6.物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)概論主講教師：12物聯(lián)網(wǎng)五大關(guān)鍵要素什么決定了IoT的計(jì)算能力？物聯(lián)網(wǎng)硬件平臺1234軟件程序硬件處理單元物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)中間件技術(shù)（介于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間）分布式計(jì)算36.物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算6.36.16.26.4物聯(lián)網(wǎng)硬件平臺物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)中間件技術(shù)分布式計(jì)算IoT中間件技術(shù)：軟件粘合劑SoftwareGlue中間件介于物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序之間的軟件系統(tǒng)IoT中間件的作用物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備多種多樣，自然帶來物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)性；中間件技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間的中介軟件系統(tǒng)，支持物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)成元素，幫助物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較好的適應(yīng)性及安全性。5IoT為什么需要中間件?避免酒后駕駛的做法駕駛者的謹(jǐn)慎自覺以及法律法規(guī)的制定和執(zhí)行小型便攜呼氣分析儀這種可判斷血液乙醇濃度BAC的設(shè)備手動計(jì)算BAC的智能手機(jī)應(yīng)用6以具體物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的創(chuàng)建過程為例局限性需要用戶有更多主動自覺地參與即便用戶能主動自覺，在醉酒狀態(tài)下也有可能喪失自覺主動參與評估的能力7以具體物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的創(chuàng)建過程為例能在用戶醉酒時(shí)發(fā)出警告；可與汽車的點(diǎn)火裝置相結(jié)合，向酒后駕駛者發(fā)出警告，還可強(qiáng)制避免醉酒者駕車的危險(xiǎn)操作。一個(gè)無創(chuàng)、準(zhǔn)確的監(jiān)控系統(tǒng)如何解決？該應(yīng)用能通過研究從智能手表傳感器收集的數(shù)據(jù)對酒精中毒水平進(jìn)行預(yù)測。收集到的數(shù)據(jù)需要本地存儲并傳輸?shù)皆拼鎯M(jìn)行分析。一個(gè)安全的物聯(lián)網(wǎng)BAC應(yīng)用數(shù)據(jù)在處于靜態(tài)存儲（包括本地存儲以及云存儲）及傳輸中都應(yīng)該得到保護(hù)，確保無誤；換言之，應(yīng)確保端到端——從邊緣（傳感器）到云端（數(shù)據(jù)中心）——的安全性。支持本地存儲，以避免將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)皆贫说牟豢深A(yù)測的延遲一個(gè)通用數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)的架構(gòu)數(shù)據(jù)收集+數(shù)據(jù)聚合：由在智能手機(jī)（或智能網(wǎng)關(guān)）上運(yùn)行的應(yīng)用程序負(fù)責(zé)。之后，數(shù)據(jù)被發(fā)送到云端存檔。數(shù)據(jù)分析：完全在云端執(zhí)行，云端有高性能的計(jì)算引擎和各類大數(shù)據(jù)分析及可視化工具，可以支持高質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析。從數(shù)據(jù)分析中得到的模型，會被保存，并作為一個(gè)預(yù)測器被集成到BAC應(yīng)用程序中。8通用的數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)的架構(gòu)通用的數(shù)據(jù)采集和分析過程在智能設(shè)備（手機(jī)或網(wǎng)關(guān)）處，通過傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)聚合后送到云端。在云端，機(jī)器學(xué)習(xí)算法被應(yīng)用于采集到的數(shù)據(jù)，和各種預(yù)測模型（預(yù)測器，Predictor）做比對，確定采集到的傳感器數(shù)據(jù)和已被記錄的BAC數(shù)據(jù)（某種模型）是否存在關(guān)系，以獲得最準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果。9通用的數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)BAC應(yīng)用程序的關(guān)鍵單元BAC

應(yīng)用程序設(shè)備抽象組件流處理和聚合服務(wù)組件監(jiān)視和可視化服務(wù)組件連接組件安全和隱私組件規(guī)則引擎組件10實(shí)現(xiàn)BAC應(yīng)用程序的關(guān)鍵單元

——設(shè)備抽象組件BAC

應(yīng)用程序設(shè)備抽象組件流處理和聚合服務(wù)組件監(jiān)視和可視化服務(wù)組件連接組件安全和隱私組件規(guī)則引擎組件11這是將異構(gòu)設(shè)備虛擬化為BAC應(yīng)用程序的軟件組件，該組件能從與設(shè)備連接的各類可用傳感器獲取數(shù)據(jù)。虛擬化的目的在于，將不同的物理傳感器的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和通信能力細(xì)節(jié)隱藏。實(shí)現(xiàn)BAC應(yīng)用程序的關(guān)鍵軟件單元

