物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用接口技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論薛燕紅

編著21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材機(jī)械工業(yè)出版社目錄全球定位與地理信息系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

共十一章第6章

第8章

第9章

第11章

第10章第1章

第2章

第3章

第4章

第5章

物聯(lián)網(wǎng)概述

射頻識(shí)別與產(chǎn)品電子編碼

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)

傳感器與微機(jī)電系統(tǒng)

信息自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

目錄物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

共十一章第8章

第9章

第11章

第10章第7章

第8章

第9章

第10章

第11章

互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用接口技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)安全

物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)

9.1行業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)現(xiàn)有業(yè)務(wù)體系面臨的問題目前，物聯(lián)網(wǎng)正處于過渡階段的前期，各種業(yè)務(wù)應(yīng)用和管理平臺(tái)仍處于孤立和垂直的狀態(tài)，相對(duì)比較零散。比如，一個(gè)物流應(yīng)用業(yè)務(wù)就必須部署一個(gè)從無(wú)線射頻標(biāo)簽接入到物流信息應(yīng)用系統(tǒng)的多層架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)。而城市交通控制應(yīng)用也要部署從車輛數(shù)據(jù)采集接入到交通調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)這樣一套完整的業(yè)務(wù)體系。這樣的垂直業(yè)務(wù)體系雖然在安全和隱私性等方面有顯著優(yōu)勢(shì)，但是各個(gè)單獨(dú)的業(yè)務(wù)之間缺乏交互，每個(gè)業(yè)務(wù)都需要重新部署與運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)的接口設(shè)備，既不利于融合業(yè)務(wù)的開發(fā)，也導(dǎo)致了整體資源的浪費(fèi)。而且，對(duì)于單個(gè)業(yè)務(wù)而言，由于獨(dú)立的業(yè)務(wù)體系無(wú)法便捷獲取其它相關(guān)業(yè)務(wù)和環(huán)境的資源，單個(gè)業(yè)務(wù)的能力和用戶體驗(yàn)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)更大的提升。

9.1行業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)在物聯(lián)網(wǎng)過渡階段的前期，運(yùn)營(yíng)企業(yè)將應(yīng)對(duì)來(lái)自不同行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)、標(biāo)準(zhǔn)的制定以及商業(yè)模式的探索等幾方面的挑戰(zhàn)。首先，運(yùn)營(yíng)商缺少整合運(yùn)營(yíng)的支撐平臺(tái)，行業(yè)用戶只購(gòu)買SIM卡，運(yùn)營(yíng)商僅提供通道，造成運(yùn)營(yíng)商在市場(chǎng)中與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，與行業(yè)廠家競(jìng)爭(zhēng)，缺乏優(yōu)勢(shì)，收益較低。其次，行業(yè)用戶需要提供整體解決方案，但運(yùn)營(yíng)商目前還無(wú)法整合并主導(dǎo)價(jià)值鏈，很難全面滿足用戶的需求。最后，運(yùn)營(yíng)商缺少整合運(yùn)營(yíng)的支撐平臺(tái)，無(wú)法對(duì)種類繁多的行業(yè)終端、個(gè)人終端提出統(tǒng)一規(guī)范的接入管理規(guī)范，同時(shí)難以提供端到端的管理和服務(wù)支撐，無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展。因此，為避免業(yè)務(wù)平臺(tái)的重復(fù)建設(shè)以及加速行業(yè)信息的整合利用，業(yè)界普遍認(rèn)為建設(shè)統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)成為迫切需求。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，標(biāo)準(zhǔn)化的程度進(jìn)一步加深，不同行業(yè)平臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，從而對(duì)規(guī)模覆蓋的網(wǎng)絡(luò)的依賴程度加深。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的成熟階段，不同應(yīng)用平臺(tái)利用無(wú)所不達(dá)的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行協(xié)同處理，平臺(tái)之間的整合力度和水平化程度加強(qiáng)，從而使得運(yùn)營(yíng)商充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的規(guī)?；\(yùn)營(yíng)。9.1行業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)國(guó)內(nèi)外知名的運(yùn)營(yíng)企業(yè)紛紛開始嘗試建設(shè)統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)，包括國(guó)外Orange、Vodafone、Telenor、AT&T以及國(guó)內(nèi)中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信等。隨著物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)和業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，前期提出的一些建設(shè)思路均在不同方面體現(xiàn)出局限性，無(wú)法全面滿足物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求。例如，法國(guó)Orange的M2M平臺(tái)目前沒有實(shí)現(xiàn)端到端的安全保障，沒有與BSS/OSS進(jìn)行對(duì)接。Telonor針對(duì)每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)仍采用獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和業(yè)務(wù)平臺(tái)，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和運(yùn)營(yíng)，同時(shí)缺乏對(duì)云計(jì)算能力的考慮。Vodafone通過MVNE（MobileVirtualNetworkEnabler)封裝自身能力，通過MVNO(MobileVirtualNetworkOperator)使得合作伙伴可以集中于業(yè)務(wù)的研發(fā)，但這種業(yè)務(wù)模式并不是很適合國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀。AT&T正準(zhǔn)備與JasperWireless共同建立M2M商用平臺(tái)，在實(shí)現(xiàn)終端廠商和運(yùn)營(yíng)商有機(jī)結(jié)合的同時(shí)，電信運(yùn)營(yíng)商的產(chǎn)業(yè)核心地位將被減弱。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)電信的平臺(tái)目前僅用于滿足有限的M2M業(yè)務(wù)支撐需求，雖然考慮逐步滿足物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用的接入，但規(guī)劃中仍缺少對(duì)海量計(jì)算和海量存儲(chǔ)的支持?？梢姡瑐鹘y(tǒng)的垂直架構(gòu)業(yè)務(wù)體系無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)異構(gòu)接入網(wǎng)的基本能力調(diào)用，缺乏一個(gè)豐富的業(yè)務(wù)開發(fā)和部署環(huán)境，與運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)之間的接口設(shè)備存在重復(fù)建設(shè)的弊端，也阻礙了物聯(lián)網(wǎng)對(duì)人們“智能”服務(wù)的業(yè)務(wù)需求。9.1行業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)業(yè)務(wù)平臺(tái)的需求分析為了解決現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)體系在單個(gè)業(yè)務(wù)的交互性及設(shè)備資源重復(fù)投資的問題，需要一種新的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。由于未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的方向?qū)O大地影響物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)體系的發(fā)展，而下一代網(wǎng)絡(luò)正朝著一個(gè)扁平的綜合網(wǎng)絡(luò)體系演進(jìn)，因此，物聯(lián)網(wǎng)也將適應(yīng)這一發(fā)展方向。為了充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的整體潛能，實(shí)現(xiàn)多異構(gòu)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力的融合，提升網(wǎng)絡(luò)的智能服務(wù)能力，物聯(lián)網(wǎng)必須有一個(gè)統(tǒng)一的行業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，由該平臺(tái)向上層的所有應(yīng)用提供服務(wù)，以便單個(gè)業(yè)務(wù)能方便調(diào)用物聯(lián)接入層各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)能力。1.物聯(lián)網(wǎng)的特征

（1）網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)境異構(gòu)由于物聯(lián)接入層的網(wǎng)絡(luò)是由各種功能不同的節(jié)點(diǎn)組成，因此，每個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)能力都不盡相同。整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)可看成是一個(gè)能夠提供豐富的基礎(chǔ)能力的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于用戶來(lái)說，可能會(huì)頻繁地在不同的接入網(wǎng)絡(luò)中遷移，同時(shí)被若干個(gè)不同接入網(wǎng)絡(luò)同時(shí)覆蓋。這就要求物聯(lián)網(wǎng)需要屏蔽各種接入網(wǎng)絡(luò)底層的細(xì)節(jié)，為用戶自始至終提供無(wú)縫的、一致的服務(wù)，從而做到依據(jù)環(huán)境的變化情況，為用戶提供最佳的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。可見，不同接入網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，在物聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)中將趨于統(tǒng)一化。9.1行業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)

