基于物联网的相关技术，物联网应用层为人们提供了丰富的日常应用，给人们的生活带来了极大的便利。这也是人们发展物联网的根本目标。物联网应用层结合了市场信息化需求和物联网相关技术，让科技走进了人们的日常生活。
作为物联网的最终的目的层级，应用层的主要功能是将网络层传输而来的感知层信息进行分析、处理和利用，对操作物体进行有效控制，对管理事务进行正确决策。物联网应用层由物联网中间件和物联网应用两个部分组成，其中，中间件既可以是独立的应用程序，又可以是独立的应用系统，它能够将功能进行“打包”，形成一种模块化功能软件，为人们提供便利的物联网应用。而物联网应用所包含的范围较为广泛，所涉及的领域可以包括家居、交通、医疗、公共服务、生产制造、环境保护等。
设计一个物联网应用层系统，需要对物联网应用层的核心技术进行分析，了解目前应用层最流行的技术范畴；也要在了解应用层功能特性的基础上，注重对中间件的开发设计，确保功能软件的完整和规范；同时，还要充分了解数据融合及管理技术的具体内容，加强对数据的融合化利用以及系统化管理。在充分了解了物联网应用层的相关技术和具体功能后，再通过对实际典型应用案例的剖析，结合实际情况，进一步了解物联网应用的相关原理。这样，才能从根本上系统而完整地构架物联网应用层系统。
1.物联网应用层技术分析
物联网应用层是最终的目的层级，利用该层的相关技术可以为广大用户提供良好的物联网业务体验，让人们真正感受到物联网对人类生活的巨大影响。物联网应用层的主要功能是处理网络层传来的海量信息，并利用这些信息为用户提供相关的服务。其中，合理利用以及高效处理相关信息是急需解决的物联网问题，而为了解决这一技术难题，物联网应用层需要利用中间件、M2M等技术。
（1）中间件
作为基础软件，中间件具有可重复使用的特点。中间件在物联网领域既是基础，又是新领域、新挑战，因为该技术可被开发的空间较大、潜力无穷，通常会随着时间的推移而不断更新换代。
在物联网构建的信息网络中，中间件主要作用于分布式应用系统，使各种技术相互连接，实现各种技术之间的资源共享。作为一种独立的系统软件，中间件可以分为两个部分：一是平台部分，二是通信部分。利用这两个部分，中间件可以连接两个独立的应用程序，即使没有相应的接口，亦能实现这两个应用程序的相互连接。中间件由多种模块组成，包括实时内存事件数据库、任务管理系统、事件管理系统等。
在物联网的发展史上，中间件总共经历了三个里程碑式的阶段，第一阶段是应用程序中间件，第二阶段是构架中间件，第三阶段是结局方案中间件。总体来说，中间件具有以下特点：一是可支持多种标准协议和标准接口；二是可以应用于OS平台，也可应用于其他多种硬件；三是可实现分布计算，在不受网络、硬件以及OS影响的情况下，提供透明应用和交互服务；四是可与多种硬件结合使用，并满足它们的应用需要。
中间件的使用极大地解决了物联网领域的资源共享问题，它不仅可以实现多种技术之间的资源共享，也可以实现多种系统之间的资源共享，类似于一种能起到连接作用的信息沟通软件。利用这种技术，物联网的作用将被充分发挥出来，形成一个资源高度共享、功能异常强大的服务系统。从微观角度分析，中间件可实现将实物对象转换为虚拟对象的效用，而其所展现出的数据处理功能是该过程的关键步骤。要将有用信息传输到后端应用系统，需要经过多种步骤，比如对数据进行收集、汇聚、过滤、整合、传递等，而这些过程都需要依赖于物联网中间件才能顺利完成。物联网中间件能有如此强大的功能，离不开多种中间件技术的支撑，这些关键性技术包括上下文感知技术、嵌入式设备、Web服务、Semantic Web技术、Web of Things等。
事实上，利用中间件可以帮助物联网开发部门更快地促进物联网相关项目的开发。以物联网的RFID项目为例，对中间件进行功能阐述：
①利用物联网中间件可以直接完成RFID数据的传输和导入，而不需要再开发程序代码。这样一来，便可极大地提高开发RFID项目的效率，缩短整体研发周期。
②在物联网中间件的帮助下，物联网的配置操作将不再单一，而会变得灵活多变。RFID项目研发部门只需要结合业务需求和信息管理的实际情况，改变中间件的相关参数，便可以将RFID数据传输到物联网信息系统。
③如果RFID项目需要更改数据库和应用系统，需要将RFID数据导入新的物联网信息系统，那么只要将对应的物联网中间件的功能设置加以更改即可。
（2）M2M
M2M的英文全称为Machine-to-Machine，也就是机器对机器的意思。该种技术可以实现三种形式的实时数据无线连接，一种是系统之间的连接，一种是远程设备之间的连接，还有一种是人与机器之间的连接。M2M是物联网的基础技术之一，目前，人们所说的互联网，大多数是以连接人、机器、系统为主要形式的物联网系统。未来，人们如果能将M2M普及，使无数个M2M系统相互连接，便可实现物联网信息系统的构建。
