時間:2023-03-14 14:46:39
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇物聯網與云計算范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
其實國內基于物聯網基礎理論的小的閉環應用系統也已經在探索或者應用階段,高速公路不停車收費系統、鐵路車輛調度系統、動物追蹤管理、危險品追蹤管理、學生進出校門管理,都是基于物聯網理論的應用探索。
但所有的這些應用仍停留在閉環應用階段,使用著各自獨立的標準和系統,離“網”還有相當的距離。
物聯網是一個國家工程甚至是世界工程,需要標準化的數據庫、標準化的軟硬件和數據接口、互聯互通的網絡平臺、還有統一的物體身份標識和編碼系統,才能讓遍布世界每個角落的物體接入網絡,被世界識別、掌握和控制。
這不是一個單純的技術問題,涉及世界范圍內的政策、法律、標準、文化等方方面面,所以廣義的物聯網似乎非常遙遠。
前不久聽了一位專家級領導的有關“云計算”的報告,他認為云計算就是前些年熱炒的網格計算的一個概念延伸和變換,只是網格計算的發起和炒作者是研究機構,而如今是GooSe、IBM等技術廠商在推廣云計算,包裝手法和宣傳方式高于研究機構。從網格計算到云計算就是一個“穿馬夾”的游戲。
網格計算和云計算都強調計算資源和能力的連接、整合、集中、共享以及按需分配,網格計算更面向行業、大企業和專業應用,而云計算則同時會惠及“大眾百姓”。
一、物聯網和云計算
1.1物聯網。在物聯網當中,將紅外線感應、GPS定位以及射頻識別等技術設備,實現物理系統與互聯網之間的聯接,其具有信息交換和傳遞的功能,對物體進行定位、監控和識別。也就是說,物聯網是利用信息技術為物體所服務,有效整合社會資源并加以利用。隨著物聯網在多個行業領域得到廣泛的應用,并轉形成固定的模式。在物聯網商業模式當中,由政府主導運營,網絡運營商提供通信傳輸服務,建立其運營管理平臺,更加方便、快捷的為客戶所服務。1.2云計算。云計算是一種新型的商業計算模式,其利用網絡云端對各類信息資源進行數據處理和儲存,同時可實現資源共享。從某種意義上來說,云計算是一項虛擬化技術,將資源由物理形態轉化為虛擬的數據形態,實現分布式儲存,極大的節約了儲存空間,同時能夠根據實際需求來進行資源的增添和擴展。云計算支持多租戶技術,實現軟硬件資源共享和資源配置,各用戶間互不干擾,保證了數據資源的可靠性和安全性。1.3云計算在物聯網運營管理當中的應用價值。為了更加高效的整合和利用社會資源,在物聯網運營管理管理當中,需要應用更加完善和強大的運算處理手段,云計算顯然可以滿足其需求。從某種意義上來說。物聯網和云計算是互聯網的重要補充,二者間存在著緊密的聯系,相互促進,共同發展。云計算在物聯網運營管理當中的應用,極大的拓展了物聯網的資源空間,以更好的滿足日益增長資源需求,為廣大客戶提供高效、優質的服務。云計算為物聯網運營管理平臺提供了重要的網絡基礎設施,開啟了全新的商業管理模式,拓展了物聯網的發展機遇,其服務水平也得到了極大的提高[2]。
二、基于云計算的物聯網運營管理平臺構建
2.1云計算與物聯網的結合方式。基于云計算技術構建物聯網運營管理平臺,云計算與物聯網的結合是其中重要的環節。一般采取多終端、大量終端和海量終端等模式,而結合模式的選擇主要根據其應用范圍。在攝像頭、傳感器、3G/4G智能手機等小范圍物聯網終端之上,采用多終端結合模式,將其獲取的數據信息傳輸至云中心進行處理,使用者可通過統一的操作界面進行查看,在日常生活中,多終端模式得到了較為廣泛的應用。而在區域跨度較大的單位,則需要利用大量終端模式,對于分散于不同區域的子公司進行實時有效的管理,保障產品質量。而海量終端模式則應用于安全性高的海量、多類型數據信息資源的處理當中,實現資源的合理分配,合理選擇其云計算與物聯網的結合方式,發揮云計算的統帥作用,實現物聯網的統一管理。2.2基于云計算的物聯網運營管理平臺的設計。結合云計算的特點,將其合理應用于物聯網運營管理平臺之上,為其提供了重要的網絡基礎設施,利用虛擬技術,實現資源共享,不同行業、不同客戶均可從虛擬儲存池當中獲得資源信息。建立云平臺,利用其分布式極端、存儲以及虛擬技術,其數據處理、分析能力得以顯著提高,其具有實時性的特點,提高的數據的實用性。在物聯網運營管理平臺上設計云應用程序,并通過其對于行業業務進行管理。運營商可以根據用戶的使用時間,計算其應用的資源。2.3物聯網運營平臺的構建。完善無線傳輸通道和監控,合理進行網絡節點配置,并進一步拓展和延伸提高物聯網的功能,可有效減少成本投入。利用云計算基礎設施,構建行業計算模型,開發云應用,并將物聯網運營管理平臺的功能集中在云平臺上。在此基礎上拓展其管理范圍,充分發揮云計算在物聯網運營平臺當中的重要作用,其對于物聯網的發展具有積極的推動作用。結論在物聯網運營管理平臺之上,云計算是重要的技術手段,其促進了物聯網更好的發展,充分滿足新時期的發展要求。有效結合云計算與物聯網,進行物聯網運營管理平臺科學、合理的設計,實現溝通交流的智能化。充分發揮云計算多用戶、虛擬化以及超大規模的優勢,有效拓展物聯網運營管理平臺業務,滿足人們對于資源的需求。
參考文獻
中圖分類號:TP27 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2016)32-0062-02
本文構想設計如下:建立由多個健身檢測器構成完整的健身數據監管系統,其中健身數據監管中心又包括云服務器、無線網絡、健身數據庫依舊健身指導服務器組成;健身檢測器由微處理器、讀卡器、健身知指導器、能量消耗檢測器、運動狀態監測器、運動器材調控器和微處理器等。
設計本著實時了解使用者的運動狀態、運動能量消耗的目的;同坐做到精細合理的數據樹立,通過云計算平臺實現海量信息收集,從而將具有針對性、科學性的個性化建議反饋給運動體驗者,為其提供真正私人定制的健身指導意見。
1 健身云服務平臺建設目標
①利用物聯網、云計算技術和Wifi、GPRS、3G無線移動通信網絡技術形成物聯網健身器械標準體系,通過對物聯網健身器材用戶身體狀況的監測進行遠程健身指導,以此保障用戶健身活動的科學性[1]。
②通過物聯網技術,實現健身指導者與參與者的直接聯系,數字化整合有關健身鍛煉指導的服務信息,通過網絡實時發送至物聯網健身器材的使用者,進行遠程操作。同時在健身服務進行中,合理選用一些日常健身監測儀器,實現對健身者能量消耗、運動狀態乃至生活規律的實時監測,真正做到科學健身個性化、私人化,有針對性地為其提供技術指導。
其次,健身組織包含了社會健身指導員、健身私教、健身參與者和健身服務企業等不同的角色,故在云健身服務平臺推廣活動開展中,要特別重視健身人群的活動開展,重視服務平臺與用戶、組織及家庭之間的溝通,重視評價管理和協調監督,以形成城市化的“網絡全民健身俱樂部”為目的。
