)備進(jìn)行初始化配置，也可根據(jù)監(jiān)控模塊上傳的設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)信息判斷是否需要更改設(shè)備配置方案并發(fā)送相應(yīng)重配置指令，它也提供界面供中間件管理人員發(fā)送指令自行更改設(shè)備運(yùn)行參數(shù)；注冊管理程序負(fù)責(zé)處理注冊模塊的注冊請求，并對通過注冊的設(shè)備信息進(jìn)行統(tǒng)一管理；根據(jù)設(shè)備注冊信息，設(shè)備組管理程序根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)對讀寫設(shè)備分組，實(shí)現(xiàn)對讀寫設(shè)備的統(tǒng)一管理。通信模塊一包括消息封裝程序、消息解析程序、消息發(fā)送程序和消息接收程序。通信模塊一所傳輸?shù)南⒂袃煞N指令消息和數(shù)據(jù)消息，這四個(gè)程序針對不同消息類型分別完成消息處理。通信模塊二由消息子模塊和通信維護(hù)子模塊組成。其中消息子模塊與通信模塊一的功能和組成相同。通信維護(hù)子模塊包括連接管理程序、連接狀態(tài)監(jiān)測程序和連接故障處理程序。連接管理程序?qū)νㄐ拍K二與多個(gè)通信模塊一的連接進(jìn)行管理，優(yōu)化連接資源的使用；連接狀態(tài)監(jiān)測程序?qū)λ羞B接進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；連接故障處理程序?qū)B接過程中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊由三個(gè)多源數(shù)據(jù)處理子模塊組成，分別為數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)過濾模塊和復(fù)雜事件處理引擎模塊。數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)程序、數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序、數(shù)據(jù)分類程序、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程序、簡單數(shù)據(jù)過濾程序。以上程序依次處理多源數(shù)據(jù)，其中，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)程序統(tǒng)計(jì)多源數(shù)據(jù)總量；數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序剔除殘缺不全的多源數(shù)據(jù)并統(tǒng)計(jì)合法數(shù)據(jù)總量；數(shù)據(jù)分類程序按照讀寫設(shè)備類型對多源數(shù)據(jù)分類，并分別統(tǒng)計(jì)其數(shù)據(jù)總量；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，根據(jù)讀寫設(shè)備類型統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，便于數(shù)據(jù)后續(xù)處理；簡單數(shù)據(jù)過濾程序?qū)Χ嘣磾?shù)據(jù)進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)過濾，如過濾掉時(shí)限失效數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)過濾模塊包括數(shù)據(jù)平滑處理程序、數(shù)據(jù)過濾程序和數(shù)據(jù)聚合程序。數(shù)據(jù)平滑處理程序?qū)?biāo)準(zhǔn)化后的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間和空間上的平滑處理；數(shù)據(jù)過濾程序?qū)Χ嘣磾?shù)據(jù)進(jìn)行多種過濾，它由一組用戶可選的過濾器組成，包括EPC (產(chǎn)品電子代碼)過濾器、閱讀器過濾器等，分別完成基于EPC、閱讀器等的數(shù)據(jù)過濾處理；數(shù)據(jù)聚合程序完成對多源數(shù)據(jù)的簡單事件提取。復(fù)雜事件處理引擎模塊由集裝箱物流業(yè)務(wù)庫子模塊、復(fù)雜事件表示子模塊、復(fù)雜 事件檢測子模塊、復(fù)雜事件消息子模塊、多源信息融合子模塊和事件管理器子模塊組成。其中，集裝箱物流業(yè)務(wù)庫子模塊是集裝箱物流業(yè)務(wù)的集合，同時(shí)它對外提供集裝箱物流業(yè)務(wù)擴(kuò)充接口以適應(yīng)用戶不同的業(yè)務(wù)需求。復(fù)雜事件表示子模塊將集裝箱物流業(yè)務(wù)庫子模塊的集裝箱物流業(yè)務(wù)用復(fù)雜事件描述語言表示以得到集裝箱物流業(yè)務(wù)文件。復(fù)雜事件檢測子模塊將集裝箱物流業(yè)務(wù)文件進(jìn)行解析，結(jié)合中間件后端用戶訂閱的集裝箱物流服務(wù)，構(gòu)建復(fù)雜事件檢測模型并檢測。復(fù)雜事件消息子模塊對復(fù)雜事件檢測成功的集裝箱物流業(yè)務(wù)進(jìn)行處理，形成復(fù)雜事件消息并傳給事件管理器子模塊進(jìn)行管理。對于復(fù)雜的集裝箱物流業(yè)務(wù)，針對單一數(shù)據(jù)源無法滿足要求的情形采用多源信息融合子模塊進(jìn)行多源信息融合，將信息融合結(jié)果形成復(fù)雜事件消息并傳給事件管理器子模塊進(jìn)行管理。事件管理器子模塊對事件消息進(jìn)行管理并傳給事件服務(wù)模塊。事件服務(wù)模塊包含事件訂閱/發(fā)布管理器模塊，由注冊管理子模塊、訂閱管理子模塊和發(fā)布管理子模塊組成。注冊管理子模塊負(fù)責(zé)管理中間件后端用戶的注冊申請和用戶信息；訂閱管理子模塊負(fù)責(zé)管理用戶的集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱申請；發(fā)布管理子模塊管理并發(fā)布基于集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件信息。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件分為三層虛擬設(shè)備層、管理控制層和服務(wù)層。其中，虛擬設(shè)備層包含多個(gè)虛擬設(shè)備，每個(gè)虛擬設(shè)備包含虛擬設(shè)備層的所有子模塊，管理控制層、服務(wù)層與虛擬設(shè)備呈一對多的關(guān)系。虛擬設(shè)備層包括物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊的適配模塊、配置模塊、監(jiān)控模塊、注冊模塊、通信模塊一和數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊。它與物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備直接相連，負(fù)責(zé)為物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備提供基于EPCGlobal讀寫器協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)接口 ；接收物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上傳的多源數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、簡單數(shù)據(jù)過濾等；接收并執(zhí)行管理控制層的指令，協(xié)同管理控制層進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理。管理控制層包括物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊的設(shè)備管理中控模塊、通信模塊二和數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊的數(shù)據(jù)過濾模塊。它負(fù)責(zé)管理和控制物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備，分別提供設(shè)備配置、設(shè)備監(jiān)控、設(shè)備注冊管理等功能；對預(yù)處理后的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾及簡單事件提取，包括數(shù)據(jù)平滑、EPC過濾、閱讀器過濾、數(shù)據(jù)聚合等。
