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中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)051-009-01
云计算方式随着社会的发展而出现,它对信息技术的处理更加便捷,它使得信息更加快速地配备,而且真实有效。云计算在现实生活中的实际应用已经潜移默化地改变着我们的生活,使人们对快速服务的需求越来越能得到满足,它是现代化背景下高服务要求的有力保证。
1 对云计算和物联网的认识
1)云计算始于上二十世纪九十年代,它经历了网格、效用计算和软件这几个阶段的演变,最终形成一种新型的计算模式。云计算的工作原理是将企业数据中心的运行模仿成互联网的形式,将其计算分布于许多分布式的计算机上,通过企业的资源需求进行切换应用,使其能够访问和进入资料存储系统。云计算平台主要是在物理服务器上,创建一个虚拟的环境来完成运行,使得相同规模的数据中心为更多的客户提供服务,进行有效的分支供应。
按照云计算的运营特点来看,云计算可以分为三种模式:公共云,即通过自己所拥有的基础架构直接性地对客户提供服务,它使用户在不拥有云计算资源的前提下,通过互联网来实现服务,例如Google;私有云,即企业自己拥有云计算资源,有其基础构架和自,它的服务可以是对内部提供也可以给外部提供,因为是企业自己私有,所以企业可以根据实际情况进行调整,实现自主创新;混合云,即将公共运和私有云的模式结合起来,企业既有自己的云计算平台,也需要外部公共提供服务。
2)物联网是互联网不断发展产生的应用拓展,其发展的主要核心是在应用上进行创新。 物联网通过灵敏的智能感知、准确识别技术及普存计算而泛在网络上融合应用。通过使用传感器、射频识别的技术及GPS系统等技术,物联网同时采集一切需要监控、进行连接和互动的物体或过程,并采集其电学、力学和生物学等各种学科中涉及到需要的信息,并使用多样化的网络接入,达成物与物之间和物与人之间的泛在链接,让物品、过程的智能化感知、识别及管理得以实现。
2 物联网、云计算的发展现状及融合
1)物联网的发展现状。互联网发展使得人们生活需要的应用与服务在虚拟世界里完成,而物联网的出现又为我们实现了由虚拟向现实的转型。在现在物联网还没普及的情况下,电信运营商通过固定电话和手机来作为载体为大众提供的通信方面的服务,而当物联网在人们生活中普及后,物联网终端将代替电话终端,提高了信息处理能力,通过产生新的需求市场,从而推动经济的增长。
物联网、感知计算在中国被关注的时间比较短,近些年在政府及相关信息技术研究部门的大力推广下,已有一定的绩效,在今天智能设备包括智能手机、电视的发展,人们对移动联网的需求不断增加,物联网与感知计算在新的市场趋势下必定有很好的发展。
2)云计算的发展现状。云计算模式的计算方式,使用户仅需连入互联网,比如使用手机和浏览器,来完成用户所需要的服务,如计算任务、程序开发等。我国的云计算发展是非常迅速的。自2008年IBM先后在无锡和北京建立了两个云计算中心开始,到目前中国移动研究院已经建立起1024个服务器的云计算试验中心。云安全技术是云计算技术的一个分支,在云安全技术应用以来,它在通过大量客户端及服务器端对病毒和木马的识别方面取得了非常大的成功。许多杀毒软件如瑞星、趋势、金山、360安全卫士等都推出了有关云安全的应对策略。短短几年我国成立了中国电子学会专门成立了云计算专家委员会;中国电子学会还隆重举办首届中国云计算大会及中国电子学会举办了第二届中国云计算大会等大会。
3)物联网与云计算的融合。物联网的快速发展对云计算时代的来临有着重要的加速作用,云计算从另一方面也缓解着“物联网”给网络、网管造成的压力,而且物联网产业链中的云计算、云服务平台都要成为其发展的重点。物联网和云计算的相融合,必定成为现代社会信息平台发展的主流,它们有着内在的联系,在使用上有着互补促进作用。
3 结束语
随着物联网的不断发展,电信运营商应该推进物联网与云计算的融合,为实现通信业的快速转型和升级就必须做到以物联网、云计算创新应用为载体,对人们的衣食住行和公共安全领域进行智能防护,遵循科学发展观,顺应自然发展规律,开发使用低碳环保新能源,使得现代水利、电力和商业等与公众相关的产业变得智能,从而满足人们的需求。
参考文献
[1]张永福,马礼.浅谈云计算与物联网[J].考试周刊,2011(09):128-129.
