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云计算与物联网的应用

时间:2017-11-10 11:01来源:未知 作者:Jack P 点击:

 物联网的发展形势

 

物联网和云计算在内的新一代信息技术产业具有资源消耗少、环境影响小、知识密集、市场需求巨大、拉动作用突出、应用广泛等特点.

  目前正处于物联网关键技术研发和规模化应用的初始阶段,快速突破规模产业化的瓶颈技术,抢占制高点是最紧要的。只有这样,我国的物联网事业才能继续保持领先地位,在国际竞争中占据制高点,掌握主动权。此外,单纯靠政府投入是难以建立一个有效的产业环境的,只有建立有效的商业模式才能够真正使产业发展进入一个良性循环。

  从质上看,使用云计算设施对这些数据进行处理、分析、挖掘,可以更加迅速、准确、智能地对物理世界进行管理和控制,使人类可以更加及时、精细地管理物质世界,从而达到智慧的状态,大幅提高资源利用率和社会生产力水平。可以看出,云计算凭借其强大的处理能力、存储能力和极高的性价比,很自然就会成为物联网的后台支撑平台。

  尽管目前物联网在中国的发展确实存在诸如技术标准不够统一,市场有些混乱,对应用的落实也仍在继续之中,但随着我国物联网技术应用与产业发展的逐步深入,中国的物联网发展已经具备了一些国际物联网发展的共性特征,也呈现出一些鲜明的中国特色和阶段特点。

  物联网安全是物联网可持续发展的前提条件。目前,我国物联网发展还是初级阶段,关于物联网的安全研究任重而道远。根据物联网各层不同技术特点和面临的威胁,采取适当的技术防范措施是发展的必然要求。关心物联网安全的专家、企业不少,但真正从事物联网安全相关产品研究和生产的企业还并不多,随着物联网的大步伐前进,安全需求将会更加凸显,物联网安全技术将会大有可为。我们相信在未来还会有更多的自动化企业加入到物联网安全建设中来,用更多、更先进的技术和产品推动物联网广泛发展。

 

云计算与物联网合则两利

  云计算与物联网各自具备很多优势,把云计算与物联网结合起来,我们可以看出,云计算其实就相当于一个人的大脑,而物联网就是其眼睛、鼻子、耳朵和四肢等。云计算是物联网发展的基石,而物联网又促进着云计算的发展,二者之间相辅相成,合则两利。

  云计算从以下两个方面促进物联网的实现:

  首先,云计算是实现物联网的核心,运用云计算模式使物联网中以兆计算的各类物品的实时动态管理和智能分析变得可能。物联网通过将射频识别技术、传感技术、纳米技术等新技术充分运用在各行业之中,将各种物体充分连接,并通过无线网络将采集到的各种实时动态信息送达计算机处理中心进行汇总、分析和处理。建设物联网的三大基石包括:

  1、传感器等电子元器件;

  2、传输的通道,比如电信网;

  3、高效的、动态的、可以大规模扩展的技术资源处理能力

  其中第三个基石:高效的、动态的、可以大规模扩展的技术资源处理能力,正是通过云计算模式帮助实现。

  其次,云计算促进物联网和互联网的智能融合,从而构建智慧地球。物联网和互联网的融合,需要更高层次的整合,需要更透彻的感知,更安全的互联互通,更深入的智能化。这同样也需要依靠高效的、动态的、可以大规模扩展的技术资源处理能力,而这正是云计算模式所擅长的。同时,云计算的创新型服务交付模式,简化服务的交付,加强物联网和互联网之间及其内部的互联互通,可以实现新商业模式的快速创新,促进物联网和互联网的智能融合。

  把物联网和云计算放在一起,实在是因为物联网和云计算的关系非常密切。物联网的四大组成部分:感应识别、网络传输、管理服务和综合应用,其中中间两个部分就会利用到云计算,特别是管理服务这一项。因为这里有海量的数据存储和计算的要求,使用云计算可能是最省钱的一种方式。

  云计算与物联网的结合方式我们可以分为以下几种:

  一是单中心,多终端。此类模式中,分布范围的较小各物联网终端(传感器、摄像头或3G手机等),把云中心或部分云中心做为数据/处理中心,终端所获得信息、数据统一由云中心处理及存储,云中心提供统一界面给使用者操作或者查看。