（2）接入網(wǎng)自組織由于底層接入網(wǎng)絡(luò)具有自組織的特性，物聯(lián)網(wǎng)無(wú)需像傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)一樣擁有一個(gè)全局的通信基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)控制功能。與此相對(duì)應(yīng)，物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)也呈現(xiàn)自組織的特征，服務(wù)與提供這些服務(wù)的設(shè)備是分布式地嵌入在用戶周邊，此周邊環(huán)境支持本地用戶和業(yè)務(wù)的交互，并不存在任何中心控制基礎(chǔ)設(shè)施。隨著接入網(wǎng)絡(luò)數(shù)量的增多和規(guī)模的增大，融合的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，對(duì)各接入網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的管理、控制、恢復(fù)、優(yōu)化將不可能再以集中式處理，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)健壯性和擴(kuò)展性等方面的目標(biāo)，自治的接入網(wǎng)絡(luò)管理方法是必須的。進(jìn)而，業(yè)務(wù)對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)中能力的統(tǒng)一資源配置與重配置等處理過程也將被賦予自組織的特征。（3）產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)多元化基于物聯(lián)網(wǎng)的巨大潛力，用戶的需求也將日益豐富。如果單靠運(yùn)營(yíng)商開發(fā)業(yè)務(wù)，前景將非常有限。為了吸引和滿足更多的業(yè)務(wù)需求，運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商、服務(wù)/內(nèi)容提供商等相關(guān)企業(yè)必須打造新型的產(chǎn)業(yè)鏈。為此，需要一種開放的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。在這種開放的體系結(jié)構(gòu)下，運(yùn)營(yíng)商可以將自己不具備的或較弱的業(yè)務(wù)功能外包出去，把大量的功能化業(yè)務(wù)交付給更加專業(yè)的服務(wù)/內(nèi)容提供商實(shí)現(xiàn)。通過與服務(wù)/內(nèi)容提供商聯(lián)盟，運(yùn)營(yíng)商不但能彌補(bǔ)自身資源的不足，同時(shí)還能降低業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的成本，方便功能化業(yè)務(wù)的集成，促使產(chǎn)業(yè)鏈上新環(huán)節(jié)的涌現(xiàn)，盤活現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈，使多方互利共贏。9.1行業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)（4）安全隱私物聯(lián)網(wǎng)中多種異構(gòu)接入網(wǎng)的融合將出現(xiàn)復(fù)雜的商業(yè)關(guān)系及頻繁的接入過程，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)主要處理的是與用戶有關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)個(gè)人數(shù)據(jù)信息隱私安全的保護(hù)和管理將決定用戶對(duì)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的接受度。因此，值得信賴的身份管理以及鑒權(quán)授權(quán)非常有必要，安全、隱私、信任的重要性不言自明。

2.業(yè)務(wù)平臺(tái)的特征需求物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用通常需要使用到多個(gè)異構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)的基本功能，為此，物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)平臺(tái)特征需求可以歸納如下：（1）自主自治由于物聯(lián)網(wǎng)由數(shù)量龐大的異構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)組成，任何運(yùn)營(yíng)商都不能夠事無(wú)巨細(xì)地管理和控制如此大量的設(shè)備。所以，物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)平臺(tái)應(yīng)當(dāng)具有更多的自主性，能夠最大程度地自管理、自配置、自修復(fù)，并根據(jù)環(huán)境變化自發(fā)調(diào)整自己的行為。這種自主并不意味著讓網(wǎng)絡(luò)完全獨(dú)立于人的干預(yù)而運(yùn)行，而是指網(wǎng)絡(luò)能夠按照人的利益和偏好去完成自發(fā)的控制過程，從而最終實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的開發(fā)、部署和實(shí)施。9.1行業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)（2）自適應(yīng)作為一個(gè)通用的業(yè)務(wù)平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)將面臨更多的變化。這種變化既包括下層基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力的變化，又包括上層應(yīng)用開發(fā)需求的變化。業(yè)務(wù)平臺(tái)需要應(yīng)對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的多個(gè)環(huán)節(jié)。為了延長(zhǎng)整個(gè)業(yè)務(wù)平臺(tái)的生命周期，業(yè)務(wù)平臺(tái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要有相應(yīng)的適應(yīng)環(huán)境變化的能力。

（3）智能感知為了具備足夠的智能，平臺(tái)需要具有足夠感知的能力，必須能夠感知用戶的狀態(tài)和周圍的環(huán)境，從而根據(jù)這些信息調(diào)整對(duì)業(yè)務(wù)邏輯判斷、業(yè)務(wù)調(diào)用等行為。用戶的相關(guān)信息是非常豐富的，包括物理位置、生理狀況、心理狀態(tài)、個(gè)人歷史信息、日常行為習(xí)慣等。如何獲取需要的信息是智能感知計(jì)算實(shí)現(xiàn)時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。不同的內(nèi)容來(lái)自于各種分布式的數(shù)據(jù)源，因此業(yè)務(wù)平臺(tái)需要對(duì)這些信息進(jìn)行收集管理，并運(yùn)用一些相關(guān)的推理決策機(jī)制對(duì)這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估和分析。

