基于云計算物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)探索

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1、基于云計算物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)探索　　摘要：物聯(lián)網(wǎng)是將所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)相連接的一種技術(shù)，目的在于實現(xiàn)智能化識別和管理，是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)絡(luò)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)的浪潮。該文主要通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的描述的同時，與云計算的相關(guān)技術(shù)進行比較和分析，從而發(fā)掘在基于云計算的框架下，廣泛推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的可行性，并根據(jù)云計算的一般框架和物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，給出了一般意義上的云計算下的物聯(lián)網(wǎng)模型。關(guān)鍵詞：云計算；物聯(lián)網(wǎng)中圖分類號：TP393文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044（2013）27-6113-03物聯(lián)網(wǎng)（TheInternetof8Things），顧名思義

2、，是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)的概念最早由美國麻省理工學(xué)院（MIT）自動標(biāo)識中心（AIL）于1999年提出，主要依據(jù)物品編碼、RFID（射頻識別）技術(shù)，以互聯(lián)網(wǎng)為傳輸媒介，以傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，按約定協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換、數(shù)據(jù)融合和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能為一體的新型網(wǎng)絡(luò)平臺。2005年，國際電信聯(lián)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(lián)網(wǎng)”的概念。2009年6月18日，歐盟執(zhí)委會也發(fā)布聲明，描述了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景，并首次提出了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和管理設(shè)想。2009年8月7日，溫家寶總理在無錫提出“感知中國”理念，由此

3、掀起了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在國內(nèi)的迅猛發(fā)展[1]。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐漸成熟，和云計算相結(jié)合必將是未來的發(fā)展趨勢。其原因在于云計算提供了一個巨大的資源池，而應(yīng)用的使用又有不同的負(fù)載周期，根據(jù)負(fù)載對應(yīng)的資源進行動態(tài)伸縮（即高負(fù)載時動態(tài)擴展資源，低負(fù)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(xiàn)將大型任務(wù)細(xì)分成很多子任務(wù)，這些子任務(wù)分布式地或并行分配到在多個計算節(jié)點上進行調(diào)度和計算，同時將存儲資源抽象表示和統(tǒng)一管理。因此，可以這樣預(yù)見，物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)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(lián)網(wǎng)上無處不在的傳感器網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)技術(shù)

4、的融合，產(chǎn)生更加巨大的正能量。1物聯(lián)網(wǎng)的基本原理1.1以傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)8深入剖析物聯(lián)網(wǎng)的概念可以發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)實質(zhì)上是對各類傳感器和現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)相互銜接的一個新技術(shù)，或者說是未來互聯(lián)網(wǎng)的一部分，其核心是智能傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)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(lián)網(wǎng)絡(luò)進行傳遞、處理，從而使得數(shù)字虛擬世界中各種紛繁的畫面能夠呈現(xiàn)在人類社會中，讓我們能夠?qū)崟r感知[2]。這樣的“感知——傳送——計算——應(yīng)用”過程，便構(gòu)成了我們所熟知的物聯(lián)網(wǎng)的運營模式。而這種運行模式中的關(guān)鍵在于廣泛而數(shù)目巨大的節(jié)點的存在和節(jié)點提供了無處不在的計算能力。

5、節(jié)點是傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本單位，主要完成智能感知、信息采集、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)傳送和構(gòu)造底層物理傳感器網(wǎng)絡(luò)等功能。節(jié)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(jié)點的設(shè)計要滿足如下幾個條件：（1）適合廣泛的應(yīng)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(huán)境的工作能力和較強的抗干擾能力；（4）就有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換能力，即能夠適應(yīng)數(shù)據(jù)的串行到并行的轉(zhuǎn)換。1.2傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)深刻認(rèn)識傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，是正確理解物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵的前提，也是將物聯(lián)網(wǎng)和云計算相結(jié)合的基礎(chǔ)。傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)可由三部分組成：分層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、傳感

6、器網(wǎng)絡(luò)管理和應(yīng)用支撐技術(shù)[3]。（1）網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議8這一層主要包括各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)形成的融合網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)管理中心、信心中心、各類樣本庫、算法庫和各類服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。（2）傳感器網(wǎng)絡(luò)管理這一層主要包括二維碼標(biāo)簽和識讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器和M2M終端、傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)等。主要任務(wù)是解決感知和識別物體，采集和捕獲信息。（3）應(yīng)用支撐技術(shù)應(yīng)用支持技術(shù)主要解決物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)的結(jié)合以及提供廣泛的智能化解決方案。其關(guān)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(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)安全分析物聯(lián)網(wǎng)除了涉及到互聯(lián)網(wǎng)安全問題外，還需要面對傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問題。傳

7、統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)存在的多種威脅已經(jīng)擁有很多可行的應(yīng)對措施；而傳感器網(wǎng)絡(luò)存在的安全問題必須引起人們的廣泛重視。比如，傳感器網(wǎng)絡(luò)一般可能遇到節(jié)點被攻擊、部分節(jié)點被物理操縱、信息流失和部分網(wǎng)絡(luò)被控制等問題。目前，常用的解決方案有節(jié)點身份認(rèn)證、ZigBee技術(shù)等等。[5]。2基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)可行性分析2.1物聯(lián)網(wǎng)云計算基礎(chǔ)8從前兩個小節(jié)的闡述不難發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)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(fā)展