服務(wù)層包括數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊的復(fù)雜事件引擎模塊和事件服務(wù)模塊的事件/訂閱發(fā)布管理器模塊。它負(fù)責(zé)對過濾后的多源數(shù)據(jù)及簡單事件進(jìn)行基于集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件檢測，提取基于集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件；針對多源過濾數(shù)據(jù)、簡單事件和復(fù)雜事件進(jìn)行多源信息融合，形成復(fù)雜事件信息；管理復(fù)雜事件信息并為中間件后端應(yīng)用程序提供注冊和集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱/發(fā)布服務(wù)。本發(fā)明為面向集裝箱物流領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法，解決了現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件存在的問題，通過對物聯(lián)網(wǎng)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行三層由淺及深的數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)了基于復(fù)雜事件信息的集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱/發(fā)布服務(wù)，較好地解決了物聯(lián)網(wǎng)中集裝箱物流應(yīng)用程序的多源信息融合問題。


圖I為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件系統(tǒng)整體架構(gòu)圖。圖2為圖I中適配模塊的構(gòu)成圖。 圖3為圖I中配置模塊的構(gòu)成圖。圖4為圖I中監(jiān)控模塊的構(gòu)成圖。圖5為圖I中注冊模塊的構(gòu)成圖。圖6為圖I中設(shè)備管理中控模塊的構(gòu)成圖。圖7為圖I中通信模塊一的構(gòu)成圖。圖8為圖I中通信模塊二的構(gòu)成圖。圖9為圖I中數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊的構(gòu)成圖。圖10為圖I中數(shù)據(jù)過濾模塊的構(gòu)成圖。圖11為圖I中復(fù)雜事件處理引擎模塊架構(gòu)圖。圖12為圖I中事件訂閱/發(fā)布管理器模塊架構(gòu)圖。圖13為圖I中適配模塊接口二次封裝原理圖。圖14為圖I中配置模塊工作流程圖。圖15為圖I中監(jiān)控模塊工作流程圖。圖16為圖I中注冊模塊工作流程圖。圖17為圖I中設(shè)備管理中控模塊工作流程圖。圖18為圖I中通彳目模塊一消息處理流程圖。圖19為圖I中通信維護(hù)子模塊工作流程圖。圖20為圖I中數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊工作流程圖。圖21為圖I中數(shù)據(jù)過濾模塊工作流程圖。圖22為圖I中數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊的數(shù)據(jù)流圖。圖23為圖I中復(fù)雜事件處理引擎模塊原理圖。圖24為圖I中事件服務(wù)模塊的事件訂閱/發(fā)布模型。
具體實(shí)施例方式圖I所示為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件系統(tǒng)整體架構(gòu)圖。該系統(tǒng)包括異構(gòu)讀寫設(shè)備1000、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件2000和后端應(yīng)用程序3000。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件2000包含有物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊2100、數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊2200和事件服務(wù)模塊2300。其中，物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊2100包含適配模塊2110、配置模塊2120、監(jiān)控模塊2130、注冊模塊2140、設(shè)備管理中控模塊2150、通信模塊一 2160和通信模塊二 2170，其作用是向異構(gòu)讀寫設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)接口并進(jìn)行配置，監(jiān)控讀寫設(shè)備的運(yùn)行狀況，控制讀寫設(shè)備的讀寫行為，管理并協(xié)調(diào)多個(gè)讀寫設(shè)備的工作。數(shù)據(jù)處理和融合集成模塊2200包含數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊2210、數(shù)據(jù)過濾模塊2220和復(fù)雜事件處理引擎模塊2230，其作用是向多源數(shù)據(jù)提供由淺及深的數(shù)據(jù)處理功能，包括數(shù)據(jù)平滑、數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)聚合、復(fù)雜事件檢測等，最終獲取基于集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件信息，為中間件后端應(yīng)用程序提供集裝箱物流業(yè)務(wù)服務(wù)。事件服務(wù)模塊2300包含事件訂閱/發(fā)布管理器模塊2310，其作用是管理中間件后端應(yīng)用程序的注冊請求和用戶信息、集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱申請以及管理并發(fā)布基于集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件信息。現(xiàn)分別說明所述三大功能模塊及其子模塊的具體實(shí)施方式