中图分类号:TP27 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)32-0062-02
本文构想设计如下:建立由多个健身检测器构成完整的健身数据监管系统,其中健身数据监管中心又包括云服务器、无线网络、健身数据库依旧健身指导服务器组成;健身检测器由微处理器、读卡器、健身知指导器、能量消耗检测器、运动状态监测器、运动器材调控器和微处理器等。
设计本着实时了解使用者的运动状态、运动能量消耗的目的;同坐做到精细合理的数据树立,通过云计算平台实现海量信息收集,从而将具有针对性、科学性的个性化建议反馈给运动体验者,为其提供真正私人定制的健身指导意见。
1 健身云服务平台建设目标
①利用物联网、云计算技术和Wifi、GPRS、3G无线移动通信网络技术形成物联网健身器械标准体系,通过对物联网健身器材用户身体状况的监测进行远程健身指导,以此保障用户健身活动的科学性[1]。
②通过物联网技术,实现健身指导者与参与者的直接联系,数字化整合有关健身锻炼指导的服务信息,通过网络实时发送至物联网健身器材的使用者,进行远程操作。同时在健身服务进行中,合理选用一些日常健身监测仪器,实现对健身者能量消耗、运动状态乃至生活规律的实时监测,真正做到科学健身个性化、私人化,有针对性地为其提供技术指导。
其次,健身组织包含了社会健身指导员、健身私教、健身参与者和健身服务企业等不同的角色,故在云健身服务平台推广活动开展中,要特别重视健身人群的活动开展,重视服务平台与用户、组织及家庭之间的沟通,重视评价管理和协调监督,以形成城市化的“网络全民健身俱乐部”为目的。
③云健身服务平台是基于云计算技术,用以服务大众的公共基础服务平台,所以要兼容不同人群、不同种类,并结合各种不同项目形式的健身终端来达到对不同规模、不同组织健身指导体系,以及多专业健康信息服务需求的满足。同时采用开放的共享模式,打破传统健身网络系统封闭式、独立式的信息孤岛模式,使用云计算技术部署分布式数据中心。最大化降低运行的成本、努力提高海量数据的应对能力、系统应用范围扩大化[2]。
2 基于云计算与物联网的健身服务平台设计技术
为使健身服务业务系统资源的利用效率达到最大化,应当采用动态方式,实现各种地应用系统灵活部署,建立真正基于云计算与物联网的云服务平台,以此满足业务需求以及健身服务工作的高强负荷,建造一个随时可进行扩展升级的主要资源池,同时通过云负载均衡技术科学化处理健身服务系统的种种问题。
2.1 建设目标
基于物联网健身器材的健身服务系统,其核心依然是健身服务。而提供网络健身服务的基础则是数据处理中心的网络服务器,即网络服务离不开服务器的技术支撑。
其中健身服务系统利用对健身的用户数据采集、分析计算使用者的个体差异,从而提供量体裁身的私人个性化健身服务[3]。由于物联网健身服务具有广域性,其配套服务器需要的数据实时存储要求能够完成数量巨大、类型繁多、来源不同的计算,并且健身服务时时变化的网络资源关系与其应用程序的存储、计算等等是息息相关的。传统WEB服务器集群的解决模式在信息现代化飞速发展的现今,想要实现信息全天候正常运行的维持支撑,已非易事。初期使用普通形式的WEB服务器及数据库系统没有问题,然而伴随着服务人群的快速增长的后期,要解决这一危机,只能使用云服务器模式。
由此可知,为更好地维护物联网健身服务,构建基于物联网健身器材的云服务平台是至关重要的,在其应用实施的过程,数据量逐渐增长,服务数据从微从无到有,配套服务器也需要完成从本地到云端的创新升级。
2.2 健身云服务平台构架具体实施方式