——流處理、事件處理和聚合服務(wù)組件BAC

應(yīng)用程序設(shè)備抽象組件流處理和聚合服務(wù)組件監(jiān)視和可視化服務(wù)組件連接組件安全和隱私組件規(guī)則引擎組件12支持BAC應(yīng)用程序和物理設(shè)備之間的實(shí)時(shí)交互。在設(shè)備處，數(shù)據(jù)會經(jīng)常性的產(chǎn)生，并將以時(shí)間戳順序從設(shè)備處以無限流的形式被傳遞到BAC應(yīng)用程序。流處理功能將收集到的大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的可操作的信息，即實(shí)現(xiàn)復(fù)雜事件檢測。聚合功能對原始數(shù)據(jù)再處理，以為后續(xù)分析提供更有意義的數(shù)據(jù)。例如，在收集加速度計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，使用線性加權(quán)平均三個(gè)最近的值，而不是僅僅使用最后的值。實(shí)現(xiàn)BAC應(yīng)用程序的關(guān)鍵軟件單元

——監(jiān)視和可視化服務(wù)組件/連接組件BAC

應(yīng)用程序設(shè)備抽象組件流處理和聚合服務(wù)組件監(jiān)視和可視化服務(wù)組件連接組件安全和隱私組件規(guī)則引擎組件13監(jiān)視和可視化服務(wù)組件。為用戶提供可視化服務(wù)，使得用戶得以監(jiān)視和控制物理設(shè)備的狀態(tài)管理數(shù)據(jù)，決定將數(shù)據(jù)歸檔到云端進(jìn)行進(jìn)一步分析和處理的時(shí)間和頻率。提供通知和訂閱服務(wù)，及時(shí)向用戶發(fā)送物聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。以前面的BAC程序?yàn)槔?，通知和訂閱體現(xiàn)為在判斷為醉酒的情況下發(fā)出警報(bào)。連接組件。支持設(shè)備和云基礎(chǔ)設(shè)施之間無處不在的連接，以支持?jǐn)?shù)據(jù)分析和存檔。實(shí)現(xiàn)BAC應(yīng)用程序的關(guān)鍵軟件單元

——安全和隱私/規(guī)則引擎BAC

應(yīng)用程序設(shè)備抽象組件流處理和聚合服務(wù)組件監(jiān)視和可視化服務(wù)組件連接組件安全和隱私組件規(guī)則引擎組件14安全和隱私組件。該組件能確保收集數(shù)據(jù)（流）的完整性，并確保不侵犯用戶的隱私。用戶只能連接到經(jīng)過身份驗(yàn)證或認(rèn)證的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，并能將收集的數(shù)據(jù)存檔在存儲介質(zhì)中。規(guī)則引擎組件。很多場合下，可能需要將來自不同對象（云端、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、終端設(shè)備）的數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合，得到組合的分析服務(wù)。規(guī)則引擎支持用戶在不進(jìn)行底層編程（low-levelprogramming）的情況下，得到組合分析服務(wù)。IoT為什么需要中間件?環(huán)境監(jiān)控和BAC監(jiān)控的基本需求類似一個(gè)跟蹤建筑物內(nèi)環(huán)境污染的數(shù)據(jù)收集和分析系統(tǒng)也會包含BAC應(yīng)用程序中涉及的多個(gè)計(jì)算單元。負(fù)責(zé)感知數(shù)據(jù)的傳感器可以是Mica（一種傳感器節(jié)點(diǎn)系列）；網(wǎng)關(guān)可以是臺式機(jī)、筆記本電腦或者手機(jī)；收集的數(shù)據(jù)會被推送到云存儲或后端數(shù)據(jù)庫。15以建筑物環(huán)境監(jiān)控應(yīng)用為例小結(jié)：中間件對IoT不可或缺如果沒有中間件軟件，則必須為環(huán)境監(jiān)控和BAC監(jiān)控這兩款應(yīng)用開發(fā)兩個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用程序，不僅增加了開發(fā)成本和時(shí)間，還會令開發(fā)人員面臨數(shù)據(jù)和IoT設(shè)備訪問的安全和隱私方面的額外挑戰(zhàn)。有必要開發(fā)一種開放的、輕量級、適應(yīng)性強(qiáng)、安全的物聯(lián)網(wǎng)中間件，作為連接各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和應(yīng)用程序的橋梁。中間件能使開發(fā)者能夠在不進(jìn)行任何底層編程的情況下，來配置或構(gòu)建一個(gè)新的安全的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，以進(jìn)行和具體應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)收集和分析。16IoT中間件的架構(gòu)