③云健身服務平臺是基于云計算技術,用以服務大眾的公共基礎服務平臺,所以要兼容不同人群、不同種類,并結合各種不同項目形式的健身終端來達到對不同規模、不同組織健身指導體系,以及多專業健康信息服務需求的滿足。同時采用開放的共享模式,打破傳統健身網絡系統封閉式、獨立式的信息孤島模式,使用云計算技術部署分布式數據中心。最大化降低運行的成本、努力提高海量數據的應對能力、系統應用范圍擴大化[2]。
2 基于云計算與物聯網的健身服務平臺設計技術
為使健身服務業務系統資源的利用效率達到最大化,應當采用動態方式,實現各種地應用系統靈活部署,建立真正基于云計算與物聯網的云服務平臺,以此滿足業務需求以及健身服務工作的高強負荷,建造一個隨時可進行擴展升級的主要資源池,同時通過云負載均衡技術科學化處理健身服務系統的種種問題。
2.1 建設目標
基于物聯網健身器材的健身服務系統,其核心依然是健身服務。而提供網絡健身服務的基礎則是數據處理中心的網絡服務器,即網絡服務離不開服務器的技術支撐。
其中健身服務系統利用對健身的用戶數據采集、分析計算使用者的個體差異,從而提供量體裁身的私人個性化健身服務[3]。由于物聯網健身服務具有廣域性,其配套服務器需要的數據實時存儲要求能夠完成數量巨大、類型繁多、來源不同的計算,并且健身服務時時變化的網絡資源關系與其應用程序的存儲、計算等等是息息相關的。傳統WEB服務器集群的解決模式在信息現代化飛速發展的現今,想要實現信息全天候正常運行的維持支撐,已非易事。初期使用普通形式的WEB服務器及數據庫系統沒有問題,然而伴隨著服務人群的快速增長的后期,要解決這一危機,只能使用云服務器模式。
由此可知,為更好地維護物聯網健身服務,構建基于物聯網健身器材的云服務平臺是至關重要的,在其應用實施的過程,數據量逐漸增長,服務數據從微從無到有,配套服務器也需要完成從本地到云端的創新升級。
2.2 健身云服務平臺構架具體實施方式
①使用OpenStack的云平臺和KVM虛擬化技術等技術來建設健身服務系統的主要框架,使健身服務和大健身數據等業務處理效能提高。
②勘測好系統中的科學健身堅持機制和高效傳播機制,可以通過復雜系統和復雜網絡等方法來實現。
③通過REST等轉換技術,創立IOS及安卓客戶端,保證APP與系統服務器端數據實時傳輸,實現移動健身服務;同時通過調用REST接口來對對數據進行解析;將數據存為 JSON格式實現傳輸與交互業務數據。
④通過云負載均衡技術和MongoDB數據庫技術建立底層數據庫。
⑤采用Spring技術的控制系統中海量健身數據業務邏輯。
3 基于云計算與物聯網的健身器材應用場景與方案
在眾多健身選擇中,俱樂部健身易受時間、空間的束縛,無法全身心投入;個人健身則缺乏有效指導,且較為單調乏味,而家庭健身實現了便捷性與舒適性的有機結合,較之以上兩種方式更具有健身優勢。所以下文就以家庭健身為例,對健身進行器材和場景等方面的研究分析。
1.引言
互聯網在短短近幾年內已經呈現出爆炸式發展,人們通過計算機等終端互相連接實現了數據信息的快速傳遞,各種網絡通信層出不窮,萬維網多姿多彩。隨后在追求多方面應用的同時,人們要求互聯網更加適用于生活的細節,物聯網(The Internet of things)應運而生,從它概念的提出到如今各種應用實例的出現,表明了人們迫切需要它與現有的互聯網整合起來,實現人類社會與物理系統的整合,物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中。計算機設備行業的迅猛發展為互聯網高速化,智能化發展注入了強大動力。“云計算”以其超大的規模,虛擬化,高可靠性,通用性,高可擴展性,按需服務,廉價以及方便等特點,成為了互聯網發展的新主題。在物聯網與互聯網的整合需要一個或多個強有力的計算中心,能夠對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制的背景下,云計算的出現恰逢其時。物聯網與云計算的結合,勢必是一種趨勢,如果把云計算比喻成人的大腦,物聯網則是人的五官和四肢。
2.物聯網與云計算的結合思路
物聯網與云計算各自具備很多優勢,結合方式我們可以分為以下幾種。
第一,一對多方式。即單一云計算中心,多業務終端。此類模式中,分布范圍較小的各物聯網終端(傳感器、攝像頭或3G手機等),把云中心或部分云中心做為數據的處理中心,終端所獲得信息、數據統一由云中心處理及存儲,云中心提供統一界面給使用者操作或者查看。
這類應用非常多,如小區及家庭的監控、對某一高速路段的監測、公共設施的保護等都可以用此類信息。這類云計算中心,可提供海量存儲空間和統一界面、分級管理等功能,為日常生活提供較好的幫助。
第二,多對多方式,即多個云計算中心,大量業務終端。對于很多區域跨度較大的企業、單位而言,多中心、大量終端的模式較為適合。譬如,一個跨多地區或者多國家的企業,因其分公司或分廠較多,要對其各公司或工廠的生產流程進行監控、對相關的產品進行質量跟蹤等等。
有些數據或者信息需要及時甚至實時共享給各個終端的使用者也可采取這種方式。這個的模式的前提是我們的云計算中心要包含公共云和私有云,并且他們之間的互聯沒有障礙。這樣,對于有些機密的事情,比如企業機密等可較好地保密而又不影響信息的傳遞與傳播。
第三,信息和應用的處理分層化,海量業務終端。這種模式可以針對用戶的范圍廣、信息及數據種類多、安全性要求高等特征來打造。當前,客戶對各種海量數據的處理需求越來越多,針對此情況,我們可以根據客戶需求及云計算中心的分布進行合理的分配。對需要大量數據傳送,但是安全性要求不高的,如視頻數據、游戲數據等,我們可以采取本地云計算中心處理或存儲。對于計算要求高,數據量不大的情況,可以放在專門負責高端運算的云計算中心。而對于數據安全要求非常高的信息和數據,我們可以放在具有災難備份功能的云計算中心。此模式根據應用模式和場景,對各種信息、數據進行分類處理,然后選擇相關的途徑給予相應的終端。
3.物聯網與云計算結合將面臨的一些問題
技術總能帶給人們很多的想象空間,作為當前較為先進的技術理念,物聯網與云計算的結合存在著很多可能性,也有很多需要解決的問題。
第一,IPv4資源的枯竭,IPv6資源龐大到號稱世界上每一粒沙子都可以擁有一個IP地址,但正式商用和各種物聯網標準的制定與實施推廣需要一定時間。
第二,各種物聯網所需設備的規模成本。物聯網如果沒有規模,一切都是空談。而要物聯網大行其時,我們必須關注到各種電子設備、傳感設備的價格、實施難度等。
第三,云計算中心建設需達到一定規模。目前的情況,除極少數企業有部分為企業自身服務的私有云以外,目前還沒有較大的公共云或者“互聯云”。2010年,各大企業和運營商高度重視云計算中心的建設,相信馬上會有一些云計算中心向公共開放。