①使用OpenStack的云平台和KVM虚拟化技术等技术来建设健身服务系统的主要框架,使健身服务和大健身数据等业务处理效能提高。
②勘测好系统中的科学健身坚持机制和高效传播机制,可以通过复杂系统和复杂网络等方法来实现。
③通过REST等转换技术,创立IOS及安卓客户端,保证APP与系统服务器端数据实时传输,实现移动健身服务;同时通过调用REST接口来对对数据进行解析;将数据存为 JSON格式实现传输与交互业务数据。
④通过云负载均衡技术和MongoDB数据库技术建立底层数据库。
⑤采用Spring技术的控制系统中海量健身数据业务逻辑。
3 基于云计算与物联网的健身器材应用场景与方案
在众多健身选择中,俱乐部健身易受时间、空间的束缚,无法全身心投入;个人健身则缺乏有效指导,且较为单调乏味,而家庭健身实现了便捷性与舒适性的有机结合,较之以上两种方式更具有健身优势。所以下文就以家庭健身为例,对健身进行器材和场景等方面的研究分析。
中图分类号:TP309
近年来,云计算与物联网、智慧地球等概念备受关注,物联网和云计算已成为我国非常重视的战略性新兴产业。物联网产业有巨大的发展潜力和广泛的应用领域,而在其推进过程中,通过传感器收集信息已不是难题,感知信息在网络上的传输也不是问题,实质的难点在于如何对海量信息进行分析和处理,并对物体实施智能化的控制。要解决这个问题,就必须建立一个功能强大的智能处理平台,而云计算正是这样一个具备海量信息存储和处理的平台,因此,二者的结合将是未来的趋势。本文在研究物联网与云计算结合的基础上,着重对基于云计算的物联网安全进行研究。
1 云计算与物联网概述
1.1 云计算
云计算是由分布式计算、网格计算、虚拟化技术等诸多网络技术发展而来的新兴技术,自2006年首次提出这个概念以来,云计算已成为IT行业研究的热点,但长期以来没有标准定义,目前业界高度认可的云计算定义如下:云计算是一种服务或资源的交付和使用模式,通过这种模式可以减少管理资源的工作量,降低用户和服务提供商之间的交互。云计算所提供的服务既可以是基础设施和软件、平台,也可以是其他服务,这说明计算能力也可像日常的商品一样通过互联网进行流通使用。
1.2 物联网
物联网属于新一代的信息技术,指通过传感等设备,把任何物品与互联网依照约定的协议连接起来,并进行实时信息交换和通信,最终实现智能化控制和管理的一种网络。是一种基于互联网的、物-物相连的网络。实现物联网的关键技术包括RFID技术、传感技术、无线传感网络技术、人工智能技术、虚拟机技术、云计算平台。其中云计算平台是物联网发展的技术支撑,可以为物联网提供海量信息的存储、计算能力。
1.3 云计算与物联网的结合
目前云计算与物联网的结合主要采用以下几种模式:单中心、多终端模式;多中心、大量终端模式;信息、应用分层处理、海量终端模式。实质上,从物联网的角度来看,云计算平台为物联网提供海量信息存储和智能处理的功能;而从云计算平台的角度来看,物联网是云计算平台所提供的一种云应用。
2 基于云计算的物联网体系结构
根据物联网对信息的感知、传输和处理的过程,将其划分为3层结构,即感知层、网络层和应用层。感知层是利用感知设备在任何时间、对任何地点的物体实现识别,完成信息的采集;网络层是通过现有的通信和互联网络,将感知到的物体信息可靠地传递给用户,实现信息的传输;应用层是利用云计算平台对用户的数据和信息进行智能处理,实现对物体的控制,完成物与物、人与物之间的信息交换。
3 基于云计算的物联网安全威胁
3.1 感知层安全威胁
在感知层,由于节点的硬件结构相对简单,存储能力和计算能力较弱,传统的保密技术难以在节点上实现,因此,容易受到各种攻击。这些攻击包括节点控制、节点捕获、拒绝服务攻击及认证攻击。
