使用感測器監控的 Smarter Planet 解決方案，第 1 部分

簡介： Smarter Planet™ 計劃在幫助我們認識技術如何塑造我們與周圍世界的互動這一方面扮演了重要的角色。和許多這類計劃的類似點是，它們都觀察和處理感測器資料，從中提取對物理世界的洞察。本文是系列文章中的第一篇，該系列介紹如何使用 IBM® WebSphere® Sensor Events、IBM WebSphere Business Events 以及其他企業產品，開發利用感測器事件處理的 Smarter Planet 解決方案。第 1 部分討論了 Smarter Planet 計劃的共同點，展示了感測器資料收集、解譯和響應在這些計劃中的核心作用，解釋了所有這些因素如何促進 “物聯化、智慧化和互聯化” 主題。 本文來自於 IBM WebSphere Developer Technical Journal。

簡介

不管是 Stockholm 的智慧交通系統、Düsseldorf 交易集團的智慧供應鏈管理、北京 IBM Global Rail Innovation Center 開發的智慧鐵路系統，還是 Hudson River 的智慧水管理，它們通用的基本原則是類似的：每個解決方案都是基於對感測器資料的觀察和處理，從中提取對物理世界的洞察，然後就可以根據對這些資料的解譯採取適當行動。

讓我們看看 IBM WebSphere Sensor Events 如何參與到智慧地球計劃的各個關鍵方面。

物聯化

WebSphere Sensor Events 從一系列裝置中整合和收集感測器資料。它們包括：

• 環境資料，比如溫度、溼度、衝擊和震動。
• 定位跟蹤資料，比如車輛監控、醫院資產跟蹤、倉庫管理、人身安全和安全性。
• 用於物理閘道器或入口邊界跟蹤的識別資料，比如供應鏈監控、庫存、在程工作和用法。

WebSphere Sensor Events 是一個整合平臺，它提供基礎設施來收集、過濾、分析這些資料，然後將其轉化成推動業務對現實世界機遇和風險做出反應的可行事件。

互聯化

WebSphere Sensor Events 在提供一個能夠用於連線感測器、收集新資料的平臺同時，還提供整合基礎設施，將這些資料和業務處理連線在一起。WebSphere Sensor Events 提供一個框架，將感測器事件資料和感測器控制服務的操作規範化。它在適當的地方使用行業標準，這樣一來業務就能輕鬆、可靠地連線到這些新的資料。但是，互聯性不只僅僅關注感測器整合。您可以使用業務觀察，它們可以是來自您的企業內部或者是您在全球範圍內貿易伙伴的新資料。

智慧化

WebSphere Sensor Events 連結物聯化資料，並提供互聯化服務，以收集和處理這些資料。從原事件資料集中獲取值的關鍵就是一個流程，通過這個流程可以從這些資料中派生出實時業務智慧。這個派生的智慧是業務的產物，就像對集裝箱的資產利用、食物保鮮或庫存削減。WebSphere Sensor Events 在世界範圍內用於部署，提供一個框架，在這個框架上執行分析。通過與 WebSphere Business Events 緊密合作，您甚至可以定義和檢測到一個模式，這個模式讓許多業務人員可以建立和完善從連續的感測器事件資料中識別業務事件的業務規則。有了這項智慧，您可以在機會和風險產生時，幾乎實時地對它們做出反應。

感測器事件解決方案的企業基礎

在一個事件驅動的系統中，事件在一個公共通道上生成和釋出，感興趣的訂閱者可以在這個通道上接收這些事件，對它們做出反應。事件處理具有鬆散耦合和分散式特點。事件的建立者和事件本身都不會參與到隨後的任何執行處理決定中。這個處理流程嚴格地由事件消費者和他們所採取的行動決定。

WebSphere Sensor Events 支援事件驅動架構的關鍵元件，這些元件構成了事件系統的關鍵方面。讓我們看看它如何在高階 WebSphere Sensor Events 架構環境中發生，如圖 1 所示。

圖 1. 顯示事件執行時基礎設施的 WebSphere Sensor Events 高階架構

• 感測器資源

  事件可以由一系列廣泛的資源產生，包括無線電頻率識別（RFID）感測器、其它型別的感測器（如溫度、衝擊或溼度）、健康檢測器、應用程式、服務、業務流程，以及警報或通知系統。可以將事件作為系統的簡單事件處理階段予以甄選、過濾、聚合、標註或者補充。

