物联网工程与实践05

1,1,物联网工程与实践,第五章：物联网数据服务中心,2,2,前言,一般情况下，对于较大规模的物联网应用，物联网数据服务中心与传统互联网服务的数据中心类似。组成物联网数据服务中心的硬件设备包括计算机、服务器、网络设备和存储设备等。数据服务中心负责存储来自一个或多个网关的实时数据，并对数据进行分析处理、显示及智能决策。有关人员及部门可通过各种手段（微信、短信、语音、电子邮件及浏览器等）随时随地从数据服务中心获得有用信息。数据服务中心还向网关发出各种指令来管理整个物联网网络。在物联网应用中，数据服务中心面临着存储、分析处理海量数据及做出智能决策的巨大任务。,3,5.1数据服务中心种类,根据物联网应用规模的不同，数据服务中心可以分为网关服务器融合型数据服务中心、局域网数据服务中心、广域网数据服务中心和多级数据服务中心。,4,5.1.1网关服务器融合型数据服务中心,对于简单的物联网应用，比如智能家居（图5-1），数据的收集、处理及安全设备的控制都是通过家庭网关来进行的。家庭网关集成了物联网网关和物联网数据服务中心的数据处理、存储、交换和管理功能。在本书中，我们将家庭网关定义为网关服务器融合型数据服务中心。,5,图5-1智能家居网关服务器融合型数据服务中心,6,5.1.2局域网数据服务中心,对于一些企事业所建立的较大规模物联网应用，需要处理大量的物联网实时数据，一般需要建立基于局域网的物联网数据服务中心来进行数据处理并提供各种物联网信息服务。如图5-2所示，基于局域网的物联网数据服务中心一般包括中心路由器、交换机、接入交换机和服务器群。数据服务中心实现物联网应用实时信息的聚合，实现各种物联网应用系统的无缝接人和集成，并提供一个可以满足实现各种物联网应用服务的集成化环境。,7,图5-2基于局域网的物联网数据服务中心,8,5.1.3广域网数据服务中心,对于较大范围的物联网应用，其所设计的物联网数据服务中心为广域网数据服务中心。如图5-3所示，分部在大范围内的物联网网关通过广域网将实时数据汇集到数据服务中心。数据中心的各种数据和服务可以提供给分支机构数据用户和移动数据用户。,9,图5-3物联网广域网数据服务中心,10,5.1.4多级数据服务中心,对于很多大规模大范围的物联网应用，比如全国河流水资源污染实时监控应用系统，可建立多级别数据服务中心来保障物联网实时信息服务的高效稳定运行。如图5-4所示，不同级别的数据中心之间通过互联网、移动网络或电信网连接起来。对于多级物联网数据服务中心，可实现对物联网数据的集中与分布式的标准化管理。,11,图5-4物联网应用多级别数据服务中心,12,图5-5空气质量实时监控多级别数据服务中心,13,5.2数据服务中心实时数据接收及处理,对于数据服务中心而言，其要实时接收来自不同网关的各种数据，并将这些数据存储到数据库，一般包括单网关数据接收及处理、多网关数据接收及处理和多级服务器数据接收及处理。,14,5.2.1单网关数据接收及处理,一些简单或局部的物联网应用所涉及的数据服务中心较简单，一种情况是将物联网网关和数据服务中心融合为一体。如图5-6所示，对于网关数据中心融合型的物联网应用，网关本身同时要完成数据收集、数据处理、数据显示及设备控制的任务，形成简单的物联网应用，比如智能家居系统。,15,图5-6网关数据中心融合型智能家居拓扑图,16,5.2.2多网关数据接收及处理,多数情况下，在常见的较大规模的物联网应用中，数据服务中心需要接受来自多个数据网关的数据。在大规模物联网应用中，每一个网关管理一个监控区域的的各种监控节点，负责该区域数据的收集、传输和设备的控制。同时，多个网关向同一个数据服务中心发送数据。如图5-8所示，利用物联网技术对葡萄园进行监控，在较大范围内布置多个物联网网关，每一个网关管理多种传感器节点，组建无线传感网，采集环境参数；然后物联网网关，通过3G通信技术将葡萄园实时数据传输至远程数据服务中心。,17,图5-8多网关数据收集和处理物联网应用,18,5.2.3多级服务器数据接收及处理,如图5-9所示，在多级别物联网数据服务主中心体系中，最高级别的数据服务中心可以成为主中心，而其它较低级别的物联网数据服务中心可成为分中心。主中心和分中心之间通过互联网或专用网连接,按照要求，分中心不断将自己的数据发送到主中心或上一个级别的分中心。在主中心和分中心中，所使用的主要硬件设备及相关软件系统包括数据交换服务器、实时数据接收处理系统、监控系统和交互分析系统等。,19,图5-9多级数据服务中心数据收集和处理,20,5.3数据服务中心信息化服务,物联网数据服务中心对海量的物联网数据进行存储、智能化处理，来形成各种有价值的物联网信息化服务，以达到服务于经济和社会发展的目的。典型的物联网信息化服务包括实时监测服务、定位跟踪服务、报警联动服务、自动化处理服务、反向控制服务、远程维护服务、统计决策服务和信息安全服务等。,21,5.4小结,物联网数据服务中心是物联网应用中最重要的组成部分。海量物联网数据的存储及智能化数据处理，基本上都是由物联网数据服务中心来完成的。本章首先介绍了常见的物联网