3.2 网络层安全威胁
在网络层,由于网络的异构,可能导致跨网认证攻击、认证攻击(如中间人攻击等),同时随着网络规模增大以及对于分布式信息的处理,容易受到拒绝服务攻击、路由攻击等威胁。
3.3 应用层安全威胁
物联网应用层除了终端用户的认证外,重点是来自云计算平台的安全威胁。
(1)针对云计算平台的安全威胁。云计算平台提供的服务应是无处不在、无时不在的,要保证云计算平台具备高可靠性,即保证云计算平台提供的服务不中断,在面临恶意攻击时避免系统崩溃的风险,因此,云计算平台应具备抵抗外来攻击的能力。
(2)“云”中的物联网数据安全。终端用户的数据上传到“云”中之后,随机地存储在云计算平台的服务器上,而这些服务器可能分布在世界各地,终端用户无法知道自己的数据具体被存储在什么位置,因此,云计算平台要保证终端用户的数据存储安全性。同时,目前云计算平台主要通过虚拟化技术实现多租户共享资源,多个虚拟机可能被绑定到同一个物理资源上,如果云计算平台无法实现用户之间数据的有效隔离,那么用户的数据就可能被其他用户非法访问,云计算平台就无法使用户相信自己的数据是安全的。
4 基于云计算的物联网安全研究
4.1 安全体系结构
针对上述物联网体系结构中每一层所面临的安全威胁,给出相应的解决方案和关键技术难点研究,其中感知层和网络层的关键技术目前已有大量研究并取得较快的进展,本文着重分析物联网应用层,即云计算平台的安全方案,从以下几个方面考虑。
(1)构建物联网可信环境。云计算平台要为物联网应用提供安全的数据存储、超强的计算能力,必须保证云计算平台本身的可靠,即构建物联网的可信环境。一方面云计算平台应与传统计算平台一样采取严密的安全措施,从物理安全、系统安全、网络安全、数据库安全等方面做好安全防范工作,保证云计算平台本身具备抗攻击能力;另一方面,云计算平台要向物联网用户证明自己具备数据隐私保护能力。
(2)基于云计算的数据安全防护。用户数据存储在世界各地的服务器,要保证数据存储的安全性,除在构建物联网可信环境的基础上,还要采取数据备份的方法保护数据。为了保护数据隐私,物联网用户要采取加密手段,使得敏感数据以密文的形式存储在服务器上。用户的数据从被感知开始,到进入云计算平台,从传输到使用的过程,都存在泄漏用户隐私的风险。在虚拟化条件下,存储在同一物理服务器上的不同虚拟机之间可能存在非法访问,云计算平台要使用户相信数据是安全的,必须对用户的数据提供有效隔离,防止同一物理设备上的其他用户非法访问,更加有效地保护数据安全。
4.2 技术难点及研究现状
在使用加密技术保护用户数据隐私的同时,云端存储的是敏感信息的密文,因此,如何高效地对密文进行处理和使用则成为关键。同态加密技术将是解决这一问题的首选方案。同态加密技术在物联网认证与访问控制、云计算等方面的应用,将是今后研究的重点。在物联网各个阶段都涉及数据隐私的保护,目前研究较多的隐私保护技术有k-匿名算法、图匿名、空间加密等。有关保护用户隐私方面的安全技术还有很大的研究空间。
5 结语
云计算平台是物联网大规模发展的有力支撑,同时物联网的发展也为云计算平台的广泛应用提供大量的用户,因此,二者的结合势在必行,而基于云计算的物联网安全研究将为二者的发展提供最可靠的保障,也是二者能够大规模应用的必要条件。在分析了二者结合的必然性之后,给出了基于云计算的物联网体系结构,针对其面临的安全威胁,对数据安全做了重点研究。
参考文献:
[1]冯登国,张敏,张妍,徐震.云计算安全研究[J].软件学报,2011,1.
[2]郑湃,崔立真,王海洋,徐猛.云计算环境下面向数据密集型应用的数据布局策略与方法[J].计算机学报,2010,8.