（4）安全可信業(yè)務(wù)平臺(tái)所處的網(wǎng)絡(luò)是以多種無(wú)線網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的異構(gòu)集成網(wǎng)絡(luò)。開放的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使得惡意攻擊者能夠隨時(shí)隨地以任意方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起攻擊。此外，這種以用戶需求為中心主動(dòng)向用戶提供服務(wù)的方式，決定了平臺(tái)中必定存儲(chǔ)著大量的個(gè)人隱私以及保密性很強(qiáng)的一些信息，這樣的一些信息一旦被人惡意地加以利用或是散布都將給國(guó)家的安全和社會(huì)的穩(wěn)定帶來(lái)強(qiáng)烈的沖擊和影響。因而，要求業(yè)務(wù)平臺(tái)提供基于認(rèn)證和信任的安全機(jī)制、個(gè)人隱私的保護(hù)機(jī)制等安全可信保證。9.1行業(yè)業(yè)運(yùn)運(yùn)營(yíng)營(yíng)平平臺(tái)臺(tái)業(yè)務(wù)務(wù)平平臺(tái)臺(tái)體體系系結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)為了了滿滿足足物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)特特征征的的需需求求，，物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)平平臺(tái)臺(tái)必必須須能能提提取取并并抽抽象象下下層層網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的能能力力。。將將相相關(guān)關(guān)的的信信息息封封裝裝成成標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的的業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)引引擎擎，，向向上上層層應(yīng)應(yīng)用用提提供供商商提提供供便便利利的的業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)開開發(fā)發(fā)環(huán)環(huán)境境，，簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)的的開開發(fā)發(fā)難難度度，，縮縮短短業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)的的開開發(fā)發(fā)周周期期，，降降低低業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)的的開開發(fā)發(fā)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)，，而而對(duì)對(duì)最最終終用用戶戶進(jìn)進(jìn)行行統(tǒng)統(tǒng)一一的的用用戶戶管管理理和和鑒鑒權(quán)權(quán)計(jì)計(jì)費(fèi)費(fèi)，，以以增增強(qiáng)強(qiáng)各各種種智智能能化化應(yīng)應(yīng)用用的的用用戶戶體體驗(yàn)驗(yàn)，，同同時(shí)時(shí)向向平平臺(tái)臺(tái)運(yùn)運(yùn)營(yíng)營(yíng)人人員員提提供供對(duì)對(duì)用用戶戶和和業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)的的統(tǒng)統(tǒng)一一管管理理，，方方便便其其進(jìn)進(jìn)行行安安全全維維護(hù)護(hù)。。基于于以以上上分分析析，，可可以以得得到到新新的的物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)行行業(yè)業(yè)運(yùn)運(yùn)營(yíng)營(yíng)平平臺(tái)臺(tái)體體系系架架構(gòu)構(gòu)，，見見圖圖9.1所示示。。該該平平臺(tái)臺(tái)包包括括三三大大部部分分：：業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)接接入入和和部部署署提提供供、、業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)管管理理支支撐撐、、業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)平平臺(tái)臺(tái)門門戶戶。。其其中中，，業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)接接入入和和部部署署提提供供部部分分包包括括三三個(gè)個(gè)功功能能層層：：業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)引引擎擎層層、、業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)適適配配層層、、業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)部部署署層層；；業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)管管理理支支撐撐部部分分包包括括五五個(gè)個(gè)功功能能模模塊塊：：鑒鑒權(quán)權(quán)計(jì)計(jì)費(fèi)費(fèi)、、用用戶戶管管理理、、SP/CP（服服務(wù)務(wù)提提供供商商、、內(nèi)內(nèi)容容提提供供商商））管管理理、、運(yùn)運(yùn)營(yíng)營(yíng)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)、、網(wǎng)網(wǎng)管管維維護(hù)護(hù)；；業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)平平臺(tái)臺(tái)門門戶戶為為維維護(hù)護(hù)人人員員和和業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)提提供供商商提提供供標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的的平平臺(tái)臺(tái)接接口口和和操操作作界界面面。。1.業(yè)務(wù)務(wù)接接入入和和部部署署提提供供該部部分分功功能能自自底底而而上上設(shè)設(shè)置置了了業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)引引擎擎層層、、業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)適適配配層層、、業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)部部署署層層共共三三個(gè)個(gè)功功能能層層。。9.1行業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)臺(tái)9.1行業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)臺(tái)（1）業(yè)務(wù)部署層層業(yè)務(wù)引擎層負(fù)負(fù)責(zé)提取物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)中接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和終端的的能力，并抽抽象成為網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和平臺(tái)相關(guān)關(guān)的基本業(yè)務(wù)務(wù)能力，再將將這些基本業(yè)業(yè)務(wù)能力封裝裝成為獨(dú)立的的業(yè)務(wù)引擎向向上層提供標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的接口，，以便進(jìn)二次次開發(fā)和集成成。物聯(lián)網(wǎng)中中典型的業(yè)務(wù)務(wù)引擎既包括括傳統(tǒng)電信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的基礎(chǔ)礎(chǔ)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和和語(yǔ)音業(yè)務(wù)，，又包括無(wú)線線傳感網(wǎng)絡(luò)提提供的數(shù)據(jù)采采集和位置服服務(wù)等新型業(yè)業(yè)務(wù)。（2）業(yè)務(wù)適配層層業(yè)務(wù)適配層根根據(jù)用戶的特特征（包括所所處環(huán)境的狀狀況以及變化化趨勢(shì)、用戶戶的個(gè)性化設(shè)設(shè)置以及用戶戶偏好信息））對(duì)業(yè)務(wù)的內(nèi)內(nèi)容、提供方方式以及展現(xiàn)現(xiàn)形式進(jìn)行智智能和動(dòng)態(tài)自自適應(yīng)的改變變，以匹配用用戶在特定時(shí)時(shí)間、特定地地點(diǎn)、特定場(chǎng)場(chǎng)合、特定身身份下的個(gè)性性化需求。為為此，本層由由多種智能的的控制和決策策的能力模塊塊組成，如數(shù)數(shù)據(jù)融合、上上下文感知、、服務(wù)質(zhì)量（（QoS）管理等。通通過這些能力力模塊，業(yè)務(wù)務(wù)平臺(tái)可以對(duì)對(duì)用戶的環(huán)境境信息進(jìn)行動(dòng)動(dòng)態(tài)的收集、、有選擇的提提煉、智能的的分析和實(shí)時(shí)時(shí)的反饋，提提升單個(gè)業(yè)務(wù)務(wù)的用戶體驗(yàn)驗(yàn)。（3）業(yè)務(wù)部署層層業(yè)務(wù)部署層基基于部署工具具和部署機(jī)制制，負(fù)責(zé)建立立業(yè)務(wù)原型、、部署業(yè)務(wù)。。為應(yīng)用提供供商的業(yè)務(wù)軟軟件或業(yè)務(wù)邏邏輯分配基礎(chǔ)礎(chǔ)能力引擎資資源，確保用用戶能夠最大大限度的享受受具體業(yè)務(wù)提提供的服務(wù)，，同時(shí)提供資資源管理來(lái)幫幫助運(yùn)營(yíng)商管管理分布式網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上已部署署的各種業(yè)務(wù)務(wù)。9.1行業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)臺(tái)2.業(yè)務(wù)管理支撐撐業(yè)務(wù)管理支撐撐部分為整個(gè)個(gè)業(yè)務(wù)平臺(tái)的的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提提供管理和運(yùn)運(yùn)行維護(hù)能力力。向最終用用戶提供業(yè)務(wù)務(wù)運(yùn)營(yíng)和認(rèn)證證計(jì)費(fèi)管理；；向應(yīng)用提供供商提供業(yè)務(wù)務(wù)統(tǒng)計(jì)管理；；向第三方運(yùn)運(yùn)營(yíng)支持系統(tǒng)統(tǒng)/商業(yè)支持系統(tǒng)統(tǒng)（OSS/BSS）提供開放接接口和功能劃劃分，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)不同系統(tǒng)的的整合，避免免了重復(fù)建設(shè)設(shè)。3.業(yè)務(wù)平臺(tái)門戶戶業(yè)務(wù)平臺(tái)門戶戶是整個(gè)平臺(tái)臺(tái)面向應(yīng)用層層和物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)運(yùn)營(yíng)商的唯一一界面。為應(yīng)應(yīng)用提供商提提供業(yè)務(wù)信息息查看和部署署操作界面，，為平臺(tái)維護(hù)護(hù)人員提供操操作維護(hù)界面面。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平平臺(tái)有效的改改變了傳統(tǒng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)垂直架構(gòu)構(gòu)模式，使得得應(yīng)用層可以以便捷的調(diào)用用各種異構(gòu)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)能能力，使得業(yè)業(yè)務(wù)提供方式式更加智能，，業(yè)務(wù)生成方方式更加多樣樣，業(yè)務(wù)對(duì)底底層網(wǎng)絡(luò)變化化更加自適應(yīng)應(yīng)。同時(shí)，便便于應(yīng)用提供供商基于異構(gòu)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)提供的的基本業(yè)務(wù)能能力來(lái)完成各各項(xiàng)業(yè)務(wù)的運(yùn)運(yùn)行、維護(hù)以以及管理。業(yè)務(wù)平臺(tái)應(yīng)該該能向應(yīng)用提提供商提供標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)引擎擎和統(tǒng)一的業(yè)業(yè)務(wù)開發(fā)部署署環(huán)境，并能能與傳統(tǒng)的物物聯(lián)網(wǎng)體系有有機(jī)融合，為為各種智能化化業(yè)務(wù)的開發(fā)發(fā)提供基本功功能支持，同同時(shí)向物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)者提供供對(duì)用戶和業(yè)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一管管理，有利于于物聯(lián)網(wǎng)的扁扁平化架構(gòu)演演進(jìn)，并最終終成長(zhǎng)為一個(gè)個(gè)以用戶為中中心的智能服服務(wù)系統(tǒng)。