第四,無論是云計算還是物聯網,都有海量的物、人相關的數據。若安全措施不到位,或者數據管理存在漏洞,它們將使我們的生活無所遁形。使我們面臨黑客、病毒的威脅,甚或被輕易跟蹤、定位,這勢必帶來對個人隱私的侵犯和企業機密泄露等問題。破壞了信息的合法有序使用要求,可能導致人們的生活、工作陷入癱瘓,社會秩序混亂。因此,這就要求政府、企業、科研院所等各有關部門運用技術、法律、行政等各種手段,解決安全問題。
4.物聯網與云計算結合的前景分析
云計算和物聯網都是新興事物,不過現在已經有了很多的應用。但是兩者結合的案例目前還是比較少的。IBM公司的藍云(BlueCloud)計劃,微軟的DynamicsCRM Online,Exchange Online,OfficeCommunications Online等面對企業的與計算服務,亞馬遜網絡云計算服務,谷歌的GAE,GoogleDocs等云計算服務,以上列舉的都是國際知名IT企業。由此可見,物聯網與云計算的潛力正日益浮現。把云計算中心的廉價、超大量的處理能力和存儲能力,與物聯網無處不在的信息采集能力相結合,有著廣闊的發展空間。
5.結論
雖然互聯網在高速發展,但似乎仍然不能滿足人類的許多工作需求,而物聯網主導著互聯網和通信產業的發展,并將在以后幾年內形成一定的產業規模。云計算與物聯網結合是二者各自從概念走向應用的深刻體現,越來越多的公司、廠家會對此進行關注。云計算與物聯網的結合的方式將有廣闊的發展前景。
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)35-8189-03
近年來在信息技術領域,出現了兩個非常熱門的技術——云計算和物聯網。云計算最典型應用為谷歌搜索引擎,谷歌的數據的器分別部署在全球數據中心,用戶所發送請求會并行的在所有的數據服務器中進行執行,并且將結果安排名反饋給用戶。而物聯網技術作為實現物物資源信息傳送和共享的技術,雖然目前在交通領域、電力領域、智能家居等領域廣泛應用,但還處于初期發展階段,沒有實現規模應用。據美國權威咨詢機構FORRESTER預測,物物互聯的業務將在2020年是人與人通信的30倍。因此物聯網技術應用前景廣大[1]。
1 物聯網和云計算兩大技術融合
物聯網要想發展壯大,是離不開云計算平臺的支持的,與此同時云計算平臺也需要物聯網為其提供大量用戶,因此,物聯網與云計算的結合應用是其未來發展的必然趨勢。所以,要想使物聯網與云計算的發展能夠得到保障,必須對基于云計算的物聯網進行相關的研究,這也是其能夠發展的必要條件。
首先規模化是其結合基礎。云計算中心對接入網絡的終端要求具有普適性,這就解決了物聯網的M2M應用的廣泛性帶來的問題。需要注意的是,物聯網只有在具備相當的規模之后,其優勢方能凸顯。通過物聯網能夠實現對生產生活有用的業務和應用。其次提升物聯網與云計算技術結合的實用價值,具體如何實現云計算的服務與物聯網支撐。為了實現兩者的融合,使該產業得以發展,需要現實技術的支撐以及對產業鏈進行價值平衡的建設。最后推動資源共享。物聯網與云計算結合,傳統計算機廠商能快速進入終端用戶服務領域,物聯網的主要作用就是促進數據計算資源與終端用戶的結合。物聯網與云計算的結合同樣也需要可靠嚴謹的虛擬化平臺的支撐,并且對數據中心的功能提出了更高的要求。
2 云計算在物聯網中應用關鍵技術研究
云計算在物聯網中結合方式研究,根據云計算技術中云中心、終端、應用的組合架構方式構成信息應用分層處理,海量終端,在下圖中的云中心有兩部分構成,一是共有云,一是私有云。這種云中心的特點主要是用戶范圍廣,數據的種類增加,其安全性能也更高了。大大提升了平臺應用的領域和數據種類,特別是提升基于云計算的物聯網平臺的安全性能。
本文所構建的基于云計算的物聯網平臺主要涉及如下關鍵技術:于云計算的數據挖掘算法研究、基于云計算的物聯網關鍵技術、物聯網接入網關輕量級關鍵技術研究。其中基于云計算的數據挖掘算法研究包括數據挖掘算法的并行算法研究與實現、用戶聚類和用戶個性化推薦的分布式應用的構建和實現等[3]。相關國際組織的工作和進展。基于物聯網的可信環境的構建、終端編碼與尋址研究、基于等級劃分的物聯網網關接入安全策略的研究等都是基于云計算的物聯網關鍵技術。
1) 基于云計算的數據挖掘算法研究
基于云計算的數據挖掘算法的分布式文件系統HDFS是分布式計算平臺Hadoop的基礎和核心組成之一,首先需要深入研究分布式計算平臺Hadoop中的分布式文件系統HDFS,具體包括:HDFS的write-one-read-many訪問模型及其對于并行計算、HDFS的Master/Slave架構以及Namenode和Datanode的劃分機制;HDFS文件系統的層次結構及其Namespace;
同時對Hadoop中的并行計算算法MapReduce進行研究,具體包括:MapReduce的應用程序處理流程及其核心組成,包括應用程序啟動器、JobTracker、TaskTracker等;MapReduce的應用程序接口,包括Mapper、Reduce、InputFormat、OutFormat、Combiner類等;MapReduce的通訊過程及其RPC實現機制;MapReduce的解決死鎖等問題的錯誤處理機制[4];
在上述研究的基礎上,搭建基于Hadoop的云計算集群平臺,主要包括:硬件(網絡)環境配置、HDFS中的目錄結構設置、Name Node和Data Node配置[5]、SSH安裝配置、Hadoop的環境變量設置、Hadoop的配置文件參數設定、Hadoop的各種服務等。
2) 數據挖掘算法的并行算法研究與實現
對類數據挖掘算法需要進行相應的MapReduce改造。并對該算法的每個MapReduce過程的定義具體的實現。在Hadoop平臺下進行編碼。對實現的數據挖掘并行算法進行測試。在上述云計算平臺中,研究并實現以下算法的MapReduce化:
基于的基本算法包括Word Count、TF-IDF、排序、距離計算(Euclidean,Manhattan)。聚類算法采用K-means,Canopy,Graph Mining(the Shortest Path)。分類與預測方法包括KNN,Naive Bayesian,SVM,BP Neural Network、Locally-Weighted Linear Regression(LWLR)、Logistic Regression。所采用的關聯規則為Apriori;然后協同過濾:User-Based Collaborative Filtering(CF),Item-Based CF。網頁解析:VIPS,DOM-Tree。解析效果評測數據為天網200G或SogouT 1TB的網頁數據,隨機取出若干網頁進行人工測評,正文提取的準確率在90%以上。爬蟲:通過一個URL種子列表,可以爬取其鏈接的其它網頁,爬取的停止條件(最多層數,URL模式等)可以配置。
根據數據挖掘算法的處理流程,進行MapReduce過程的處理:
