紀伯公　吳迪　石晶　王猛

摘 要：在大數據時代，各單位對裝備保障能力的開發(fā)和應用需求不斷增加，所以，擬采用基于云計算的裝備保障業(yè)務托管模式、云化（上云）和動態(tài)資源調度技術、基于ESB和RESTful的能力服務總線、基于云計算的裝備保障業(yè)務開發(fā)和執(zhí)行環(huán)境等關鍵技術，研發(fā)具有自主知識產權的基于云計算的裝備物聯(lián)網云科研實驗平臺，從而為裝備保障業(yè)務、數據融合和資源整合提供統(tǒng)一的技術架構。

關鍵詞：裝備物聯(lián)網；云科研實驗平臺；裝備保障；數據融合

中圖分類號：TP393.022 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.003

1 研究背景

裝備物聯(lián)網云科研實驗平臺集成了先進的云計算技術、移動/互聯(lián)網通信技術、嵌入式中間件技術和無線傳感器網絡技術等，利用它可以實時監(jiān)測戰(zhàn)地狀況、裝備車輛技術狀況，并完成車場管理、裝備維修和裝備物資管理等工作。該平臺有統(tǒng)一、開放的API接口，可為各個環(huán)節(jié)提供各種傳感器數據的接入、存儲和應用服務。另外，用戶可以利用桌面平臺、軍用手機平臺等終端登錄云平臺遠程訪問系統(tǒng)中的物聯(lián)網設備，也可以利用開放API的方法搭建各種裝備物聯(lián)網的其他應用系統(tǒng)。

2 功能劃分

在劃分平臺功能時，可從系統(tǒng)的拓撲結構和它所提供的服務等方面入手。

2.1 根據系統(tǒng)的拓撲結構劃分

2.1.1 云服務器端

當云服務器端接入互聯(lián)網后，可以將其作為Web服務器，實現Web服務等功能。在Windows系統(tǒng)中，通常利用IIS（Internet Information Services，互聯(lián)網信息服務）搭建Web服務器平臺，并依次配置網站文件目錄、服務器IP地址（或者申請的域名）、身份驗證和asp.net的運行環(huán)境。同時，服務器可以利用asp.net編寫頁面，利用TCP/UDP端口監(jiān)聽線程和串口線程，利用SQL Server 2008開發(fā)數據庫存儲、接收ZigBee節(jié)點數據。

2.1.2 PC客戶端

PC端采用B/S架構，在客戶端輸入服務器端的IP地址或域名，經過身份驗證后就可以訪問服務器存儲的網頁，訪問ZigBee-TCP/IP網關上傳的各個節(jié)點信息。

2.1.3 智能軍用手機和平板客戶端

智能軍用手機采用的是Android系統(tǒng)，所以，可以利用Web Service的API接口開發(fā)應用程序，從而實現對各個ZigBee節(jié)點的遠程訪問。

2.2 根據系統(tǒng)提供的服務劃分

云平臺提供開放的API接口主要有賬戶管理、系統(tǒng)設置、設備管理和設備信息管理等功能。

2.2.1 賬戶管理

賬戶管理允許用戶采用安全賬戶管理方式登錄云平臺。

2.2.2 設備管理

設備管理是指ZigBee無線傳感網絡設備利用嵌入式網關與互聯(lián)網中的云平臺相連，進而實現對物聯(lián)網設備的集中、統(tǒng)一管理。

2.2.3 設備信息管理

利用云平臺集中管理物聯(lián)網傳感設備可以實現對傳感器數據的采樣和執(zhí)行設備的實時遠程控制。

3 平臺組成

3.1 硬件組成

裝備物聯(lián)網云科研實驗平臺的基礎系統(tǒng)是用彎曲開源的云計算平臺OpenStack構建的，它主要包括云控制器、云計算節(jié)點和客戶端。OpenStack云平臺的結構如圖1所示。

裝備物聯(lián)網云科研實驗平臺的拓撲結構如圖2所示。

3.2 軟件組成

裝備物聯(lián)網云科研實驗平臺的軟件主要包括Openstack云計算平臺和裝備物聯(lián)網云系統(tǒng)。

3.2.1 Openstack云計算平臺

Openstack云計算平臺可以幫助用戶建立自己的IaaS，分別在2臺PC上布設云控制器和計算節(jié)點。云控制器主要服務項目有Compute（Nova）、對象存儲（Object Storage，Swift）、鏡像服務（Image Service，Glance）、Identity Service（Keystone）和Dashboard（Horizon）。其中，Nova提供虛擬計算服務，Swift提供存儲服務，Glance提供虛擬機鏡像的注冊、分發(fā)服務，Keystone提供認證和授權服務，Horizon提供基于頁面的模塊化接口和特定部署服務的目錄。