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管管理技術(shù)由于物聯(lián)網(wǎng)自自身的特點(diǎn)，，使得其與傳傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管管理有所不同同。電信網(wǎng)和和互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理的五五大功能，在在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代代已經(jīng)感到滯滯后而難以適適應(yīng)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理理是一個(gè)新的的挑戰(zhàn)，迄今今為止專門針針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理的研研究較少。因因此，本節(jié)內(nèi)內(nèi)容包括了物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管管理和相關(guān)領(lǐng)領(lǐng)域同行們的的研究成果。。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其特特點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的延伸和和發(fā)展，是一一種將傳感器器網(wǎng)絡(luò)接入到到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。傳傳感器網(wǎng)絡(luò)作作為末端的信信息感知和傳傳輸網(wǎng)絡(luò)，是是一種可以快快速建立，不不需要預(yù)先存存在固定的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)底層構(gòu)（（infrastructure）的網(wǎng)絡(luò)體系系結(jié)構(gòu)。物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)，特別是是傳感網(wǎng)中的的節(jié)點(diǎn)可以動(dòng)動(dòng)態(tài)、頻繁地地加入或者離離開網(wǎng)絡(luò)，不不需要事先通通知，也不會(huì)會(huì)中斷其他節(jié)節(jié)點(diǎn)間的通信信。網(wǎng)絡(luò)中的的節(jié)點(diǎn)可以高高速移動(dòng)，從從而使節(jié)點(diǎn)群群快速變化，，節(jié)點(diǎn)間的鏈鏈路通斷變化化頻繁。傳感感器網(wǎng)絡(luò)這些些使用上的特特點(diǎn)，導(dǎo)致物物聯(lián)網(wǎng)或者是是傳感網(wǎng)具有有如下幾個(gè)特特點(diǎn):9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管管理技術(shù)1.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓爝@是因?yàn)閭鞲懈衅骶W(wǎng)絡(luò)密布布需要拾取信信息的環(huán)境之之中，獨(dú)立工工作。因?yàn)閭鱾鞲衅鲾?shù)量大大，設(shè)計(jì)壽命命的期望值長(zhǎng)長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單。但是實(shí)際際上傳感器的的壽命受環(huán)境境的影響較大大，失效是常常事。傳感器器的失效，往往往造成傳感感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋼涞淖兓?。這這一點(diǎn)特別在在復(fù)雜和多級(jí)級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)系系統(tǒng)中表現(xiàn)突突出。2.傳感器網(wǎng)絡(luò)難難以形成網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和中中心傳感器網(wǎng)的設(shè)設(shè)計(jì)和操作與與其他傳統(tǒng)的的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不不同，它基本本沒有一個(gè)固固定的中心實(shí)實(shí)體。在標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的蜂窩無(wú)線線網(wǎng)中，正是是靠這些中心心實(shí)體來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)協(xié)調(diào)功能，，而傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)則必須靠靠分布算法來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此此，傳統(tǒng)的基基于集中的HLR和VLR的移移動(dòng)動(dòng)管管理理算算法法，，以以及及基基于于基基站站和和MSC的媒媒體體接接入入控控制制算算法法，，在在這這里里都都不不再再適適用用。。9.2物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管管理理技技術(shù)術(shù)3.傳感感器器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的作作用用距距離離一一般般比比較較短短傳感感器器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)其其自自身身的的通通信信距距離離一一般般在在幾幾米米、、幾幾十十米米的的范范圍圍。。例例如如射射頻頻電電子子標(biāo)標(biāo)簽簽RFID中的的非非接接觸觸式式IC卡，，閱閱讀讀器器和和應(yīng)應(yīng)答答器器之之間間的的作作用用距距離離，，密密耦耦合合的的工工作作環(huán)環(huán)境境是是二二者者貼貼近近，，近近耦耦合合的的工工作作距距離離一一般般小小于于10mm，疏疏耦耦合合的的工工作作距距離離也也就就在在50mm左右右。。有有源源的的RFID，例例如如電電子子自自動(dòng)動(dòng)交交費(fèi)費(fèi)系系統(tǒng)統(tǒng)ETC，其其工工作作距距離離在在一一至至數(shù)數(shù)米米的的范范圍圍。。4.傳感感器器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的數(shù)數(shù)量量不不大大物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)中中，，傳傳感感器器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)是是前前列列的的信信息息采采集集器器件件或或者者設(shè)設(shè)備備。。由由于于其其工工作作特特點(diǎn)點(diǎn)，，一一般般是是定定時(shí)時(shí)、、定定點(diǎn)點(diǎn)、、定定量量的的采采集集數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)并并且且完完成成向向上上一一級(jí)級(jí)節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)傳傳輸輸。。這這一一點(diǎn)點(diǎn)與與互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的的工工作作情情況況有有很很大大的的差差距距。。5.物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)對(duì)對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的安安全全性性有有一一定定的的要要求求這是是因因?yàn)闉槲镂锫?lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)工工作作時(shí)時(shí)一一般般少少有有人人介介入入，，完完全全依依賴賴網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)自自動(dòng)動(dòng)采采集集數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)和和傳傳輸輸、、存存儲(chǔ)儲(chǔ)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，分分析析數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)并并且且報(bào)報(bào)告告結(jié)結(jié)果果和和應(yīng)應(yīng)該該采采取取的的措措施施。。如如果果發(fā)發(fā)生生數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的錯(cuò)錯(cuò)誤誤，，必必然然引引起起系系統(tǒng)統(tǒng)的的錯(cuò)錯(cuò)誤誤決決策策和和行行動(dòng)動(dòng)。。這這一一點(diǎn)點(diǎn)與與互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)并并不不一一樣樣。?；セヂ?lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)由由于于使使用用者者具具有有相相當(dāng)當(dāng)?shù)牡闹侵悄苣芎秃团信袛鄶嗄苣芰αΓ?，所所以以在在發(fā)發(fā)生生網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的安安全全性性受受到到攻攻擊擊時(shí)時(shí)，，往往往往可可以以主主動(dòng)動(dòng)采采取取措措施施。。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理技術(shù)6.網(wǎng)絡(luò)終端端之間的的關(guān)聯(lián)性性較低網(wǎng)絡(luò)終端端之間的的關(guān)聯(lián)性性較低，，使得節(jié)節(jié)點(diǎn)之間間的信息息傳輸很很少，終終端之間間的獨(dú)立立性較大大。通常常，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的傳傳感和控控制終端端工作時(shí)時(shí)通過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備備或者上上一級(jí)節(jié)節(jié)點(diǎn)傳輸輸信息，，所以，，傳感器器之間信信息相關(guān)關(guān)性不大大，相對(duì)對(duì)比較獨(dú)獨(dú)立。9.網(wǎng)絡(luò)地址址的短缺缺性導(dǎo)致致網(wǎng)絡(luò)管管理的復(fù)復(fù)雜性眾所周知知，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的各各個(gè)傳感感器都應(yīng)應(yīng)該獲得得唯一的的地址，，才能正正常的工工作。但但是，恰恰恰是IPv4的地址數(shù)數(shù)量即將將用完，，連互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)上面面的地址址也已經(jīng)經(jīng)非常緊緊張，即即將分配配完畢。。而物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)這樣樣大量使使用傳感感器節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，對(duì)于于地址的的尋求就就更加迫迫切。雖雖然IPv6就是從這這一點(diǎn)出出發(fā)來(lái)考考慮的，，但是由由于IPv6的部署需需要考慮慮到與IPv4的兼容，，而巨大大的投資資并不能能立即帶帶來(lái)市場(chǎng)場(chǎng)的巨大大商機(jī)。。所以營(yíng)營(yíng)運(yùn)商對(duì)對(duì)于IPv6的部署一一直是小小心謹(jǐn)慎慎。目前前還是傾傾向于采采取內(nèi)部部的浮動(dòng)動(dòng)地址加加以解決決，這樣樣更加增增加了物物聯(lián)網(wǎng)管管理技術(shù)術(shù)的復(fù)雜雜性。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理的內(nèi)容容和管理理模型國(guó)際電聯(lián)聯(lián)與ISO（國(guó)際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化組組織）合合作公布布了網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理的的文件X.700，對(duì)應(yīng)的的ISO文件為ISO7498。對(duì)于網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理，該標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)提出出了系統(tǒng)統(tǒng)管理的的五個(gè)功功能域，，分別為為故障管管理、配配置管理理、計(jì)費(fèi)費(fèi)管理、、性能管管理和安安全管理理。在一一般情況況下，這這五個(gè)功功能域基基本上涵涵蓋了網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理的內(nèi)容容，目前前的通信信網(wǎng)絡(luò)、、計(jì)算機(jī)機(jī)網(wǎng)絡(luò)基基本上都都是按照照這五個(gè)個(gè)功能域域進(jìn)行管管理的。。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理技術(shù)1.