MapReduce過程對每個過程進行實現,如Mapper和Reducer類、定義輸入輸出格式化InputFormat和OutFormat類、定義組合類Combiner等;通過調整MapReduce的過程函數定義和參數來提高其并行度。
最終實現具有高度并行的分布式數據挖掘算法,算法處理數據的能力和集群中的機器數量成近似線性的關系。
3)用戶聚類和用戶個性化推薦的分布式應用構建
想要構建用戶聚類以及用戶個性化推薦的分布式應用,首先是對其應用業務進行分析,通過對其內部以及外部的資源進行評估和組織以對其業務問題進行界定。針對應用種類的不同,對不同數據進行理解,根據應用需要對相關數據采用爬蟲、網頁解析、分詞等技術對數據進行獲取以及確認。處理已經獲取的數據方法一般包括數據格式化、數據重構、數據整合、數據的量化處理等等。對獨立性變量進行選擇時,要對分類模型進行建立,以不同的數據挖掘算法達到對用戶進行分群的目的。
根據聚類的結果,對業務進行合理的解釋,針對具體的用戶群的特質制定個性化方案。
基于以上研究內容,在上述云計算平臺上,研究基于并行運算挖掘算法的用戶聚類和用戶個性化推薦應用的構建。該研究將首先綜合爬蟲、網頁解析、分詞、分類技術,對網頁進行分類,然后通過聚類、關聯規則、協同過濾等算法,進行用戶聚類,在對用戶聚類的結果進行合理的業務解釋后,將針對各個聚類的用戶群的特點,進行用戶個性化推薦方案的制定和實現[6]。
3 如何構建基于云計算的物聯網運營平臺
物聯網的運營平臺就是無線傳感網絡與互聯網之間一種本地化中央信息處理中心。對物聯網的運營平臺進行構建,就是為了對產業鏈的上下游系統進行集成,從而使客戶能夠享受到電信級物聯網運營服務。其主要功能有:受理業務、開通、計費,配置和控制網絡節點,采集存儲、計算、展示相關信息。物聯網運營平臺具有的云計算的特征,基于云計算的物聯網運營平臺其體系架構主要由以下幾部分構成:云基礎設施、云平臺、云應用、云管理。
云基礎設施就是為實現資源的共享。它通過物理資源虛擬化技術,使得平臺上的行業應用在不同客戶間實現資源的共享。這樣操作的優勢在于:一是提高了存儲空間的利用率,改變了以往要為每個用戶分配一個固定的存儲空間的做法,使用戶能夠共用一個跨物理存儲設備的虛擬存儲池;二是資源需求的彈性大大增加了,減少了運營成本,并使服務質量有所提升,例如當分析處理不同行業數據,并進行資源共享時客戶可以動態地從虛擬存儲池中分配存儲資源,使資源的利用率得到了大大的提高;三是改善了平臺的整體性能和可用性,通過對服務器集群技術的使用,使這個平臺更像同一臺服務器。
云平臺是物聯網運營平臺的核心,它實現了對網絡節點的配置和控制、信息的采集和計算功能,在實現上可以采用分布式存儲、分布式計算技術,實現對海量數據的分析處理,以滿足大數據量及實時性要求非常高的數據處理要求。
云應用實現了行業應用的業務流程,是物聯網運營云平臺的一部分,也可以作為集成第三方行業應用。它通過應用虛擬化技術使多個不同租戶能夠實現共享存儲、計算能力等資源,在降低運營成本的同時使得資源的利用率大大提高,并且保證了戶數據的安全性。
目前,物聯網與云計算技術相結合的發展模式是研究工作者的主要愿景之一,對于物聯網的建設者來講,在對行業應用進行發展時一定要注意免 “孤島”的形成,要做到未來的智能物聯網絡的互聯互通。在具體的操作中,要注重體系可行性,避免系統過于龐大和理想化。要對信息基礎設施不斷的進行創新設計以及優化,使物聯網基礎更加健壯與安全。
參考文獻:
[1] 梅海濤.基于云計算的物聯網運營平臺淺析[J].電信技術,2011(5).
[2] 吳勁松,陳孚.電信運營商云計算發展探討[J].廣東通信技術,2011(4).
[3] 徐雷,張云勇,房秉毅,程瑩.電信運營商的云計算發展研究[J].電信科學, 2010(S1).
中圖分類號:TQ222文獻標識碼: A
一、云計算與物聯網
云計算與物聯網的結合有單中心-多終端、多中心-大量終端和信息、應用分層處理-海量終端3種模式。單中心-多終端模式應用于范圍較小的區域,如某一高速路段的車流監控。物聯網終端獲得的數據和信息由云中心統一進行存儲和處理后,提供給使用者統一的操作或查看界面。多中心-大量終端模式適用于區域跨度大的企業和單位,如跨國集團各分公司的生產流程監控、產品質量跟蹤等。信息、應用分層處理-海量終端模式針對用戶范圍廣、信息及數據種類多、安全性要求高等特征打造,可以根據客戶的要求進行資源的合理分配。
把溫室、果園、雞舍等農業動植物生產的環境信息、生物體信息、農機設備設施信息和生產管理信息等實時地連入網絡,特別是在無線條件下連接網絡,可以方便地實現對動植物的管理,提高生產效益和產品質量。典型的應用如野外無線上網、移動視頻診斷和無線溫室監控等。擔負實時監測功能的傳感設備將產生海量的數據,需要更方便快捷的傳輸條件和更加智能的計算分析與處理能力,因此云計算對于農業物聯網有著低成本、高效率的網絡支持,存儲支持,分析支持和服務支持的優勢。
云計算將無線通信技術中的GSM、CDMA、SCD-MA等高端通信基礎所進行的通信連接,采用軟件方法進行了優化,使得通信應用領域延伸到了無線視頻會議系統、無線遠程交互平臺等,大量的多媒體數據負載及負載均衡服務器同樣需要云計算的技術支撐。如農業專家遠程視頻診斷系統將所在地的作物圖片、視頻、音頻和溫濕度等參數上傳到專家診斷平臺服務器,專家通過查看農作物的病蟲害樣本圖像,即可于千里之外進行現場診斷和指導。因此農業物聯網需要農業云計算的計算支撐,需要無線寬帶的通道支撐,而無線寬帶應用同時又需要云計算的存儲支撐和計算支撐。
二、現代農業中云計算技術應用模式與前景
云計算是信息技術的一種,云計算技術是結合于其他信息技術共同應用于現代農業領域的,相對于其他技術其應用模式主要是網絡系統、跨地域跨部門、大數據量、服務形式多樣、服務效用可計算為主要特征,既具有獨特的個性同時又與其他信息技術應用是密切聯系的。根據云計算體系實現模型與應用結構,歸納總結了現代農業中云計算的應用模型,如圖所示。
現代農業中云計算應用模型
現代農業中云計算技術應用模型為三個圈,核心圈是用戶,主要指農民以及涉及農業生產、經營和管理的各個企業、組織和集體等農業用戶。中間是云平臺,為用戶提供云計算服務的支持層;最外層是基礎層,為云計算服務提供基本的軟件、硬件、終端設備和網絡運營服務等。
三、物聯網技術在農業生產過程中應用模式與前景
基于物聯網的農業信息化最終目標是使農業走向可持續發展的道路,而農業的可持續發展實際上包含幾個方面。
1、提高農業生產效率
提高農業的生產效率是我國農業可持續發展的第一目標。其基本思想是:在相同的條件下,以盡量少的投入獲得同樣的產出,或者以同樣的投入獲得盡量多的產出,并能為農戶帶來更多的收益;其核心在于農業各項資源的高效利用。基于物聯網的農業信息化一個重要的特征就是將諸如物聯網技術在內的各種信息科學技術注入到農業中,應用在農業生產的產前、產中和產后。這樣一方面會有效地加強農產品市場價格、供求、技術等各類信息的采集、處理和,疏通信息傳播渠道,減少流通環節的同時還可以節約交易費用;另一方面,還可以增強廣大農民獲取信息和應用信息的能力,為農民提供及時有效的政策、科技、市場等方面的信息,幫助農民科學決策,提高生產經營能力,最終提高農業的生產效率。
