基于分布式處理技術的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫研究和設計

摘要：針對物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)庫管理問題，通過對物聯(lián)網(wǎng)技術的研究，結合分布式處理技術、P2P(對等網(wǎng))點云計算技術，提出了一個基于分布式處理技術的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫設計方法。在此以醫(yī)療系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)為例，驗證了該方法在一定程度上能夠解決物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)庫管理問題，從而為物聯(lián)網(wǎng)技術與數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡技術、中間件技術等的技術結合提供了技術支撐。
關鍵詞：數(shù)據(jù)庫技術；分布式處理技術；云計算；物聯(lián)網(wǎng)

0 引言
物聯(lián)網(wǎng)是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一個巨大網(wǎng)絡。從這個定義可以看出，物聯(lián)網(wǎng)的開展具有規(guī)模性、廣泛參與性、管理性、技術性、物的屬性等特征，需要各行各業(yè)的參與。物聯(lián)網(wǎng)技術是一項綜合性的技術，其中非常重要的是RFID電子標簽技術。以簡單RFID系統(tǒng)為基礎，結合已有的網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術、中間件技術等，構筑一個由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器和無數(shù)移動的標簽組成的、比Internet更為龐大的物聯(lián)網(wǎng)已成為RFID技術發(fā)展趨勢，這使得物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)庫管理問題成為了物聯(lián)網(wǎng)技術研究中的挑戰(zhàn)性問題之一，已引起了國際學術界和工程界的高度關注。本文針對物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)庫管理問題，通過對物聯(lián)網(wǎng)技術的研究，并結合分布式數(shù)據(jù)庫技術、P2P(對等網(wǎng))點云計算技術，提出了基于分布式處理技術的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫管理方法，并探索將其應用于醫(yī)療系統(tǒng)中。

1 基礎理論
1．1 混合模型
物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)構成的應用系統(tǒng)和應用實例是深入研究物聯(lián)網(wǎng)體系結構的基礎。本文針對醫(yī)療系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)采用有源CPS(網(wǎng)絡化物理系統(tǒng))結點和具備聯(lián)網(wǎng)和控制能力的互聯(lián)網(wǎng)CPS結點的混合模型(如圖1所示)進行設計。這使得該系統(tǒng)不但具有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中特有的時間和空間的控制能力，還擁有物聯(lián)網(wǎng)專用的安全性和可靠性的控制體系?；ヂ?lián)網(wǎng)CPS結點具有不間斷電源，不具備移動性，又具有感知能力，具有較強的存儲、計算和聯(lián)網(wǎng)能力，可以提供H2T，H2H連接。

1．2 分布式數(shù)據(jù)庫
分布式數(shù)據(jù)庫(Distributed DataBase，DDB)是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術與網(wǎng)絡技術相結合的產(chǎn)物。近年來，分布式數(shù)據(jù)庫的快速關聯(lián)規(guī)則挖掘算法、精簡頻繁模式集和關聯(lián)規(guī)則的安全挖掘算法以及事務流的動態(tài)可串行調度算法等都是該領域的研究熱點。一個分布式數(shù)據(jù)庫是物理上分散在計算機網(wǎng)絡各結點上，但在邏輯上屬于同一系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集合，如圖2所示。它具有局部自治與全局共享性、數(shù)據(jù)的冗余性、數(shù)據(jù)的獨立性、系統(tǒng)的透明性等特點。分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DDBMS)支持分布式數(shù)據(jù)庫的建立、使用與維護，負責實現(xiàn)局部數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)通信、分布式數(shù)據(jù)管理以及數(shù)據(jù)字典管理等功能。數(shù)據(jù)庫技術與網(wǎng)絡通信技術、人工智能技術、面向對象程序設計技術、并行計算技術等互相滲透，互相結合，成為當前數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展的主要特征。