物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理的內(nèi)容容但是，無(wú)無(wú)論對(duì)于于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的接入入部分，，即傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，還是是對(duì)于物物聯(lián)網(wǎng)的的主干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部分分，這五五個(gè)功能能域顯然然已經(jīng)不不能全部部反映網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理的實(shí)際際情況了了。這是是因?yàn)槲镂锫?lián)網(wǎng)的的傳感器器網(wǎng)絡(luò)有有許多不不同于通通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的地方方。例如如，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的接接入節(jié)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)量極極大，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)形式多多異，節(jié)節(jié)點(diǎn)的生生效和失失效頻繁繁，核心心節(jié)點(diǎn)的的產(chǎn)生和和調(diào)整往往往會(huì)改改變物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的拓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)。另外外，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的主主干網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在各種種形式的的網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)中也也有許多多新的特特點(diǎn)。這這些不同同導(dǎo)致傳傳統(tǒng)的五五個(gè)功能能域已經(jīng)經(jīng)不能全全部反映映傳感器器網(wǎng)絡(luò)和和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的性能和和工作情情況了。。因?yàn)槲镂锫?lián)網(wǎng)和和傳感器器網(wǎng)絡(luò)的的許多新新的問題題，不僅僅以上的的功能域域不能完完成管理理的任務(wù)務(wù)，甚至至連物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)和傳傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的覆覆蓋都有有許多新新的情況況需要加加以解決決。這些些問題我我們可以以從物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)和傳傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的特特點(diǎn)加以以分析。。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理理技術(shù)術(shù)根據(jù)物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理理的需需要，，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管管理的的內(nèi)容容，除除普通通的互互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)和電電信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管管理的的五個(gè)個(gè)方面面以外外，還還應(yīng)該該包括括以下下幾個(gè)個(gè)方面面：傳傳感器器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中節(jié)節(jié)點(diǎn)的的生存存、工工作管管理（（包括括電源源工作作情況況等等等）；；傳感感網(wǎng)的的自組組織特特性和和傳感感網(wǎng)的的信息息傳輸輸；傳傳感網(wǎng)網(wǎng)拓?fù)鋼渥兓捌淦涔芾砝恚蛔宰越M織織網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的多多跳和和分級(jí)級(jí)管理理；自自組織織網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的業(yè)業(yè)務(wù)管管理等等。物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理理的基基本內(nèi)內(nèi)容劃劃分和和功能能域見見圖9.2。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理理技術(shù)術(shù)9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理理技術(shù)術(shù)2.物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理理的模模型對(duì)于物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理理的模模型，，可以以從以以下四四個(gè)方方面來(lái)來(lái)進(jìn)行行研究究。（1）分布布式物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理理模型型的研研究該網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理理模型型由網(wǎng)網(wǎng)管服服務(wù)器器（networkman2agementsystem，NMS）、分分布式式網(wǎng)絡(luò)絡(luò)代理理（distributednetworkagent，DNA)和網(wǎng)管管設(shè)備備組成成的，，其中中DNA是基于于自組組織的的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)監(jiān)測(cè)測(cè)、管管理和和控制制系統(tǒng)統(tǒng)的基基本單單元，，具有有網(wǎng)絡(luò)絡(luò)性能能監(jiān)測(cè)測(cè)與控控制、、安全全接入入與認(rèn)認(rèn)證管管理、、業(yè)務(wù)務(wù)分類類與計(jì)計(jì)費(fèi)管管理等等功能能，監(jiān)監(jiān)測(cè)并并管理理各DNA中的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管管理元元素。。DNA之間是是以自自組織織的方方式形形成管管理網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，，按研研究制制定的的通信信機(jī)制制進(jìn)行行通信信，在在數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)級(jí)級(jí)別上上共享享網(wǎng)管管信息息。各各DNA定時(shí)或或在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管管理服服務(wù)器器發(fā)送送請(qǐng)求求時(shí)，，傳遞遞相關(guān)關(guān)的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)信信息給給網(wǎng)管管服務(wù)務(wù)器。。這樣樣，大大大減減輕了了網(wǎng)管管服務(wù)務(wù)器的的處理理負(fù)荷荷，也也大大大減少少了管管理信信息通通信量量。此此外，，即使使管理理站臨臨時(shí)失失效，，也不不影響響DNA的管理理，只只是延延緩了了相互互之間間的通通信。。用戶戶還可可通過過圖形形化用用戶接接口進(jìn)進(jìn)行配配置管管理功功能模模塊，，提高高用戶戶可感感知的的QoS。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理理技術(shù)術(shù)為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)監(jiān)測(cè)、、管理理與控控制的的模型型，須須研究究適合合DNA之間交換信信息的通信信機(jī)制，研研究適合于于DNA網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋼浣Y(jié)構(gòu)、路路由機(jī)制、、節(jié)點(diǎn)定位位搜索機(jī)制制、節(jié)點(diǎn)加加入離開機(jī)機(jī)制，研究究鄰居節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)機(jī)機(jī)制、相應(yīng)應(yīng)的安全和和信任機(jī)制制，研究網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定定性、恢復(fù)復(fù)彈性和容容錯(cuò)能力，，以實(shí)現(xiàn)分分布式管理理系統(tǒng)對(duì)于于DNA網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變變化的適應(yīng)應(yīng)能力和魯魯棒性。自自組織的DNA通信網(wǎng)絡(luò)平平臺(tái)要監(jiān)控控網(wǎng)絡(luò)間的的通信控制制和信息傳傳輸，協(xié)調(diào)調(diào)網(wǎng)絡(luò)通信信，保證網(wǎng)網(wǎng)間數(shù)據(jù)的的可靠安全全。除了研研究與對(duì)等等DNA之間的通信信模塊的設(shè)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，同時(shí)研研究DNA與網(wǎng)管服務(wù)務(wù)器、用戶戶以及與內(nèi)內(nèi)部功能模模塊的接口口。這些機(jī)機(jī)制和結(jié)構(gòu)構(gòu)之間的關(guān)關(guān)系如圖9.3所示。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理技術(shù)術(shù)9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理技術(shù)術(shù)（2）DNA功能模型的的設(shè)計(jì)及原原型實(shí)現(xiàn)的的研究DNA是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)、、管理和控控制系統(tǒng)的的核心，是是其所在管管理群內(nèi)唯唯一授權(quán)的的管理者。。根據(jù)網(wǎng)管管服務(wù)器和和用戶的請(qǐng)請(qǐng)求策略配配置服務(wù)功功能，采用用輪詢機(jī)制制，對(duì)群內(nèi)內(nèi)各設(shè)備進(jìn)進(jìn)行特定數(shù)數(shù)據(jù)采集、、提取、過過濾分析，，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的運(yùn)行狀狀態(tài)，感知知群內(nèi)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)，，維護(hù)本地地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，，獨(dú)立地完完成對(duì)本群群的管理工工作，能夠夠?qū)崿F(xiàn)有效效的業(yè)務(wù)分分類，并按按業(yè)務(wù)特點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行流量量控制與整整形，以及及合理計(jì)費(fèi)費(fèi)等管理功功能，并且且維護(hù)一個(gè)個(gè)本地的MIB。各DNA應(yīng)能動(dòng)態(tài)地地發(fā)現(xiàn)其他他DNA，在數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)級(jí)別上共共享網(wǎng)管信信息，并且且并能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)相互間消消息發(fā)送和和傳遞，完完成彼此之之間的定位位和通信。。同時(shí)還要要負(fù)責(zé)維護(hù)護(hù)物聯(lián)網(wǎng)管管理網(wǎng)絡(luò)的的正常運(yùn)行行，實(shí)時(shí)維維護(hù)DNA節(jié)點(diǎn)及備用用節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)創(chuàng)建或選擇擇、移動(dòng)、、退出及網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。。最后能夠夠?qū)崿F(xiàn)與用用戶和NMS的交互和管管理策略的的制定。除除了研究DNA應(yīng)具備的功功能，形成成功能模型型外，研究究并實(shí)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)原型系系統(tǒng)。