[3]朱超.基于虚拟化技术构建高校分布式云计算数据中心[J].武汉工程大学学报,2011,4.
中图分类号TP3
文献标识码A
文章编号1674-6708(2016)156-0076-02
1 物联网概述
1.1 物联网的基本定义
物联网的相关概念是在如今互联网的前提之下产生的,定义为:采用红外线感应器、定位系统以及射频识别技术等相关概念,结合拟定的约定协议,将相应的物品与互联网建立有效的连接,并通过连接桥梁实现信息的及时交换,做到智能化识别与定位。也可以说,物联网实际上是多种技术在网络中实现的综合应用,相互融合相互拓展。所以,物联网不断发展进步的重要核心思想就是应用创新,认识到物联网发展的最高定位就是用户的创新。
1.2 物联网的实际意义
实现整个物联网的相互连接,就像将地球看成拥有无限智慧并敢于变通的生命系统,通过更多的终端以及更多的组织,将整个生命系统相互连接。这一生命系统的诞生也让人类拥有了更快的速度,以及更加灵活的自由度,任何地方的任何资源都可以利用这个系统实现有效的汇集以及整合。物联网将新时展的IT技术巧妙的运用到多种行业中,可以将感应器直接嵌入到实际的电网、建筑、管道等物体中,并将产生的物联网与互联网相互整合,最终形成一体的网络,功能最强大的就是中心计算机群,这一强大的功能能够将设备与人员进行合理的分配,科学的管理,从而实现全智能化的管理模式,最终提高资源的利用率,不断提高生产力水平,促进人与自然能够和谐发展。
2 云计算概述
云计算(cloud computing)成功集合了分布处理、网格运算与并行处理。在大多数条件下,可将云计算看成计算机理念和技术在商业中的体现。利用云计算,可将计算按照一定原则分布在多个分布计算机中,改变了传统单一依赖本地计算机与服务器的方式,这种方法可以使企业数据中心实际运行更类似于互联网。通过云计算可提高企业的资源利用率,并可按照具体的需求,对分布计算机或者是储存系统进行访问。经过这样的“改造”,抽象的计算机能力更像是一种商品,与水电、煤气等十分相似,不仅方便快捷,而且价格低廉。只要切实加强研究与实践,相信在不远的将来,在面对超级运算时,仅需一部手机就可处理。
2.1 云计算主要特点
云计算可以提供一个安全可靠的储存单元,用户不必担心数据失真、丢失与感染病毒。在实际应用中,用户可将储存数据的文档保存在对应的网络中,此时文档会得到很好的保护,不会出现丢失与损坏等情况。这是因为在“云”的背后,有一个专业性最高的数据中心来保存这些数据。另外,依靠有效的权限管理,还可帮助用户行使指定共享权力。
云计算对于用户的硬件设备要求相对较低,实际使用也十分方便。云计算本身作为一种全面的服务平台,它可为用户提供的服务是多方面的。它可直接省略更新与安装杀毒软件的麻烦,仅需要拥有一台可上网的计算机和一个自己认可的浏览器,即可享受到云服务所带来的一切便利和乐趣。
云计算能很容易的完成数据共享,其数据具有一定同步性,在特定的模式当中,数据仅有一种类型,储存于“云”的另外一边,用户使用终端设备与互联网进行连接,即可在同一时间访问或使用同一种数据。
云计算可以为用户提供多种网络使用可能,也可为数据的管理创建丰富的空间条件,并且还能提供十分强大的运算能力,单个设备所提供的能力是较为有限的,但将分布处理、网格运算与并行处理作为核心的云计算所拥有的潜力是不可预计的。
2.2 云计算和物联网之间的关系
物联网的发展离不开云计算的支持,云计算所能提供的所有功能对于物联网都有着十分重要的作用。首先,想要实现物联网,云计算是不可替代的核心,创建物联网的重要基础主要有3种,分别为电子元器件、信息传输通道与强大的处理能力;其次,云技术的出现和应用推动了物、互联网间的智能融合。这二者的融合属于较高等级的结合,需要更为透彻的理解、更具安全性的互联与互通以及更为深化的智能性,必须得到强大处理能力的支持。与云计算相关的交付模式具有一定创新性,属于简化型的高端服务类型。切实强化物、互联网间的融合,是实现模式创新,推动物联网进一步发展的关键举措。