  在 WebSphere Sensor Events 架構中，這個簡單事件處理通常在資料捕獲層執行。

• 資料捕獲

  WebSphere Sensor Events 的資料捕獲元件管理與感測器裝置的直接整合，並將事件資料推入伺服器事件處理通道。資料捕獲中的簡單事件處理（如過濾、聚合和驗證）能夠優化事件資料的處理，支援高度互動的本地行為，同時最小化不必要的伺服器流量。與事件模型一致，事件資源負責以一個它所決定的頻率非同步傳送事件訊息。

  在圖 1 中，您可以看到資料捕獲環境用於在一個分散式模型中執行，並且靠近時間資料資源。資料捕獲環境提供一個執行時平臺，這個平臺基於在裝置控制器上執行的 Java ™，以支援關鍵應用邏輯，這會因與感測器事件裝置的臨近性而獲益。通過資料捕獲，這個應用邏輯可以用 Java 編寫，並部署在一個大範圍的控制裝置上 —— 同時還為不斷增多的感測器事件裝置和裝置型別提供本地通訊支援。

  許多感測器裝置是 RFID 閱讀器。但是，感測器裝置也不僅限於 RFID。它們可以包括環境感測器、 定位感測器、光纖感測器和聲感測器等。資料捕獲提供執行時框架，可擴充套件這個框架來支援這些型別的裝置。通過資料捕獲，一個通用 Java 應用程式設計介面（API）會把裝置特定的 API 或者協議與應用邏輯隔離開來。

  資料捕獲提供本地裝置通訊和到通用 API 的對映。它還將一系列通用的低層次服務施加於感測器資料（如事件過濾和聚合）。除此以外，它還以通用格式和協議向 WebSphere Sensor Events 返回一個可靠的感測器資料訊息傳輸。

  資料捕獲在 OSGi 上執行，以支援分散式執行時環境。WebSphere Sensor Events 管理配置定義和分散式資料捕獲環境的軟體負載。

• 感測器事件格式

  在事件驅動的系統中，事件資源和事件監聽器往往是鬆散耦合的。因此，對事件資料格式的理解對事件處理很重要。所生成的不符合格式的事件，必須在被放置到處理前的事件通知通道之前進行轉換。在 WebSphere Sensor Events 中，事件格式在 Common Base Events (CBEs) 結構中定義。CBE 定義一個有通用負載的公共標頭檔案。負載格式可以擴充套件。

  廣泛適用的業務事件格式行業標準並不存在。但是，Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS) 的 Web Services Distributed Management (WSDM) 規範包含一個 Web 服務的格式規範。這個格式規範就是我們所知道的 WSDM Event Format (WEF)。IBM 的對該規範的實現是 CBE。WebSphere Sensor Events 依賴於流量控制和路由的事件訊息包絡層的 CBE 事件格式規範。事件資料本身也包含在 CBE 中，是一個能利用預定義負載結構或通過擴充套件生成新負載的負載欄位。

• WebSphere Application Server 訊息機制

  WebSphere Application Server 訊息機制用作事件處理的底層訊息傳送引擎。訊息源生成事件訊息，這些訊息最終通過 WebSphere Sensor Events 閘道器釋出到匯流排。閘道器負責解析傳入的事件訊息，將 CBE 訊息轉化為物件，然後將這個物件適當命名（由具體的 CBE 頭值決定），釋出在匯流排上。為監聽匯流排上的訊息而配置的服務能夠使用這些訊息，傳遞特定功能值，然後可能還會重新將訊息釋出到已經改進或者充實過了的匯流排上。這些訊息還可以以不同的主題名稱釋出，這樣就可以由不同的訊息服務使用。

  當事件被髮布到匯流排時，事件處理就會同步並立即開始。WebSphere Sensor Events 提供一系列事件處理服務，這些服務可以通過訊息傳送介面（通過訊息驅動的 beans，它能在訊息被髮布到匯流排的同時開始使用訊息）、Enterprise Java Bean (EJB) 介面或 Web Services 介面呼叫。

• WebSphere Enterprise Service Bus

  Enterprise Service Bus (ESB)，比如 WebSphere ESB，可與中介流一同使用，中介流可以呼叫由 WebSphere Sensor Events 傳送的服務。WebSphere Sensor Events 傳送一系列的事件服務，這些服務可通過其定義的 Web Services 介面用於外部執行。