简单来说，M2M是一种应用，或者说服务，其核心功能是实现机器终端之间的智能化信息互交。M2M通过智能系统将多种通信技术统一结合，形成局部感应网络，适用于多种应用领域，比如公共交通、自动售货机、自动抄表、城市规划、环境监测、安全防护、机械维修等。
M2M技术将“网络一切（Network Everying）”作为核心理念，旨在将一切机器设备都实现网络化，让所有生产、生活中的机器设备都具有通信的能力，实现物物相连的目的。总之，M2M技术将加快万物联网的进程，推动人们生产和生活的新变革。
人们在构建M2M系统架构时，通常会按照先构建M2M终端，再构建M2M管理平台，最后构建应用系统的顺序来进行，而要构建的这三个部分也是M2M系统架构的主要组成部分。具体来说，M2M终端的类型有三种：手持设备、无线调制调解器以及行业专用终端。M2M管理平台拥有多种模块，根据功能的不同，这些模块可划分为数据库模块、网页模块、应用接入模块、终端接入模块、业务处理模块、通信接入模块等。应用系统是将所得的信息进行分析和处理，并根据信息内容制定控制机器设备的正确命令和有效决策。
利用M2M技术能让物联网在人类社会生产、生活中得以部分实现，而真正的物联网需要在先实现M2M的基础上再进一步地发展。因为M2M中的物物相连，通常是人造机器设备的相互连接，这与拥有更广泛意义的物联网中的“Things”有所区别，物联网中的“Things”指的是广义上的物品，它既包括人类生产而来的物品，又包括自然界本身就存在的物品。因此，M2M中的人造机器设备只是“Things”的一小部分。但这部分却是以现在人类的技术手段更容易实现的物联网的一部分。
如果将物联网比作一个万物相连的大区间，那么M2M就是这个区间的子集。所以，实现物联网的第一步是先实现M2M。目前，M2M是物联网最普遍也是最主要的应用形式。要实现M2M，需用到三大核心技术，分别是通信技术、软件智能处理技术以及自动控制技术。通过这些核心技术，利用获取的实时信息可对机器设备进行自动控制。利用M2M所创造的物联网只是初级阶段的物联网，还没有延伸和拓展到更大的物品领域，只局限于实现人造机器设备的相互连接。在使用过程中，终端节点比较离散，无法覆盖到区域内的所有物品，并且，M2M平台只解决了机器设备的相互连接，未实现对机器设备的智能化管理。但作为物联网的先行阶段，M2M将随着软件技术的发展而不断向物联网平台过渡，未来物联网的实现将不无可能。
2.物联网应用层中间件的设计方案
物联网中间件是系统软件与应用系统之间的连接件，它的主要功能是利用系统软件的相关功能连接应用系统的有关应用，实现数据资源共享和软件功能共享。
物联网中间件获取了射频识别技术采集来的信息后，会对这些信息进行处理，例如暂存数据、校验数据以及平滑数据等，之后再将处理后的数据传输给应用程序接口，实现数据的有效应用。
物联网应用层的搭建需要建立在一个弹性环境中，如果物联网系统中的某个标准发生改变，或者数据格式发生了变化，需要重新搭建物联网系统，那么我们不需要推翻原有系统，进行颠覆式的改变，只需要调整和修改系统中的中间件便可实现系统中某些应用和功能的升级。这种方法的好处在于，它不会改变物联网数据库的存储方式，可以极大地降低物联网应用系统维护的成本。因此，一个通用的物联网中间件设计方案可以帮助人们解决物联网应用系统中的诸多问题，为相关服务人员和日常应用提供更多更好的服务。
（1）系统机构设计
传统的软件系统是二层结构，随着相关技术的发展，现阶段的软件系统一般都拥有多层结构。而传统的应用系统拥有两种模式，一种是“主机/终端”模式，另一种是“客户机/服务器”模式。其中，“客户机/服务器”模式中的服务器是一个大型的计算机应用系统，而客户机是一个个相互独立的子系统。作为应用系统的存储和管理中心，服务器可以与多台客服机连接，并为它们提供相应的信息服务。而每台客户机也有自我管理和自我服务的功能，这样一来，就能形成一个以服务器为中心，以客户机为单位的完整的应用系统。而在这个过程中，中间件的作用是连接服务器和客户机，因此中间件也是物联网完整应用系统的一部分。然而，随着互联网的发展，物联网的新环境需要新的模式来适应。于是，新的分布式应用系统应运而生，新系统的结构模式包括“瘦客户机”模式以及“浏览器/服务器”模式等。
传统的“客户机/服务器”结构模式之所以无法满足全新物联网的需要，是因为它存在以下弊端：
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