物联网综合数据服务需求说明书.doc

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需求说明书

《“现代服务业服务交互支撑平台”课题接入“物联网综合数据服务”共性服务技术改造项目》需求说明书

（试行）

项目名称：

“现代服务业服务交互支撑平台”课题接入

“物联网综合数据服务”共性服务技术改造项目

实施单位：

电子科技大学

负责人：

起止年限：

2010年4月至2010年7月

电子科技大学

二○一○年四月目录

一、 项目概述 3

二、 服务需求场景 4

1. 集装箱物流调度及监控场景 7

2. 远程车辆监控管理场景 9

3. 环境综合信息管理场景 12

三、 目前存在的主要问题 13

四、 当前的解决方式 15

五、 共性服务的技术路线 19

1. 共性服务在物联网应用中的位置 19

2. 共性服务的研究内容 20

2.1. 数据融合网关 21

2.2. ESB企业数据服务总线 22

2.3. 通用基础数据服务 23

2.4. 综合数据服务接入 24

2.5. 签约管理 24

2.6. 系统管理 25

3. 拟采取与技术路线 25

六、 共性服务的发展前景 26

七、 共性服务的推广与应用 27

一、项目概述

在全球经济和科技发生深刻变革、我国工业化加速发展的历史背景下，党的十七大提出推进“两化”融合，深刻阐述了工业化与信息化发展的内在关系，科学回答了我国走新型工业化道路的实现途径。

在刚刚结束的中央经济工作会议上，已明确了要把结构调整转变发展方式作为2010年经济工作主线，其中一个重大举措即为大力发展我国新兴战略性产业：

“新兴网络是我们信息战略性产业重要基础组成部分，其中大家关注的传感网、物联网是重中之重。

”从技术角度讲，M2M（MachinetoMachine，即机器对机器）是现阶段物联网的具体体现，M2M理念、技术和应用的发展深刻诠释了“两化”融合的理念，M2M产业的发展是“两化”融合的核心推动力。

M2M产业包括M2M硬件、M2M通信和连接，以及M2M管理软件，其中M2M管理软件是M2M产业链条中的关键因素，是核心和灵魂，通过它可以实现对终端设备和资产（尤其是移动资产）的“管、控、营”一体化，也就是实现“两化融合”的关键。

课题利用“现代服务业服务交互支撑平台”，通过对各类无线通信协议转换、行业数据的获取和集成、统一数据交换总线、数据汇集管理、数据流量和质量监控等一系列关键技术等进行研究，开发基于SaaS架构的物联网综合数据服务，并作为基础服务部署到“现代服务业服务交互支撑平台”上，为第三方M2M应用服务开发商提供业务数据集成、可视化数据视图管理、数据流量监控和异常监控等数据服务。

第三方M2M应用服务提供商可以利用物联网综合数据服务平台提供的API，简化对通信数据的管理，快捷方便地开发智能化运输、智能建筑、远程电力抄表、环境保护、消防和节能等方面的M2M应用服务。

课题的实施对于我国在现代服务业基础之上，发展M2M系统及服务，促进物联网与互联网、移动互联网融合发展以及应用具有重要意义。

课题将解决M2M管理软件中通信协议转换和数据处理中遇到的难点问题，攻克1～2项有关M2M数据集成的关键技术，形成基于“现代服务业服务交互支撑平台”的物联网综合数据服务。

课题主要成果将作为共性服务部署到“现代服务业服务交互支撑平台”上，为第三方的物联网应用服务开发商提供通用数据服务。

二、服务需求场景

在国家目前大力倡导和推进建设资源节约型、环境友好型社会的大背景下，物联网理念、技术和应用的推广显示出密切的相关性。

物联网的典型需求场景包括：

通过无线传感网络遥测汇集温度、有害气体浓度、空气和水污染指数等服务于环保监测监控；应用于车辆定位、跟踪和统一调度管理；RFID、Biometrics应用于物流和药品食品追溯；大范围消防与安防联网、楼宇能耗联网报警与分析、工业与信息“两化融合”等等。