。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件讀寫設(shè)備管理模塊2100圖2為圖I中適配模塊2110的構(gòu)成圖。其主要包括接口二次封裝程序。它對異構(gòu)讀寫設(shè)備提供的功能函數(shù)進(jìn)行二次封裝，對外提供一套基于EPCGlobal讀寫器協(xié)議的設(shè) 備操作接口和通信接口，以屏蔽讀寫設(shè)備的異構(gòu)性。圖3為圖I中配置模塊2120的構(gòu)成圖。其包括設(shè)備初始化配置程序2121和設(shè)備重新配置程序2122。設(shè)備初始化配置程序2121為新接入中間件系統(tǒng)的讀寫設(shè)備進(jìn)行初始配置。當(dāng)需要更改配置方案或設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，調(diào)用設(shè)備重新配置程序2122即可完成。圖4為圖I中監(jiān)控模塊2130的構(gòu)成圖，包括設(shè)備狀態(tài)信息收集與分析程序2131、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)查詢程序2132、設(shè)備狀態(tài)定時(shí)檢查程序2133和設(shè)備異常處理程序2134。其中設(shè)備狀態(tài)信息收集與分析程序2131通過收集并分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)讀寫設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不正?；虺霈F(xiàn)故障，設(shè)備異常處理程序2134將進(jìn)行相應(yīng)處理；設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)查詢程序2132按照設(shè)備管理中控模塊2150的指令查詢讀寫設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)并返回；設(shè)備狀態(tài)定時(shí)檢查程序2133每隔一固定時(shí)間間隔檢查設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀況并返回給設(shè)備管理中控模塊2150 ;設(shè)備異常處理程序2134處理讀寫設(shè)備出現(xiàn)的異常狀況，包括設(shè)備故障和網(wǎng)絡(luò)故障，它嘗試解決出現(xiàn)的異常狀況，當(dāng)不能解決時(shí)，它將發(fā)送故障信息至設(shè)備管理中控模塊2150，以便中間件管理人員進(jìn)行相應(yīng)處理。圖5為圖I中注冊模塊2140的構(gòu)成圖，包括設(shè)備信息收集程序2141和設(shè)備注冊程序2142。其中設(shè)備信息收集程序2141收集讀寫設(shè)備的各類信息，如配置信息、地理位置信息等；設(shè)備注冊程序2142根據(jù)設(shè)備信息收集程序2141收集的信息向設(shè)備管理中控模塊2150請求注冊并完成注冊。圖6為圖I中設(shè)備管理中控模塊2150的構(gòu)成圖，包括設(shè)備監(jiān)控程序2151、設(shè)備配置程序2152、注冊管理程序2153和設(shè)備組管理程序2154。其中設(shè)備監(jiān)控程序2151向中間件管理人員報(bào)告監(jiān)控模塊2140上傳的設(shè)備狀態(tài)信息和設(shè)備異常狀況信息，并提供界面供中間件管理人員發(fā)送指令處理這些信息；設(shè)備配置程序2152向配置模塊2120發(fā)送配置指令，對讀寫設(shè)備進(jìn)行初始化配置，也可根據(jù)監(jiān)控模塊2140上傳的設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)信息判斷是否需要更改設(shè)備配置方案并發(fā)送相應(yīng)重配置指令，它也提供界面供中間件管理人員發(fā)送指令自行更改設(shè)備運(yùn)行參數(shù)；注冊管理程序2153負(fù)責(zé)處理注冊模塊的注冊請求，并對注冊成功的設(shè)備信息進(jìn)行統(tǒng)一管理；根據(jù)設(shè)備注冊信息，設(shè)備組管理程序2154根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)對讀寫設(shè)備分組，實(shí)現(xiàn)對讀寫設(shè)備的統(tǒng)一管理。圖7所示的是圖I中通信模塊一 2160的構(gòu)成圖，包括消息封裝程序2161、消息解析程序2162、消息發(fā)送程序2163、消息接收程序2164。通信模塊一 2160與通信模塊二 2170之間傳輸?shù)南⒂袃煞N指令消息和數(shù)據(jù)消息。針對不同類型消息，以上四種程序分別提供消息封裝、消息解析、消息發(fā)送和消息接收功能，完成消息處理。圖8所示的是圖I中通信模塊二 2170的架構(gòu)圖，它分為兩個(gè)子模塊消息子模塊2171和通信維護(hù)子模塊2176。其中消息子模塊包括消息封裝程序2172、消息解析程序2173、消息發(fā)送程序2174、消息接收程序2175，其組成和功能與通信模塊一類似。通信維護(hù)子模塊2176包括連接管理程序2177、連接狀態(tài)監(jiān)測程序2178和連接故障處理程序2179。其中連接管理程序2177對通信模塊二 2170與多個(gè)通信模塊一 2160的連接優(yōu)化管理，以節(jié)約連接資源；連接狀態(tài)監(jiān)測程序2178對所有連接進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；連接故障處理程序2179對連接過程中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行處理。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊2200圖9所示的是圖I中數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊2210的構(gòu)成圖，包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)程序2211、數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序2212、數(shù)據(jù)分類程序2213、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程序2214、簡單數(shù)據(jù)過濾程序2215。其中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)程序2211統(tǒng)計(jì)多源數(shù)據(jù)總量；數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序2212剔除殘缺不全的多源數(shù)據(jù)并統(tǒng)計(jì)合法數(shù)據(jù)總量；數(shù)據(jù)分類程序2213按照讀寫設(shè)備類型對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并分別統(tǒng)計(jì)其數(shù)據(jù)總量；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程序2214對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，根據(jù)讀寫設(shè)備類型統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，便于數(shù)據(jù)后續(xù)處理；簡單數(shù)據(jù)過濾程序2215對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)過濾處理，如過濾掉時(shí)限失效數(shù)據(jù)等。圖10所示的是圖I中數(shù)據(jù)過濾模塊2220的構(gòu)成圖，包括數(shù)據(jù)平滑處理程序2221、數(shù)據(jù)過濾程序2222和數(shù)據(jù)聚合程序2223。其中數(shù)據(jù)平滑處理程序2221對標(biāo)準(zhǔn)化后的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行基于時(shí)間和空間的平滑處理，以防止出現(xiàn)納假拒真的錯(cuò)誤；數(shù)據(jù)過濾程序2222對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行多種數(shù)據(jù)過濾，它由一組用戶可選的過濾器組成，包括EPC過濾器、閱讀器過濾器等，分別完成基于EPC、閱讀器等的數(shù)據(jù)過濾處理；數(shù)據(jù)聚合程序2223完成對多源數(shù)據(jù)的簡單事件提取，為之后的復(fù)雜事件檢測和多源信息融合服務(wù)。