物聯(lián)網(wǎng)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲與共享策略的思考

王瑾

摘要：研究物聯(lián)網(wǎng)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲以及共享策略，能夠有效提高數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)共享的質(zhì)量。基于此，文章首先簡單介紹物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。其次，分析物聯(lián)網(wǎng)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲的方法，其中主要包括知識密度的應(yīng)用、預(yù)處理技術(shù)以及數(shù)據(jù)分布3方面內(nèi)容。最后，研究物聯(lián)網(wǎng)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)共享策略，其中主要包括基于設(shè)計準則的數(shù)據(jù)共享策略、基于物聯(lián)網(wǎng)標識平臺的數(shù)據(jù)共享策略兩方面內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；異構(gòu)數(shù)據(jù)；共享策略

隨著時代的不斷發(fā)展，我國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)也得到了一定的發(fā)展，雖然目前該行業(yè)涉及的范圍較廣，但是整體上仍然處于發(fā)展的初期階段，在此過程中需要重點解決物聯(lián)網(wǎng)中信息存儲發(fā)展的智能化問題。目前物聯(lián)網(wǎng)在異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲共享的過程中仍然存在較多需要完善的地方，為了保證物聯(lián)網(wǎng)整體的發(fā)展質(zhì)量，需要根據(jù)實際物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過程中存在的問題制定解決方案，這種方式能夠保證物聯(lián)網(wǎng)信息存儲以及信息共享的質(zhì)量。

1 物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

在實際運行中主要可以將物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)分為以下幾方面內(nèi)容，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層以及應(yīng)用層。其中信息服務(wù)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)層中，主要負責存儲大量的異構(gòu)數(shù)據(jù)，并將其應(yīng)用在各種服務(wù)中，最終達到提供多樣化服務(wù)的目的，同時也是物聯(lián)網(wǎng)正常運行的前提條件。在信息服務(wù)系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)信息采樣功能、智能追蹤功能、監(jiān)控功能以及管理功能幾方面內(nèi)容，由此可以看出新信息服務(wù)系統(tǒng)對物聯(lián)網(wǎng)正常運行的重要性。物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)主要由安全控制系統(tǒng)、共享空間系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)構(gòu)成，其中感知設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)通過其中的數(shù)據(jù)接口進入到原始數(shù)據(jù)層中，原始數(shù)據(jù)、加工數(shù)據(jù)以及元數(shù)據(jù)共同組成系統(tǒng)中的共享空間。另外，本地應(yīng)用、外部應(yīng)用以及外部信息服務(wù)系統(tǒng)通過系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)應(yīng)用接口進入到持久數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中，將其中包含的數(shù)據(jù)進行存儲。數(shù)據(jù)正是通過這種方式在信息服務(wù)系統(tǒng)中進行相互傳輸，不同系統(tǒng)板塊中對應(yīng)的系統(tǒng)功能也不同，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化的信息服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)在實際應(yīng)用過程中具有多源異構(gòu)、規(guī)模大、時空關(guān)聯(lián)性強、冗余度高等特點，目前研究的重點在物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)中的時空關(guān)聯(lián)以及事件查詢等方面內(nèi)容，已經(jīng)取得了一定的研究成果。但是在海量異構(gòu)存儲方面，仍然存在存儲性能低以及數(shù)據(jù)共享難度高等問題，不能達到物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲的要求，在實際應(yīng)用過程中非常容易出現(xiàn)信息孤島等現(xiàn)象，嚴重影響物聯(lián)網(wǎng)的整體運行質(zhì)量[1]。

2 物聯(lián)網(wǎng)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲方法

2.1 知識密度的應(yīng)用

文件系統(tǒng)存儲技術(shù)在實際應(yīng)用過程中經(jīng)常采用分布式文件系統(tǒng)存儲的方式，在此過程中，需要在本地文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上建立物聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)，這種建立方式能夠?qū)⑽?/p>

