一种基于集市的可组合的中间件系统技术方案

本发明专利技术遵循一般中间件所提供的基本的服务，但又有自己的特征，特别适合大规模的物联网结构。本发明专利技术的中间件提供了一个买卖双方进行交易的场所，相当于一个集市，可以使用不同的策略来实施不同的交易。各种消息汇集到中间件集市中，包括服务请求消息和服务提供消息。被中间件匹配的请求对（pair）将在此成交（trading）。成交后，用户方将得到服务，服务方得到回报，这里回报是指广义的回报，不一定是货币。我们中间件的一个重要特征是强阻隔性，即请求方和服务方相互隔离甚至完全不知道对方的情况，如同股票交易一样。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机领域中的网络分布式计算，可用于多处理机环境中，如大规模 物联网，提高系统的开发效率和可靠性。
技术介绍
中间件（Middleware)是一种独立的系统软件或服务程序，是连接两个独立应用程 序或独立系统的软件。中间件主要用来解决这几个问题：网络通讯Communication、通讯协 同性Coordination、可靠性Reliability、可伸缩性Scalability、异构性Heterogeneity。 中间件主要可分为几种类型：远程过程调用中间件、面向对象中间件、面向消息中间件、事 物处理监控中间件；此外还有终端仿真/屏幕转换中间件和数据访问中间件。远程过程调 用中间件出现较早，典型的如Sun公司的0NC平台提供的RPC，以同步方式进行远程调用。 之后出现了面向对象的中间件，典型的如0MG的COBRA和微软的DC0M等。目前较盛行的是 消息中间件，典型的如IBM的MQSeries和微软的MSMQ;另外还有东方通公司的TongLINK/ Q等。事物处理监控中间件主要是用于保障复杂事物处理的原子性，如IBM的CICS、NCR的 TopEnd和BEA公司的Tuxedo等。我们设计的"基于集市的可组合的中间件系统"是属于消 息中间件，它是一种轻量级的、特别适合于大规模物联网的、面向不同消息进行匹配交易的 处理系统。
技术实现思路
1系统组成 本专利技术的中间件遵循一般中间件所提供的基本的服务，如图所示。但又有许多自 己的特征，特别适合大规模的物联网结构。当本专利技术中间件用于不同处理器中间时，中间件 的运行需要带有网络适配器（网卡）及其驱动程序，且运行于支持TCP/IP协议之网络。 图1中间件基础结构 在大规模物联网中，由于基础的传感器太多，要进行集中式的控制代价极大。为 此，我们设计了以代理中间件为核心的物联网结构，如图所示，我们的中间件构成图中的 "代理层"。图中的感知层主要由各类传感器构成，当然也包含它们的支撑电路。在感知层 之上是基本通信层，之所以是"基本"通信层是因为只要求最基本的通信功能即可，如TCP/ IP局网通信或甚至是单机内部进程间的TCP/IP通信等，我们希望最下面的两层尽可能的 简单。在大规模的情况下，基层的简单意味着生产、安装和调试成本的大幅度节省。代理层 是由我们的可组合模块的中间件构成，传感器的数据采集结果在此汇集，汇集后可能会通 过复杂的路由向多个不同数据库存储。代理层的软件功能可以很简单，也可以很强大，可以 进行配置。对传感器群的管理完全是通过代理层来完成。支撑层主要是由数据库、算法库 等构成，其任务是完成数据的存储、数学统计、并发控制等；为数据的最后处理提供物理基 础和算法标准。应用层是最终用户的接口层，最终用户通过对应用层的操控来完成对大规 模物联网中数据和设备的使用。这样，对大规模物联网的控制，就变为了对少量代理层中间 件的控制。传感器群的存放位置和路由等工作完全由中间件来代理。 图2中间件在物联网中的工作(代理）位置 2系统原理 代理层的中间件是我们方法与其它方法区别的核心，在代理层的中间件中，用户 方请求将同服务方的服务进行匹配(包括功能、性能、价格等匹配)，代理层是各种消息的 集市（Market)，包括服务请求消息和服务提供消息。