物联网的推广和应用必将有助于“高效、安全、节能、环保”的和谐社会的建设。

完整的M2M系统解决方案包括末端设备子系统，通讯连接系统，以及总控管理系统，其中末端设备包括智能化机器以及M2M硬件，通讯连接系统主要是指通信网络，总控管理系统包括M2M中间件以及M2M行业应用。

传统的业务范畴，如ERP、MES、CIMS、SIS、PDM、PLM、SCM、MSA、IDM等系统属于M2M系统的上层应用，需要M2M中间件集成末端设备（如通过DCS、PLC、GPRS/CDMA、RFIDReader等等连接和管理的设备）数据作为输入，才能更大限度的发挥作用，同时提升自动化管理水平。

物联网应用成功的关键是上层应用模式的适用性和有效性，这就要求上层应用开发者重点关注应用模式的开发和运营，避免过多关注物联网应用之下的系统复杂性，这些复杂性主要包括：

1）企业物联网构建：

需要首先将要监控的移动对象进行注册，形成通过无线互联的物联网，这就需要提供物联网实体注册服务和成员管理；2）通信与数据采集：

移动物联网对象的数据采集服务，注册完成后，各移动实体自带特定的数据采集设备，这些设备需要与跟踪监控服务平台通信，平台提供无线设备的通信与数据预处理及保存，其中传感终端设备在技术和协议上的多样性、异构性处理尤为重要；3）数据管理与提供，基于传感数据变化的灵活事件驱动机制及通用的数据总线，将采集自各移动实体的信息进行常用的数据实时管理工作，包括传感数据面向特定行业应用的格式化及可视化，数据的分析等，提供给上层形成特定于业务的数据应用模式。

如图1所示的典型物联网体系中，中间件（Middleware）是不可或缺的一层，其目的就是将上述关键环节进行抽象封装，以供多种上层应用使用，同时屏蔽底层复杂度。

图1物联网分层体系图（引自：

欧盟物联网项目Framework7-CASAGRAS文档）

“物联网综合数据服务”原型是一套面向物联网数据处理的中间件套件，其目标是实现多种典型物联网应用系统建设实施必须处理的关键环节所需平台服务，负责对异构传感数据进行集成、预处理、汇聚、分析，提供对上层事件驱动、消息通知、报警等。

“物联网综合数据服务”本身目标是提供一整套平台服务，这种面向服务的设计模式，可通过进一步利用SaaS思想，封装为“现代服务业服务交互支撑平台”所部署的共性服务，有效地形成物联网应用部署实施的中间层，减少物联网应用系统建设的底层复杂性，使上层应用开发者关注应用模式的实现。

下面列举几个具体的物联网及其对“物联网综合数据服务”需求的应用场景。

1.集装箱物流调度及监控场景

广州南沙保税港区是一个具备较大内贸业务基础的港口，大量的内外贸货物采用同船运输的方式，从而给海关监管带来不可避免、必须解决的两个难题：

一是按照海关要求，港口企业在存储内贸和外贸集装箱货物时，应划分区域、分别堆存、不得混放，并设置明显标识。

但实际上同船运输的货物需要同时卸船，经常混合堆放，从而带来的监管和调度的难题。

二是南沙保税港区的港口区、物流区、加工区等几个区域物理上分离，而政策上又允许外贸集装箱货物在保税港区范围内自由流动，由此造成的全程监控的难题。

解决以上难题对于海关在南沙保税港区对集装箱进行有效监管和调度、打击走私至关重要，为此广州海关曾探讨很多方案，但均无法实现及时、有效、全程的物流调度及监控，迫切需要一个完善的集装箱物流调度及监控系统。

集装箱物流调度及监控系统通过接入物联网综合数据服务，能实现对“全球定位系统”、“射频识别系统”、“电子标签系统”等基础的传感定位设备的整合应用，可以建立集装箱物流调度及全程监控的应用平台。

平台以物联网综合数据服务为支撑，不仅可以解决海关特殊监管区域的有效监管问题，而且还能显著提高安全性和通关效率，提升集装箱物流的整体水平，并为第三方M2M应用服务商提供数据服务。

在集装箱物流调度及监控系统的应用中，物联网综合数据服务整合多种无线和有线通讯技术，连接各种行业终端，并汇总到一个统一的数据管理系统，实现数据汇集、远程监控、自动报警、控制、诊断维护，进而实现对设备的全局化管理和服务。