2、增加農民收入
增加農民收入是我國農業可持續發展的第二目標。提高農民收入是可持續發展的一個必要條件,一般來說只有當農業可持續發展能夠提高農民的收入時,農民才會比較容易接受這一理念,進而農業可持續發展的實現才會有堅實的微觀基礎。
政府就已經將“提高我國農業生產者的收入”載入《農業法》中,成為政府工作的一個重要的目標。然而目前仍然有很多因素制約著農民收入的增長,其中比較重要的一個因素就是農作物產量比較低、農業結構不合理。一方面,由于我國正處于由傳統農業向現代農業轉型階段,農作物仍然屬于“靠天收入”的模式,近幾年由于生態環境的破壞,自然災害不時發生,所以農業產量比較低。另一方面,由于信息的不對稱性,農民在決策種植作物的時候往往根據自己的經驗或者從眾心理,導致種植的作物不能與市場需求有效對接,這就造成農作物種植結構不合理,導致接下來的銷售環節遇到困難,最終制約了農民收入的增加。基于物聯網的農業信息化可以有效地解決農作物產量低和農產品結構不合理的問題,因此可以有效地提高農民的收入,最終實現農業的可持續發展。
3、合理利用資源,保護環境
合理利用農業資源,保護農業發展環境,是我國農業可持續發展的第三個目標。其基本要求是:農業的發展不能以對資源與環境的破壞為代價,如果破壞不可避免,那么就要將破壞減少到最低限度。其主要內容有兩個方面:一是農業自然資源的合理利用;二是環境污染的防治。由于我國人均資源擁有量與世界平均水平差距很大,因此合理利用自然資源,加強環境保護就顯得尤為重要,特別是對耕地資源與農業生態環境的合理利用與保護,更應該引起高度的重視。
在我國,耕地資源緊缺已經成為我國農業可持續發展的桎梏,亟待解決。隨著人口增長以及消費水平提高所引起的增量需求就需要通過提高單位面積的產量予以滿足,而單位面積的產量提高就需要先進的科學技術的投入,基于物聯網的農業信息化在一定程度上可以解決這一問題。
4、農業生產信息支持服務;采用信息技術對農業生產的過程進行信息支持服務,典型的應用包括:①農業專家系統,如當前我國己經建設完成并逐步推廣試用的的砂疆黑土小麥施肥專家系統、水稻病蟲害診治專家系統,小麥、玉米、桑蠶品種選育專家系統,農業氣象預報專家系統等;②農業信息遠程支援技術,是以專家在線、知識庫和類似案例分析等形式為農民或涉農單位等提供網絡化的、遠程技術支持服務;重點是解決農民在農業生產過程中存在的疑難問題,如擇種、病蟲害防治、農藥使用、農田管理等;③農業裝備數字化建模技術,根據農業裝備數字化設計中虛擬裝配、虛擬樣機及人機工程學設計與評價等技術要求,以拖拉機、聯合收割機和大型噴灌機等典型農業裝備為主,建立結構、參數和功能模型庫,研究共性零部件和整機虛擬建模技術;研究數字化三維模型設計方法、共性關鍵零部件有限元分析的規范化力學模型設計方法、動態工程模型設計方法、人機界面幾何建模和動態建模方法,為農業裝備產品虛擬設計、虛擬試驗和虛擬人機工程學設計與評價提供支撐條件。
5、無論是從農業發展的理論層面還是從實踐層面來看,基于物聯網的農業信息化最終的發展目標都是使農業走上可持續發展之路,而這一目標的實現分為三個層面,第一個層面是提高農業生產效率,第二個層面是增加農民收入,第三個層面是合理利用自然資源、保護環境。在基于物聯網的農業信息化發展模式構建中,無論是戰略模式構建,還是服務模式和技術模式的構建都要時刻以農業的可持續發展為目標,注重經濟、社會和環境的協調發展。
結語:
本文分析了云計算和物聯網技術的在現代農業中應用的可行性。分析了云計算和物聯網技術應用對現代農業發展帶來的技術進步、經濟利益和社會影響的效益。努力為我國農業貢獻力量。
參考文獻:
中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)09(c)-0012-01
物聯網與云計算是信息技術的發展熱點,是“十二五規劃”的重要科學技術,將對各行業未來發展產生巨大變革。西南少數民族地區應當抓住機遇,大力提升科技生產力,提高其社會經濟發展水平。畜牧業作為西南少數民族地區的傳統主導產業,有其獨特資源優勢,應用物聯網與云計算等新一代信息技術,將促進其向現代畜牧業快速轉變。
云計算(Cloud Computing)是網格計算(Grid Computing)、分布式計算(Distributed Computing)、并行計算(Parallel Computing)、效用計算(Utility Computing)、網絡存儲(Network Storage Technologies)、虛擬化(Virtualization)、負載均衡(Load Balance)等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物,它通過使計算分布在大量的分布式計算機上,而非本地計算機或遠程服務器中,使得數據中心的運行將與互聯網更相似。能夠將資源切換到需要的應用上,根據需求訪問計算機和存儲系統。物聯網就是物物相連的互聯網。物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。隨著物聯網業務量的增加,對數據存儲和計算量的需求將帶來對“云計算”能力的要求。工信部“十二五”規劃把云計算平臺和物聯網的發展都作為了新一代信息技術發展的重點領域。云計算與物聯網技術的發展將引起各行業的巨大變革。
就畜牧業的信息化建設來講,會帶來更及時更準確的海量信息,要求實現智能化的遠程監控與跟蹤,這是目前的系統平臺所無法處理的。目前西南少數民族地區畜牧業的信息化水平還處于初級階段,通過與通信運營商合作,大力建設3G、GPRS、光纜、固話、互聯網等通信設施。通過“金農工程”推進電子政務,初步建成門戶網站群和信息采集系統,提供市場信息、技術培訓等信息服務。在未來云計算與物聯網等新一代信息技術飛速發展的環境下,單純的信息服務是無法滿足少數民族地區畜牧業信息化發展需求的,這既是嚴峻的挑戰,也是重大的發展機遇。利用云計算與物聯網技術,可以進一步完善畜牧管理部門職能,實現OA辦公、視頻會議、生產統計、疫情監控、畜產品安全、監測預警、動物溯源、草原防火、專家資源、“3S”監控調度等。可以達到集約化自動生產,實現圈舍監控、飼料配方、牲畜投料、牧草收儲、耳標腳環溯源等精準化、科學化和智能化。