——基于服務(wù)的解決方案采用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（Service-orientedarchitecture,SOA）。該類型允許開發(fā)人員或用戶添加或部署各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備作為服務(wù)。17IoT中間件的架構(gòu)

——基于服務(wù)的解決方案基于服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)是一種高性能的重量級中間件通常部署在云中運(yùn)行的多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，或部署在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和應(yīng)用程序之間的強(qiáng)大網(wǎng)關(guān)上；一般不會部署在資源受限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（如智能手機(jī)）上，也不支持設(shè)備到設(shè)備的通信。18采用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（Serviceorientedarchitecture,SOA）。允許開發(fā)人員或用戶添加或部署各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備作為服務(wù)。IoT中間件的架構(gòu)

——基于云的解決方案采用云架構(gòu)的中間件部署在云端，所提供的功能組件僅限于云端可用，通常以公開的API的形式便于開發(fā)者去訪問（即圖中的白框部分）。云平臺提供的功能組件可能是一個(gè)極高性能的存儲系統(tǒng)；也可能是一個(gè)預(yù)先定義好了監(jiān)視分析工具的強(qiáng)大計(jì)算引擎。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的服務(wù)只在云端可用，并只能通過服務(wù)供應(yīng)商所提供的應(yīng)用程序或云平臺支持的RESTfulAPI（符合典型互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)理念和規(guī)則的接口）來訪問或控制。19該架構(gòu)下，通常會預(yù)先將可能的用戶用例（usecase）確定和編程，開發(fā)者（用戶）的開發(fā)負(fù)擔(dān)被大大減輕，能輕松地連接、收集和解釋數(shù)據(jù)。IoT中間件的架構(gòu)