匹配的请求对（pair)将在此成交 (trading)。成交后，用户方将得到服务，服务方得到回报，这里回报是指广义的回报，不一 定是货币。匹配完全由中间件来完成。代理层提供了一个买卖双方进行交易的场所，相当于 一个集市，可以使用不同的策略来实施不同的交易。本方法可以由多个中间件构成一个大 的中间件来完成任务，这里的任务是基于交换的交易（tradingmiddleware)，而不是许多 专利或文献中所说的处理交易（transactionmiddleware)。在纯数据采集或程序调用中， 中间件的构成可以很简单，仅仅是一个消息信箱（messagebox)。无论简单还是复杂，我们 中间件的一个重要特征是强阻隔性，即请求方和服务方相互隔离甚至完全不知道对方的情 况，如同股票交易一样。这点同流行的WebService或消息总线完全不一样，即由服务方发 布服务，请求方知道后定点请求该服务。在我们的中间件中，双方仅仅向中间件提出任务请 求或服务请求，至于被匹配的对方是谁并不清楚，只要满足其要求即可。例如，工厂中的一 群温度传感器，定期向中间件传送数据，它们并不参与数据的下一步流程。技术人员通过配 置中间件，可以使得数据在中间件汇集，然后由服务1向数据库A进行存放。如果对数据可 靠性要求提高了，上面的中间件则可以使用服务2同时向数据库B和C存放数据，做到双备 份。我们的中间件的主要任务是进行服务交易（trading)，如图所示， 图3中间件的工作方式 为了配合服务交易的完成，可以有多个模块组成中间件，其中队列存储模块是最 基本不可缺乏的。 图4以服务交易为核心的中间件 四、有益效果 1结构不同：不同于消息总线或WebService等，在这些传统的方法中，由服务方 发布服务，由客户请求方直接向服务端发起请求，在逻辑上中间件只是起到"管道"的作用 或"转发"作用。而在我们方法中，中间件是一个具有多种功能和角色的系统，不仅仅是个 "管道"。特别是客户端基本没有自主权，一起活动都由中间件来"代理"。这样做的目的是 可以使得客户端的设计结构尽可能的简单，对于有大规模传感器的物联网来说，可以节省 相当的成本。 2目的不同：传统的中间件的主要功能是进行传输，也兼顾一些处理。但本文方 法的中间件的主要功能是处理(如匹配处理等)，也可能会兼顾一些传输。中间件好比股票 交易中心，它将保证交易的执行。对于不能够达成的交易，将持续寻求匹配，直到交易完成。 用户只关心交易中心，把一切委托给了交易中心，并不需要知道与自己最终匹配的一方究 竟是谁。在大规模物联网中，对大量的基础设备进行控制，如路由改变等将十分困难。但在 我们方法中，这一切都由中间件的动态配置来完成。我们中间件传输的目的也是为了完成 处理。 3处理方式不同：不同于传统的方式，客户的请求被中间件"送入"服务端进行处 理；在我们中间件中服务端主动来"取走"客户的请求。这样的好处是不仅仅使"阻隔"性 更好(云概念的实现)，而且系统的结构也将更加灵活。例如，有空的服务端可以主动发起服 务，而繁当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于集市的可组合的网关中间件系统，其特征包括：(1) 服务提供方的请求和服务需求方的请求在中间件内进行供求匹配交易；(2) 使用多个队列对上述请求进行存储，对结果进行存储；(3) 使用消息（Message）机制与外界通信，即通过异步方式来接受外部的请求和对外部请求回答；(4) 与外部通信是通过TCP/IP方式，因此当跨机使用时需要有网络适配器的支持；(5) 请求方只需通过消息向中间件发出请求（并提供相应的数据），中间件将对接受的请求进行完全的代理，即要么自己完成，要么找其它系统完成，请求方无需知道完成的渠道和细节。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黎亮，
申请(专利权)人：黎亮，
类型：发明
国别省市：四川;51