如何管理及用好物聯(lián)網(wǎng)里的數(shù)據(jù)？

如何管理及用好物聯(lián)網(wǎng)里的數(shù)據(jù)？

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）是通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、無(wú)線傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是由多項(xiàng)信息技術(shù)融合而成的新型技術(shù)體系，目前多個(gè)國(guó)家都在花巨資進(jìn)行深入研究，主要集中在射頻識(shí)別RFID 技術(shù)、無(wú)線傳感技術(shù)、納米技術(shù)、嵌入技術(shù)、云計(jì)算和IPV6 等。

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，它將終端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間。計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)創(chuàng)造了大量數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造出的數(shù)據(jù)將遠(yuǎn)多于互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)包含了數(shù)以億級(jí)的節(jié)點(diǎn)，代表各種對(duì)象，從小型的無(wú)處不在的傳感器設(shè)備、手持設(shè)備到大型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和超級(jí)計(jì)算機(jī)集群，數(shù)據(jù)每時(shí)每刻都在大量產(chǎn)生，且形式多樣，如結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、流數(shù)據(jù)和多維數(shù)據(jù)等，有對(duì)決策貢獻(xiàn)大的數(shù)據(jù)，也有幫助較小的數(shù)據(jù)，還有噪聲數(shù)據(jù)，各種數(shù)據(jù)性質(zhì)不同，處理的方式、存儲(chǔ)的手段以及在此之上的信息提取方法各不相同，這些數(shù)據(jù)在不同的系統(tǒng)或場(chǎng)合中被使用、重用或引用，比如數(shù)據(jù)的查詢、分析等。對(duì)如此海量數(shù)據(jù)的有效處理、存儲(chǔ)和管理是物聯(lián)網(wǎng)得以廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵所在。而現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究多集中在體系結(jié)構(gòu)、RFID、傳感網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)化以及物聯(lián)網(wǎng)中間件等，對(duì)數(shù)據(jù)方面的研究比較少，Keith G.Jeffery 等指出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)不適于管理物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，Anne James 等指出了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的研究方向。

鑒于此，本文在分析物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)特點(diǎn)的和現(xiàn)有數(shù)據(jù)管理技術(shù)的基礎(chǔ)上，從數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)預(yù)處理與集成、存儲(chǔ)與索引和查詢分析等幾個(gè)方面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了有益的探索。從而管理及用好物聯(lián)網(wǎng)里的數(shù)據(jù)。

一、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析

1、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)涉及領(lǐng)域多，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、老人護(hù)理、個(gè)人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測(cè)、食品溯源、敵情偵查和情報(bào)搜集等多個(gè)領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域都有各自不同的特點(diǎn)，同時(shí)領(lǐng)域之間還有合作。因此物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)具有如下特點(diǎn)：

（1）海量；（2）共享；（3）多樣，包含著關(guān)系型數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、流

數(shù)據(jù)和多維數(shù)據(jù)和無(wú)結(jié)構(gòu)的文檔等；

（4）數(shù)據(jù)有噪聲、不一致、不確定，由于采集的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度受儀器的精度制約，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程（特別是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸）中，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受到帶寬、傳輸延時(shí)、能量等因素影響，而在傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與RFID 應(yīng)用中，周圍環(huán)境也會(huì)影響原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

2、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的組成

物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)有離散的，有連續(xù)的，其中既有已存在的輸入數(shù)據(jù)源，也有在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理的過(guò)程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)和最終結(jié)果數(shù)據(jù)，但大體上可以分為如下幾類：

（1）RFID 標(biāo)簽數(shù)據(jù)：射頻標(biāo)識(shí)是利用無(wú)線電波來(lái)對(duì)物品進(jìn)行識(shí)別和追蹤的的常用技術(shù)，在標(biāo)簽里面存儲(chǔ)著物品的編碼，如EPCGlobal 的EPCCode，此類數(shù)據(jù)多以比較簡(jiǎn)單的元組形式出現(xiàn)（OID，RID，T），表示某個(gè)時(shí)刻某個(gè)閱讀器讀到標(biāo)簽數(shù)據(jù)。

（2）地址/ 唯一名稱數(shù)據(jù)：物聯(lián)網(wǎng)中用來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)物體的有可能是IP 地址，如IPv4 和IPv6，還有可能使用類似于DNS 的層次命名結(jié)構(gòu)如EPCGlobal 的ONS。在底層，有的物品還可能采用簡(jiǎn)單的唯一標(biāo)識(shí)符的方式，比如UUIDs

