RFID 無線感測網(wǎng)路復(fù)雜事件處理新趨勢

　　由于微機(jī)電技術(shù)的發(fā)展，使得微小的感測器也能具有無線通訊的能力。相關(guān)的應(yīng)用常是為了收集不同或高量的資料而布建大規(guī)模的感測器，例如將數(shù)萬的感測器散布于森林中作為火災(zāi)的判定；或?qū)⒏袦y器節(jié)點(diǎn)布建在房屋中做為人體健康的監(jiān)測。在WSAN(WirelessSensorAreaNetwork)環(huán)境中，為數(shù)眾多的感測節(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生出的大量事件，必定會讓整個(gè)系統(tǒng)效能有所延遲，并且如何有效管理這些事件，能更有效的快速產(chǎn)生回應(yīng)，已成為重要的議題。

　　事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

　　毫無疑問地，不論個(gè)人或組織，每天都不斷面臨到新事件的發(fā)生與其采取的對策，這個(gè)過程即所謂的事件驅(qū)動(dòng)，而事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，則是根據(jù)自身的能力與經(jīng)驗(yàn)值，去反應(yīng)這個(gè)世界上任何一個(gè)對他們所造成的機(jī)會或威脅。以非洲草原上的羚羊?yàn)槔?，每天運(yùn)用他們的感官去感知去覓食，同時(shí)依其感應(yīng)避開可能有獅子危險(xiǎn)地帶。

　　近年來服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)已無法滿足日益復(fù)雜的IT系統(tǒng)流程活動(dòng)，處理的單元從服務(wù)流程演進(jìn)到以事件為基礎(chǔ)的架構(gòu)。事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)(Event-DrivenArchitecture,EDA)因此應(yīng)運(yùn)而生。一個(gè)事件可以看作是在一個(gè)系統(tǒng)中可觀察到的狀態(tài)改變。例如下一筆訂單、RFID感測器回報(bào)的訊息。在事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)中包含了兩個(gè)部份，事件產(chǎn)生者、事件消費(fèi)者。事件產(chǎn)生者發(fā)布訊息給管理者，而事件消費(fèi)者則向管理者訂閱訊息，事件則觸發(fā)了下一個(gè)事件或是服務(wù)(services)，當(dāng)某個(gè)事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)及做出相對應(yīng)的動(dòng)作。

　　事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)主要的目的，即在于IT系統(tǒng)如何能針對威脅和機(jī)會種種事件，在很短的時(shí)間內(nèi)立即做出反應(yīng)。所以在整個(gè)事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)來說主要的特性可以分為三項(xiàng)：感知、分析、反應(yīng)。當(dāng)某一個(gè)事件產(chǎn)生即觸發(fā)下一個(gè)事件。事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)不僅可以依訊息發(fā)送端決定目的，更可以動(dòng)態(tài)依據(jù)訊息內(nèi)容決定后續(xù)流程。更能靈活符合日益復(fù)雜的商業(yè)邏輯架構(gòu)。

圖1、感知分析反應(yīng)循環(huán)圖

復(fù)雜事件架構(gòu)

　　復(fù)雜事件最早是由史丹佛大學(xué)的DavidLuckham教授與BrianFrasca教授于1998年發(fā)表的一篇論文ComplexEventProcessinginDistributedSystems當(dāng)中所提出。主要的概念即是在事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)下，根據(jù)簡單事件、事件串流處理(EventStreamingProcessing)以及復(fù)雜事件(ComplexEvent)以上這些概念融合而成。以目的從事件云(EventCloud)中找出有意義的事件，使得IT架構(gòu)可以更能彈性使用事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，并且能使企業(yè)更能快速的開發(fā)出更復(fù)雜的邏輯架構(gòu)。

　　復(fù)雜事件處理中，結(jié)合簡單事件、事件串流處理(EventStreamingProcessing)以及復(fù)合事件(ComplexEvent)。如圖2所示，相較于簡單事件，復(fù)雜事件處理不僅處理單一的事件，也處理由多個(gè)事件所組成的復(fù)合事件。復(fù)雜事件處理監(jiān)測分析事件流(Eventstreaming)，當(dāng)特定事件發(fā)生時(shí)去觸發(fā)某些動(dòng)作。

圖2、復(fù)雜事件階層概念圖

復(fù)雜事件處理可看作一種處理串流(Streaming)的資料庫處理。在關(guān)聯(lián)式資料庫中所處理的資料是有許多值(Row)的資料表(table)，復(fù)雜事件處理將事件串流當(dāng)作是資料表來處理，事件類型里的屬性相當(dāng)于資料表的欄位。以往使用關(guān)聯(lián)式資料庫的時(shí)候是將資料先存入關(guān)聯(lián)式資料庫后，再用SQL語法將資料庫里的資料表做處理。使用復(fù)雜事件處理則把處理資料的過程往前，不用透過存入的動(dòng)作就在串流中將事件做處理。