3 云计算与物联网实现融合中存在的问题
3.1 标准问题
由于当前各国对于物联网所编制的标准存在很大差别,所以很难做到兼容。如果标准无法统一,那么物联网仅限于每个国家,不能在世界范围中实现互联,这样也就无法为各国的跨越性发展提供便利和支持。
3.2 安全问题
数据安全是网络信息领域恒久不变的主题,云计算自然也不例外。对于云计算和物联网而言,数据安全主要包括两方面内容:其一要在技术和管理层面上保证数据的安全性;其二要使每一位用户都能相信服务商可以提供良好的安全保障。除此之外,还需对容错性、连续性等予以足够的重视。
3.3 隐私保护问题
在云计算环境当中,所有用户都处于开放空间。在此服务平台中无论是接受服务还是提供服务,都存在一定暴露个人隐私的危险。若未对其给予足够重视,将引发一连串问题。所以,加强隐私保护至关重要,是云计算面临的主要挑战之一。
4 云计算与物联网的融合
云计算和物联网各有各的优势和特点,若能对二者进行融合,就可以十分容易的完成地球信息层面的智能化目标。在实际情况中,主要有以下3种融合模式。
4.1 单中心一多终端
这种模式主要适用在小范围终端,比如手机、摄像头与传感设备等。它是将云中心作为核心来处理数据的,把由终端中获取的数据向云中心传输,并进行处理,最后再由云中心创建操作界面,以供使用者查看和使用。
4.2 多中心一大量终端
这种模式主要适用在存在较大区域跨度的终端。
4.3 信息、应用分层处理一海量终端
这种模式是专门为具有使用范围较广、数据信息种类繁多、对于数据安全要求很高等要求的用户提出的。就目前的趋势来看,用户对于数据处理方面的需求不断增多,所以必须根据实际需求与具体分布进行合理化与科学化的资源分配。
中图分类号:TQ222文献标识码: A
一、云计算与物联网
云计算与物联网的结合有单中心-多终端、多中心-大量终端和信息、应用分层处理-海量终端3种模式。单中心-多终端模式应用于范围较小的区域,如某一高速路段的车流监控。物联网终端获得的数据和信息由云中心统一进行存储和处理后,提供给使用者统一的操作或查看界面。多中心-大量终端模式适用于区域跨度大的企业和单位,如跨国集团各分公司的生产流程监控、产品质量跟踪等。信息、应用分层处理-海量终端模式针对用户范围广、信息及数据种类多、安全性要求高等特征打造,可以根据客户的要求进行资源的合理分配。
把温室、果园、鸡舍等农业动植物生产的环境信息、生物体信息、农机设备设施信息和生产管理信息等实时地连入网络,特别是在无线条件下连接网络,可以方便地实现对动植物的管理,提高生产效益和产品质量。典型的应用如野外无线上网、移动视频诊断和无线温室监控等。担负实时监测功能的传感设备将产生海量的数据,需要更方便快捷的传输条件和更加智能的计算分析与处理能力,因此云计算对于农业物联网有着低成本、高效率的网络支持,存储支持,分析支持和服务支持的优势。
云计算将无线通信技术中的GSM、CDMA、SCD-MA等高端通信基础所进行的通信连接,采用软件方法进行了优化,使得通信应用领域延伸到了无线视频会议系统、无线远程交互平台等,大量的多媒体数据负载及负载均衡服务器同样需要云计算的技术支撑。如农业专家远程视频诊断系统将所在地的作物图片、视频、音频和温湿度等参数上传到专家诊断平台服务器,专家通过查看农作物的病虫害样本图像,即可于千里之外进行现场诊断和指导。因此农业物联网需要农业云计算的计算支撑,需要无线宽带的通道支撑,而无线宽带应用同时又需要云计算的存储支撑和计算支撑。
二、现代农业中云计算技术应用模式与前景