（Universally Unique Identifiers ）和GUIDs（ Globally Unique Identifiers）。

（3）描述性數(shù)據(jù)：物聯(lián)網(wǎng)中的大部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源于此，是描述物品的基本信息、狀態(tài)過(guò)程信息和體系信息的數(shù)據(jù)或者元數(shù)據(jù)，只有知道這些數(shù)據(jù)才能最大限度的使用物聯(lián)網(wǎng)提供的服務(wù)和便利。

（4）位置和環(huán)境數(shù)據(jù)：這些數(shù)據(jù)有的來(lái)自GPS，有的來(lái)自本地定位系統(tǒng)，如蜂窩基站、Wi-Fi 訪問(wèn)點(diǎn)和電視塔。

（5）傳感器數(shù)據(jù)：這是數(shù)據(jù)進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)的渠道之一，通過(guò)組建無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)用來(lái)監(jiān)測(cè)氣候、溫度、濕度等，是一些多維的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。

（6）歷史數(shù)據(jù)：對(duì)這些數(shù)據(jù)的訪問(wèn)頻率不同，必須對(duì)數(shù)據(jù)分類，制定相應(yīng)保存數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)歸檔的策略。

（7）物理模型：為了提升物聯(lián)網(wǎng)的功能，要包含一些常用的物理模型比如力學(xué)的、光學(xué)的、聲學(xué)的，電磁學(xué)的，以便于對(duì)物理場(chǎng)景的建模和仿真。

（8）設(shè)備的狀態(tài)和命令數(shù)據(jù)：物聯(lián)網(wǎng)可用于遙控設(shè)備，所以物聯(lián)網(wǎng)記錄了大量的命令數(shù)據(jù)以及設(shè)備的實(shí)時(shí)反饋信息，以便于將來(lái)的追蹤和分析。

3、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過(guò)程

物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)過(guò)程如下：

（1）利用射頻識(shí)別、二維碼、傳感器等感知、捕獲、測(cè)量技術(shù)隨時(shí)隨地對(duì)物品進(jìn)行信息采集和獲??；

（2）將物品信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，如EPCGlobal 采用PML文件格式傳輸數(shù)據(jù)。

（3）將物品的信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?，該中心要具有海量感知信息的?jì)算與處理能力，采用云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)資源和計(jì)算能力的分布式共享，為海量信息的高效利用提供支撐。

（4）服務(wù)和應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)的最終價(jià)值體現(xiàn)，各種應(yīng)用通過(guò)訪問(wèn)處理中心獲取物品的詳細(xì)信息。

二、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理

工業(yè)界和學(xué)術(shù)界雖然都把對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究提到一個(gè)很高的程度，但是要想讓物聯(lián)網(wǎng)真正發(fā)揮作用，就要充分利用它的海量數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)潛在的價(jià)值。因此基于云計(jì)算平臺(tái)的信息處理中心對(duì)數(shù)據(jù)的有效管理是物聯(lián)網(wǎng)得以應(yīng)用的關(guān)鍵。

通過(guò)上述物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析可知，物聯(lián)網(wǎng)中存在著結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)如關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)如XML 數(shù)據(jù)，流數(shù)據(jù)如時(shí)間序列數(shù)據(jù)，還有一些文檔、圖片、聲音、視頻等數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)之間又可能存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，采用什么樣的數(shù)據(jù)模型來(lái)有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)的表示、操作和約束，采用什么樣的存儲(chǔ)和索引技術(shù)，采用什么樣的查詢分析方法是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理應(yīng)解決的問(wèn)題，同時(shí)還要解決諸如數(shù)據(jù)保護(hù)、數(shù)據(jù)隱私、數(shù)據(jù)安全性、數(shù)據(jù)歸檔等問(wèn)題。