目前關于云計算與物聯網技術在畜牧業信息化建設中的應用研究已經有了一些理論成果和應用工具。中國畜牧業經濟專業委員會主辦了“首屆現代奶業信息化管理及云計算研討會”,并了我國首個奶牛牧場云計算管理系統―― “新牛人X6”,通過牧場管理系統,RFID智能識別系統,在畜牧業養殖、畜產品加工及流通和食品追溯領域提供智能化產品與解決方案。勵源公司研發了多款牛用RFID電子耳標、監測計步器、自動電子秤、智能手持設備等。還有“肉牛育種數字化云服務平臺”,利用智能設備在各育種場采集數據并上傳到全國育種數據平臺,育種平臺可以對數據進行綜合運算,并允許畜牧所的專家進行數據分析,最終將育種選種結果反饋給各育種場以指導生產。“禽育種云服務平臺”,客戶端利用智能手持機及RFID籠位標記卡,各種重量傳感器、溫濕度傳感器將雞舍的信息、種雞產蛋信息自動實時上傳到服務平臺中來,平臺即可對數據進行分析處理,提供選種育種信息。新的成果和新的技術應用到西南少數民族地區畜牧業的信息化建設中,必將帶來巨大經濟效益。針對西南少數民族地區畜牧業的特點,合理應用云計算與物聯網等新一代信息技術,研發適宜的管理平臺和管理模式,顯得非常重要。
西南少數民族地區的信息化建設進程緩慢、落后,存在人才缺乏、資金投入少、設備技術手段落后,缺乏政策支持等問題,盡管近年來取得了飛速發展,但薄弱的基礎設施仍然與其迫切的發展需求存在巨大反差:此外,交通不便、氣候環境多變、農林畜牧為主業、地域分布寬廣、多民族聚居、社會政治環境復雜,基于以上因素,其畜牧管理迫切需要信息化的高水平、高速發展。但恰恰在信息化建設方面卻非常落后,與其他地區差距特別明顯。因此急需高度重視,發現關鍵問題,針對性的解決相關瓶頸限制,加快其信息化進程。未來云計算與物聯網技術將是新一代信息技術的發展和應用重點,西南少數民族地區不應落后在新時代的起跑線上,必須抓住機遇,大力發展現代信息化畜牧業。
參考文獻
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信息技術的快速發展,促使云計算與物聯網成為業界與社會共同關注的重點。自計算機與網絡快速發展后,物聯網被認為是信息產業技術發展的新浪潮,同時也是信息技術快速發展的必然趨勢。電信運營商就物聯網的認識局限于特定的終端領域,利用無線或有線的方式,推進機器與機器、人與機器之間的信息交流。通過這種信息交流形式,從而可以調控生產過程、采集遠程數據、運程診斷以及調度指揮。而云計算具有的多用戶、虛擬化、高可靠性以及超大規模的特點,滿足物聯網智能化與規模化的發展需要。因此,將云計算引入到物聯網平臺運營平臺的建設中具有重要的意義。
1 物聯網的概述
實際上,物聯網是一種經過特殊程序制作而成的感應器。在進行微處理后,分析非常態數據。經過3G、Zigbee協議、RFID射頻技術、GPRS、TCP/IP協議等不同方式來進行數據傳輸。而這種數據的傳輸,需要在相關協議的基礎上,將物語互聯網相互連接起來,這樣就能夠實現信息交換與溝通。這樣一種模式其實就是從智能化進行識別、定位、監控、管理以及跟蹤等一種網絡體系。說的簡單一點其實就是保持物物相連。物聯網是在互聯網基礎上,不斷延伸和擴展。這樣用戶在使用的時候就可以延伸和擴展相應的物品,并相互交流信息。從實際中可以了解到,物聯網的應用已經深入到各個領域中。但由于正處于起步階段,擴展的規模并不是非常大。
2 云計算
關于云計算的定義,存在很多種說法。從專業的角度上來說,云計算就應當是將動態化、容易擴展且已經被虛擬化的計算資源利用互聯網而提供的一種服務。云計算的幾項關鍵性技術主要包括,首先,虛擬化技術。利用虛擬化技術,用戶就可以替換物力資源,產生一種與物力資源具有相同功能的虛擬資源。而這種虛擬資源并不局限于實際的物理資源上,可能會跨越不同的物理資源,但是用戶在使用的時候無需了解的過于透徹。根據對象的不同,有存儲虛擬化、應用虛擬化以及操作系統虛擬化之分。其次,彈性規模擴展技術。通過云計算,可以為用戶提供相對較大的資源,根據使用不同,負載周期的不同,可以對所應用的資源進行動態化的伸縮,采取這樣的方式可以明顯提高資源的利用率。再次,分布式存儲技術。在云計算環境中,分布式存儲技術可以滿足單臺服務器難以滿足的存儲性要求。該技術一項最為明顯的特點就是存儲的資源可以抽象表示與統一化的管理,且可以保證存儲數據的安全性與可靠性。最后,分布式計算技術。Mapreduce編程模型是云計算最為典型的分布式計算模式。利用這種模式可以明顯提高數據的處理能力。另外還有一種就是多租戶技術。這種技術指的是大量的用戶可以共同使用軟硬件資源,根據用戶的需要使用資源,優化配置軟件服務,同時還不影響其他用戶的使用。
3 基于云計算物聯網運營平臺的構建
3.1 設計物聯網運營平臺體系
在設計物聯網運營平臺體系的時候,應當充分考慮云計算的各項特點,并將其合理的應用到物聯網運營平臺中。但設計體系結構的時候,必須注意這么幾方面問題。第一,云基礎設施。借助虛擬化技術,促使不用行業的用戶或者是同行業的不同用戶在物聯網運營平臺上達到資源共享的目的。實現資源共享,可有效節約存儲空間,不同用戶可共用虛擬儲存池,
3.2 云平臺
云平臺是物聯網運營的關鍵。云平臺可借助分布式計算、分布式存儲以及各項虛擬技術增加數據處理能力,提高數據分析能力,這樣就能夠極大的滿足數據實用性與實時性要求。
3.3 云應用
通過云應用,可以實現行業上的不同業務程序。而這也可以作為物聯網運營平臺的構成部分,合并在一起就能夠形成第三行業應用平臺。借助虛擬化技術,可保證不同用戶在物聯網上資源共享。最后,云管理。采用彈性資源收縮機制,用戶在使用的時候,運營商會隨著時間的變化計算其使用的資源,而這種計算需要借助云平臺得以實現。
3.4 建立物聯網運營平臺
電信運營商在建設物聯網運營平臺的時候,難以一步到位。
第一,從無線傳輸通道、監控功能以及網絡節點配置方面入手,在應用商、傳感器廠商相互配合,可以為用戶提供功能強大的物聯網。但是物聯網運營平臺的建設必須實在云基礎設施基礎上形成。唯有如此,保證虛擬技術,小規模建設成本可有效降低。第二,找準突破口,延伸網絡節點配置與監控功能。利用云計算,可以形成行業計算模型,并產生對外服務。當然,還可以與供應商相互合作。在相關供應商的支持下可開發云應用,并將各項功能集中到云平臺上,實現物聯網運營平臺的建設。第四,拓展云應用范圍,優化云服務平臺與模型,提高物聯網云管理能力。經過這一系列的措施,可有效增加物聯網運營平處理數量。事實上,此項操作程序較為復雜,在物聯網應用范圍逐步擴大的過程中,用戶數量也在持續增加。物聯網運營平臺在云計算基礎上形成,已經成為一種趨勢,且云計算在此過程中發揮的作用越來越明顯,并充分發揮電信運營商在物聯網產業發展中的作用,推進物聯網的發展,帶動信息技術的發展。
4 結語
通信網路應用領域逐漸拓寬,應用技術越來越成熟的情況下,設備與物質逐漸加入其中,且逐步的壯大。保持著人與自然之間溝通,就有助于溝通交流的智能化。將云計算作為基礎,物聯網運營平臺的構建,是一種必然趨勢。且物聯網必然是信息技術后期發展的趨勢。
參考文獻
[1]褚謹文,王藝.從電信運營角度看物聯網的總體架構和發展[J].電信科學,2010,14(4):21-25.