——基于角色的框架采用基于角色的架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)中間件通常為超輕量級的，可以在架構(gòu)中的任一組成部分處配置，包括感知部分、移動接入部分和云端。中間件的基本計(jì)算單元可以分布在網(wǎng)絡(luò)中（圖中白框所示）。例如，基于角色的中間件可以直接部署在智能手表上，但并不包括提供存儲服務(wù)的角色；當(dāng)需要存儲服務(wù)時(shí)，就從云端的角色庫中下載能夠提供存儲服務(wù)的角色。20該類型采用開放、即插即用的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是以可重用的角色（actor）的身份出現(xiàn)并分布在網(wǎng)絡(luò)中。三種IoT中間件的部署位置基于服務(wù)的IoT中間件一般部署在服務(wù)器或云端?；诮巧腎oT中間件，可以部署在物聯(lián)網(wǎng)的所有位置。基于云的IoT中間件被部署在云端。21典型的IoT中間件22IoT中間件如何將需要連接和訪問的物理設(shè)備抽象化；如何靈活的組合物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)；如何支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)；如何確保收集數(shù)據(jù)的隱私和安全；為創(chuàng)建類似于BAC的應(yīng)用程序應(yīng)該提供什么樣的支持。基于服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)中間件基于云的物聯(lián)網(wǎng)中間件基于角色的物聯(lián)網(wǎng)中間件23LinkSmart(Hydra)一款基于服務(wù)的中間件，適用于網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)，由歐盟資助開發(fā)，后又更名為LinkSmart。LinkSmart可以提供Web服務(wù)，該服務(wù)可以將異構(gòu)的物理設(shè)備合并到應(yīng)用程序中，且并不考慮這些物理設(shè)備究竟采用了什么樣的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（如藍(lán)牙、射頻、ZigBee、RFID、WiFi等）。LinkSmart通過分布式的安全機(jī)制和社會化信任計(jì)算單元來保證相關(guān)設(shè)備和服務(wù)安全可信任。24LinkSmart適用場景LinkSmart適用于三個(gè)特定的應(yīng)用領(lǐng)域：1）家庭自動化；2）醫(yī)療保健；3）農(nóng)業(yè)。提倡使用同構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)（Web服務(wù)）來解決物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的異構(gòu)性，換句話說，將異構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都包裝為Web服務(wù)；比如，可以使用Hydra提供的SDK工具包創(chuàng)建一個(gè)對應(yīng)著智能手表設(shè)備的SmartWatchWeb服務(wù)。Web服務(wù)是需要在能量和功能受限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上運(yùn)行，收集到的數(shù)據(jù)并不是在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上進(jìn)行本地處理或聚合，而是需要傳輸?shù)紿ydra中間件進(jìn)行處理和歸檔。那些對實(shí)時(shí)收集和分析數(shù)據(jù)的需求較高的應(yīng)用程序（比如醫(yī)療監(jiān)護(hù)類應(yīng)用），不太適合選擇Hydra作為中間件。LinkSmart不是一個(gè)能夠讓消費(fèi)者快速搜索、創(chuàng)建和部署數(shù)據(jù)收集和分析類應(yīng)用程序的平臺。Hydra更適合于企業(yè)級的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序與平臺已經(jīng)支持的一組靜態(tài)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備已經(jīng)形成長期且緊密的耦合。25GSN一款基于服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)中間件，旨在為異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的靈活集成、共享和部署提供統(tǒng)一的平臺。支持虛擬傳感器抽象（virtualsensorabstraction），以允許用戶或開發(fā)者利用基于XML的部署描述符來部署一個(gè)物理傳感器。GSN與LinkSmart類似，所有收集到的數(shù)據(jù)都傳輸?shù)街虚g件進(jìn)行處理和歸檔。GSN并不是專門設(shè)計(jì)以嵌入到受功率和計(jì)算能力受限的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（如智能手機(jī)或RasperryPI）的，因此也不會執(zhí)行本地處理或數(shù)據(jù)聚合。26基于服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)中間件基于云的物聯(lián)網(wǎng)中間件基于角色的物聯(lián)網(wǎng)中間件27GoogleFit一個(gè)開放的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，它是一個(gè)基于云的物聯(lián)網(wǎng)中間件，允許用戶控制他們的健身數(shù)據(jù)并從一個(gè)中心位置構(gòu)建健身應(yīng)用程序。與GoogleFit有類似目標(biāo)的是蘋果的HealthKit。GoogleFit作為物聯(lián)網(wǎng)中間件，可以較方便地構(gòu)建一個(gè)預(yù)先定義好的應(yīng)用程序，比如，可穿戴健身設(shè)備的數(shù)據(jù)跟蹤。健身商店（FitnessStore），它是一個(gè)云存儲服務(wù)，用于存儲來自各種設(shè)備和應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。傳感器框架——由一組用于將第三方物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接到其存儲的API組成。例如，它提供的API可以用于訂閱特定健身數(shù)據(jù)類型或特定健身源（例如Fitbit或SmartWatch）從特定源（例如SmartWatch）查詢歷史數(shù)據(jù)或持續(xù)記錄傳感器數(shù)據(jù)權(quán)限和用戶控制模塊，在googlefit的應(yīng)用程序能夠讀取或存儲收集的數(shù)據(jù)之前，通過提示用戶同意，以此保證數(shù)據(jù)的隱私和安全性。2829GoogleFitnessStore30GoogleFit適用場景GoogleFit目前只支持通過低功耗藍(lán)牙技術(shù)（BLE）通信的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。如果要添加依賴其它通信技術(shù)（比如WiFi）的健身傳感器類型，需開發(fā)者進(jìn)行較為復(fù)雜的編程才能實(shí)現(xiàn)。