Compute（代號“Nova”）是一種控制器，它可以幫助單個用戶或使用群組啟動虛擬機，并為包含多個實例的特定項目設置網絡。

對象存儲（代號“Swfit”）應用于大規(guī)模可擴展系統(tǒng)中，通過內置冗余和容錯機制可以實現對象存儲。這些對象能夠利用REST API或是Cyberduck（1個開放源代碼的FTP和SFTP軟件，基于GPL授權，操作界面簡單，支持WebDAV、Amazon S3瀏覽和文件傳輸等工作）恢復對接對象存儲API的客戶端。

鏡像服務（代號“Glance”）是一套虛擬機鏡像查找和檢索系統(tǒng)，它有3種配置形式——利用 OpenStack 對象存儲機制存儲鏡像，利用 Amazon 的簡單存儲解決方案（簡稱“S3”）直接存儲信息，將S3存儲與對象存儲結合起來作為S3訪問的連接器。OpenStack鏡像服務支持多種虛擬機鏡像格式，包括 VMware（VMDK）、Amazon鏡像（AKI、ARI、AMI）和VirtualBox所支持的各種磁盤格式。

3.2.2 裝備物聯(lián)網云系統(tǒng)

在IaaS基礎上設置Web Service的開發(fā)環(huán)境，構建PaaS，然后在此基礎上開發(fā)裝備物聯(lián)網云服務系統(tǒng)。另外，云平臺構建的Web Service可以為用戶提供各種API函數接口，以完成遠程調用、監(jiān)控等操作。與此同時，用戶可以通過電腦、手機等終端應用程序登錄云平臺，遠程訪問系統(tǒng)中的任何設備，也可以利用開放API的方法搭建各種物聯(lián)網應用系統(tǒng)。

4 戰(zhàn)技性能指標

4.1 科研領域

裝備物聯(lián)網云科研實驗平臺主要應用于以下3個方面：①基于云計算的裝備保障云平臺基礎架構層的構建。它主要研究裝備物聯(lián)網海量數據的存儲和處理。②基于云計算的裝備保障云平臺層的構建。它主要研究開放的裝備物聯(lián)網應用標準環(huán)境和平臺的構建，可以在此基礎上快速開發(fā)和應用裝備保障業(yè)務軟件。③基于云計算的裝備保障服務層的構建。它主要用于裝備物聯(lián)網海量數據的分析和挖掘、事件和情況的高度并發(fā)、自主智能協(xié)同組網研究等工作中。

4.2 實驗能力

裝備物聯(lián)網云科研實驗平臺能夠搭建OpenStack云計算平臺、設計Web Service應用軟件API，有遠程調用和監(jiān)控等功能。裝備物聯(lián)網云科研實驗的典型實驗情況如表2所示。

4.3 軟件配置

裝備物聯(lián)網云科研實驗平臺的軟件配置如表3所示。

5 應用前景

從裝備物聯(lián)網的發(fā)展趨勢看，裝備物聯(lián)網云科研實驗平臺有廣闊的應用前景。通過建設該平臺，裝備主管部門能夠清楚地掌握裝備保障業(yè)務的情況，并為相關單位提供更優(yōu)質的服務。在建設平臺的過程中，全軍裝備保障業(yè)務主管部門可以充分利用網絡和資源的優(yōu)勢，不斷整合裝備保障業(yè)務，提高對整個裝備保障產業(yè)鏈（含軍地）的掌控力?；谄脚_的開放規(guī)范和協(xié)議，各級裝備保障管理部門可以將相關網絡資源和信息資源向軍工集團和授權進入軍工領域的民營高科技企業(yè)開放，將各方力量集中在統(tǒng)一的平臺下，攜手共進，以推動我軍裝備保障信息化建設的可持續(xù)發(fā)展，促進裝備保障能力生成模式的轉變，進而創(chuàng)造良好的軍事效益和經濟效益。

參考文獻

[1]何蔚.面向物聯(lián)網時代的車聯(lián)網研究與實踐[M].北京：科學出版社，2013.

[2]陸平，李明棟，羅圣美，等.云計算中的大數據技術與應用[M].北京：科學出版社，2013.

〔編輯：白潔〕