圖11所示的是圖I中復(fù)雜事件處理引擎模塊2230的架構(gòu)圖，由集裝箱物流業(yè)務(wù)庫子模塊2231、復(fù)雜事件表示子模塊2232、復(fù)雜事件檢測子模塊2233、復(fù)雜事件消息子模塊2234、多源信息融合子模塊2235和事件管理器子模塊2236組成。其中，集裝箱物流業(yè)務(wù)庫子模塊2231是集裝箱物流業(yè)務(wù)的集合，它對外提供集裝箱物流業(yè)務(wù)擴(kuò)充接口以適應(yīng)用戶不同的業(yè)務(wù)需求。復(fù)雜事件表示子模塊2232將集裝箱物流業(yè)務(wù)庫子模塊2231的集裝箱物流業(yè)務(wù)用復(fù)雜事件描述語言表示以得到集裝箱物流業(yè)務(wù)文件。復(fù)雜事件檢測子模塊2233將集裝箱物流業(yè)務(wù)文件進(jìn)行解析，結(jié)合后端用戶訂閱的集裝箱物流服務(wù)，構(gòu)建復(fù)雜事件檢測模型并檢測。復(fù)雜事件消息子模塊2234對復(fù)雜事件檢測成功的集裝箱物流業(yè)務(wù)進(jìn)行處理，形成復(fù)雜事件消息并傳給事件管理器子模塊2236進(jìn)行管理。多源信息融合子模塊2235針對復(fù)雜的集裝箱物流業(yè)務(wù)進(jìn)行多源信息融合，將信息融合結(jié)果形成復(fù)雜事件消息并傳給事件管理器子模塊2236進(jìn)行管理。事件管理器子模塊2236對事件消息進(jìn)行管理并傳給事件訂閱/發(fā)布管理器模塊2310。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件事件服務(wù)模塊2300
圖12所示的是圖I中事件訂閱/發(fā)布管理器模塊2310的架構(gòu)圖，它由注冊管理子模塊2311、訂閱管理子模塊2312和發(fā)布管理子模塊2313組成。注冊管理子模塊2311對中間件后端用戶的注冊申請和用戶信息進(jìn)行管理；訂閱管理子模塊2312管理用戶的集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱申請；發(fā)布管理子模塊2313管理并發(fā)布基于集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件信息。圖13為圖I中適配模塊接口二次封裝原理圖。對于符合EPCGlobal讀寫器協(xié)議的讀寫設(shè)備，可直接按標(biāo)準(zhǔn)方式調(diào)用其功能函數(shù)；對于不符合EPCGlobal讀寫器協(xié)議的讀寫設(shè)備，需對其進(jìn)行接口二次封裝以使其符合該協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。其一般方法為第一步，從多種物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備開發(fā)包提供的功能函數(shù)中提取出公共操作接口集合和通信接口集合，如設(shè)備開啟、設(shè)備關(guān)閉、讀操作等函數(shù)，形成接口 IReadDevice ;第二步，以抽象類MiddlewareReader實(shí)現(xiàn)IReadDevice接口，該類提供各種讀寫設(shè)備共有的基本操作和通信方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)方法；第三步，根據(jù)不同的設(shè)備類型提供繼承MiddlewareReader的具體實(shí)現(xiàn)類，這些實(shí)現(xiàn)類對設(shè)備開發(fā)包中的功能函數(shù)進(jìn)行二次封裝，同時(shí)針對不同設(shè)備類型所特 有的操作或通信方式進(jìn)行功能封裝。圖14所示的是圖I中配置模塊工作流程圖。首先，一定數(shù)目的配置或未配置的讀寫設(shè)備被發(fā)現(xiàn)(步驟1401)，判斷是否接收到重新配置指令(步驟1403)，若是，按指令內(nèi)容對指定的讀寫設(shè)備進(jìn)行重新配置(1405)，若否，繼續(xù)循環(huán)判斷是否接收到重新配置指令。判斷被發(fā)現(xiàn)的設(shè)備中是否有未配置的(步驟1407)，若有，判斷設(shè)備類型，選擇默認(rèn)的配置方案進(jìn)行配置(步驟1409)，若否，繼續(xù)循環(huán)判斷被發(fā)現(xiàn)的設(shè)備中是否有未配置的。圖15所示的是圖I中監(jiān)控模塊工作流程圖。首先，開啟設(shè)備狀態(tài)定時(shí)檢查線程(步驟1501)和設(shè)備信息收集與分析線程(步驟1503)，隨后判斷是否收到設(shè)備管理中控模塊2150查詢指令(步驟1505)，若是，則根據(jù)指令內(nèi)容發(fā)送相關(guān)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)給設(shè)備管理中控模塊2150 (步驟1507)，若否，則重復(fù)以上判斷。判斷讀寫設(shè)備是否出現(xiàn)故障(步驟1509)，若是，則生成設(shè)備異常信息(步驟1511)并嘗試解決該故障(步驟1513)，隨后判斷是否成功解決該故障(步驟1515)，若是，則發(fā)送設(shè)備故障信息和修復(fù)信息給設(shè)備管理中控模塊2150(步驟1517)，若否，則僅發(fā)送設(shè)備故障信息給設(shè)備管理中控模塊2150 (步驟1519)。圖16所示的是圖I中注冊模塊工作流程圖。首先，一定數(shù)目的注冊或未注冊的讀寫設(shè)備被發(fā)現(xiàn)(步驟1601)，然后逐個(gè)判斷這些設(shè)備是否已注冊(1603)，若都已注冊，則重復(fù)步驟1601，若有設(shè)備未注冊，則收集設(shè)備信息(步驟1605)，并申請注冊(步驟1607)，隨后判斷是否注冊成功(步驟1609)，若成功，則提示注冊成功(步驟1611)，若未成功，則提示注冊失敗并記錄申請注冊失敗次數(shù)(步驟1613)，然后判斷注冊失敗次數(shù)是否超過用戶設(shè)定值N(步驟1615)，若是，則拒絕注冊該設(shè)備并提示(步驟1617)，若否，則繼續(xù)申請注冊(步驟1607)。圖17所示的是圖I中設(shè)備管理中控模塊工作流程圖。設(shè)備管理中控模塊的基本工作模式是解析收到的消息和指令，分析決策后作出相應(yīng)的處理和反饋。首先，設(shè)備管理中控模塊2150接收到中間件管理人員的指令或其它模塊發(fā)送的消息(步驟1701)，隨即解析消息來源和內(nèi)容(步驟1703)，然后根據(jù)不同的消息發(fā)送者進(jìn)行相應(yīng)的處理。若消息來自配置模塊2120 (步驟1705)，則進(jìn)行分析決策并發(fā)送相應(yīng)配置指令給配置模塊2120 (步驟1707);若消息來自監(jiān)控模塊2130 (步驟1709)，則分析決策后進(jìn)行相應(yīng)處理(步驟1711)；若消息來自注冊模塊2140(步驟1713)，則處理注冊申請并發(fā)送回復(fù)消息給注冊模塊2140(步驟1715);若指令來自中間件管理人員(步驟1717)，則按指令內(nèi)容進(jìn)行處理，并提示指令執(zhí)行情況(步驟1719)。圖18為圖I中通信模塊一的工作流程圖。首先，設(shè)備管理中控模塊2150通過指令通道發(fā)送指令消息給通信模塊一 2160 (步驟1801)，通信模塊一 2160隨即接收(步驟1803)并解析指令消息(步驟1805)，然后判斷指令內(nèi)容是否為命令讀寫設(shè)備讀取數(shù)據(jù)(步驟1807)。