1、現(xiàn)有數(shù)據(jù)管理技術(shù)分析

現(xiàn)有成熟的數(shù)據(jù)管理技術(shù)是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)管理結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。各種企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)和辦公系統(tǒng)都采取這種方式，常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)如SQL SERVER、ORACLE、MY SQL、DB2 等，這是一種基于二維表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)操作基于嚴(yán)格的數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言SQL，通過(guò)保持事務(wù)的ACID 特性、加鎖機(jī)制、時(shí)間戳、兩階段鎖協(xié)議和并發(fā)控制等來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性和相容性。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是一種模式優(yōu)先的管理方式，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)間的聯(lián)系是經(jīng)過(guò)需求分析已經(jīng)確定好了的，而且數(shù)據(jù)類型和長(zhǎng)度也是在數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)先定義好的。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)源比較單一，就是一系列的二維表，而且在整個(gè)數(shù)據(jù)管理過(guò)程中關(guān)系模式變動(dòng)很少。雖然隨著數(shù)據(jù)量的增大和數(shù)據(jù)異地存儲(chǔ)的需要，又出現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。但是其核心還是關(guān)系型的。

而物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)源形式多樣，沒(méi)有統(tǒng)一的模式，數(shù)據(jù)存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，且聯(lián)系是松散的、滯后的，而人們使用數(shù)據(jù)多以服務(wù)的形式來(lái)調(diào)用，而事務(wù)的ACID 特性不適用于Web 事務(wù)處理，因?yàn)閱蝹€(gè)的Web 服務(wù)本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是自治的并且只負(fù)責(zé)自身的一致性，這就會(huì)和用戶的全局事務(wù)產(chǎn)生沖突，例如預(yù)定一次旅游，不僅要預(yù)定酒店還要預(yù)定機(jī)票，用戶只關(guān)心預(yù)定旅游是否成功，但是預(yù)定機(jī)票和酒店是兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，很有可能其中一項(xiàng)不成功，所以兩階段提交過(guò)程是不可行的。所以不能采用傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)管理物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。

XML是管理半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的常用技術(shù)，具有自描述性，是針對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)的交換提出的，常用來(lái)實(shí)現(xiàn)模式滯后的數(shù)據(jù)集成。XML采用層次性的數(shù)據(jù)模型，通過(guò)XQuery 進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。但是它多用于描述數(shù)據(jù)，如關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)- 元數(shù)據(jù)就是一個(gè)很好的例子，而且XML 采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)在操作實(shí)現(xiàn)方面也不足，重要的是不能處理語(yǔ)義信息。

面對(duì)數(shù)據(jù)管理呈現(xiàn)的特點(diǎn)：海量、共享、多樣性、不確定。工業(yè)界和學(xué)術(shù)界進(jìn)行了新的嘗試。

在云計(jì)算的數(shù)據(jù)管理技術(shù)中最著名的是谷歌提出的BigTable，這是一種為了管理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)可以擴(kuò)展到非常大的規(guī)模，例如在數(shù)千臺(tái)商用服務(wù)器上的達(dá)到PB（ Petabytes）規(guī)模的數(shù)據(jù)，通過(guò)采用

列存儲(chǔ)和用三級(jí)的層次化的方式來(lái)存儲(chǔ)位置信息以提高存取效率和獲得高擴(kuò)展性。這種數(shù)據(jù)管理技術(shù)雖然已經(jīng)投入使用，但是對(duì)類似數(shù)據(jù)庫(kù)中的Join 操作效率太低，表內(nèi)數(shù)據(jù)需要切分存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)類型限定為string 類型過(guò)于簡(jiǎn)單。

數(shù)據(jù)管理面臨的挑戰(zhàn)又產(chǎn)生了一種新的數(shù)據(jù)管理技術(shù)數(shù)據(jù)空間。數(shù)據(jù)空間[9] 是一種從數(shù)據(jù)到模式的管理方式，它不依賴嚴(yán)格的數(shù)據(jù)模式，數(shù)據(jù)模式可以是松散的、滯后的，數(shù)據(jù)模式是在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)主體需求逐步演化出來(lái)的。它由主體、數(shù)據(jù)集和服務(wù)構(gòu)成，其中主體是數(shù)據(jù)空間的擁有者，數(shù)據(jù)集是與主體相關(guān)的所有可控?cái)?shù)據(jù)的集合，它包含對(duì)象以及對(duì)象間的聯(lián)系，數(shù)據(jù)集隨著時(shí)間的推移和業(yè)務(wù)的擴(kuò)展越來(lái)越大，主體通過(guò)服務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)空間進(jìn)行管理，例如數(shù)據(jù)分類、查詢、更新、索引等。但是對(duì)于數(shù)據(jù)空間的研究還處在起步階段，實(shí)現(xiàn)的原型系統(tǒng)還是圍繞個(gè)人數(shù)據(jù)空間管理如文件系統(tǒng)和桌面搜索。

