IBM物联网基础平台25

©2011IBMCorporationIBM物联网基础平台联系人：袁昱博士(IBM中国研究院)电话：[phone]电邮：[e-mail]©2011IBMCorporationInternetofThings2IBM物联网基础平台为了构建端到端的物联网解决方案，支撑各类物联网应用的运作，需要搭建一个支持全面联接各种感知/控制设备、物理实体、人和应用的网络化应用平台。该基础平台需要支持以下功能：–设备接入–数据采集和汇聚–设备和网络管理–端到端安全控制该平台需要具有如下的一些特性：–支持大规模设备接入和管理–支持海量流数据的实时采集和高效存储–简单易用的应用接口–支持在网络边缘进行数据分析和决策物联网应用网关，接入网关和管理系统是IBM提供搭建物联网基础平台关键组成部分IoTApplicationGatewayWideAreaNetworkIoTAccessAppliancesPhysicalWorldSensorNetworkappappappappappappappDataCenter©2011IBMCorporationInternetofThings3物联网基础平台主要组成部分物联网接入网关支持通用的传感器通信技术管理大规模资源受限的设备以及网络检测和处理被管设备的异常情况和安全隐患提供本地智能，数据的本地存储和处理能力物联网应用网关网络连接和设备接入管理数据处理，如归一化，格式转换，聚合等传感器设备的命名，寻址和可达性管理提供安全能力，包括传输以及数据的加解密，设备和应用的鉴权和认证等物联网基础设施管理系统管理物联网基础设施拓扑和设备的配置监控并优化性能监控错误和异常，分析原因以及进行恢复©2011IBMCorporationInternetofThings4客户价值缩短大规模物联网系统构建时间降低应用开发门槛–简单易用的应用开发接口–开发工具包易于管理–网关内置自动化管理支持，可以进行远程故障诊断、系统升级等安全保障–智能异常行为检测，保证在接入没有安全保障的感知/控制设备后整个系统的安全性–数据传输安全性–应用接入权限控制©2011IBMCorporationIBM知识资产物联网接入网关©2011IBMCorporationInternetofThings6物联网接入网关介绍为了构建端到端的物联网解决方案，支撑各类物联网应用的运作，需要搭建一个支持全面联接各种感知/控制设备、物理实体、人和应用的网络化应用平台。物联网的接入需求:–支持多种传感器设备和通信技术–管理地理分布的大规模资源受限的传感设备及不同类型传感网络–保护应用免受非安全的物理环境影响市场现有产品的劣势–封闭的私有系统，灵活性差–数据处理能力低，较少本地智能支持–端到端的安全性和管理支持不足©2011IBMCorporationInternetofThings7物联网接入网关特性灵活的传感器接入和统一的数据获取机制实时的传感器数据收集以及安全的数据传输灵活的配置管理以及可扩展的服务管理架构优化的系统提供高吞吐量和实时处理物联网接入网关功能传感器接入和数据获取本地智能，数据存储和处理能力传感器和传感网络管理安全保障物联网接入网关功能与特性IoTApplicationGatewayWideAreaNetworkIoTAccessAppliancesPhysicalWorldSensorNetworkappappappappappappappDataCenter©2011IBMCorporationInternetofThings8关键技术介绍统一的设备接入框架和技术–统一的设备接口管理–灵活的协议分析和处理引擎–实时的设备监控和管理本地数据智能技术–可重构的任务处理架构–流式数据处理模型端到端的管理和安全技术–动态配置管理和维护–实时的状态监控和安全分析–可配置的设备监控和管理–可扩展的协作管理架构©2011IBMCorporationInternetofThings9总结物联网接入网关是物联网基础设施的一个重要设备物联网接入网关将传感器网络接入到基于IP的网络物联网接入网关可以带来下面的好处：–降低设备集成的复杂性–易于管理–本地智能提供及时响应，网络带宽优化和自动化处理–安全保障©2011IBMCorporationIBM知识资产物联网应用网关©2011IBMCorporationInternetofThings11物联网应用网关介绍为了构建端到端的物联网解决方案，支撑各类物联网应用的运作，需要搭建一个支持全面联接各种感知/控制设备、物理实体、人和应用的网络化应用平台。物联网应用网关是其中的一个关键设备。物联网应用网关需求：–将物联网设备接入到应用或者应用平台–传感器以及设备资源管理–基于语义的数据处理–安全控制–应用程序开发支持市场现有产品劣势–现有产品主要针对数据中心应用而非物联网应用，对物联网标准和协议支持不足–有限的实时数据处理和管理能力–端到端的安全性和管理支持不足©2011IBMCorporationInternetofThings12物联网应用网关功能与特性物联网应用网关功能网络连接管理传感器，控制器的命名，寻址和可达性管理数据预处理提供安全机制以保护数据中心应用，包括加密，认证，鉴权以及入侵防护物联网应用网关特性支持不稳定的以及大规模并发的网络连接灵活可配置的数据处理满足不同应用的要求实时高效的数据存储和查询针对不同消息与事件的差分服务和服务质量保证IoTApplicationGatewayWideAreaNetworkIoTAccessAppliancesPhysicalWorldSensorNetworkappappappappappappappDataCenter©2011IBMCorporationInternetofThings13关键技术介绍高效的大规模并发网络连接管理技术统一的传感器命名，寻址和可达性管理技术基于策略的数据处理技术端到端的管理和安全技术优化的物联网数据