若是，則讀寫設(shè)備開始讀取數(shù)據(jù)(1809)，然后數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊2210對讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理(步驟1811)，接著對預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝并上傳(步驟1813)，并生成指令執(zhí)行結(jié)果消息，發(fā)送給設(shè)備管理中控模塊2150 (步驟1817);若否，則執(zhí)行其它相應(yīng)操作(步驟1815)并生成指令執(zhí)行結(jié)果消息，發(fā)送給設(shè)備管理中控模塊2150 (步驟1817)。圖19為圖I中通信維護(hù)子模塊工作流程圖。首先，開啟連接狀態(tài)監(jiān)測線程(步驟1901)。判斷連接是否出現(xiàn)故障(步驟1903)，若是，則嘗試解決故障(步驟1905)，若否，則繼續(xù)重復(fù)步驟1903。判斷通信模塊二 2170是否有新連接(步驟1907)，若是，則為該連接分配 一個(gè)唯一標(biāo)識(步驟1909)，并參考TCP (—種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議)握手協(xié)議，通信模塊一 2160和通信模塊二 2170進(jìn)行握手操作(步驟1911)。判斷是否有連接要斷開(步驟1913)，若是，則關(guān)閉該連接并釋放連接資源(步驟1915)，接著重復(fù)步驟1913。圖20為圖I中數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊工作流程圖。第一步，數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊接收到多源數(shù)據(jù)(步驟2001);第二步，統(tǒng)計(jì)多源數(shù)據(jù)總量(步驟2003);第三步，對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，剔除殘缺不全的數(shù)據(jù)(步驟2005);第四步，根據(jù)設(shè)備類型對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并分別統(tǒng)計(jì)其數(shù)量(步驟2007);第五步，對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，統(tǒng)一同類型數(shù)據(jù)格式(步驟2009)；第六步，對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單過濾(步驟2011);第七步，存儲多源數(shù)據(jù)(步驟2013)。圖21為圖I中數(shù)據(jù)過濾模塊工作流程圖。首先，數(shù)據(jù)過濾模塊接收到多源數(shù)據(jù)(步驟2101 )，然后對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理(步驟2103)，接著進(jìn)行多種數(shù)據(jù)過濾處理。判斷EPC過濾器是否已選(步驟2105)，若已選，則根據(jù)EPC進(jìn)行過濾(步驟2107)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)存儲(步驟2109)，若未選，則判斷下一個(gè)過濾器(閱讀器過濾器)是否已選(步驟2111)。若已選，則根據(jù)閱讀器編號進(jìn)行過濾(步驟2113)，并進(jìn)行相應(yīng)存儲(步驟2115)，若未選，則繼續(xù)判斷下一個(gè)過濾器是否已選(步驟2117)，如此直到所有η個(gè)過濾器全都判斷完。數(shù)據(jù)過濾處理完成后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合處理(步驟2121)，最后對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)存儲(步驟2123)。圖22為圖I中數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊的數(shù)據(jù)流圖。多源數(shù)據(jù)由RFID讀寫器、傳感器、GPS接收機(jī)等多種讀寫設(shè)備讀取，多源數(shù)據(jù)(RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)F1，傳感器數(shù)據(jù)F2，GPS數(shù)據(jù)F3)進(jìn)入中間件系統(tǒng)后，首先進(jìn)入數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊2210進(jìn)行預(yù)處理(加工處理Pl )，得到預(yù)處理后的多源分類數(shù)據(jù)F4并進(jìn)行存儲(數(shù)據(jù)存儲Dl);多源分類數(shù)據(jù)F4經(jīng)通信模塊一2160上傳至通信模塊二 2170后由數(shù)據(jù)過濾模塊2220進(jìn)行過濾處理(加工處理P2)，得到過濾后的多源分類數(shù)據(jù)F5并進(jìn)行存儲(數(shù)據(jù)存儲D2)，接著數(shù)據(jù)過濾模塊2220對過濾后的多源分類數(shù)據(jù)F5進(jìn)行數(shù)據(jù)聚合(加工處理P3)，產(chǎn)生大量的簡單事件并將其存儲形成簡單事件庫(數(shù)據(jù)存儲D3);過濾后的多源分類數(shù)據(jù)和簡單事件進(jìn)入復(fù)雜事件檢測子模塊2233進(jìn)行檢測，產(chǎn)生大量復(fù)雜事件F6，將其封裝為事件消息后上傳至事件管理器子模塊2236進(jìn)行管理(加工處理P5)，同時(shí)將復(fù)雜事件F6存儲形成復(fù)雜事件庫(數(shù)據(jù)存儲D4);過濾后的多源分類數(shù)據(jù)、簡單事件和復(fù)雜事件進(jìn)入多源信息融合子模塊2235處理后得到復(fù)雜事件信息F7，將其上傳至事件管理器子模塊2236進(jìn)行管理(加工處理P6)并存儲(數(shù)據(jù)存儲D5);事件管理器子模塊2236將其管理的信息進(jìn)行處理后形成集裝箱物流業(yè)務(wù)信息F8并將其上傳至事件訂閱/發(fā)布服務(wù)器模塊2310進(jìn)行管理發(fā)布(加工處理P7)并存儲(數(shù)據(jù)存儲D6);最后事件訂閱/發(fā)布服務(wù)器模塊2310根據(jù)中間件后端用戶的訂閱記錄將集裝箱物流業(yè)務(wù)信息發(fā)布給相應(yīng)的用戶(中間件S4，倉庫管理系統(tǒng)S5和企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)S6等)。圖23為圖I中復(fù)雜事件處理引擎模塊原理圖。復(fù)雜事件由多個(gè)復(fù)雜事件和簡單事件組成，若針對每一復(fù)雜事件建立以標(biāo)簽數(shù)據(jù)為基本單位的復(fù)雜事件檢測模型，則事件檢測模型重用性差，工作量大且工作重復(fù)，不易實(shí)現(xiàn)。故復(fù)雜事件提取采取分層思想先進(jìn)行簡單事件檢測提取簡單事件，然后以簡單事件為單位進(jìn)行復(fù)雜事件檢測，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜事件提取?，F(xiàn)結(jié)合圖23對復(fù)雜事件引擎模塊原理進(jìn)行說明。簡單事件提取簡單事件分為兩類，一種僅包含事件屬性，另一種則包含事件屬性和事件邏輯規(guī)則。根據(jù)集裝箱物流業(yè)務(wù)的簡單事件的屬性及事件邏輯規(guī)則對其進(jìn)行建模(2301)，對于只包含事件屬性的簡單事件，只需限定事件屬性值的范圍即可，而對于包含事 件屬性和事件邏輯規(guī)則的簡單事件，還需運(yùn)用多種操作符(邏輯操作符、時(shí)序操作符、否定操作符等)表示簡單事件各組成成分間的邏輯關(guān)系和時(shí)序關(guān)系，據(jù)此圖中定義的簡單事件有標(biāo)簽事件、聯(lián)合事件和數(shù)量事件。