图2是利用物联网综合数据服务实现的集装箱物流调度及监控系统图。

其中，港区码头虚拟电子围栏系统、港区集装箱自由流转的监管以及港区集装箱堆场管理和物流调度是三个上层的M2M应用，它们通过调用物联网综合数据服务平台提供的统一终端数据及相关共性服务，能够及时获知各集装箱的实际位置，在集装箱位置发生变更时，结合舱单、载货单的单证数据，自动判断并提示报警信息，确保符合监管要求，同时还能对对集装箱进行实时跟踪，根据需求进行物流调度和堆场管理。

图2物联网综合数据服务在集装箱物流调度及监控系统中的应用场景

2.远程车辆监控管理场景

远程车辆监控系统能够实时定位、监控目标车辆，并能根据实际交通状况对车辆进行指挥调度，在现代交通结构日益复杂、交通状况愈加拥挤的背景下，有利于保障车辆高效快速运行，减少延误，提高社会效益。

目前基于GSM短消息的车辆监控系统，由于受无线数据传输速度的限制，已经很难满足现代交通对于车辆实时监控、快速指挥的要求；同时，大量盗、抢机动车犯罪案件的发生，使汽车的防盗、防抢问题变得愈加重要。

使用GPRS/EDGE/各类CDMA技术构建远程车辆监控系统成为目前的研究的重点。

图3表述了远程车辆监控系统的拓扑结构图。

图3远程车辆监控系统的拓扑结构图

若在GPS监控中心部署应用物联网综合数据服务，能够对GPRS/EDGE/各类CDMA等网络传输的车辆运行数据，进行通信协议转换、车辆运行数据的获取和集成、统一数据交换、数据汇集管理、数据流量和质量监控等，支撑上层车辆监控管理应用系统。

从而实现对车辆的实时监控、远程调度、告警、里程油耗统计等功能，方便用户通过电脑、手机灵活监控管理。

物联网综合数据服务在集装箱物流调度及监控系统中的应用场景如图4所示。

图4物联网综合数据服务在远程车辆监控系统中的应用场景

其中，车辆实时监控包括地图工具、实时监控、信息发布、警情处理、报警设置。

车辆综合信息管理包括企业、司机、车辆资料管理报警记录统计，里程统计、调度短信查询、日志查询、车辆运营报表。

车辆调度管理与信息发布包括派车管理、维修管理、违章记录统计。

车辆行驶轨迹回放轨迹回放、定时查询。

手机查询和远程控制包括手机无线远程对车辆进行信息查询、管理控制等。

物联网综合数据服务在远程车辆监控管理系统中，通过转换不同的通信协议，提取车辆运行数据，进而实现对数据的交互、集成应用。

其产品能够广泛应用于企事业单位、公交行业、物流运输等需要对运营车辆进行远程监控和调度的单位和个人。

3.环境综合信息管理场景

目前，我国存在着很严重的环境问题。

从整体上看，因国土面积大，工业企业分布相对分散，所以污染源众多；从局部看，污染源多呈交错式分布，往往一条河流有多家排污企业，所以经常出现污染事故的责任纠纷；从发生频率看，核污染、剧毒农药和有毒化学品的泄露与扩散、易燃易爆物的泄漏爆炸等突发性环境污染事故越来越多；从形象范围来看，水污染、空气污染、噪声污染、废弃物污染已经影响到生活的方方面面，令人防不胜防。

于是，采用IT技术、地球遥感、遥测技术等先进的技术和手段对污染源进行科学的管理便成了最理想的解决途径。

这种被人们所期待的技术，应该可以实现对环保的数据要求和业务要求进行深入的挖掘和整理，实现对环保业务的深度支持和全面管控，从而最大限度地提高中国环保信息化水平和监管执法水平。

目前，虽然环保信息化建设已经建成了大量的信息系统，但是，由于这些系统都处于众多分散的、异构的、相互封闭的状态，从而致使信息资源难以共享、污染源的在线监控、烟尘在线监控、应急指挥等体系相对独立，系统之间无法实现互联互通。

针对上述难点，可以通过运用物联网综合数据服务，为环保部门提供一整套环境监察管理解决方案