[2]趙鈞.構建基于云計算的物聯網運營平臺[J].電信科學,2010,16(6):48-52.
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)27-6113-03
物聯網(The Internet of Things),顧名思義,是“物物相連的互聯網”。物聯網的概念最早由美國麻省理工學院(MIT)自動標識中心(AIL)于1999年提出,主要依據物品編碼、RFID(射頻識別)技術,以互聯網為傳輸媒介,以傳感器網絡為基礎,按約定協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換、數據融合和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等功能為一體的新型網絡平臺。2005年,國際電信聯盟ITU在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上正式確定了“物聯網”的概念。2009年6月18日,歐盟執委會也聲明,描述了物聯網的發展前景,并首次提出了物聯網發展和管理設想。2009年8月7日,總理在無錫提出“感知中國”理念,由此掀起了物聯網技術在國內的迅猛發展[ 1]。
隨著物聯網技術的逐漸成熟,和云計算相結合必將是未來的發展趨勢。其原因在于云計算提供了一個巨大的資源池,而應用的使用又有不同的負載周期,根據負載對應的資源進行動態伸縮(即高負載時動態擴展資源,低負載時釋放多余的資源)。將可以顯著地提高資源的利用率。另外,云計算的分布式計算和分布式存儲可以實現將大型任務細分成很多子任務,這些子任務分布式地或并行分配到在多個計算節點上進行調度和計算,同時將存儲資源抽象表示和統一管理。
因此,可以這樣預見,物聯網的迅猛發展可以借助云計算的諸多特征;而云計算的拓展則可以建立在物聯網上無處不在的傳感器網絡,從而實現技術的融合,產生更加巨大的正能量。
1 物聯網的基本原理
1.1 以傳感器網絡為基礎
深入剖析物聯網的概念可以發現,物聯網實質上是對各類傳感器和現有互聯網相互銜接的一個新技術,或者說是未來互聯網的一部分,其核心是智能傳感器網絡技術。傳感器網絡可以理解為人類感知世界的觸角,用這樣的觸角將感知世界的各種信息通過物理世界的各類互聯網絡進行傳遞、處理,從而使得數字虛擬世界中各種紛繁的畫面能夠呈現在人類社會中,讓我們能夠實時感知[2]。這樣的“感知——傳送——計算——應用”過程,便構成了我們所熟知的物聯網的運營模式。而這種運行模式中的關鍵在于廣泛而數目巨大的節點的存在和節點提供了無處不在的計算能力。節點是傳感器網絡的基本單位,主要完成智能感知、信息采集、數據融合、數據傳送和構造底層物理傳感器網絡等功能。節點一般由傳感器單元、處理單元、通信單元和電源以及其他輔助單元等組成。通常,對節點的設計要滿足如下幾個條件:(1)適合廣泛的應用場合、微型化、低功耗;(2)良好的接口、傳感器具有與較強的感知能力(3)較強的惡劣環境的工作能力和較強的抗干擾能力;(4)就有數據轉換能力,即能夠適應數據的串行到并行的轉換。
1.2 傳感器網絡的體系結構
深刻認識傳感器網絡的體系結構,是正確理解物聯網內涵的前提,也是將物聯網和云計算相結合的基礎。傳感器網絡體系結構可由三部分組成:分層的網絡通信協議、傳感器網絡管理和應用支撐技術[3 ]。
(1)網絡通信協議
這一層主要包括各種通信網絡與互聯網形成的融合網絡、物聯網管理中心、信心中心、各類樣本庫、算法庫和各類服務基礎設施。
(2)傳感器網絡管理
這一層主要包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器和M2M終端、傳感器網絡網關等。主要任務是解決感知和識別物體,采集和捕獲信息。
(3)應用支撐技術
應用支持技術主要解決物聯網與行業專業技術的結合以及提供廣泛的智能化解決方案。其關鍵在于信息的社會化共享以及信息安全等問題[4 ]。
1.3 傳感器網絡網絡安全分析
物聯網除了涉及到互聯網安全問題外,還需要面對傳感器網絡的安全問題。傳統互聯網存在的多種威脅已經擁有很多可行的應對措施;而傳感器網絡存在的安全問題必須引起人們的廣泛重視。比如,傳感器網絡一般可能遇到節點被攻擊、部分節點被物理操縱、信息流失和部分網絡被控制等問題。目前,常用的解決方案有節點身份認證、ZigBee技術等等。[5 ]。
2 基于云計算的物聯網實現可行性分析
2.1 物聯網云計算基礎
從前兩個小節的闡述不難發現,物聯網一般具備三個特征:全面感知、可靠傳遞和智能處理。而其中智能處理恰恰與近幾年來迅速崛起的“云計算”的理念相吻合。下面,先考察近幾年來云計算概念的發展情況。
云計算作為繼網格計算、互聯網計算、軟件即服務、平臺即服務等類計算模式的最新發展,云計算主要通過虛擬技術將各種互聯網的計算、存儲、數據、應用等資源進行有效整合與抽象,有效地為用戶提供了可靠服務的形式——大規模計算資源,從而將用戶從復雜的底層硬件邏輯、網絡協議、軟件架構中解放出來。這正是云計算理念中一直提倡的“平臺即服務”、“軟件即服務”。
維基百科對云計算的定義是:“云計算是一種動態的易擴展的且通常是通過互聯網提供虛擬化的資源計算方式,用戶不需要了解云內部的細節。云計算包括基礎設施即服務、平臺即服務和軟件即服務以及其他依賴于互聯網滿足客戶計算需求的技術趨勢”[ 6]。
IBM對云計算的定義是:“云計算是一種計算模式。在這種模式中,應用數據和IT資源以服務的方式通過網絡提供給用戶使用。大量的計算資源組成IT資源池,用于動態創建高度虛擬化的資源供給用戶使用”[ 7]。
為此,我們不難看出,未來的物聯網運營平臺需要在不同時間采集的海量信息源于數以億計的傳感器構建的傳感器網絡,并利用各個網絡節點對這些信息進行匯總、拆分、統計、備份,這對物聯網平臺的計算能力是一個至關重要的考驗。同時,資源負載在不同時間段也會存在相應的起伏。因此,考慮一個具有很好自適應能力的物聯網運營平臺是十分必要切迫切的任務,一方面避免重復性建設;另一方面也好充分利用好現有的理論和技術,從而尋求新的突破。至此,從上面的分析來看,云計算是與物聯網運營平臺相融合的一個很有前景的方向,其原因在于二者有基本相同的客戶需求,也有相似的物理設備基礎,將二者在理念和技術上進行相容,必將創造出更具活力的運營平臺。
2.2 基于云計算物聯網實現可行性分析
從上面幾點分析看,云計算是物聯網發展的必然趨勢,其計算方式、存儲手段、智能算法等等都將與云計算的理念和體系結構相融合。依據云計算的方式構建全新的物聯網服務模式,無論從理論還是商業運營模式都是可行的,其安全性也是有一定保證的。
3 基于云計算的物聯網基本設想
基于云計算的物聯網運營平臺,可以包括如下幾個部分:
(1)云基礎設施
包括傳感器網絡、物理資源以及能夠實現所有客戶共用的一個跨物理存儲設備的虛擬存儲池。能夠有效地提供資源需求的彈性伸縮和集群服務。
(2)基于云計算的物聯網平臺
該平臺是基于云計算物聯網運營系統的核心,主要實現網絡節點的配置和控制、信息的采集和計算功能。
(3)物聯網云應用
物聯網云應用是基于云計算的物聯網平臺的拓展部分,可以集成第三方行業應用。主要是利用虛擬化技術實現在一個物聯網環境下全部用戶資源共享、計算能力共享。
(4)物聯網管理系統
管理系統一方面用于監控基于云計算物聯網運營平臺的運行情況、資源彈性伸縮機制下資源利用的控制情況以及網絡用戶、安全以及服務管理等等。
上面幾點僅僅是在云計算相關概念的啟發下,以及對物聯網未來發展趨勢的一個初步設想,在有些方面的構建以及架構仍然存在問題,必將隨著云計算技術和物聯網技術的廣泛應用而逐漸改進,以便于在不遠的將來實現基于云計算理念的物聯網運營平臺。
4 結束語
文中主要針對物聯網的概念和近幾年的發展進行了簡單的闡述。然后,根據物聯網未來的發展趨勢進行了一定的預測,并根據物聯網的與云計算可能存在的交集展開了理論剖析。從理論和應用前景上分析了兩者融合的可行性和廣闊前景。最后,論文給出了基于云計算理念下的物聯網實現的簡單設想。
參考文獻:
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[4] http: //ec.europa.eu/information_society/policy/rfid/documents/in_cerp.pdf.