根據(jù)簡單事件模型，選取事件檢測算法，對多源分類數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單事件模式匹配(2303)，提取簡單事件形成簡單事件庫(2305)，供復(fù)雜事件處理引擎模塊使用。復(fù)雜事件檢測根據(jù)集裝箱物流業(yè)務(wù)接口(2307)提供的集裝箱物流業(yè)務(wù)(2309)，以及子業(yè)務(wù)間的邏輯關(guān)系、時(shí)序關(guān)系等對集裝箱物流業(yè)務(wù)進(jìn)行復(fù)雜事件建1旲(2311),其基本做法是運(yùn)用多種操作符(邏輯操作符、時(shí)序操作符、否定操作符等)和事件屬性表示集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜邏輯，由于簡單事件是復(fù)雜事件的組成成分，因此簡單事件模型可重用于復(fù)雜事件建模中，圖中虛線表示了二者的相關(guān)關(guān)系；運(yùn)用復(fù)雜事件描述語言表示復(fù)雜事件(2313)，形成復(fù)雜事件模型庫(2315)。為減少檢測運(yùn)算量，在實(shí)施復(fù)雜事件檢測之前設(shè)置過濾條件對簡單事件進(jìn)行過濾(2317)，然后針對多源分類數(shù)據(jù)、簡單事件進(jìn)行復(fù)雜事件檢測(2319)，常用的復(fù)雜事件檢測方法有基于Petri網(wǎng)(一種用于描述離散的、分布式系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模工具)模型、自動機(jī)模型、匹配樹模型以及有向圖模型的檢測算法。多源信息融合復(fù)雜事件檢測成功后，生成事件消息(2321)并上傳至事件管理器子模塊2236 (2329)，多個(gè)事件消息形成復(fù)雜事件庫(2323)，然后多源信息融合子模塊2235針對檢測成功的簡單事件、復(fù)雜事件以及多源分類數(shù)據(jù)進(jìn)行基于遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論等方法的多源信息融合(2325)，得到復(fù)雜集裝箱物流業(yè)務(wù)更為詳細(xì)、準(zhǔn)確的復(fù)雜事件信息(2327)，將復(fù)雜事件信息上傳至事件管理器子模塊2236進(jìn)行管理(2329)，事件管理器子模塊2236將其管理的復(fù)雜事件等上傳至事件訂閱/發(fā)布服務(wù)器模塊2310 (2331)進(jìn)行管理，最終根據(jù)集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱記錄發(fā)布集裝箱物流業(yè)務(wù)信息供相應(yīng)用戶使用(2333)。圖24為圖I中事件服務(wù)模塊的事件訂閱/發(fā)布模型。其基本原理和過程為第一步，注冊用戶向事件訂閱/發(fā)布管理器模塊2310提交集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱需求；第二步，事件訂閱/發(fā)布管理器受理用戶的訂閱請求，向復(fù)雜事件處理引擎模塊2230發(fā)送集裝箱物流業(yè)務(wù)檢測需求消息；第三步，復(fù)雜事件處理引擎模塊2230根據(jù)此消息從復(fù)雜事件表示子模塊2232的模型庫中選取事件模型進(jìn)行復(fù)雜事件檢測；第四步，當(dāng)用戶的集裝箱物流業(yè)務(wù)事件檢測成功后，復(fù)雜事件處理引擎模塊2230即將集裝箱物流業(yè)務(wù)復(fù)雜 事件信息上傳至事件訂閱/發(fā)布管理器模塊2310 ;第五步，事件訂閱/發(fā)布管理器模塊2310根據(jù)用戶訂閱紀(jì)錄，將對應(yīng)的集裝箱物流業(yè)務(wù)信息發(fā)送給用戶。
權(quán)利要求
1.一種面向集裝箱物流領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及信息融合集成方法，包括物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊(2100)、數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊(2200)、事件服務(wù)模塊(2300);其特征在于， 物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊(2100)能夠兼容、管理和控制集裝箱物流領(lǐng)域多種物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)讀寫設(shè)備，包括適配模塊(2110)、配置模塊(2120)、監(jiān)控模塊(2130)、注冊模塊(2140)、設(shè)備管理中控模塊(2150)、通信模塊一(2160)和通信模塊二(2170)七個(gè)子模塊； 數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊(2200)將來自RFID (無線射頻識別)、傳感器、GPS (全球定 位系統(tǒng))和移動終端等多源信息進(jìn)行過濾處理、復(fù)雜事件處理以及信息融合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)上下文集裝箱物流業(yè)務(wù)信息的集成；數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊(2200)由三個(gè)多源數(shù)據(jù)處理子模塊組成，分別為數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊(2210)、數(shù)據(jù)過濾模塊(2220)和復(fù)雜事件處理引擎模塊(2230)。
事件服務(wù)模塊(2300)實(shí)現(xiàn)基于復(fù)雜事件信息的集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱與發(fā)布服務(wù)；事件服務(wù)模塊(2300)包含事件訂閱/發(fā)布管理器模塊(2310)，由注冊管理子模塊(2311)、訂閱管理子模塊(2312)和發(fā)布管理子模塊(2313)組成；注冊管理子模塊(2311)負(fù)責(zé)管理中間件后端用戶的注冊申請和用戶信息；訂閱管理子模塊(2312)負(fù)責(zé)管理用戶的集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱申請；發(fā)布管理子模塊(2313)管理并發(fā)布基于集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件信息； 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件分為三層虛擬設(shè)備層、管理控制層和服務(wù)層；其中，虛擬設(shè)備層包含多個(gè)虛擬設(shè)備，每個(gè)虛擬設(shè)備包含虛擬設(shè)備層的所有子模塊，管理控制層、服務(wù)層與虛擬設(shè)備呈一對多的關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法，其特征在于， 所述的適配模塊(2110)中包括接口二次封裝程序(2111)，它能夠屏蔽物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備底層操作細(xì)節(jié)，為物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備提供基于EPCGlobal (—個(gè)中立的、非贏利性的產(chǎn)品電子代碼網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織)讀寫器協(xié)議(RP)的標(biāo)準(zhǔn)接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法，其特征在于， 所述的監(jiān)控模塊(2130)包括設(shè)備狀態(tài)信息收集與分析程序(2131)、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)查詢程序(2132)、設(shè)備狀態(tài)定時(shí)檢查程序(2133)和設(shè)備異常處理程序(2134);其中設(shè)備狀態(tài)信息收集與分析程序(2131)收集讀寫設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，通過分析后確定讀寫設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，若讀寫設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不正?