  这类应用非常多,如小区及家庭的监控、对某一高速路段的监测、幼儿园小朋友监管以及某些公共设施的保护等都可以用此类信息。这类主要应用的云中心,可提供海量存储和统一界面、分级管理等功能,对日常生活提供较好的帮助。一般此类云中心为私有云居多。

  二是多中心,大量终端。对于很多区域跨度加大的企业、单位而言,多中心、大量终端的模式较适合。譬如,一个跨多地区或者多国家的企业,因其分公司或分厂较多,要对其各公司或工厂的生产流程进行监控、对相关的产品进行质量跟踪等等。

  当然同理,有些数据或者信息需要及时甚至实时共享给各个终端的使用者也可采取这种方式。举个简单的例子,如果北京地震中心探测到某地和某地10分钟后会有地震,只需要通过这种途径,仅仅十几秒就能将探测情况的告信息发出,可尽量避免不必要的损失。中国联通互联云思想就是基于此思路提出的。这个的模式的前提是我们的云中心必须包含公共云和私有云,并且他们之间的互联没有障碍。这样,对于有些机密的事情,比如企业机密等可较好地保密而又不影响信息的传递与传播。

  三是信息、应用分层处理,海量终端。这种模式可以针对用户的范围广、信息及数据种类多、安全性要求高等特征来打造。当前,客户对各种海量数据的处理需求越来越多,针对此情况,我们可以根据客户需求及云中心的分布进行合理的分配。

  对需要大量数据传送,但是安全性要求不高的,如视频数据、游戏数据等,我们可以采取本地云中心处理或存储。对于计算要求高,数据量不大的,可以放在专门负责高端运算的云中心里。而对于数据安全要求非常高的信息和数据,我们可以放在具有灾备中心的云中心里。

此模式是具体根据应用模式和场景,对各种信息、数据进行分类处理,然后选择相关的途径给相应的终端。以上三种只是云计算与物联网结合的方式粗线条的勾勒,还有很多种其他的具体的模式,囿于笔者浅见,也许已经有很多模式或者方式已经在实际应用当中了。

物联网在云计算三层模式中的应用案例

物联网发展到一定规模后,在物理资源层与云计算结合是水到渠成。一部分物联网行业应用,如智能电网、地震台网监测等,终端数量的规模化导致物联网应用对物理资源产生了大规模需求,一个是接入终端的数量可能是海量的,另一个是采集的数据可能是海量的。

 

IaaS模式在物联网中的应用

物联网发展到一定规模后,在物理资源层与云计算结合是水到渠成。一部分物联网行业应用,如智能电网、地震台网监测等,终端数量的规模化导致物联网应用对物理资源产生了大规模需求,一个是接入终端的数量可能是海量的,另一个是采集的数据可能是海量的。

无论是横向的通用的支撑平台,还是纵向的特定的物联网应用平台,都可以在IaaS技术虚拟化的基础上实现物理资源的共享,实现业务处理能力的动态扩展。IaaS技术在对主机、存储和网络资源的集成与抽象的基础上,具有可扩展性和统计复用能力,允许用户按需使用。除网络资源外,其他资源均可通过虚拟化提供成熟的技术实现,为解决物联网应用的海量终端接入和数据处理提供了有效途径。同时,IaaS对各类内部异构的物理资源环境提供了统一的服务界面,为资源定制、出让和高效利用提供了统一界面,也有利于实现物联网应用的软系统与硬系统之间某种程度的松耦合关系。

目前国内建设的一些和物联网相关的云计算中心、云计算平台,主要是IaaS模式在物联网领域的应用。

SaaS模式在物联网中的应用

SaaS模式的存在由来已久,被云计算概念重新包装后,除了可以利用云计算的其他技术(如IaaS技术)外,没有特别本质上的变化。通过SaaS模式,仍然实现的是物联网应用提供的服务被多个客户共享使用。这为各类行业应用和信息共享提供了有效途径,也为高效利用基础设施资源、实现高性价比的海量数据处理提供了可能。

在物联网范畴内出现的一些变化是,SaaS应用在感知延伸层进行了拓展。它们依赖感知延伸层的各种信息采集设备采集了大量的数据,并以这些数据为基础进行关联分析和处理,向最终用户提供最终的业务功能和服务。