隨著物聯網、云計算、下一代互聯網、新一代移動通信等信息技術的迅速發展和深化應用,質監行業走向感知化與智能化是發展的必然,是促進數字化和質監業務深度融合、推進信息數字技術在質監事業各領域深化應用的重要手段。國家總局在“十二五”發展規劃中,提出了“數字質監”“智慧質監”的重大發展構想。智慧質監是以一種更智慧的方法通過利用新一代信息技術來改變質監部門工作交互的方式,以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應速度。智慧質監有三個方面的特征:更透徹的感知、更廣泛的互聯互通、更深入的智能化。
1 感知質監,充分利用物聯網技術
物聯網(The Internet of things)是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它將各種信息傳感設備,如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、激光掃描器等種種裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡,讓所有的物品都能夠遠程感知和控制,從而形成一個更加智慧的生產、生活體系。簡而言之就是“物物相連的互聯網”。
目前也不乏物聯網技術在質監中的應用案例,如使用了物聯網傳感器設備的電梯應急系統,電梯應急系統在電梯內安裝傳感器設備,充分運用互聯網把有關電梯困人信號接入應急指揮平臺,系統通過快速記錄信息,數據交換平臺把需要處理的事故、信息數據發送至相關電梯維保單位、救援站、使用單位等,實現呼救、事故隱患舉報等事件處理的自動化。產品溯源方面也有使用物聯網技術中的射頻識別技術的案例,以RFID為標識手段,將EANUCC編碼體系(全球統一標識系統)應用于從種植、養殖到加工、零售的過程控制和信息傳遞,同時結合“危害分析與關鍵控制點”(HACCP)應用,則可以有效地對食品、農產品供應鏈全過程進行跟蹤與追溯。質監部門已有將物聯網技術應用進口食品追溯工作的實踐,但尚處于部分和分散的狀態,如何充分利用物聯網技術使質監行業信息化更好走向感知化是我們下一步建設的重要內容。
2 質監互聯,充分利用移動互聯網技術
移動互聯網,就是將移動通信和互聯網二者結合起來,使移動用戶也能通過移動設備接入互聯網。移動互聯網采用國際先進移動信息技術,整合了互聯網與移動通信技術,將大量信息及各種各樣的業務引入到移動互聯網之中,搭建了一個適合業務和管理需要的移動信息化應用平臺,提供全方位、標準化、一站式的移動業務服務。目前質監的移動辦公系統、移動執法系統、移動巡查系統、移動監管系統等都是通過移動互聯網技術實現了質監業務的互聯互通,移動互聯網技術的使用有以下特性:
(1)高便攜性:除了睡眠時間,移動設備一般都以遠高于PC的使用時間伴隨在其主人身邊。這個特點決定了,使用移動設備上網,可以帶來PC上網無可比擬的優越性,即溝通與資訊的獲取遠比PC設備方便。
(2)隱私性:移動設備用戶的隱私性遠高于PC端用戶的要求。不需要考慮通訊運營商與設備商在技術上如何實現它,高隱私性決定了移動互聯網終端應用的特點――數據共享時即保障認證客戶的有效性,也要保證信息的安全性。
(3)應用輕便:除了長篇大論,休閑溝通外,能夠用語音通話的就用語音通話解決。移動設備通訊的基本功能代表了移動設備方便、快捷的特點。
基于這些特性,我們在進行“智慧質監”建設時,可以通過網絡技術將需要了解的質監業務信息上傳到網絡服務器,并由網絡服務器保存管理,把質監業務從紙質文檔上解放出來;再通過移動互聯網技術,使用手機等移動終端,將需要了解的質監業務信息的交流地點從辦公室解放出來,實現異地辦公、異地執法,提高工作效率。
3 智能質監,充分利用云計算技術
云計算能夠將所有的計算資源集中起來,并由軟件實現自動管理,可以憑借高端服務器、海量存儲、云操作系統、信息安全技術打造領先的云基礎架構,實現質監云、質量安全云等行業云應用,可實現資源集約化、數據一體化、管理服務化,全面提升質監工作效率,為質監信息化領域帶來便捷與安全保障。
近年來,質量安全、特種設備安全、食品安全已成為舉國關注的焦點。采用基于云計算和物聯網技術的食品安全解決方案,為質量安全監管部門、經營企業以及消費者提供綜合化的信息服務平臺。利用物聯網技術進行數據采集,在搭建的數據采集平臺基礎上通過云計算中的SaaS服務模式為質監管理部門、經營企業、消費者提供全程可視、可跟蹤、可溯源的信息綜合服務平臺。可基于云計算技術和云服務模式進行質監信息資源整合,將IT平臺、數據資源以及運維人員整合,形成高效的質監云平臺,提供智能化的分析數據。
總之,建設智慧質監的整體戰略就是基于物聯網、移動互聯網和云計算,實現質監信息化與質監實體系統的深度融合,切實通過信息化的手段實現質監實體系統的協同高效運作。建設智慧質監是一個長期的過程,不可急于求成,必須遵循真理、穩步扎實,任重而道遠,感知+互聯+智能=智慧。
參考文獻
[1]葉東輝,何政.“智慧質監”建設要充分應用物聯網信息技術-“中質信維杯”質檢信息化優秀倫文,2012.