；虺霈F(xiàn)故障，設(shè)備異常處理程序(2134)將進(jìn)行相應(yīng)處理；設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)查詢程序(2132)根據(jù)設(shè)備中控管理模塊(2150)發(fā)送的實(shí)時(shí)指令查詢讀寫設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)并返回給設(shè)備管理中控模塊(2150);設(shè)備狀態(tài)定時(shí)檢查程序(2133)每隔一段時(shí)間檢查一次設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)并形成檢查文件發(fā)送給設(shè)備管理中控模塊(2150);設(shè)備異常處理程序(2134)負(fù)責(zé)處理設(shè)備出現(xiàn)的包括設(shè)備故障和網(wǎng)絡(luò)故障的異常狀況，異常狀況出現(xiàn)時(shí)，首先嘗試解決，若不能解決則上傳異常狀況信息給設(shè)備管理中控模塊(2150)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法，其特征在于， 所述的設(shè)備管理中控模塊(2150)包括設(shè)備監(jiān)控程序(2151)、設(shè)備配置程序(2152)、注冊管理程序(2153)和設(shè)備組管理程序(2154);其中，設(shè)備監(jiān)控程序(2151)主要向中間件管理人員報(bào)告監(jiān)控模塊(2130)上傳的設(shè)備狀態(tài)信息和設(shè)備異常狀況信息，并提供界面供中間件管理人員發(fā)送指令處理這些信息；設(shè)備配置程序(2152)向配置模塊(2120)發(fā)送配置指令，對讀寫設(shè)備進(jìn)行初始化配置，或根據(jù)監(jiān)控模塊(2130)上傳的設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)信息判斷是否需要更改設(shè)備配置方案并發(fā)送相應(yīng)重配置指令，它也提供界面供中間件管理人員發(fā)送指令自行更改設(shè)備運(yùn)行參數(shù)；注冊管理程序(2153)負(fù)責(zé)處理注冊模塊(2140)的注冊請求，并對通過注冊的設(shè)備信息進(jìn)行統(tǒng)一管理；根據(jù)設(shè)備注冊信息，設(shè)備組管理程序(2154)根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)對讀寫設(shè)備分組，實(shí)現(xiàn)對讀寫設(shè)備的統(tǒng)一管理。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法，其特征在于， 所述的配置模塊(2120)包括設(shè)備初始化配置程序(2121)和設(shè)備重新配置程序(2122)，當(dāng)讀寫設(shè)備接入中間件系統(tǒng)，它根據(jù)設(shè)備類型為讀寫設(shè)備進(jìn)行初始化配置；當(dāng)默認(rèn)配置方案不能適應(yīng)讀寫設(shè)備當(dāng)前外部環(huán)境需更改配置方案，它對讀寫設(shè)備進(jìn)行重新配置或更改設(shè)備運(yùn)行參數(shù)； 所述的注冊模塊(2140)包括設(shè)備信息收集程序(2141)和設(shè)備注冊程序(2142);其中設(shè)備信息收集程序(2141)負(fù)責(zé)收集讀寫設(shè)備的配置、地理位置等各類型信息；設(shè)備注冊程序(2142)根據(jù)這些信息向設(shè)備管理中控模塊(2150)請求注冊并完成注冊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法，其特征在于， 所述的通信模塊一(2160)包括消息封裝程序(2161)、消息解析程序(2162)、消息發(fā)送程序(2163)和消息接收程序(2164);通信模塊一(2160)所傳輸?shù)南⒂袃煞N指令消息和數(shù)據(jù)消息，這四個(gè)程序針對不同消息類型分別完成消息處理； 所述的通信模塊二(2170)由消息子模塊(2171)和通信維護(hù)子模塊(2176)組成；其中消息子模塊(2171)與通信模塊一(2160)的功能和組成相同；通信維護(hù)子模塊(2176)包括連接管理程序(2177)、連接狀態(tài)監(jiān)測程序(2178)和連接故障處理程序(2179);連接管理程序(2177)對通信模塊二(2170)與多個(gè)通信模塊一(2160)的連接進(jìn)行管理，優(yōu)化連接資源的使用；連接狀態(tài)監(jiān)測程序(2178)對所有連接進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；連接故障處理程序(2179)對連接過程中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法，其特征在于， 所述的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊(2210)包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)程序(2211)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序(2212)、數(shù)據(jù)分類程序(2213)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程序(2214)、簡單數(shù)據(jù)過濾程序(2215);以上程序依次處理多源數(shù)據(jù)，其中，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)程序(2211)統(tǒng)計(jì)多源數(shù)據(jù)總量；數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序(2212)剔除殘缺不全的多源數(shù)據(jù)并統(tǒng)計(jì)合法數(shù)據(jù)總量；數(shù)據(jù)分類程序(2213)按照讀寫設(shè)備類型對多源數(shù)據(jù)分類，并分別統(tǒng)計(jì)其數(shù)據(jù)總量；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程序(2214)對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，根據(jù)讀寫設(shè)備類型統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，便于數(shù)據(jù)后續(xù)處理；簡單數(shù)據(jù)過濾程序(2215)對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)過濾。