面向SCM的物联网动态服务架构及协同应用 物联网架构

　　摘要：基于供应链集成化业务场景、持续分析了供应链以及增强上下游快速响应能力的需求，为了实现集成化供应链平台的业务协同合作与信息共享。并构建业务需求驱动的物联网关键技术融合体系，采用以动态服务为中心的物联网多层体系结构，通过物联网应用中间件技术以及多层关键技术融合与集成应用，实现由业务驱动的海量数据的采集、传输、处理与整合。采用面向服务的体系结构SOA技术及Web服务技术，支撑分布式SCM应用软件借助中间件技术实现物联网在异构环境下动态的服务架构及其协同应用。
　　关键词：Web服务；供应链；物联网；协同应用
　　中图分类号：F713.360　文献标识码：A
　　文章编号：1002－3100(2012)01－0060－04
　　0　引言
　　供应链管理(Supply Chain Mariagement，SCM)需要实现跨企业的动态联盟、集成合作与信息共享。而现代的供应链需要应用物联网技术实现企业系统的信息可视性与智能化、系统的无缝集成化等，从而实现供应链的动态联盟、集成合作与信息共享。但供应链中存在众多的异构应用、信息孤岛与知识片断，而且目前的供应链协同主要基于分布式组件技术，这种技术架构无法突破平台差异、协议差异等限制，也不能满足业务动态多变、知识纵深共享与即时扩展的需求，如何在上述环境下实现供应链的可视化已成为供应链管理亟待解决的难题。
　　为了实现集成化供应链平台的业务协同合作与信息共享，并构建业务需求驱动的物联网(Internel of things，IOT)关键技术融合体系，本文采用以动态服务为中心的物联网多层体系结构，该体系结构分成感知层、传输层、信息整合层及应用服务层构成的四层体系架构，通过物联网应用中间件技术以及多层关键技术融合与集成应用，实现由业务驱动的海量数据的采集、传输、处理与整合，采用面向服务的体系结构(Service-Oriented Architecture，SOA)技术及Web服务技术，完成从数据到信息，从信息到知识的业务价值的层次转化，从而支持供应链分布式应用从信息感知化－服务互联化－智能化的海量数据处理的协同转变过程，提供具有可信性、有效性、协同性的业务支撑技术融合体系。
　　1　物联网研究现状
　　1.1　国际
　　物联网概念最早出自1995年比尔盖茨的《未来之路》一书，但受无线网络和传感器设备的限制，并未引起人们的重视。直到2005年《ITU互联网报告2005：物联网》才正式提出物联网的概念，此后美国、欧盟、中国等国政府机构与企业都投入巨资研究物联网相关技术。
　　在美国，IBM公司于2008年底提出“智慧地球”(Smart Earth)理念，提倡把IT前沿技术应用到各行各业之中，把传感器嵌入到全球的电网、铁路、公路、桥梁、建筑、供水系统等各种物体中，并通过普遍的互联形成“物联网”。在欧盟，欧盟委员会于2009年6月递交了《欧盟物联网行动计划》(Intemet of Things-An action plan for Europe)，并成立了欧洲物联网研究项目组：CERP-IOT，提供500亿欧元用于物联网相关技术的研究。在亚洲，日本和韩国也都在积极制定信息化战略来发展本国物联网的应用。
　　1.2　国内
　　中科院早在1999年就启动了传感网研究，各高校院所对物联网相关课题进行了攻关。在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面已取得重大进展，目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。截止2008年底，我国申请的传感网专利378项。在一些技术上我国处于国际领先地位，与德、美、日等国一起，成为国际标准制定的主要国家，并逐步成为全球物联网产业链中重要的一环。
　　我国在《国家中长期科学与技术发展规划(2006－2020)》和“新一代宽带移动无线通信网”等重大专项中均设有传感网研究领域。目前，我国物联网研究正在走一条面向国家重大战略和应用需要的特色发展之路。
　　2　供应链企业业务协同场景分析
　　供应链的业务协同过程需要多个企业参与，包括：核心企业(制造企业)、供应商、分销商、零售商、第三方物流等企业，业务协同是个复杂的企业内部系统与外部系统的交互过程。下面以制造业来说明基于物联网的供应链协同过程和详细场景(图1)。
　　以采购协同管理为例，采购管理在系统下达采购计划的基础上，需要实现与上游供应商的采购协同。同传统的采购相比，基于供应链环境下的采购强调协同采购的理念，它包括四大部分：企业内部协同、企业外部协同、“为库存采购”转化到“为订单JIT采购”、采购过程中的外部资源管理。采购流程及相关描述见表1。
　　采购协同需要完成整个采购流程功能，包括：供应商交互与管理协同服务；贸易撮合协同服务：采购合同协同服务；VMI收货、仓储与供应管理协同服务；物料主数据与详细信息查询协同服务等。这就需要构建面向供应链(SCM)的可扩展的物联网分层体系结构。
　　3　基于Web服务的物联网扩展体系结构
　　本文采用SOA体系结构与技术，通过Web服务的封装与组合、快速的服务重构完成从数据到信息、从信息到知识的业务价值的层次转化，从而将物联网的体系结构进一步扩展，得到如图2的基于Web服务的扩展体系结构。
　　(1)感知层：该层是物联网信息的源头，实现对物理对象的感知和数据获取。物联网的感知层节点具有数量多、成本低、计算能力弱等特点，利用多种传感器、传感器网络、RFID、二维码、摄像头、GPS、智能物体等来全面集成感知装备制造企业中的各种信息。
　　(2)传输层：提供透明的数据传输能力。该层的主要功能是通过现有的移动通信网、无线接入网、无线局域网、其他通信设备等基础设施，将来自感知层的信息传送到信息整合层中，并为上层服务管理和大规模行业应用建立起一个高效、可靠、可信的网络设施平台。
　　(3)信息整合层：提供对网络获取的复杂数据以及不确定信息完成重组、清洗、融合等处理，并通过SOA体系结构的建立完成信息的整合处理。在SOA体系结构中运用动态的评价指标体系及相应的组合评价模型实现大量的Web服务综合评价；并根据具体QoS指标和Web服务运行结果指定动态服务组合的规则实现动态的Web服务组合，从而完成信息的整合处理。
　　
　　
　　
　　(4)应用服务层：将信息转化为内容提供服务。该层的主要功能是通过具有超级计算能力的中心计算机群，对网络内的海量信息进行实时的管理和控制，并为上层应用提供一个良好的用户接口。
　　基于上述架构，可以进一步研究物联网跨层优化机制、异构网络的自治与协同方法、RFID与Web服务集成、智能评价等中间件技术等，从而实现物联网关键技术的攻克。
　　4　结论
　　目前，物联网以RFID射频识别、EPC产品编码、传感、嵌入智能等为核心技术。在发展趋势在技术上呈现出融合化、嵌入化、可信化、智能化特征，在管理应用上呈现标准化、服务化、开放化、工程化特征。同时，以物联网传感技术和信息传输技术为基础层，融合Web服务组合评价及SOA等的信息处理技术为中间层，以业务应用服务为目的的智能化协同应用技术的研发既提升了技术的创新与应用，将积极地推动相关产业的发展，具有广阔应用前景。