《物联网中间件技术与应用》：如何用先进的物联网中间件框架构建物联网系统

Posted 2021-05-06 计算机系统能力培养

  

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近十年来，全球物联网产业处于高速发展阶段，相关的新技术、新应用层出不穷。物联网研究与产业发展作为重要的国家发展战略，我国的物联网的应用发展非常迅猛，系统规模越来越大，接入网络的智能设备和智能系统不断增多，设备结构各异，产生的数据量越来越大，信息的安全性越来越重要。

 

在这种发展趋势下，物联网系统难免要承载海量的异构设备，汇聚海量的异构数据。在与工业控制技术和信息技术结合之后，物联网系统更是呈现出规模化的发展势头，各种管理百万级和千万级节点的大中型系统不断涌现，产生了各种复杂工作流和业务逻辑的控制问题，其设计、开发和实施工作变得越发困难。因此，如何便捷、可靠地进行各种大中型物联网系统的开发和构建就成为一个至关重要的问题。

物联网中间件是物联网系统不可或缺的组成部分，它的出现有助于消除各种异构设备和应用间的交互、协作障碍，能帮助用户更加稳定、便捷地进行物联网系统的设计、开发和搭建。各类物联网中间件平台正是为解决困扰物联网行业的难题而出现的。

物联网中间件作为解决各种异构和海量设备、数据等问题的重要技术已经得到了业界认可。就其本质而言，物联网中间件的主要作用是将林林总总的设备、协议等抽象为一个个通用的对象，帮助开发者将精力聚焦于物联网系统内部的业务和数据，从而快速完成物联网应用系统的构建。

 

作为全球物联网框架技术领导者，Tridium的Niagara Framework如今已在全球智能建筑、智能制造、智慧农业、智慧物流、智慧电网、智慧能源等物联网全行业领域，拥有近百万应用实例。Tridium 公司从 1996 年开始致力于物联网中间件平台 Niagara 的开发及应用。

 

Niagara 是一个完整、智能的企业级集成应用平台，可用于开发、集成、连接和管理各种协议、网络、智能设备及系统。它能够将异构系统进行抽象化、模型化，形成通用对象模型，基于这些通用模型就可以设计业务流程和应用程序，轻松管理和优化各种设施。

 

从 2016 年开始，Tridium与教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会物联网工程专业教学研究专家组合作，积极参与教育部产学合作协同育人项目，联合众多高校及机械工业出版社华章分社，共建物联网教育生态。

 

2021年2月，由东北大学、南开大学、华中科技大学、Tridium合作撰写的《物联网中间件技术与应用》一书由机械工业出版社正式出版，这也是教育部-Tridium产学合作协同育人的重要知识成果。

 

《物联网中间件技术与应用》一书涵盖了物联网中间件技术要解决的关键问题，介绍了通用对象模型与组态，业务逻辑的设计方法，物联网的数据交互，安全技术、分布式架构及人工智能联动等诸多技术，将对培养学生解决复杂问题及工程实践，具有重要意义。

 

为帮助使用本书的教师更好地进行教学，Tridium公司、本书作者和华章分社提供了丰富的教学辅助资源：

• 教材配套PPT。

• 教材配套习题参考答案。

• 教学方案。

• 教材配套实验指导书。

• Tridium公司为使用本书教学的高校免费提供为期3-4个月的Niagara软件使用授权。

    高校教师可登录华章网站下载教辅资源和Niagara软件申请表申请软件授权。

“我们很高兴能与这些在物联网行业具有影响力和知名度的企业合作，希望通过此教材激发学生及工程人员利用物联网中间件和物联网平台快速搭建复杂物联网系统的兴趣，不断适应物联网“边缘智能化、连接泛在化、服务平台化、数据延伸化“的未来发展。”

邓庆绪

东北大学教授、本书主编

《物联网中间件技术与应用》一书是在教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会物联网工程教育研究专家组的指导下，结合高校物联网工程专业建设的需求和Tridium深耕物联网行业二十余载的实践研究共同完成，为读者展现更为立体的物联网系统设计和人工智能物联网的未来，这对于物联网专业的学生了解前沿物联网技术应用，从课堂走向行业实践，非常重要。

                              徐风

 Tridium教育行业市场总监

本书遵循教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会物联网工程专业教学研究专家组编制的《高等学校物联网工程专业规范（2020版）》的要求，结合高校物联网工程专业建设的需要编写本书，目标是对物联网中间件技术及其常见的功能和应用方法进行介绍，以便读者能够快速了解物联网中间件提供的各种功能和服务。

 

本书首先从物联网系统入手，帮助读者对物联网系统建立宏观的认识，进而了解物联网中间件需要解决的关键问题。之后对通用对象模型进行介绍，这是物联网中间件应用中最为基础和抽象的部分。读者要理解的是，所有的设备都会被抽象成一个个组态，底层细节交由中间件处理，用户只需确定组态中的参数即可。业务逻辑是物联网系统设计的关键环节，中间件对物联网系统开发的支撑正是体现在对业务逻辑设计过程的简化上。之后，我们安排了一章对多设备连接协议进行介绍。物联网中间件最重要的功能就是简化设备细节和整合多种协议，读者可以从这一章中了解当前常用的设备连接协议。

在物联网的数据交互中，一方面可以利用中间件来构造友好的人机界面，另一方面则可以解决与系统外部的交互问题。此外，物联网的安全问题日益得到关注，因此书中也涵盖了相关的内容，其中与芯片相关的安全问题相对前沿，分布式、AIoT等问题与前沿技术结合较为紧密，这些话题供读者作为延伸阅读内容。本书最后一章给出了两个典型的物联网系统综合案例，帮助读者理解和掌握运用物联网中间件构建物联网系统的方法。

 

 

物联网中间件技术与应用

 ISBN：978-7-111-67399-6

本书可以作为高校物联网工程专业物联网中间件相关课程的教材或参考书，也可作为广大物联网应用爱好者了解物联网中间件的参考资料。无论是学生还是物联网工程技术人员，通过学习本书，都可以学会利用中间件和平台快速搭建大型、复杂、安全、可靠的物联网应用系统的方法。

物联网是信息时代的基石，其发展必将是长远而可期的，我们希望本书能起到抛砖引玉的作用，激发学生和工程人员利用物联网中间件与物联网平台搭建复杂物联网系统的兴趣，从而进一步深入学习物联网相关理论和技术。我们将追随国家重大战略的要求和物联网相关理论、技术的发展，不断更新和完善本书的内容，也希望各位读者、同行能一起参与到这项工作中来，为我国抢抓新一轮工业革命机遇、发展物联网产业、培养物联网人才贡献力量！

相关图书：

高等学校物联网工程专业规范（2020版）

教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会 

物联网工程专业教学研究专家组   编制

 ISBN:    978-7-111-66851-0

计算机教指委物联网专家组参照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》和中国工程教育认证标准，运用系统论方法进行专业顶层设计，界定了本专业学生的基本能力和毕业要求，总结出专业知识体系，设计了专业课程体系和实践教学体系，形成了符合技术发展和社会需求的物联网工程专业人才培养体系。

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