聯(lián)網(wǎng)的存儲點相互連接。也就是說，將系統(tǒng)中獨立運行的節(jié)點相互組合，最終形成一個整體，并對其中的資源進行統(tǒng)一管理，這種方式能夠在統(tǒng)一時間為多個用戶提供數(shù)據(jù)文件，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，同時還能夠有效控制物聯(lián)網(wǎng)中的空間動態(tài)拓展問題。但是為了保證數(shù)據(jù)的存儲質(zhì)量，還需要對其中的知識密度展開分析，知識密度指的是完整表達特定信息的過程中，需要的數(shù)據(jù)量和原始數(shù)據(jù)量之間的比值，通常情況下用小數(shù)的形式表示。物聯(lián)網(wǎng)中知識密度的大小通常由知識對象決定。以網(wǎng)絡(luò)中的音頻傳輸為例，要想得到不同時間段音頻的大小，則需要確定音頻中的聲音序列。假如音頻的大小為1 kB，共占14個字節(jié)，則其中的知識密度就是0.0137。

2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)主要包括以下幾方面內(nèi)容。

2.2.1 數(shù)據(jù)的分類處理

在此過程中的分類對象為系統(tǒng)中的原始采樣數(shù)據(jù)，主要被分為兩類，其中第一類為輕量級的數(shù)據(jù)，主要包括數(shù)據(jù)的數(shù)值型和字符型，這類數(shù)據(jù)在實際使用中的特點就是傳輸成本低、使用的空間小。另一類是多媒體數(shù)據(jù)，主要包括視頻數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)以及信號數(shù)據(jù)等，這種類型的數(shù)據(jù)在實際應(yīng)用過程中主要具有需要的存儲空間大等特點，在數(shù)據(jù)預(yù)處理的過程中，針對不同種類型的數(shù)據(jù)，需要采用不同的數(shù)據(jù)處理方式。

2.2.2 增加知識密度

這種方式是提高存儲質(zhì)量的主要方式，該種手段經(jīng)常使用在多媒體數(shù)據(jù)中，由于多媒體數(shù)據(jù)在存儲的過程中需要大量的空間，其中的知識密度較低，因此為了在保證存儲質(zhì)量的同時，縮小存儲空間，必須對其實施量化處理，將其中有價值的部分提取出來，對其中的關(guān)鍵詞和關(guān)鍵信息進行處理，這種方式能夠大大提高數(shù)據(jù)的使用效率。

在此過程中需要將多媒體數(shù)據(jù)分為兩類，其中第一類為興趣值，該類數(shù)據(jù)指的用戶在一定范圍內(nèi)最關(guān)心的數(shù)據(jù)值，例如在交通系統(tǒng)中，所對應(yīng)的數(shù)據(jù)值為車輛的違規(guī)數(shù)量以及車牌號等，縮小有效數(shù)據(jù)的范圍。第二類為摘要值，這種類型的數(shù)據(jù)指的是多媒體數(shù)據(jù)的簡略描述，這種數(shù)據(jù)中的知識密度為0，通常情況下起到輔助作用。在實際生活中，要想判斷兩個圖片的相似程度，可以通過數(shù)據(jù)中的摘要值進行判斷。

2.3 數(shù)據(jù)分布

數(shù)據(jù)分布主要包括以下幾方面內(nèi)容。

2.3.1 數(shù)據(jù)類型的劃分

數(shù)據(jù)存儲類型可以分為高集能存儲以及分離存儲，其中分離存儲需要設(shè)置一個主集群和一個副集群，這兩個集群在實際運行中具有較強的獨立性，各自包含一個數(shù)據(jù)庫。在此過程中，需要將多媒體數(shù)據(jù)存在其中的副集群中，采用這種存儲方式的主要原因是外界用戶對副集群的感知程度較低，在此過程中，這兩個集群可以實施數(shù)據(jù)傳輸。多媒體數(shù)據(jù)與輕量化數(shù)據(jù)表面上存在于兩個集群之中，但是在邏輯中仍然屬于一個集群。

2.3.2 數(shù)據(jù)庫

系統(tǒng)中采用的存儲方式主要為分布式，在此過程中存儲的數(shù)據(jù)達到一定數(shù)量時，必須實施數(shù)據(jù)分片，將其中的數(shù)據(jù)分布到不同的機器中，在這種方式中，集群的獨立運行能力較強，可以不依靠服務(wù)器進行數(shù)據(jù)存儲。另外，采用數(shù)據(jù)分片的方式能夠提升自身的數(shù)據(jù)存儲能力以及系統(tǒng)應(yīng)用性能，但是在此過程中需要注意，需要根據(jù)實際情況制定科學的應(yīng)用方案，否則會出現(xiàn)降低系統(tǒng)使用性能的現(xiàn)象。如果數(shù)據(jù)的規(guī)模較小，則不需要數(shù)據(jù)分片處理，避免出現(xiàn)時間浪費的現(xiàn)象[2]。