2、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理框架

基于上述物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合現(xiàn)有數(shù)據(jù)管理技術(shù)，本文提出一個(gè)基于云計(jì)算平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理框架，然后從數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)預(yù)處理與集成、數(shù)據(jù)查詢、存儲(chǔ)索引等幾個(gè)方面，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了如圖1 所示的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理框架。該框架主要包括數(shù)據(jù)預(yù)處理與集成、分布式的數(shù)據(jù)中心，其中數(shù)據(jù)中心要解決數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與索引、查詢分析處理等問(wèn)題。

3、數(shù)據(jù)預(yù)處理與集成

這是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理應(yīng)用不可缺少的組成部分。它包含3方面的內(nèi)容：

（1）數(shù)據(jù)清洗，這是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理需要考慮的重要問(wèn)題，要對(duì)不準(zhǔn)確、不精確的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、轉(zhuǎn)換等處理，包括處理缺失值，刪除重復(fù)數(shù)據(jù)等，同時(shí)要考慮物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的特殊性，如采用基于對(duì)監(jiān)控對(duì)象動(dòng)態(tài)聚簇建模和高效的關(guān)聯(lián)度維護(hù)來(lái)估算真實(shí)的小組，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有效的清洗；

（2）將準(zhǔn)確數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為不精確的數(shù)據(jù)或者將細(xì)粒度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為粗粒度數(shù)據(jù)，從而達(dá)到安全和隱私保護(hù)等特殊目的，如采用（k，δ）- 匿名模型 ；

（3）針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)多類型的數(shù)據(jù)源，對(duì)不同的數(shù)據(jù)格式采用不同的數(shù)據(jù)抽取技術(shù)，從特定數(shù)據(jù)項(xiàng)中抽取特征信息按照物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)模型要求進(jìn)行形式化表示，并通過(guò)模式匹配確定數(shù)據(jù)對(duì)象在數(shù)據(jù)中心中是否已經(jīng)存在，以便決定下一步工作，從而完成數(shù)據(jù)集成工作。

面向服務(wù)（SOA）是最近發(fā)展起來(lái)的一種架構(gòu)模型，它具有較高的可靠性和自恢復(fù)能力。它的數(shù)據(jù)交換基于XML，目前Web Service 是實(shí)現(xiàn)SOA 的最佳途徑，以服務(wù)的形式向外界提供靈活多樣的功能。通過(guò)服務(wù)描述語(yǔ)（WSDL），提供對(duì)服務(wù)接口的抽象描述，通過(guò)建立在SOAP 規(guī)范基礎(chǔ)上的消息傳遞機(jī)制實(shí)現(xiàn)服務(wù)間或服務(wù)與應(yīng)用間的信息傳遞。

物聯(lián)網(wǎng)的支撐設(shè)備包括高性能計(jì)算平臺(tái)、海量存儲(chǔ)以及管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)等，數(shù)據(jù)預(yù)處理與集成可采用面向服務(wù)的架構(gòu)，通過(guò)自行創(chuàng)建一組高內(nèi)聚低耦合的服務(wù)或者調(diào)用云計(jì)算平臺(tái)提供的服務(wù)來(lái)完成特定的功能。面向服務(wù)架構(gòu)以及云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，必定促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的集成。

4、數(shù)據(jù)模型

定義與場(chǎng)景相匹配的模型是數(shù)據(jù)管理的首要任務(wù)，數(shù)據(jù)模型包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)約束，是數(shù)據(jù)管理技術(shù)的基礎(chǔ)和核心，它應(yīng)該能夠概括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，提供高效的數(shù)據(jù)服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存在著不確定性，可能世界（Possible World）模型是描述不確定性數(shù)據(jù)的通用模型，該模型包含若干個(gè)可能世界實(shí)例，所有可能世界實(shí)例的發(fā)生概率之和等于1。針對(duì)于具體的應(yīng)用發(fā)展出了各種相應(yīng)的模型，如針對(duì)關(guān)系型數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、流數(shù)據(jù)和多維數(shù)據(jù)的模型。物聯(lián)網(wǎng)中存在著類型多樣的數(shù)據(jù)，不可能用統(tǒng)一的模型來(lái)表，只能分而治之，