　　在復(fù)雜事件處理中，為了要達(dá)到高吞吐量(throughput)、高度利用性(Availability)、以及低度延遲(Latency)，讓企業(yè)能夠達(dá)到即時(shí)決策。因此在處理事件的方式上采用事件處理語言(EventProcessingLanguage：EPL)為一SQL-Like的語言。此種語言透過時(shí)間或以視窗（Window:事件串流的一部分）來擴(kuò)展原本的SQL語言，使得此種語言可以存取目前或是過去歷史的狀態(tài)資訊，方便地對事件串流提供復(fù)雜的邏輯處理，使事件串流在記憶體中做模式比對處理以及查詢。這些過程中，都在記憶體內(nèi)進(jìn)行，不須經(jīng)由存取像是硬碟的儲存裝置的方式，減少I/O，降低傳統(tǒng)資料庫管理系統(tǒng)對儲存裝置的依賴所造成的延遲。讓復(fù)雜事件處理展現(xiàn)對大量從事件云里所形成的事件串流有著高度的處理效能。

　　更快地做出相對應(yīng)的動(dòng)作

　　《三國志?魏書?郭嘉傳》：兵貴神速。我們不禁要問，當(dāng)前IT的軟體技術(shù)要如何處理這些資訊來達(dá)到我們所想要的即時(shí)效果？十年前也許我們只需要應(yīng)付DOS系統(tǒng)所產(chǎn)生的簡單事件，十年后的今天資訊科技的事件不但在各種個(gè)人裝置上，同時(shí)也在各個(gè)供應(yīng)商方面大量產(chǎn)生。為了達(dá)到即時(shí)的需求應(yīng)付這樣大量的事件。以往企業(yè)使用資料探勘，資料倉儲等等技術(shù)來建立所謂的商業(yè)智慧，現(xiàn)在復(fù)雜事件處理采用了事件串流處理(EventStreamProcessing)的技巧。本來將資料處理要經(jīng)由固定的儲存媒體，事件串流處理將事件處理通通移到記憶體中做處理來提供商業(yè)智慧真正即時(shí)的決策支援。

圖3、事件串流處理比較圖圖4、串流事件處理圖

圖5、應(yīng)用復(fù)雜事件架構(gòu)之處理引擎范例

　　未來發(fā)展

　　短距離的無線區(qū)域感測網(wǎng)路(WirelessSensorAreaNetwork)逐漸成為目前熱門的無線通訊應(yīng)用市場。WSAN指在特定空間或區(qū)域下散布的無線感測控制節(jié)點(diǎn)所組成的網(wǎng)路。過去的應(yīng)用當(dāng)中，并無大量傳輸資料的需求且常用實(shí)體線路來布建。近年來由于無線區(qū)域感測網(wǎng)路發(fā)展?jié)u趨成熟而所需的無線設(shè)備，有著價(jià)格低廉，體積小巧，所需電力極少。WSAN可以在許多資料不方便使用實(shí)體線路作為傳輸?shù)沫h(huán)境中，達(dá)到低廉且低耗能的方式使用無線網(wǎng)路傳輸替代實(shí)體線路，來完成更多樣性的應(yīng)用。如國土安全監(jiān)測、智慧型居住空間等等。

　　過往使用感測器的環(huán)境下，使用感測器的種類較少，只需要做簡單的處理即可。隨著無線網(wǎng)路在感測器方面的發(fā)展，大量且大規(guī)模的異種感測器常需整合在一個(gè)區(qū)域網(wǎng)路中。由于需要整合多種不同的資料流來做監(jiān)督、分析，將使系統(tǒng)邏輯變的更復(fù)雜，且大量的存取資料庫，整體效能也會有所降低。但使用復(fù)雜事件架構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測、分析等處理，則可讓原本都是各自獨(dú)立的資料產(chǎn)生新的關(guān)聯(lián)性，并觸發(fā)新的動(dòng)作來應(yīng)對。

　　WSAN的基本功能為控制、監(jiān)督、及追蹤并且多為環(huán)境型的固定應(yīng)用。未來將會有更多在商業(yè)市場上的需求，例如火警偵測、大樓照明自動(dòng)化、智慧型住宅、交通流量控制管理等等。相對地來說，如何能在這些應(yīng)用當(dāng)中，做出更快的反應(yīng)、執(zhí)行更復(fù)雜的邏輯，將成為未來在無線感測網(wǎng)路當(dāng)中的一大議題。復(fù)雜事件處理以事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)為基礎(chǔ)，使用事件串流在記憶體內(nèi)做處理，較以往要從資料庫中取出資料再進(jìn)行運(yùn)算后回存回資料庫，再由系統(tǒng)或訂閱資訊者取出資料更能節(jié)省時(shí)間，開發(fā)者只要編寫EPL就能執(zhí)行復(fù)雜的邏輯去對事件流做運(yùn)算。大大簡化開發(fā)流程。

　　最后，開放地理聯(lián)合組織(OpenGeospatialConsortium)發(fā)展一系列有關(guān)感測器的Web規(guī)范(SensorWebEnablement)，目的是使得應(yīng)用程式和服務(wù)可以透過同一個(gè)平臺來存取所有類型的感測器。未來使用此一平臺，感測器廠商若是未來能在此一平臺使用復(fù)雜事件處理作為分析各種感測器的資料。也許在國土安全的議題上能夠獲得更有效率的分析。進(jìn)而避免許多天然災(zāi)害所造成的損失。