因此，其應(yīng)用范圍很窄，并沒有為一般性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)收集、合成和分析提供框架。其提供的服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能也僅限于掃描附近的BLE設(shè)備。隱私、安全和不可預(yù)知的延遲方面存在不少問題用戶必須委托GoogleFit來管理他們的私人數(shù)據(jù)。31Xively一個(gè)基于公共云的物聯(lián)網(wǎng)中間件平臺服務(wù)。Xively能幫助開發(fā)者或客戶將物理傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖鞲衅鳎⑵淇焖俸唵蔚剡B接到Xively的物聯(lián)網(wǎng)云平臺。Xively提供了一個(gè)基于Web的應(yīng)用程序，能將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備快速連接到它的云，并從設(shè)備收集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存到云端后，Xively允許用戶使用工具隨時(shí)隨地輕松地從云端提取數(shù)據(jù)。Xively的主要用途是連接用戶選擇的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，并以可擴(kuò)展的方式將收集到的數(shù)據(jù)存儲在云上。Xively還提供時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫服務(wù)，可以支持快速數(shù)據(jù)存儲和檢索。Xively提供了許多工具和資源，令開發(fā)者可以使用這些工具和資源連接傳感器并從這些傳感器收集數(shù)據(jù)。例如，它為將收集的數(shù)據(jù)集成到商業(yè)企業(yè)軟件（如客戶關(guān)系管理、企業(yè)資源規(guī)劃和商業(yè)智能）提供了適配器。還提供了目錄服務(wù)（directoryservice），用于查找適當(dāng)?shù)姆?wù)，即提供服務(wù)發(fā)現(xiàn)（servicediscovery）的功能。32Xively適用場景跟GoogleFit的弊端類似，想基于Xively組成一個(gè)能關(guān)聯(lián)來自多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備源的數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，且并不進(jìn)行大量的編程，并不是太容易。提供與GoogleFit類似的功能；不同之處在于，相對于GoogleFit，Xively涵蓋了更加多樣化的設(shè)備，并包括與企業(yè)級服務(wù)的集成。和GoogleFit類似，面向商業(yè)用戶時(shí)，在安全、隱私和延遲方面存在問題。33基于服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)中間件基于云的物聯(lián)網(wǎng)中間件基于角色的物聯(lián)網(wǎng)中間件34Paraimpu一款具備社交意識（socialaware）的物聯(lián)網(wǎng)中間件，允許消費(fèi)者添加、使用、共享和互連他們的RESTful物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。Paraimpu將實(shí)體的“物”映射為抽象的傳感器（sensors）或執(zhí)行器（actuators）。“抽象傳感器”可以是任何能夠生成相關(guān)類型的數(shù)據(jù)（文本、數(shù)字、JSON、XML等）的事物，“抽象執(zhí)行器”可以是任何能夠根據(jù)傳感器生成的數(shù)據(jù)來執(zhí)行操作的事物。Paraimpu還提供事物之間的連接（connection）的抽象。這樣，用戶就能使用Javascript組成簡單的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。Paraimpu中的所有傳感器和執(zhí)行器都被表示為RESTful資源，并使用JSON格式來進(jìn)行設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。架構(gòu)可以擴(kuò)展，從而達(dá)到構(gòu)建可擴(kuò)展的云基礎(chǔ)設(shè)施的目的。35基于中間件的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在意大利的T酒店，一個(gè)被稱為“Tlight”的社交物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為人們帶來有趣味的互動體驗(yàn)。這個(gè)應(yīng)用就是基于Paraimpu實(shí)現(xiàn)的。人們可以在推特上發(fā)布一條帶有“THotel”標(biāo)簽的推文，并在推文中使用“red,blue,green,orange,yellow,white,cyan,wave,different,couple,full,pulseerandom”等關(guān)鍵詞。推文可以被抽象傳感器TwitterParaimpuSensor讀取，該傳感器被連接到抽象執(zhí)行器ParaimpuMax/MSP13Actuator上，該執(zhí)行器能驅(qū)動燈光做出推文數(shù)據(jù)指定的反應(yīng)。還有一些社交物聯(lián)網(wǎng)的有趣案例，例如，當(dāng)來自溫度傳感器T的溫度數(shù)據(jù)值小于5，在Facebook上發(fā)布“冬天來了”。又如，當(dāng)哮喘病人按規(guī)定服藥的動作被傳感器識別，一條附帶時(shí)間的推文“別擔(dān)心，我已服用哮喘藥”被自動發(fā)送到病人的推特賬戶，并能被親人和醫(yī)生讀取。36CalvinCalvin是愛立信主導(dǎo)開發(fā)的開源物聯(lián)網(wǎng)中間件，旨在為能力和能量受限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供一個(gè)統(tǒng)一的輕量級可移植編程模型。Calvin采用混合的框架，將面向角色的模型和基于流的計(jì)算的概念結(jié)合起來，以構(gòu)建和管理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。用Calvin構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，關(guān)鍵要理解角色（actor）這個(gè)抽象概念。角色，即是一個(gè)可重用的軟件組件，可以表示設(shè)備、計(jì)算或服務(wù)。角色的接口由其輸入和輸出端口定義。角色通過生成輸出對輸入進(jìn)行響應(yīng)，而不是像傳統(tǒng)的面向?qū)ο竽Ｐ椭心菢?，通過返回值對方法調(diào)用進(jìn)行響應(yīng)。Calvin角色模型還隱藏了設(shè)備之間的底層通信協(xié)議，不管物理連接是如何完成，各個(gè)角色之間都通過端口進(jìn)行連接和通信。為了方便對于角色的編程，Calvin配有專屬的腳本語言版本。Calvin提倡一個(gè)規(guī)范的應(yīng)用程序開發(fā)過程，包括描述、連接、部署和管理，以改進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的開發(fā)過程。Calvin是一款輕量的物聯(lián)網(wǎng)中間件，它可以在邊緣設(shè)備（即終端設(shè)備）上運(yùn)行，以最大限度地減少延遲，并在需要時(shí)充分利用云端可用的計(jì)算能力。37C