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理技術(shù)術(shù)（3）DNA中性能監(jiān)測(cè)測(cè)和QoS控制功能模模型與實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的研究為了評(píng)估網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)務(wù)質(zhì)量以及及動(dòng)態(tài)效率率從而為網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)調(diào)整優(yōu)化提提供參考依依據(jù)，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)監(jiān)測(cè)與控制制系統(tǒng)的基基本功能是是連續(xù)地收收集網(wǎng)絡(luò)中中的資源利利用、業(yè)務(wù)務(wù)傳輸及網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)效率相相關(guān)參數(shù)，，如收集網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)路由、、網(wǎng)絡(luò)流量量、網(wǎng)絡(luò)拓拓?fù)浜蜆I(yè)務(wù)務(wù)傳輸?shù)母鞲鳒y(cè)度進(jìn)行行分析匯聚聚和統(tǒng)計(jì)，，形成匯聚聚報(bào)告，同同時(shí)根據(jù)用用戶和NMS的性能監(jiān)測(cè)測(cè)管理要求求執(zhí)行監(jiān)測(cè)測(cè)配置并按按此配置進(jìn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控控制，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)運(yùn)算算、門限告告警、監(jiān)測(cè)測(cè)報(bào)告并根根據(jù)監(jiān)測(cè)管管理策略設(shè)設(shè)置監(jiān)測(cè)參參數(shù)。研究究物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋼浒l(fā)現(xiàn)，對(duì)對(duì)于不同拓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，由于于其搜索算算法、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)形成機(jī)制制、節(jié)點(diǎn)加加入/離開機(jī)制、、網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)動(dòng)程度、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(有分級(jí)的和和平坦的體體系結(jié)構(gòu)形形式)等都不盡相相同，所以以必須按照照實(shí)際網(wǎng)絡(luò)絡(luò)特性制定定不同的拓拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)策策略和測(cè)量量方法，實(shí)實(shí)現(xiàn)拓?fù)錅y(cè)測(cè)量。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理技術(shù)術(shù)（4）物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全接接入與認(rèn)證證研究由于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的分分散式體系系結(jié)構(gòu)、動(dòng)動(dòng)態(tài)路由和和拓?fù)涮匦孕?，傳統(tǒng)的的接入認(rèn)證證、密鑰分分發(fā)和協(xié)商商機(jī)制很難難應(yīng)用，因因此必須建建立物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)訪問控制制模型和認(rèn)認(rèn)證體系。。傳統(tǒng)的訪訪問控制策策略主要有有自主訪問問控制(DAC)、強(qiáng)制訪問問控制(MAC)和基于角色色的訪問控控制(RBAC)策略。然而而由于物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)環(huán)境的特殊殊性，在此此環(huán)境下，，節(jié)點(diǎn)之間間均無(wú)法確確認(rèn)彼此身身份。另外外，由于用用戶出于自自身考慮，，一般不愿愿意把自己己的相關(guān)信信息提供給給對(duì)方，雖雖可采用匿匿名等方法法來(lái)實(shí)現(xiàn)這這種目的，，但卻增加加了訪問控控制的難度度。此外，，在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境境下大量用用戶頻繁進(jìn)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)，，使得網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的拓?fù)漕l頻繁變化，，也給訪問問控制帶來(lái)來(lái)復(fù)雜性。。建立物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的訪訪問控制策策略，首先先要建立物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的信任管管理模型，，在信任模模型的基礎(chǔ)礎(chǔ)上給每個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)給出出信任權(quán)重重和可靠度度，然后在在這個(gè)基礎(chǔ)礎(chǔ)上應(yīng)用相相應(yīng)的訪問問控制策略略。如何建建立信任模模型，這與與網(wǎng)絡(luò)的環(huán)環(huán)境密切相相關(guān)，主要要是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)節(jié)點(diǎn)可用性性、數(shù)據(jù)源源的真實(shí)性性、節(jié)點(diǎn)的的匿名性和和訪問控制制等方面的的問題。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理技術(shù)術(shù)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理協(xié)議議和應(yīng)用總的說來(lái)，，物聯(lián)網(wǎng)的的網(wǎng)絡(luò)管理理協(xié)議還是是在TCP/IP協(xié)議之下的的管理。但但是也有許許多新的特特色。例如如，如果物物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)節(jié)點(diǎn)處于運(yùn)運(yùn)動(dòng)之中，，則網(wǎng)絡(luò)管管理需要適適應(yīng)被管理理對(duì)象的移移動(dòng)性。這這一方面，，目前使用用的移動(dòng)自自組網(wǎng)絡(luò)MANET(mobileAd2hocnetwork，MANET)可以給我們們一些借鑒鑒。MANET與無(wú)線固定定網(wǎng)絡(luò)的不不同點(diǎn)在于于，MANET的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)可以快速速變化。MANET節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)方式會(huì)根根據(jù)承載體體的不同有有明顯差異異，包括運(yùn)運(yùn)動(dòng)速度、、運(yùn)動(dòng)方向向、加速或或減速、運(yùn)運(yùn)動(dòng)路徑、、活動(dòng)高度度等。由于拓?fù)涞牡目焖僮兓W(wǎng)絡(luò)信信息（如路路由表）壽壽命可能很很短，必須須不斷更新新。為了反反映當(dāng)前網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)狀況，，節(jié)點(diǎn)間不不得不頻繁繁交換控制制信息。而而信息的有有效時(shí)間又又很短，部部分信息甚甚至從未使使用就已經(jīng)經(jīng)被丟棄，，這使網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的有限帶帶寬資源浪浪費(fèi)在信息息更新之上上。如何節(jié)節(jié)省信息交交換,對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理理提出了新新的問題目目前國(guó)內(nèi)外外在與物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)相近的的網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域域已經(jīng)有不不少研究，，并且取得得了一些積積極的成果果。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理技術(shù)術(shù)從網(wǎng)絡(luò)的工工作形態(tài)來(lái)來(lái)看，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與與MANET更加接近。。因此這些些網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理技技術(shù)有可能能率先移植植進(jìn)入物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。。MANET等網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理特特點(diǎn)和相應(yīng)應(yīng)的網(wǎng)管要要求主要體體現(xiàn)在以下下幾個(gè)方面面。（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)變化頻繁繁。（2）低可靠性性、電池容容量有限。。（3）移動(dòng)設(shè)備備的多樣性性。（4）安全性。。由于Adhoc網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)點(diǎn)地位的對(duì)對(duì)等性以及及有限的節(jié)節(jié)點(diǎn)能力，，集中式網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理不不能適應(yīng)其其實(shí)際管理理的需要，，所以目前前Adhoc網(wǎng)絡(luò)管理方方案以分布布式網(wǎng)絡(luò)管管理為主，，大致可以以分為基于于位置管理理的方案、、基于移動(dòng)動(dòng)性感知的的管理方案案以及基于于代理和策策略驅(qū)動(dòng)的的管理方案案等三類。。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理技術(shù)術(shù)1.基于位置置管理的的方案（1）CAANM方案CAANM(clusteringalgorithmappliedtothenet2workmanagement)方案是FengYongxin等人提出出的一種種基于位位置管理理的方案案，基于于SNMP（simplenetworkmanagementprotocol），采用用同ANMP（Adhocnetworkmanagementprotocol）類似的的結(jié)構(gòu)，，不同之之處主要要體現(xiàn)在在管理者者可以直直接與代代理以及及簇頭間間進(jìn)行信信息交互互。CAANM方案還對(duì)對(duì)ANMP的MIB（管理信信息數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)）做做了一些些改進(jìn)。。（2）MUQS方案MUQS（managementwithuniformquorumsystem)方案是由由Haas等人提出出的另一一種基于于位置管管理的方方案，在在邏輯上上使用了了兩級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)，將將網(wǎng)絡(luò)中中的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)分為骨骨干節(jié)點(diǎn)點(diǎn)和非骨骨干節(jié)點(diǎn)點(diǎn)。這個(gè)個(gè)兩級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)僅用用于移動(dòng)動(dòng)性管理理，路由由協(xié)議仍仍在整個(gè)個(gè)平面進(jìn)進(jìn)行，即即多跳路路由可以以跨越骨骨干節(jié)點(diǎn)點(diǎn)和非骨骨干節(jié)點(diǎn)點(diǎn)。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理技術(shù)（3）DLM方案DLM（distributedlocationmanagement)方案是由由Yuan.Xue等人提出出的一種種分布式式位置管管理方案案，使用用的是一一種格狀狀的分級(jí)級(jí)尋址模模型，不不同級(jí)別別的位置置服務(wù)器器攜帶不不同級(jí)別別的位置置信息，，當(dāng)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)時(shí)，只有有很少一一部分位位置服務(wù)務(wù)器需要要更新。。在DLM中每個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)具有有惟一的的ID，并能通通過GPS獲知自身身的位置置。在每每個(gè)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)傳輸范范圍相同同的情況況下，DLM要求網(wǎng)絡(luò)絡(luò)最小分分區(qū)的對(duì)對(duì)角線長(zhǎng)長(zhǎng)度要小小于節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的傳輸輸范圍。。與DLM方案類似似的還有有SLALoM方案等。。2.基于移動(dòng)動(dòng)性感知知的管理理方案（1）LFLM方案LFLM（locallyforwardinglocationmanagement）方案是是由Liang.Wang等人提出出的一種種能感知知節(jié)點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)的管管理方案案。