管理技术，包括历史数据和实时数据的存储、查询和分析自适应的流量管理和服务质量管理技术©2011IBMCorporationInternetofThings14总结物联网应用网关是物联网基础平台的一个重要设备物联网应用网关部署在应用或者应用平台前端以降低应用集成的复杂性物联网应用网关可以带来下面的好处：–降低应用开发门槛–缩短物联网应用集成的复杂性–易于管理–高性能和可扩展性–安全保障©2011IBMCorporationIBM知识资产物联网基础设施管理系统©2011IBMCorporationInternetofThings16物联网系统普遍缺乏管理且难于管理通过物联网系统实现对物理世界的监控、管理，但系统本身却没有被监控和管理–当发现功能不正常时才进行检查，发现故障设备，再进行修复或替换物联网系统难于管理–设备数量大、种类多•“北京摄像头达40万主要道路商场电子眼全覆盖”•一个智能楼宇系统会包含几十种传感器–设备部署环境复杂•室内、室外甚至野外自然环境中–连接不稳定•广泛采用无线连接（GPRS，ZigBee等）很容易受到环境干扰–设备资源受限•典型传感器节点只有10KBRAM/100KBROM空间©2011IBMCorporationInternetofThings17物联网基础设施广域、复杂、不稳定环境中的大规模异构设备管理IoTApplicationGatewayWideAreaNetworkIoTAccessAppliancesPhysicalWorldSensorNetworkappappappappappappappDataCenter设备管理新特点–设备在地理上分布广泛–设备之间由无线或有线网络联系、网络的带宽受限、质量难以保证–低端设备资源有限–设备类型多样、结构不同–接入设备数量巨大管理需求–集成、端到端的管理–实时的设备状态和性能监控–自动化、远程配置管理–管理系统可靠、高性能©2011IBMCorporationInternetofThings18物联网基础设施管理系统以统一的管理控制台提供集成化、易用的端到端的IoT基础设施管理能力IoTApplicationGatewayWideAreaNetworkIoTAccessAppliancesPhysicalWorldSensorNetworkappappappappappappappDataCenter通信层管理代理通信层管理代理通信层管理代理更新故障安全性能配置拓扑仪表盘运维操作管理信息库管理规则管理服务器通信层特性统一的管理入口，简单易用标准化的管理模型和管理协议，易扩展以支持异构设备管理大规模设备的管理，实时状态更新，及时报警支持有线、无线不同带宽情况下的安全、可靠通信轻量级、低资源消耗的管理代理保证对运行系统昀低的影响功能管理控制台:为管理员提供集成的界面配置管理:统一、通用的数据模型和远程配置操作、自动化配置流程监控服务:适用于大规模设备的及时健康状态监控和报警故障管理：辅助故障原因分析并跟踪故障处理过程管理协议:标准化的端到端管理通信协议©2011IBMCorporationInternetofThings19关键技术介绍易扩展、基于CIM的设备模型自动化远程配置管理设备相关的实时监控与报警集成的管理控制台高性能、并行化管理数据整合与分析自动化与智能化的故障管理IoTApplicationGatewayWideAreaNetworkIoTAccessAppliancesPhysicalWorldSensorNetworkappappappappappappappDataCenter分布广泛、不稳定网络环境中的分布式数据采集©2011IBMCorporationInternetofThings20总结高效、可靠的基础设施是IoT应用和服务保持高质量运行的基本前提，但IoT基础设施自身的大规模、异构、地理分布、资源受限等特性使得其系统运维更为困难。IoT基础设施管理系统提供了端到端的基础设施管理能力，通过集成的管理控制台使基础设施状态一目了然，管理员在单一窗口内就可以完成整个基础设施中各种设备的状态监控、配置管理、报警和故障管理等各种管理操作。通过使用本系统，可以极大的简化运维操作、及时发现故障并排除，在节约管理成本的同时提高管理效率。©2011IBMCorporationIBM知识资产InfoBridge实时消息传送中间件©2011IBMCorporationInternetofThings22InfoBridge介绍InfoBridge是一个高速的实时消息中间件，用于高效数据传送–高效的软件包在消息关键路径上提供低延迟的消息传送–智能的包调度和资源管理–高吞吐率该技术为欧盟FP7HiPerDNO项目设计和开发。该项目同EDFFrance和其他电力和IT提供商一起合作完成该技术的典型应用：智能电网–配电自动化：中压和低压电网基础设施的主动监控和管理•准时传送关键的监控和预警信息–高级量测基础设施：智能电表在住宅区和商业区的大规模部署•从成百万的智能电表收集大量的数据，向数据中心传送有价值的信息避免造成对网络的严重影响©2011IBMCorporationInternetofThings23InfoBridge是一个消息中间件技术，提供高性能的、实时的数据传送以及高效的数据量管理技术点：–可扩展性：点对点，无瓶颈节点–服务质量：实时、可预测的数据传送–资源（内存，网络带宽和CPU）管理–性能•低延迟：~5毫秒•高吞吐率：超过每秒1亿条消息–安全:认证、鉴权和加密在智能电网的应用中，该技术可以：–为昂贵的电网设备提供实时的服务质量以支持准时/可预测的关键预警信息的传送，在问题发生前或者刚刚发生后进行检测和修复–为上百万电表在家庭的部署提供有效的数据传送管理关键技术介绍©2011IBMCorporationInternetofThings24应用案例HiperDNO项目–欧盟FP7用于智能配电网络运营的高性能计算技术–使