將不同類型的數(shù)據(jù)源作為可能實(shí)例，然后再進(jìn)行綜合。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了人與人、人與物、物與物之間的互聯(lián)，以人與物為主體，每個(gè)主體有自己的基本信息如標(biāo)識(shí)、組成、位置、遙感數(shù)據(jù)等，還有與主體相關(guān)的過(guò)程處理等信息，主體與主體之間還存在著聯(lián)系，可以把這些信息建立起一系列資源視圖，形成以主體

為節(jié)點(diǎn)，以主體間聯(lián)系為邊的圖，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)源（如文檔、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、XML文檔、數(shù)據(jù)流等）的統(tǒng)一表示，當(dāng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，轉(zhuǎn)化為對(duì)每種類型數(shù)據(jù)的操作和約束。

5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與索引

有效的存儲(chǔ)和索引技術(shù)能夠大幅提高數(shù)據(jù)管理效率。數(shù)據(jù)中心不僅要存儲(chǔ)內(nèi)容數(shù)據(jù)還要存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)信息。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，采用分布式的方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，主要還是采用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，比如關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、概要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、文檔樹(shù)等，不同類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的地方，關(guān)鍵是如何獲得這些位置信息?？梢圆捎梅謱咏Y(jié)構(gòu)，第一級(jí)為根，包含所有存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的位置信息，第二級(jí)為元數(shù)據(jù)層，每個(gè)元數(shù)據(jù)單元包含著用戶數(shù)據(jù)的位置信息。第三層是具體的用戶數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)分布時(shí)，要全面考慮數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)、數(shù)據(jù)量大小、數(shù)據(jù)間依賴關(guān)系以及數(shù)據(jù)中心間網(wǎng)絡(luò)帶寬等因素。同時(shí)為了提高數(shù)據(jù)的可靠性，要用冗余的方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，即為同一份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多個(gè)副本，同時(shí)要保持?jǐn)?shù)據(jù)的同步性。

6、查詢分析處理

查詢分析處理是數(shù)據(jù)管理的最終目標(biāo)，也是物聯(lián)網(wǎng)價(jià)值的最終體現(xiàn)。查詢分析不僅僅基于關(guān)鍵字的查詢和數(shù)據(jù)模式的結(jié)構(gòu)化查詢，要能通過(guò)數(shù)據(jù)世系、聯(lián)機(jī)分析處理、數(shù)據(jù)挖掘等達(dá)到應(yīng)用的目地。世系是數(shù)據(jù)管理的重要內(nèi)容，可用于

追蹤不同數(shù)據(jù)源間和同一數(shù)據(jù)源內(nèi)部數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和演化過(guò)程，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的冗余性、不一致性可非常嚴(yán)重，追蹤數(shù)據(jù)的世系可以用來(lái)考察數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)核查以及數(shù)據(jù)引用等。

聯(lián)機(jī)分析處理和數(shù)據(jù)挖掘一直是近些年的研究熱點(diǎn)，針對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的分析和挖掘已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，有一定的借鑒性，但是在實(shí)施分析處理和數(shù)據(jù)挖掘時(shí)要充分考慮數(shù)據(jù)的特點(diǎn)以及具體的應(yīng)用。

三、全文總結(jié)

目前在國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)的研究和開(kāi)發(fā)都是熱點(diǎn)，各個(gè)國(guó)家都將物聯(lián)網(wǎng)作為戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)予以重點(diǎn)關(guān)注和推進(jìn)。只有將物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)有效地管理起來(lái)，才能真正發(fā)揮它的作用。本文闡述了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和組成，分析了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理面臨的問(wèn)題，提出了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理框架。但是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理還面臨著重大的挑戰(zhàn)。雖然物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)模型可以采用可能世界模型，但是可能世界實(shí)例呈指數(shù)增長(zhǎng)，遍歷所有可能世界實(shí)例需要耗費(fèi)不可估量的時(shí)空開(kāi)銷；另外物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理雖然可借助于云平臺(tái)，在云基礎(chǔ)架構(gòu)中，物理資源共享也帶來(lái)了新的數(shù)據(jù)安全和隱私危機(jī)；數(shù)據(jù)世系研究雖然取得了很大進(jìn)展，但是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的海量性和不確定性使世系關(guān)系更復(fù)雜。

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