单位代码密级专业学位硕士论文论文题目基于物联网平台的业务组合机制的研究与实现陆阳阳胡海峰副教授工程硕士申请全日制申请电子与通信工程二零四年三月学号姓名导师专业学位类别类型专业领域论文提交日期万方数据.万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档允许论文被查阅和借阅可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相致。论文的公布包括刊登授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名日期研究生签名导师签名日期万方数据摘要随着物联网技术的不断发展，其设备可用业务用户必将越来越多，如何融合这三者是物联网平台的重要目的。个开放的物联网平台对于纷繁复杂的业务需要有统的管理和使用机制，其中如何充分利用业务资源，最大化的满足业务需求尤其重要，而对运行于物联网平台之上的业务提供业务组合功能可以充分利用业务资源，最大化满足用户需求，具有重要意义。本文针对物联网平台对组合功能的需求，首先从物联网系统架构入手，详细分析了物联网基本架构以及各种物联网使用场景，研究了支持业务组合功能的物联网体系架构。其次在此架构之上，利用语言对业务进行描述，为业务组合打下基础。并利用网对单个业务以及基本组合结构进行了建模，为分析业务组合的过程提供了理论方法，同时给出了网基本组合模型生成逻辑描述的方法。结合业务的属性以及蚁群算法，提出了使用蚁群算法来选择最佳业务参与组合的方法，并给出了详细步骤以优化物联网业务的组合功能。在物联网平台的实现部分，本文给出了与业务组合部分相关模块的设计思想，并给出了组合功能在平台中的客户端表示层支撑层部分的具体实现。实验证明，在物联网平台上的组合设计很好的支持了业务的组合功能。关键词物联网，业务描述，业务组合，蚁群算法万方数据.,.,.,.,.,.,.,万方数据目录专用术语注释表.第章绪论研究背景及意义物联网研究现状论文主要工作论文结构安排.第二章物联网体系架构概述物联网架构的研究现状具有业务组合功能的物联网架构本章小结.第三章物联网业务组合模型研究物联网业务分类物联网业务描述.业务描述语言简介.物联网平台业务描述方法.业务组合建模的般方法.演算业务流程执行语言网网对组合业务的建模顺序结构.并行结构.选择结构.循环结构从网模型到描述的映射.网模型与属性之间的关系个业务组合实例分析本章小结第四章基于蚁群算法的物联网业务选择机制.蚁群算法概述蚁群算法基本原理.蚁群算法基本模型蚁群算法的数学表达.蚁群算法在平台中的应用.物联网业务属性的设定及计算.算法在平台中的实现.算法的业务选择具体步骤.算法平台仿真本章小结.第五章业务组合在平台中的实现物联网平台架构设计.万方数据.业务组合在平台中的实现支撑层中业务组合的设计与实现.表示层中业务组合的设计与实现.客户端中业务组合的设计与实现组合实例分析.本章小结第六章总结与展望总结.未来展望参考文献.附录攻读硕士学位期间申请的专利附录攻读硕士学位期间参与的科研项目.致谢.万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文专用术语注释表专用术语注释表缩略词说明物联网超宽带技术射频识别无线传感器网络机器对机器对等网络面向服务的体系架构巴科斯范式拓展的巴科斯范式蚁群算法可扩展标记语言业务流程执行语言万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第章绪论第章绪论.研究背景及意义随着全球信息化的不断发展，物联网越来越成为人们的研究重点，与互联网联系人与人，在人与人之间共享信息不同的是，物联网将人与人人与物都联系在了起，因此将有可能使人类的信息技术发生革命性进展，甚至带来世界第三次产业化浪潮，因此物联网具有重大的研究价值和研究意义。物联网最初概念由麻省理工学院教授在研究时提出在互联网的基础上利用无线通信技术射频识别等技术来实现物品的识别追踪和溯源。物联网技术目前在我国已经得到广泛的应用，并且得到了国家的大力支持，年温家宝总理在无锡考察物联网发展时提出建立感知中国的策略，把物联网的发展提高到战略层面。同年，在国务院工作会议上，明确提出了要在安防电力交通等行业大力推进物联网的应用。在美国，物联网技术也得到了国家的大力支持，由美国国家情报委员会发表的对美国利益潜在影响的关键技术文中将物联网技术列为几大关键技术之，美国总统奥巴马甚至在提案中将物联网和新能源作为振兴美国经济的重大举措。物联网的主要功能包含三个方面数据的感知数据的安全传送以及数据的智能化处理，其中数据感知是物联网通过各种传感器设备智能终端射频识别等来获得所感兴趣的数据数据传送是指物联网通过无线网络互联网等将数据在各种终端和处理器之间实现共享，实时的获得所需要的数据数据处理是指物联网通过数据挖掘云计算大数据等技术对所获得的海量数据进行实时的分析和处理。物联网要实现这些复杂的功能，必须对整个物联网的实现进行分层处理，般情况下按照功能特征，至少分为以下几层感知层，通过传感器二维码设备感知到数据网络层，则是负责数据的传输，包括技术超宽带等应用层，通过各种对信息进行处理的软件应用获得相应的结果。