在这个案例中,多个USNSP传感网服务提供商在不同地域布放传感节点,提供各个地域的气象环境基础信息。其他提供综合服务的USNSP可以将多个这样的USNSP提供的信息聚合起来,开放给公众,为公众提供出行指南。同时,这些信息也被送到政府的监控中心,一旦有突发的气象事件,政府的公共服务机构就可以迅速展开行动。

 

云计算与物联网结合面临的问题

  技术总能带给人们很多的想象空间,作为当前较为先进的技术理念,物联网与云计算的结合存在着很多可能性,也有很多需要解决的问题。

  1.规模问题

  规模化是云计算与物联网结合的前提条件。只有当物联网的规模足够大之后,才有可能和云计算结合起来,比如行业应用:智能电网、地震台网监测等等需要云计算。而对一般性的、局域的、家庭网的物联网应用,则没有必要结合云计算。如何使两者发展至相应规模,尚待解决。

  2.安全问题

  无论是云计算还是物联网,都有海量的物、人相关的数据。若安全措施不到位,或者数据管理存在漏洞,它们将使我们的生活无所遁形。使我们面临黑客、病毒的威胁,甚或被恐怖分子轻易跟踪、定位,这势必带来对个人隐私的侵犯和企业机密泄露等问题。破坏了信息的合法有序使用要求,可能导致人们的生活、工作陷入瘫痪,社会秩序混乱。因此,这就要求政府、企业、科研院所等各有关部门运用技术、法律、行政等各种手段,解决安全问题。

  3.网络连接问题

  云计算和物联网都需要持续、稳定的网络连接,以传输大量数据。如果在低效率网络连接的环境下,则不能很好工作,难以发挥应用的作用。因此,如何解决不同网络(有线网络、无线网络)之间的有效通信,建立持续、大容量、高可靠的网络连接,需要深入研究。

  4.标准化问题

  标准是对任何技术的统一规范,由于云计算和物联网都是由多设备、多网络、多应用通过互相融合形成的复杂网络,需要把各系统都通过统一的接口、通信协议等标准联系在一起。这将是在两者发展中不断发展,有效健全的问题。

  总之,物联网是指把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理云计算是指利用互联网的分布性等特点来进行计算和存储。前者是对互联网的极大拓展,而后者则是一种网络应用模式,两者存在着较大的区别。

  但是,对于物联网来说,本身需要进行大量而快速的运算,云计算带来的高效率的运算模式正好可以为其提供良好的应用基础。没有云计算的发展,物联网也就不能顺利实现,而物联网的发展又推动了云计算技术的进步,因为只有真正与物联网结合后,云计算才算是真正意义上从概念走向应用,两者缺一不可。

物联网云计算的普及之路

物联网和云计算在内的新一代信息技术产业具有资源消耗少、环境影响小、知识密集、市场需求巨大、拉动作用突出、应用广泛等特点,有利于我国加快转变经济发展方式、提高经济发展质量、推进经济社会信息化、云计算是通过将计算和数据部署在大量分布式计算机上。

  目前正处于物联网关键技术研发和规模化应用的初始阶段,快速突破规模产业化的瓶颈技术,抢占制高点是最紧要的。只有这样,我国的物联网事业才能继续保持领先地位,在国际竞争中占据制高点,掌握主动权。此外,单纯靠政府投入是难以建立一个有效的产业环境的,只有建立有效的商业模式才能够真正使产业发展进入一个良性循环。

  从质上看,使用云计算设施对这些数据进行处理、分析、挖掘,可以更加迅速、准确、智能地对物理世界进行管理和控制,使人类可以更加及时、精细地管理物质世界,从而达到智慧的状态,大幅提高资源利用率和社会生产力水平。可以看出,云计算凭借其强大的处理能力、存储能力和极高的性价比,很自然就会成为物联网的后台支撑平台。

  尽管目前物联网在中国的发展确实存在诸如技术标准不够统一,市场有些混乱,对应用的落实也仍在继续之中,但随着我国物联网技术应用与产业发展的逐步深入,中国的物联网发展已经具备了一些国际物联网发展的共性特征,也呈现出一些鲜明的中国特色和阶段特点。

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