在LFLM中使用了了一種混混合的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)，總體體上分為為兩級(jí)，，第一級(jí)級(jí)是由網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的的節(jié)點(diǎn)構(gòu)構(gòu)成組，，每個(gè)組組具有組組頭（類類似于簇簇和簇頭頭）。然然后由這這些組頭頭組成第第二級(jí)，，采用第第一級(jí)中中組的構(gòu)構(gòu)成方法法，在第第二級(jí)中中又形成成隊(duì)。LFLM是對(duì)傳統(tǒng)統(tǒng)分級(jí)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中基基于指針針的位置置管理方方案的一一種改進(jìn)進(jìn)。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理技術(shù)（2）GMM方案GMM（groupmobilitymanagement）方案是是一種基基于節(jié)點(diǎn)點(diǎn)組移動(dòng)動(dòng)性的管管理方案案，通過過觀察節(jié)節(jié)點(diǎn)群組組的運(yùn)動(dòng)動(dòng)參數(shù)如如距離、、速度以以及網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分裂的的加速度度等來(lái)預(yù)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的分裂裂。GMM的運(yùn)動(dòng)模模型比較較準(zhǔn)確，，主要是是采用了了組運(yùn)動(dòng)動(dòng)加速度度這個(gè)參參數(shù)，從從而提高高了對(duì)節(jié)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度的的估計(jì)準(zhǔn)準(zhǔn)確度，，同時(shí)也也提高了了對(duì)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分裂和和融合預(yù)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)準(zhǔn)確性。。（3）PBCA方案PBCA（prediction2basedclusteringapproach）方案采采用了移移動(dòng)性預(yù)預(yù)測(cè)的管管理方法法虛擬簇簇、移動(dòng)動(dòng)預(yù)測(cè)模模型、分分簇算法法和協(xié)議議以及管管理結(jié)構(gòu)構(gòu)主要有有虛擬簇簇、移動(dòng)動(dòng)預(yù)測(cè)模模型、分分簇算法法和協(xié)議議以及管管理結(jié)構(gòu)構(gòu)等四個(gè)個(gè)方面的的內(nèi)客。。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理技術(shù)3.基于代理理和策略略驅(qū)動(dòng)的的管理方方案（1）GMA方案GMA（guerrillamanagementarchitecture)方案是由由Chien2Chung.Shen等人提出出的一種種基于策策略的管管理方案案。GMA中能力較較高的節(jié)節(jié)點(diǎn)成為為管理節(jié)節(jié)點(diǎn)，承承擔(dān)智能能化的管管理任務(wù)務(wù)，GMA采用兩級(jí)級(jí)結(jié)構(gòu)。。管理者者（supervisor）進(jìn)行策策略的控控制和分分配，游游牧式管管理節(jié)點(diǎn)點(diǎn)（nomadicmanager）通過相互協(xié)協(xié)同完成整個(gè)個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理。。（2）PBNM方案PBNM（policy2basednetworkmanagement)方案是基于策策略管理的方方案，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的公共開放放策略服務(wù)(COPS)進(jìn)行了擴(kuò)展，，包括k2hop分簇、動(dòng)態(tài)服服務(wù)冗余、策策略協(xié)商和自自動(dòng)服務(wù)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)四個(gè)部分。。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管管理技術(shù)在三類管理方方案中，基于于位置管理的的方案最為簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，管理性性能與節(jié)點(diǎn)的的分布情況以以及管理節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的能力相關(guān)關(guān)，適用于節(jié)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性較較低的網(wǎng)絡(luò)。。但隨著網(wǎng)絡(luò)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性性的增加，管管理開銷上升升較快，同時(shí)時(shí)管理效率迅迅速下降?；谝苿?dòng)性感感知的管理方方案相對(duì)基于于位置管理的的方案而言，，由于要完成成移動(dòng)性感知知，對(duì)節(jié)點(diǎn)處處理能力要求求相對(duì)要高一一些，同時(shí)由由于移動(dòng)性的的計(jì)算將會(huì)增增加能量的消消耗。基于移移動(dòng)性感知的的管理方案通通過感知節(jié)點(diǎn)點(diǎn)移動(dòng)性，可可降低管理開開銷，獲得較較好的管理性性能，但需要要指出的是，，一旦網(wǎng)絡(luò)中中節(jié)點(diǎn)的群組組運(yùn)動(dòng)特征不不明顯時(shí)，基基于移動(dòng)性感感知的管理方方案同基于位位置管理的方方案相比，并并沒有什么優(yōu)優(yōu)勢(shì)?；谝埔苿?dòng)性感知的的管理方案方方案有較好的的適用性，因因?yàn)樵趯?shí)際的的網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)行為為往往不是孤孤立出現(xiàn)的，，通常具有一一定的群組運(yùn)運(yùn)動(dòng)特性?；诖砗筒卟呗则?qū)動(dòng)的管管理方案是適適用范圍最廣廣的方案，方方案設(shè)計(jì)的復(fù)復(fù)雜度和難度度最大。從某某種意義上講講，基于位置置管理的方案案和基于移動(dòng)動(dòng)性感知的管管理方案只是是基于代理和和策略驅(qū)動(dòng)的的管理的某些些特例，但基基于代理和策策略驅(qū)動(dòng)的管管理卻與基于于位置管理的的方案和基于于移動(dòng)性感知知的管理方案案有明顯的區(qū)區(qū)別?；诖砗筒呗则?qū)驅(qū)動(dòng)的管理注注重管理策略略如何交互，，而基于位置置管理的方案案和基于移動(dòng)動(dòng)性感知的管管理方案更多多的是注重管管理策略的具具體實(shí)現(xiàn)。基基于代理和策策略驅(qū)動(dòng)的管管理的應(yīng)用范范圍較廣，由由于其策略代代理具有復(fù)制制和遷移等特特性，使其能能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的的動(dòng)態(tài)變化，，具有較高的的管理效率。。9.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管管理技術(shù)總的來(lái)說，針針對(duì)MANET網(wǎng)絡(luò)管理需求求，重點(diǎn)研究究其中的幾個(gè)個(gè)問題，旨在在提供一體化化的管理機(jī)制制，解決共享享性、自治性性等一系列問問題，對(duì)系統(tǒng)統(tǒng)資源、資源源配置、性能能、故障、安安全、通信等等進(jìn)行統(tǒng)一的的管理和維護(hù)護(hù)，以保障網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全全、穩(wěn)定、可可靠、高效的的運(yùn)行。物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理的內(nèi)容比MANET更為復(fù)雜，但但可以借鑒它它的管理形式式，豐富其管管理內(nèi)容，擴(kuò)擴(kuò)大其適用范范圍。9.3專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一一個(gè)含有大量量的某個(gè)領(lǐng)域域?qū)＜宜降牡闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，能夠利用用人類專家的的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)來(lái)處理該領(lǐng)領(lǐng)域問題的智智能計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)。專家系系統(tǒng)處于應(yīng)用用接口層，為為用戶的各種種應(yīng)用提供““智慧”。專家系統(tǒng)的基基本概念專家系統(tǒng)是人人工智能研究究與應(yīng)用中的的重要分支。。一方面，專專家系統(tǒng)是知知識(shí)表達(dá)、知知識(shí)推理、知知識(shí)獲取技術(shù)術(shù)的應(yīng)用對(duì)象象；另一方面面，專家系統(tǒng)統(tǒng)也是研究知知識(shí)表達(dá)、知知識(shí)推理、知知識(shí)獲取技術(shù)術(shù)的試驗(yàn)環(huán)境境。專家系統(tǒng)統(tǒng)也稱為知識(shí)識(shí)庫(kù)專家系統(tǒng)統(tǒng)，是基于知知識(shí)庫(kù)的知識(shí)識(shí)利用系統(tǒng)，，是人工智能能的應(yīng)用工程程——“知識(shí)工程”的的典型代表。。專家系統(tǒng)是是知識(shí)信息處處理的系統(tǒng)，，是新一代計(jì)計(jì)算機(jī)——第五代計(jì)算機(jī)機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)礎(chǔ)，是第二次次計(jì)算機(jī)技術(shù)術(shù)革命，從數(shù)數(shù)值信息處理理轉(zhuǎn)向非數(shù)值值（知識(shí)）信信息處理，具具有新的轉(zhuǎn)折折意義的里程程碑。9.3專家系統(tǒng)1.專家系統(tǒng)的定定義目前，對(duì)專家家系統(tǒng)尚無(wú)一一個(gè)公認(rèn)的定定義。比較一一致的定義是是：專家系統(tǒng)統(tǒng)是一個(gè)在某某特定領(lǐng)域內(nèi)內(nèi)，用人類專專家水平去解解決該領(lǐng)域中中難以用精確確數(shù)學(xué)模型表表示的困難問問題的計(jì)算機(jī)機(jī)程序。人類專家之所所以能成為求求解某領(lǐng)域問問題的專家，，其關(guān)鍵在于于他掌握了求求解有關(guān)領(lǐng)域域問題的大量量的專門知識(shí)識(shí)。這些知識(shí)識(shí)一部分是書書本知識(shí)，但但主要是在長(zhǎng)長(zhǎng)期實(shí)踐中逐逐漸積累起來(lái)來(lái)的經(jīng)驗(yàn)性知知識(shí)。因此專專家系統(tǒng)的基基本思想是讓讓計(jì)算機(jī)能夠夠存貯某一領(lǐng)領(lǐng)域的專門知知識(shí)，并能像像專家那樣有有效地利用這這些知識(shí)去解解決該領(lǐng)域的的復(fù)雜問題。。2.專家系統(tǒng)的特特點(diǎn)（1）啟發(fā)性通常人們把具具有嚴(yán)謹(jǐn)理論論依據(jù)的專門門知識(shí)稱為邏邏輯性知識(shí)，，而把沒有嚴(yán)嚴(yán)謹(jǐn)理論依據(jù)據(jù)、主要來(lái)源源于專家經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的知識(shí)稱為為啟發(fā)性知識(shí)識(shí)。啟發(fā)性知知識(shí)很難保證證在各種情況況下是普遍正正確的，但在在一定條件下下用來(lái)解決問問題往往能有有效地簡(jiǎn)化問問題或快速求求得問題的解解。使用啟發(fā)發(fā)性知識(shí)處理理問題是人類類推理的特征征之一。人類類專家的技能能主要來(lái)源于于啟發(fā)性知識(shí)識(shí)，因此，專專家系統(tǒng)要達(dá)達(dá)到人類專家家處理問題的的水平就必須須能夠存儲(chǔ)和和利用啟發(fā)性性知識(shí)，像專專家那樣，通通過推理和判判斷來(lái)求解問問題，專家系系統(tǒng)的這個(gè)特特點(diǎn)稱為啟發(fā)發(fā)性。9.3專家系統(tǒng)（2）透明性專門知識(shí)大都都是人類專家家在實(shí)踐中積積累起來(lái)的啟啟發(fā)性知識(shí)，，通常只有專專家本人掌握握。為了使用用戶對(duì)求得的的結(jié)果放心，，專家系統(tǒng)必必須具有向用用戶解釋推理理過程、回答答用戶提問的的解釋功能，，使它對(duì)用戶戶是透明的。。（3）靈活性要把專家頭腦腦中的經(jīng)驗(yàn)知知識(shí)全部而明明確地表示出出來(lái)不是一件件容易的事，，而要反復(fù)多多次，不斷擴(kuò)擴(kuò)充才能達(dá)到到。況且這些些啟發(fā)性知識(shí)識(shí)往往是有針針對(duì)性的，在在特定情況下下才是正確的的，情況變化化后也要隨之之而變化。這這就要求專家家系統(tǒng)具有靈靈活性，系統(tǒng)統(tǒng)中的知識(shí)要要便于修改、、擴(kuò)充。3.專家系統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu)是指專家家系統(tǒng)各組成成部分的構(gòu)造造方法和組織織形式。系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇恰恰當(dāng)與否，是是與專家系統(tǒng)統(tǒng)的適用性和和有效性密切切相關(guān)的。