物联网涉及当今社会几乎全部领域，包括电子医疗物流追踪智能家居公共安全智能交通工业监测等。目前，物联网的研究主要集中在技术万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第章绪论传感检测技术物联网业务应用等方面。物联网业务是开发者基于物联网设备，开发出的可以使用的业务，由于物联网实现了将人设备环境等无缝链接，基于物联网的业务可以极大方便人们的生活和社会的发展，因此研究物联网以及开发物联网业务具有重大意义。目前，物联网的业务按照技术特征主要分为操作类型业务身份相关业务协同感知业务信息汇聚业务信息安全技术等，此外按照不同的应用需求，可以对业务类型进步细化分类。.物联网研究现状当前，物联网的研究内容纷繁复杂，主要内容包括物联网底层诸如终端设备传感网络物联网上层业务，物联网架构设计等领域。其中物联网上层业务直接面向消费者，物联网最终目的是使得人们的生活变得方便，而完成这功能的是建立在各种底层设备之上的业务应用对物联网业务的研究具有重大的研究意义和研究价值。物联网业务的实用需要解决诸多问题，目前对于物联网业务方面的研究主要集中于多网融合设备管理业务生成等方面。由于物联网涉及应用的各个领域，其业务种类繁多，如物联网在邮政系统中的应用为了解决业务种类繁多的问题使用了统的业务模型来指导不同业务的生成。物联网大多数业务需要实时感知周围环境，与环境相关的物联网业务就需要业务可以根据环境的实时变化而更新，因此对业务数据的传输速度安全性处理速度等有很高要求。此外，物联网融合了各领域的技术，需要不同网络不同设备之间相互协作，虽然基于事件的驱动面向服务的架构等应用于物联网的新技术使得不同网络间的合作，以及不同硬件之间的互用性成为了可能，但是他们的适用性受到应用场景的限制。为了解决上述问题，对物联网业务的统描述尤为重要，个统的业务描述模板可以很好的抽象出个实际业务，使得业务在很大范围内可以被识别和应用。此外，由于物联网的迅速发展，其终端和客户数量巨大，各种业务纷繁复杂。为了更好的适应业务的开发和使用，通常需要建立个统的业务模型。业务模型的建立要考虑很多方面，例如数据关联性或是业务逻辑的连接。同时，虽然物联网业务增长趋势明显，但是对于些特定的任务，仍然缺少相应的业务万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第章绪论来完成。因此灵活使用已有的业务，使不同业务之间相互组合来完成个任务对于物联网的发展具有很大作用。为了使不同业务之间可以相互组合，我们需要保证业务在执行过程中的独立性和松耦合性。因此，在进行业务组合时，般首先利用软件工程对系统进行抽象的思想，尽可能从业务外部行为的角度提高业务结构的描述粒度另方面，尽量减少业务组合之间验证的复杂性，从而使得组合的流程不需要过多的关注单个业务的实现细节。这样就从两个方面保证了业务的独立性和松耦合的特点。.论文主要工作随着物联网技术的不断发展，物联网必将渗入人们生活的各个角落，而基于物联网的业务也会因此迅速增长。物联网在实际应用中，业务描述业务的组合模型建立以及业务组合功能的实现等具有重大的研究价值。本文在参考大量文献和实验项目的基础上，对物联网业务特点做出了详细的分析，研究了物联网平台的业务描述业务组合模型建立以及业务组合的实现，并总结出适合本课题中物联网平台开发项目要求的物联网业务描述及组合方法。本文主要研究点如下根据物联网平台特点给出了物联网业务的描述方法，同时利用网对物联网业务进行建模，在此基础上进步拓展，对物联网的四种基本组合结构进行建模，然后通过建立的组合模型生成组合逻辑描述文档，为组合生成打下基础。针对业务组合中存在大量相似业务可参与组合的情况，研究了蚁群算法在业务组合最优化中的应用，并在本文给出了蚁群算法在业务组合中详细的使用方法和使用步骤。给出平台的组合模块在平台的具体设计和实现，对平台中涉及到组合的部分的设计做了详细分析和介绍，同时利用两个平台业务之间的整个组合流程验证了模块设计的正确性。万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第章绪论.论文结构安排第章绪论。绪论部分介绍了物联网技术的主要研究现状关键技术发展趋势和研究物联网的重大意义。并对物联网的业务分类业务使用情况进行了叙述，分析了业务组合对充分使用业务资源的重要性。第二章物联网体系架构概述。本章在参阅大量文献的基础上首先对物联网的基本架构做出分析，然后根据物联网的三大基本技术，分析了基于这三大基本技术的不同架构。最后在基本架构的基础上进步研究了在不同应用领域使用的物联网架构，同时提出了支持业务组合的物联网应用架构。第三章物联网业务组合模型研究。本章中给出了具有针对性的物联网业务描述方法，对单个物联网业务进行了网建模，并给出了网基本组合模型的文档描述方法，为业务组合的实现打下基础。第四章基于蚁群算法的平台业务选择机制。本章首先介绍了蚁群算法的基本概念和数学公式，然后给出了物联网业务的基本属性值定义以及计算方法，随后给出了如何利用属性值以及蚁群算法来求得最佳组合业务的方