• 業務事件處理

  業務事件處理（BEP）引擎管理事件的邏輯處理，目的是為了根據已定義的規則識別模式和呼叫動作。這些動作可以指定呼叫某一個業務流程、呼叫某一個服務，或生成派生事件並將其放回系統進行進一步處理。BEP 引擎擁有事件相關的尖端技術。這些技術都是基於模式匹配和事件定義的，可以是空間上的或時間上的。事件是實時發生的，業務規則就需要有足夠的靈活性，能夠改變哪個事件模式應該呼叫特定業務流程。

  WebSphere Business Events 與 WebSphere Sensor Events 繫結在一起，以提供識別事件模式的 BEP 功能，創造一個抽象的業務事件或直接執行一個業務流程。在一個 WebSphere Sensor Events 部署中，WebSphere Business Events 整合在一個事件訊息傳送基礎設施上，根據它的規則定義來檢測事件模式。

  通過一系列已定義規則分析和關聯這些事件，以觸發特定動作或生成派生事件。這些反過來又有助於進一步分析和關聯。使用這種方法，在低層次事件上的分析能夠逐步產生高層次的業務事件，或呼叫業務流程。類似地，高層次事件能夠被拆分成一個或者多個低層次事件或動作；例如，更換壓力控制閥、拉響警報或發出警戒訊號。

• 事件服務

  WebSphere Sensor Events 提供一系列業務層事件服務，這些服務可以從 WebSphere Sensor Events 內的流程中呼叫，也可以通過 Web 服務介面從外部業務流程中呼叫。這些服務包括事件資料的永續性、事件格式轉換、與複雜事件處理引擎的整合、行政服務，等等。

  業務層元件通過釋出/訂閱模式整合在匯流排上，也可以從業務流程中對其進行呼叫。服務會隨時間擴大到支援行業解決方案和跨行業推廣的業務服務。在很多情況下，對任意給定服務的呼叫，會導致派生事件被髮布在匯流排上。然後，這些服務提供一個明確的業務功能，以及一個用於生成新的業務事件、從而進行進一步基於事件的處理的互動點。

• 業務流程整合

  WebSphere Sensor Events 向 WebSphere 業務流程管理（BPM）產品套件提供一個整合框架。如前所述，WebSphere Sensor Events 提供一系列業務層 Web 服務，這些服務能夠從 BPM 產品內的流程中呼叫。例如，一個使用 BPEL 定義且在 WebSphere Process Server 內執行的業務流程，可以呼叫 WebSphere Sensor Events 服務。整個業務流程可以使用適當的 BMP 工具建模和監控。

  除了提供業務流程要使用的服務以外，WebSphere Sensor Events 服務還能夠呼叫業務流程。隨著對感測器資料的分析和關聯，需要識別業務事件，並呼叫業務流程。WebSphere Sensor Events 可以通過 WebSphere ESB 的中介能力提供這一功能。對外部流程呼叫的細節進行調節，能夠隔離協議和格式差異。此外，WebSphere Sensor Events 提供將事件訊息與 WebSphere Business Monitor、IBM InfoSphere Traceability Server 和 WebSphere Business Services 直接整合的整合服務。

結束語

物聯化、互聯化和智慧化三者必須結合在一起，幫助您在正確的時間做正確的決定，從而變革您的業務。IBM WebSphere Sensor Events 提供聯絡基於感測器的實時資料所需的中介軟體平臺，提供從感測器事件派生出業務事件的事件分析，還根據一個面向服務的架構（SOA）將這些業務事件整合到業務流程中。

該系列的下一篇文章將會詳細介紹 Smarter Planet 計劃的具體方面，比如智慧供應鏈、智慧醫療保健以及過程流。該系列每篇文章都會：

• 描述一個總體解決方案，其挑戰方面以及對預期業務價值的強調。
• 展示如何對解決方案需求進行劃分，顯示使用哪些產品元件和工具解決關鍵功能領域。
• 定義總體解決方案的方法和架構。
• 針對解決方案的核心元素所基於的關鍵元件集提供詳細的實現討論，包括示例程式碼以及其他適當的解決方案工件。
• 顯示所提議的解決方案如何滿足需求並交付業務價值。

該系列的最後一篇文章會將該系列討論過的共同點、建議、模式和實踐總結在一起。概括設計 Smarter Planet 解決方案的方法，以及決定您應該如何、何時利用可用產品、元件和服務來構建解決方案的理由。

原文連結:http://www.ibm.com/developerworks/cn/websphere/techjournal/0911_hanis/0911_hanis.html

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