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法，其特征在于， 所述的數(shù)據(jù)過濾模塊(2220)包括數(shù)據(jù)平滑處理程序(2221)、數(shù)據(jù)過濾程序(2222)和數(shù)據(jù)聚合程序(2223);數(shù)據(jù)平滑處理程序(2221)對標(biāo)準(zhǔn)化后的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間和空間上的平滑處理；數(shù)據(jù)過濾程序(2222)對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行多種過濾，它由一組用戶可選的過濾器組成，包括EPC (產(chǎn)品電子代碼)過濾器、閱讀器過濾器，分別完成基于EPC、閱讀器的數(shù)據(jù)過濾處理；數(shù)據(jù)聚合程序(2223)完成對多源數(shù)據(jù)的簡單事件提取。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法，其特征在于， 所述的復(fù)雜事件處理引擎模塊(2230)由集裝箱物流業(yè)務(wù)庫子模塊(2231)、復(fù)雜事件表示子模塊(2232)、復(fù)雜事件檢測子模塊(2233)、復(fù)雜事件消息子模塊(2234)、多源信息融合子模塊(2235)和事件管理器子模塊(2236)組成；其中，集裝箱物流業(yè)務(wù)庫子模塊(2231)是集裝箱物流業(yè)務(wù)的集合，同時(shí)它對外提供集裝箱物流業(yè)務(wù)擴(kuò)充接口以適應(yīng)用戶不同的業(yè)務(wù)需求；復(fù)雜事件表示子模塊(2232)將集裝箱物流業(yè)務(wù)庫子模塊的集裝箱物流業(yè)務(wù)用復(fù)雜事件描述語言表示以得到集裝箱物流業(yè)務(wù)文件；復(fù)雜事件檢測子模塊(2233)將集裝箱物流業(yè)務(wù)文件進(jìn)行解析，結(jié)合后端用戶訂閱的集裝箱物流服務(wù)，構(gòu)建復(fù)雜事件檢測模型并檢測；復(fù)雜事件消息子模塊(2234)對復(fù)雜事件檢測成功的集裝箱物流業(yè)務(wù)進(jìn)行處理，形成復(fù)雜事件消息并傳給事件管理器子模塊(2236)進(jìn)行管理；對于復(fù)雜的集裝箱物流業(yè)務(wù)，針對單一數(shù)據(jù)源無法滿足要求的情形采用多源信息融合子模塊(2235)進(jìn)行多源信息融合，將信息融合結(jié)果形成復(fù)雜事件消息并傳給事件管理器子模塊(2236)進(jìn)行管理；事件管理器子模塊(2236 )對事件消息進(jìn)行管理并傳給事件服務(wù)模塊(2300 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及其信息融合集成方法，其特征在于， 所述的虛擬設(shè)備層包括物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊(2100)的適配模塊(2110)、配置模塊(2120)、監(jiān)控模塊(2130)、注冊模塊(2140)、通信模塊一(2160)和數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊(2200)的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊(2210);它與物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備直接相連，負(fù)責(zé)為物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備提供基于EPCGlobal讀寫器協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)接口 ；接收物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上傳的多源數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、簡單數(shù)據(jù)過濾；接收并執(zhí)行管理控制層的指令，協(xié)同管理控制層進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理； 所述的管理控制層包括物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊(2100)的設(shè)備管理中控模塊(2150)、通信模塊二(2170)和數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊(2200)的數(shù)據(jù)過濾模塊(2220);它負(fù)責(zé)管理和控制物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備，分別提供設(shè)備配置、設(shè)備監(jiān)控、設(shè)備注冊管理；對預(yù)處理后的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾及簡單事件提取，包括數(shù)據(jù)平滑、EPC過濾、閱讀器過濾、數(shù)據(jù)聚合； 所述的服務(wù)層包括數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊(2200)的復(fù)雜事件引擎模塊(2230)和事件服務(wù)模塊(2300)的事件/訂閱發(fā)布管理器模塊(2310);它負(fù)責(zé)對過濾后的多源數(shù)據(jù)及簡單事件進(jìn)行基于集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件檢測，提取基于集裝箱物流業(yè)務(wù)的復(fù)雜事件；針對多源過濾數(shù)據(jù)、簡單事件和復(fù)雜事件進(jìn)行多源信息融合，形成復(fù)雜事件信息；管理復(fù)雜事件信息并為中間件后端應(yīng)用程序提供注冊和集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱/發(fā)布服務(wù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種面向集裝箱物流領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中間件及信息融合集成方法，包括物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊、數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊和事件服務(wù)模塊，其特征在于所述物聯(lián)網(wǎng)讀寫設(shè)備管理模塊能夠兼容、管理和控制集裝箱物流領(lǐng)域多種物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)讀寫設(shè)備，所述數(shù)據(jù)處理與融合集成模塊將來自RFID、傳感器、GPS和移動終端等多源信息進(jìn)行過濾、復(fù)雜事件處理以及信息融合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)上下文集裝箱物流業(yè)務(wù)信息的集成，所述事件服務(wù)模塊實(shí)現(xiàn)基于復(fù)雜事件信息的集裝箱物流業(yè)務(wù)訂閱與發(fā)布服務(wù)。本發(fā)明解決了集裝箱物流領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)中間件研發(fā)和應(yīng)用問題，針對集裝箱物流業(yè)務(wù)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)多源讀寫設(shè)備管理、多源信息融合與集成以及集裝箱物流業(yè)務(wù)服務(wù)訂閱/發(fā)布功能。
文檔編號G06Q10/08GK102831513SQ201210260200
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者周鵬飛, 方金燦 申請人:大連理工大學(xué)