3 物聯(lián)網(wǎng)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)共享策略

3.1 基于設(shè)計準則的數(shù)據(jù)共享策略

在該種設(shè)計準則中，所有能夠被命名的數(shù)據(jù)都可以叫作抽象資源，其中主要包括網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息、連接信息、計算信息以及存儲信息、物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)關(guān)以及感知網(wǎng)絡(luò)等，涉及的范圍較廣。為了提高資源管理的質(zhì)量，需要采用層次化管理的方式，其中主要包括實體級、應(yīng)用級以及系統(tǒng)級3方面內(nèi)容，實體級指的是其中的資源都是獨立的實體資源，其中主要包括對象資源、索引資源以及知識資源等。應(yīng)用級指的是一些資源的結(jié)合體，在此過程中存在多個感知對象，其中一個集合體中的資源等級也相同。系統(tǒng)級主要指的是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)層中的數(shù)據(jù)資源。

在這種數(shù)據(jù)共享策略中，主要包括資源層級關(guān)系和資源類型關(guān)系兩種，資源層級關(guān)系中主要包括系統(tǒng)級、應(yīng)用級以及實體級，其中信息服務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)屬于系統(tǒng)級，各個應(yīng)用系統(tǒng)屬于應(yīng)用級，各個數(shù)據(jù)實體屬于實體級。資源類型管關(guān)系中主要包括索引資源、對象資源、知識資源等，其中索引資源將數(shù)據(jù)信息共享到對象資源中，對象資源再將數(shù)據(jù)信息分別傳輸給感知數(shù)據(jù)以及知識資源，再由知識資源生成最終的數(shù)據(jù)。除了這種數(shù)據(jù)生成方式之外，索引資源可以直接將數(shù)據(jù)信息共享到知識資源中，由知識資源直接生成數(shù)據(jù)，以上兩種方式都能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)生成。

3.2 基于物聯(lián)網(wǎng)標識平臺的數(shù)據(jù)共享策略

利用這種方式能對物聯(lián)網(wǎng)中大量的數(shù)據(jù)資源進行標識管理，首先需要發(fā)現(xiàn)資源和定位資源，在此過程中需要確定系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存在的位置，找出該資源生命周期中存在的所有資源，從而建立一個獨立的信息服務(wù)系統(tǒng)。在商品生命周期生產(chǎn)以及物流銷售環(huán)節(jié)中可以利用這種方式。利用物聯(lián)網(wǎng)中的異構(gòu)標識，能夠?qū)?shù)據(jù)進行編碼，主要組成結(jié)構(gòu)為標準碼加上物品碼，標準碼主要負責編碼格式的識別。其次，協(xié)調(diào)工作流程，在此過程中，主要的工作流程包括注冊信息、映射處理以及資源檢索，其中注冊信息主要包括資源得標識信息、物品中的標準碼以及數(shù)據(jù)的描述信息等。映射處理指的是在資源收集完成之后，采用統(tǒng)一資源標識符（Uniform Resource Identifier， URI）的方式對數(shù)據(jù)進行映射處理，保證信息注冊的完整度。最終，資源檢索指的是利用檢索系統(tǒng)對系統(tǒng)中的資源進行檢索，保證最終數(shù)據(jù)共享的質(zhì)量。由此可以看出，在制定數(shù)據(jù)共享策略的過程中，需要根據(jù)實際情況制定不同的數(shù)據(jù)共享方案，采用這種方式制定的數(shù)據(jù)共享策略具有較強的針對性以及應(yīng)用價值。除此之外，還要充分考慮其中的影響因素，降低其對系統(tǒng)正常運行的影響[3]。

4 結(jié)語

隨著人們對物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)注程度越來越局，如何提高物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)共享的質(zhì)量，成為有關(guān)人員關(guān)注的重點問題。本文通過研究物聯(lián)網(wǎng)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲以及共享策略發(fā)現(xiàn)，對其進行研究，不僅能夠提高物聯(lián)信息存儲的質(zhì)量，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)實時信息共享。由此可以看出，研究物聯(lián)網(wǎng)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲以及共享策略，能夠為今后物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)共享的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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