選選擇什么結(jié)構(gòu)構(gòu)最為恰當(dāng)，，要根據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境境和所執(zhí)行任任務(wù)的特點(diǎn)而而定。目前對(duì)對(duì)于專家系統(tǒng)統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尚沒沒有完全一致致的看法。9.3專家系統(tǒng)（1）基本結(jié)構(gòu)實(shí)用專家系統(tǒng)統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)如圖9.4所示，由知識(shí)識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)、推理機(jī)、、知識(shí)獲取、、咨詢解釋和和人機(jī)接口等等6部分組成，其其中知識(shí)庫(kù)和和推理機(jī)是核核心部分?！裰R(shí)庫(kù)：用用于存放系統(tǒng)統(tǒng)求解問題所所需要的領(lǐng)域域?qū)ｉT知識(shí)。?！駭?shù)據(jù)庫(kù)：用用于存放原始始數(shù)據(jù)和推理理過程中得到到的各種中間間信息?！裢评頇C(jī)：是是用來(lái)控制、、協(xié)調(diào)整個(gè)專專家系統(tǒng)工作作的一組程序序?！裰R(shí)獲?。海簽橹R(shí)庫(kù)的的建立、修改改和擴(kuò)充提供供手段?！褡稍兘忉專海贺?fù)責(zé)對(duì)推理理出的結(jié)果做做出必要的解解釋。●人機(jī)接口：：為用戶提供供直觀方便的的人機(jī)交互手手段。9.3專家系統(tǒng)（2）理想結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的理理想結(jié)構(gòu)如圖圖9.5所示。9.3專家系統(tǒng)●語(yǔ)言處理程程序：負(fù)責(zé)用用戶與系統(tǒng)之之間的信息交交流和轉(zhuǎn)換。。分析用戶輸入入的信息，并并將其轉(zhuǎn)換為為系統(tǒng)內(nèi)部表表示的形式；；回答用戶提提出的問題；；將系統(tǒng)內(nèi)部部存儲(chǔ)的信息息轉(zhuǎn)換成用戶戶易于理解的的形式，顯示示給用戶等。?！窈诎澹河糜谟谟涗浵到y(tǒng)在在求解問題過過程中所產(chǎn)生生的中間假設(shè)設(shè)和結(jié)果。它是溝通系統(tǒng)統(tǒng)中各個(gè)部件件的工作區(qū)，，黑板中記錄錄著三種信息息：解題規(guī)劃劃、記事簿和和中間結(jié)果。?！窠忉尦绦颍海合蛴脩艚忉屷屜到y(tǒng)的行為為?；卮鹩脩籼岢龀龅摹盀槭裁疵传@得某些結(jié)結(jié)論”和“為為什么不選擇擇另一種可能能”等問題。。它應(yīng)能從黑黑板中找出對(duì)對(duì)回答用戶的的問題有意義義的信息。此此外，解釋程程序還應(yīng)該能能夠回答用戶戶提出的一些些關(guān)于系統(tǒng)自自身的問題，，如系統(tǒng)求解解某種問題的的能力如何、、系統(tǒng)如何組組織與管理其其自身知識(shí)等等等?！裾{(diào)度程序（（調(diào)度器）：：管理、控制制記事簿，決決定下一步做做哪個(gè)工作。。在調(diào)度程序中中可以利用一一些策略性知知識(shí)，指導(dǎo)對(duì)對(duì)記事簿中各各個(gè)項(xiàng)目的調(diào)調(diào)度。因此，，調(diào)度程序應(yīng)應(yīng)根據(jù)解題計(jì)計(jì)劃和其它信信息排定各個(gè)個(gè)項(xiàng)目的優(yōu)先先級(jí)，這通常常要估計(jì)規(guī)則則應(yīng)用的效果果。9.3專家系統(tǒng)●執(zhí)行程序（（執(zhí)行器）：：完成調(diào)度程程序從記事簿簿上選出的待待執(zhí)行項(xiàng)目。。通常情況下，，執(zhí)行程序檢檢驗(yàn)所用規(guī)則則的條件部分分，把條件中中的變量約束束到黑板中的的特定中間結(jié)結(jié)果上，并把把規(guī)則所預(yù)言言的變化記錄錄到黑板中。?！褚恢滦蕴幚砝沓绦颍▍f(xié)調(diào)調(diào)器）：保持持系統(tǒng)所得出出結(jié)果的前后后一致性。當(dāng)黑板的結(jié)果果部分表示假假設(shè)的判斷，，并且推得一一些新數(shù)據(jù)時(shí)時(shí)，維護(hù)一致致性工作可以以采用可能性性修正；當(dāng)結(jié)結(jié)果部分表示示邏輯結(jié)論和和它們的真值值關(guān)系時(shí)，一一致性處理程程序可能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的是真值維維護(hù)過程。多多數(shù)專家系統(tǒng)統(tǒng)使用某種數(shù)數(shù)值調(diào)整方案案決定每種潛潛在的結(jié)果的的可信程度。。這種方法試試圖確?？梢砸缘贸隹赡艿牡慕Y(jié)論，同時(shí)時(shí)又避免不一一致的結(jié)論。。至今還沒有一一個(gè)專家系統(tǒng)統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括括圖中所有部部分，而只是是根據(jù)其任務(wù)務(wù)和特點(diǎn)由其其中的幾個(gè)部部分組成。9.3專家系統(tǒng)4.專家系統(tǒng)與傳傳統(tǒng)程序的區(qū)區(qū)別傳統(tǒng)的程序設(shè)設(shè)計(jì)方法可表表示為：數(shù)據(jù)據(jù)＋算法＝程程序。專家系統(tǒng)程序序設(shè)計(jì)方法可可表示為：知知識(shí)＋推理＝＝程序。盡管其形式相相似而且均是是用計(jì)算機(jī)軟軟件求解問題題，但實(shí)質(zhì)上上是不同的。。前者按人事事先指定的步步驟求解問題題（即指定它它做什么），，后者解題的的步驟由程序序自己（即推推理）決定（（即由它自己己決定做什么么）。傳統(tǒng)程序?qū)τ谟谝粋€(gè)待解決決的問題，首首先要根據(jù)它它的內(nèi)在規(guī)律律，建立一個(gè)個(gè)數(shù)學(xué)和物理理模型，然后后用數(shù)值仿真真的方法，以以算法的形式式將數(shù)值信息息安排在計(jì)算算機(jī)中，使機(jī)機(jī)器按數(shù)學(xué)模模型規(guī)定的步步驟完成數(shù)據(jù)據(jù)的處理和計(jì)計(jì)算。解題的的全部知識(shí)隱隱含在整個(gè)程程序中，因而而不易實(shí)現(xiàn)解解釋功能。專家系統(tǒng)對(duì)待待解決的問題題的內(nèi)在規(guī)律律往往不能只只用數(shù)學(xué)模型型來(lái)表示，許許多地方還必必須用專門的的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)（（又稱啟發(fā)性性知識(shí)）來(lái)表表示。這些經(jīng)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)是以以規(guī)則符號(hào)、、形式語(yǔ)言或或網(wǎng)絡(luò)圖等形形式表示的。。因此計(jì)算機(jī)機(jī)處理的信息息還必須有字字符信息，而而不全是數(shù)值值信息。問題題求解的過程程不是按預(yù)先先確定的步驟驟進(jìn)行，而是是根據(jù)環(huán)境、、條件及要達(dá)達(dá)到的目的，，在控制策略略指導(dǎo)下，通通過推理搜索索而尋找問題題解答的過程程。在理想的的專家系統(tǒng)中中，由于知識(shí)識(shí)庫(kù)和推理機(jī)機(jī)是互相獨(dú)立立的，因此知知識(shí)和推理是是分開的。這這樣，不僅易易于實(shí)現(xiàn)解釋釋功能，而且且因?yàn)樵谛薷母闹R(shí)時(shí)只涉涉及到知識(shí)庫(kù)庫(kù)，不會(huì)影響響程序，使增增減知識(shí)也很很方便。9.3專家系系統(tǒng)專家系系統(tǒng)和和傳統(tǒng)統(tǒng)的程程序在在程序序設(shè)計(jì)計(jì)方面面各有有特點(diǎn)點(diǎn)，其其差別別大致致歸納納如表表9.1所示。。9.3專家系系統(tǒng)5.專家系系統(tǒng)的的分類類專家系系統(tǒng)可可按應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域、、知識(shí)識(shí)表示示技術(shù)術(shù)、處處理問問題的的特征征和難難度、、用途途性質(zhì)質(zhì)等分分類。。（1）按應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域可可分為為：醫(yī)療專專家系系統(tǒng)、、化學(xué)學(xué)專家家系統(tǒng)統(tǒng)、地地質(zhì)專專家系系統(tǒng)等等。（2）按知知識(shí)表表示技技術(shù)可可分為為：基于邏邏輯的的專家家系統(tǒng)統(tǒng)、基基于規(guī)規(guī)則的的專家家系統(tǒng)統(tǒng)、基基于框框架的的專家家系統(tǒng)統(tǒng)等。。（3）按控控制策策略可可分為為：正向推推理專專家系系統(tǒng)、、反向向推理理專家家系統(tǒng)統(tǒng)、混混合推推理專專家系系統(tǒng)等等。（4）按用用途性性質(zhì)可可分為為：解釋型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)、診診斷型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)、預(yù)預(yù)測(cè)型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)、規(guī)規(guī)劃型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)、設(shè)設(shè)計(jì)型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)、監(jiān)監(jiān)測(cè)型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)、教教育型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)、決決策型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)、控控制型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)、咨咨詢型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)、調(diào)調(diào)試型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)、修修理型型專家家系統(tǒng)統(tǒng)等。。9.3專家系系統(tǒng)6.專家系系統(tǒng)的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)專家系系統(tǒng)的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)包括括八個(gè)個(gè)方面面：（1）專家系系統(tǒng)能能夠高高效、、準(zhǔn)確確、周周到、、迅速速和不不知疲疲倦地地進(jìn)行行工作作。（2）專家系系統(tǒng)解解決實(shí)實(shí)際問問題時(shí)時(shí)不受受周圍圍環(huán)境境的影影響，，也不不可能能遺漏漏忘記記。（3）專家系系統(tǒng)可可以使使專家家的專專長(zhǎng)不不受時(shí)時(shí)間和和空間間的限限制，，以便便推廣廣珍貴貴和稀稀缺的的專家家知識(shí)識(shí)與經(jīng)經(jīng)驗(yàn)。。（4）專家系系統(tǒng)能能促進(jìn)進(jìn)各領(lǐng)領(lǐng)域的的發(fā)展展，它它使各各領(lǐng)域域?qū)＜壹业膶I(yè)知知識(shí)和和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)得到到總結(jié)結(jié)和精精煉，，能夠夠廣泛泛有力力地傳傳播專專家的的知識(shí)識(shí)、經(jīng)經(jīng)驗(yàn)和和能力力。（5）專家系系統(tǒng)能能匯集集多領(lǐng)領(lǐng)域?qū)＜业牡闹R(shí)識(shí)和經(jīng)經(jīng)驗(yàn)以以及他他們協(xié)協(xié)作解解決重重大問問題的的能力力，它它擁有有更淵淵博的的知識(shí)識(shí)、更更豐富富的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)和和更強(qiáng)強(qiáng)的工工作能能力。。（6）軍事專專家系系統(tǒng)的的水平平是一一個(gè)國(guó)國(guó)家國(guó)國(guó)防現(xiàn)現(xiàn)代化化的重重要標(biāo)標(biāo)志之之一。。（7）專家系系統(tǒng)的的研制制和應(yīng)應(yīng)用，，具有有巨大大的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效效益和和社會(huì)會(huì)效益益。（8）研究專專家系系統(tǒng)能能夠促促進(jìn)整整個(gè)科科學(xué)技技術(shù)的的發(fā)展展。9.3專家系系統(tǒng)9.專家系系統(tǒng)存存在的的問題題目前，，雖然然專家家系統(tǒng)統(tǒng)的研研制和和應(yīng)用用已取取得了了重大大進(jìn)展展，但但是還還存在在許多多有待待解決決的問問題，，如：：（1）知識(shí)識(shí)獲取取難。。通常專專家系系統(tǒng)的的知識(shí)識(shí)獲取取主要要依靠靠人工工移植植，由由知識(shí)識(shí)工程程師將將領(lǐng)域域?qū)＜壹业闹R(shí)移移植到到計(jì)算算機(jī)中中，這這是間間接的的、費(fèi)費(fèi)時(shí)的的、效效率不不高的的，是是目前前專家家系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)