基于ESB的物联网综合业务平台设计

物联网是指通过部署具有一定感知、计算、执行和通信等能力的各种设备，获得物理世界的信息或对物理世界的物体进行控制，通过网络实现信息的传输、协同和处理，从而实现人与物通信、物与物通信的网络。目前，物联网已经逐渐被人们所熟悉并应用到生产、生活中的各个方面，比如自动抄表、智能农业、智能家居、智慧城市等，其实各个领域的应用具有一定的共性，例如智能农业和智能家居都会用到状态监测和远程控制等功能，但是现有的应用都比较独立，在一个行业同一个业务中甚至存在多套物联网业务系统，各个系统之间由于标准不统一，存在数据不统一、无法复用、资源浪费等问题，新建一个业务系统的时候需要自底向上全部构建，这些问题严重阻碍了物联网统一有序发展，有必要构建一个物联网综合业务平台，各个应用可以通过调用平台中包含的基本功能来实现业务目标，从而有效推动物联网业务快速发展。

1.现状分析

对于物联网平台，业界尚未有标准的定义和架构。近年来国内外科研单位和企业进行了大量的研究和实践。国内三大 电信运营商主要侧重于为用户提供物联网数据“管道”功能的M2M(Machine-to-Machine)平台建设，大唐电信、华为、中兴等具备研发实力的公司也在积极参与物联网平台的研发，主要是将M2M平台作为产品进行销售。在通信协议方面，中国移动制定了其M2M平台通信协议——WMMP(Wireless M2M Protocol)，中国电信制定了M2M终端监测控制协议(M2M Device Management Protocol，MDMP)。在平台技术研究方面，杨斌等提出基于面向服务架构( SOA)的物联网企业应用基础框架；程冬梅等提出了一个基于表达性状态转移(REpresent State Transfer，REST)架构风格的物联网服务平台，将传感节点等嵌入式设备和感知数据看作资源供上层应用调用；王平等设计和实现了基于 6LoWPAN 协议的物联网开发平台；钱小聪等提出了一种物联网业务运营支撑平台(Business Operation Support Platform，BOSP)架构，站在电信运营商的角度上对平台各个层次的功能进行了论述。国外针对物联网平台的研究起步较早，以Orange、Vodafone为主的电信运营商和Wyless为代表的物联网服务商已经针对物联网业务建立了相应的业务管理平台，他们主张将网络层和应用层功能融合在一起，统一在一个管理平台中进行维护。一些学者也提出了将 云计算技术引入物联网平台中的方案，并建立了可以提供状态监测和联动报警功能的通用平台。

以上研究主要关注物联网的感知层和网络层，解决了如何为物联网应用提供统一、灵活、可靠数据的问题，但是对物联网应用的逻辑实现关注较少。如何对各类数据进行合理的分析处理，在数据层之上构建出通用的综合服务层，并且提供给用户更为人性化的服务，是物联网发展中迫切需要解决的问题。陈海明等对物联网体系结构与实现方法进行了比较分析，指出物联网体系结构是设计与实现物联网系统的首要基础，从功能的角度将目前已经提出的物联网体系结构分为“后端集中式”和“前端分布式”两种类型，为本文的设计提供了很好的参考。

2.企业服务总线

企业服务总线(Enterprise Service Bus，ESB)是从面向服务架构发展而来的，图1为ESB架构图。

图1 ESB架构图

面向服务架构(Service 0riented Architecture，SOA)是一种定义基于服务的 软件应用方法，通过调用和组合实现业务流程。ESB是通过标准的整合技术，将SOA、WebServices和XML技术融合到统一的分布式架构中，搭建易于部署、可管理的整合基础设施。它既可集成新的应用服务，也可以包装原有的系统，使其提供服务接口，从而继承已有的功能，ESB充当了服务消费者和服务提供者之间的中介，实现服务组合和业务流程的自动化管理。

ESB提供了开放的、基于标准的消息机制，通过适配器实现与其他组件的互通，在数据交换过程中提供了基于服务协议的服务查找、访问、路由功能。ESB就是试图将多种逻辑处理过程迁移到总线上，从而为各项应用提供统一服务。近年来，随着 企业信息化程度的提高和面向服务体系结构(SOA)的深入应用，ESB(企业服务总线)在理论和应用方面成为软件开发、集成与部署的关键技术。

3.平台设计方案

本文所提出的物联网综合业务平台不是传统意义上的系统集成，也不仅仅满足提供底层数据“管道”的功能，主要侧重于对物联网各个具体业务的支撑。以满足现有物联网业务的实际需求为基础，从宏观角度抽取各物联网业务共性特征，对物联网综合业务平台的各项基本功能进行分析、提炼，并采用层次结构思想对物联网综合业务平台进行功能层次划分。平台的建设也不是一蹴而就的，随着物联网应用的范围不断扩大，平台应该具备高度的可扩展性，能够快速集成新的物联网基本业务，供各行业应用系统自由调用。

3.1 平台总体架构

图2为物联网综合业务平台总体架构。

平台架构遵循刘云浩提出的物联网四层架构，即感知识别层、网络构建层、管理服务层、综合应用层，将综合应用层中的公共业务应用适当下移到管理服务层中，并在管理服务层引入企业服务总线(Enterprise service Bus，ESB)架构，利用WebService、XML、JMS等技术，将公共功能以服务组件的形式向平台注册，把综合业务层各业务作为服务消费者，通过ESB向各个消费者提供调用服务。平台将具体应用与服务逻辑、感知数据相隔离，对业务系统透明，上层业务系统的更改不影响平台的内容和架构，且多个业务系统可共享同一服务，实现物联网业务的统一支撑服务。

图2 物联网综合业务平台总体架构