通信中间件作为一种基础支撑软件,主要用于IP网络中,用以解决网络内部不同系统之间的应用交互问题。随着数据处理业务场景的多元化,由特定处理器构成的专用嵌入式计算平台正成为系统部署的主流方案之一,异构的系统能够充分发挥各处理器的特性,高效地解决实际业务问题,但是高度的异质性,也使得系统的软硬件复杂度上升,对分布式应用的快速集成提出了挑战,因此需要设计一种适用于嵌入式计算平台的通信中间件。本文从实际工程需求出发,分别对异构网络下的数据传输、跨通信中间件应用交互、资源有限设备的通信优化三个方面进行了研究分析,并提出了相应的解决方案。1.提出一种基于链路标签的、适用于异构网络环境的数据传输方案。针对嵌入式计算平台中,互联网络的异构导致数据传输、转发复杂的问题,提出一种基于链路标签的、适用于异构网络环境的数据传输方案。该方案借鉴了SDN的设计架构,将网络中的管理和转发功能分离,使得网络的灵活性更强。为了实现数据在异构网络中的传输,采用了SR-MPLS中的源路由方案,首先对异构网络进行建模,并为网络中的每条通信链路分配唯一的标签,之后在数据报文中嵌入由链路标签列表组成的传输路径信息,指导数据的转发,该方案与传统的基于目的地址查表转发的方案相比更加灵活,能够为不同的流提供更加精细化的通信服务。2.提出一种内嵌型跨通信中间件交互方案。针对不同通信中间件之间互操作性不足,不同平台集成需要借助网关等第三方网络实体,导致系统的灵活性和普适性较差的问题,提出一种轻量化的内嵌型跨通信中间件交互方案。该方案将协议转换功能从网关等第三方外部网络实体转移到了通用通信中间件内部,并最大程度的保证了原有API的一致性,能够在修改少量上层应用代码的情况下实现跨通信中间件应用之间的交互。以MQTT和DDS通信中间件为研究对象,从技术互操作、语法互操作和语义互操作层面对两者的异同进行了分析,提出一种基于组件化模型的主题映射机制,实现了两者之间的语义互操作,提出一种基于JSON文件的中间转换方案,实现了两者语法的互操作,为不同通信中间件之间的交互提供了参考依据。3.提出了一种基于卡尔曼滤波模型的对称式数据收发方案。针对嵌入式计算平台中边缘感知设备带宽、能源有限,信道环境不稳定,无法提供连续准确数据,使得系统无法及时根据实际环境信息做出相应动作,导致系统可靠性不足的问题,提出了一种基于卡尔曼滤波模型的对称式数据收发方案。该方案在发送端和接收端部署相同的预测模型,发送端通过对比观测值与本地预测值的差值是否超过容错门限决定数据是否发送,接收端在没有接收到数据的情况下,使用本地模型预测值作为接收到的数据,从而能够在容忍一定数据误差的情况下,降低带宽占用和能源损耗。