物聯網環境下的中介軟體相關研究

近 年 來 關 於 IoT Middleware 主 要 分 為 幾 個 方 向，SOA-based、semantic

web、RFID& WSN、XMPP，也有一些是為了特定環境用途而發展的

Middle-ware，下面將分別就這幾項分類做介紹與探討:

2.2.1 SOA-based

The SOCRADES project [26] 使用 SOA 來使企業級的應用程序在廣泛的網

絡設備中進行數據交換，它提供高階的抽象類別，並具有 Web 的標準服務，且

Song 等人 [18] 用 semantic service 的概念，搜尋連線環境中的裝置後，用

OWL-S 來描述 Home area network 中的 device，將其變成一個 service 清單，再

透過組合任務的方式來操作這些裝置，目前已經成功在 Bluetooth 跟 UPnP

的 網 路 環 境 下 運 作。Perera 等 人 [23] 他 們 在 IoT 的 Middleware 上 提 出 來 一

個 context based framework 來描述 sensor 的特性，然後延伸出一個 Semantic

Sensor Ontology，並提出了 CASSARAM 跟 CASSARA 這兩個工具讓使用者可

以依據需求來選擇選取 sensor 的優先順序。他們還提出了一套演算法 novel

technique called Comparative Priority-based Heuristic Filtering，在他們的實驗

中有證明這個可以讓 sensor 在做索引的時候更快更有效率。Zhou 等人 [20] 則

是自行提出了一個三層架構的 IoT ontology，並用 semantic 的概念來對各層中

的元件作註記，他們提出的演算法可以快速地將 user demand, web services and

resources data 等東西做分類及標註以方便資料傳輸時使用。

2.2.3 VM in Gateway

Azzara 等 人 在 歐 盟 的 一 個 名 為 ICSI 的 project [12] 中 提 出 了 一 個 WSN

的 Middleware solution，它們提出了一個由三個元件組成的 Middleware，包含

RESTful Web Service、Event Managers、Configuration Manager. 並將其掛載在

裝置端的 VM 上來實現一個 publish/subscribe model。Valente 等人提出了一個

叫做 MufFIN 的 Middleware 架構 [13]，主要元件如下: 透過 1. Things gateway

與 devices 做通訊。2. WS-Gateway 透過 web service 跟上層的 application 做溝

通。3. Core 的部分提供 WEB 介面的實作。4. DFN 的部分可以管理客戶端

部屬到裝置上的模組，初始化模組後創造一個 publish-subscribe 的連結關係。

5. Subscriptions 是用來接受客戶端的訂閱並記錄客戶端的資訊。6. SOS 是利

用 OGC 定出來的 Sensor Observation Service standard 來識別 XML 的文件。7.

DataAccess 是用來存取資料庫並提供資料給其他層使用。不過這個設計目前還

沒在實際的 IoT 環境底下做測試。

2.2.4 Combining XMPP in Communication

Kirsche 等 人 主 要 是 提 出 把 XMPP 帶 進 IoT 的 通 訊 環 境 裏 的 想 法 [15]，

它們首先提出幾種目前 IoT 中較常見的通訊協定如 6LoWPAN、Constrained

Application Protocol(CoAP) Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) 並

探 討 他 們 目 前 能 做 到 的 功 能 以 及 其 優 缺 點。 然 後 提 到 兩 個 XMPP 實 作 在

嵌入式裝置上的專案 uXMPP and XMPPClient 並探討她現在的做法跟功能

性還有優缺點，並提到了用 XMPP 當作 IoT 的通訊協定的話可以不用用到

middleware or protocol gateways 來整合異質網路。Conzon 等人則提出了一個

VIRTUS Middleware [16]，它是基於 XMPP 來設計的架構，他們的通訊完全是

使用 XMPP 來進行，好處是可以提供高安全性，並結合 OSGi 用來處理資料更

新與相依性的自動管理並簡化配置與佈署的過程。在此研究中把 device 分成三

種類型 1. Resource rich devices (like PC)、2. Resource-constrained devices (like

Smartphones) 還有 3. Simple devices (like sensors or RFID reader)，在前兩種裡

面都可以透過 XMPP 的 client library 來跟 server 連線再與其他節點做互動，

第三種則必須針對裝置特性個別做設計才能透過 XMPP 做資料傳輸。Bazzani

等人 [17] 則把 VIRTUS Middleware 進一步的應用再 E-Health 的領域中，並拿

SOA based 的 Middleware solutions 來跟 VIRTUS 做比較，結論是在 e-Health

這個領域，VIRTUS 比 SOA based 的好用。

一個稱為 Event Notification Service – ENS 的 Middleware 架構，主要是應用在

製造業製造流程，它們希望可以發展出一個 self-configuration 的機制讓機器在運

作的過程中可以依照上層的指令自動轉換組態。ENS 的架構主要是利用 AMQP

(Advanced Message Queuing Protocol) protocol(現由 OASIS 維護)，這也是一個

類 SOA 的架構。