云计算是信息技术的一种,云计算技术是结合于其他信息技术共同应用于现代农业领域的,相对于其他技术其应用模式主要是网络系统、跨地域跨部门、大数据量、服务形式多样、服务效用可计算为主要特征,既具有独特的个性同时又与其他信息技术应用是密切联系的。根据云计算体系实现模型与应用结构,归纳总结了现代农业中云计算的应用模型,如图所示。
现代农业中云计算应用模型
现代农业中云计算技术应用模型为三个圈,核心圈是用户,主要指农民以及涉及农业生产、经营和管理的各个企业、组织和集体等农业用户。中间是云平台,为用户提供云计算服务的支持层;最外层是基础层,为云计算服务提供基本的软件、硬件、终端设备和网络运营服务等。
三、物联网技术在农业生产过程中应用模式与前景
基于物联网的农业信息化最终目标是使农业走向可持续发展的道路,而农业的可持续发展实际上包含几个方面。
1、提高农业生产效率
提高农业的生产效率是我国农业可持续发展的第一目标。其基本思想是:在相同的条件下,以尽量少的投入获得同样的产出,或者以同样的投入获得尽量多的产出,并能为农户带来更多的收益;其核心在于农业各项资源的高效利用。基于物联网的农业信息化一个重要的特征就是将诸如物联网技术在内的各种信息科学技术注入到农业中,应用在农业生产的产前、产中和产后。这样一方面会有效地加强农产品市场价格、供求、技术等各类信息的采集、处理和,疏通信息传播渠道,减少流通环节的同时还可以节约交易费用;另一方面,还可以增强广大农民获取信息和应用信息的能力,为农民提供及时有效的政策、科技、市场等方面的信息,帮助农民科学决策,提高生产经营能力,最终提高农业的生产效率。
2、增加农民收入
增加农民收入是我国农业可持续发展的第二目标。提高农民收入是可持续发展的一个必要条件,一般来说只有当农业可持续发展能够提高农民的收入时,农民才会比较容易接受这一理念,进而农业可持续发展的实现才会有坚实的微观基础。
政府就已经将“提高我国农业生产者的收入”载入《农业法》中,成为政府工作的一个重要的目标。然而目前仍然有很多因素制约着农民收入的增长,其中比较重要的一个因素就是农作物产量比较低、农业结构不合理。一方面,由于我国正处于由传统农业向现代农业转型阶段,农作物仍然属于“靠天收入”的模式,近几年由于生态环境的破坏,自然灾害不时发生,所以农业产量比较低。另一方面,由于信息的不对称性,农民在决策种植作物的时候往往根据自己的经验或者从众心理,导致种植的作物不能与市场需求有效对接,这就造成农作物种植结构不合理,导致接下来的销售环节遇到困难,最终制约了农民收入的增加。基于物联网的农业信息化可以有效地解决农作物产量低和农产品结构不合理的问题,因此可以有效地提高农民的收入,最终实现农业的可持续发展。
3、合理利用资源,保护环境
合理利用农业资源,保护农业发展环境,是我国农业可持续发展的第三个目标。其基本要求是:农业的发展不能以对资源与环境的破坏为代价,如果破坏不可避免,那么就要将破坏减少到最低限度。其主要内容有两个方面:一是农业自然资源的合理利用;二是环境污染的防治。由于我国人均资源拥有量与世界平均水平差距很大,因此合理利用自然资源,加强环境保护就显得尤为重要,特别是对耕地资源与农业生态环境的合理利用与保护,更应该引起高度的重视。
在我国,耕地资源紧缺已经成为我国农业可持续发展的桎梏,亟待解决。随着人口增长以及消费水平提高所引起的增量需求就需要通过提高单位面积的产量予以满足,而单位面积的产量提高就需要先进的科学技术的投入,基于物联网的农业信息化在一定程度上可以解决这一问题。
4、农业生产信息支持服务;采用信息技术对农业生产的过程进行信息支持服务,典型的应用包括:①农业专家系统,如当前我国己经建设完成并逐步推广试用的的砂疆黑土小麦施肥专家系统、水稻病虫害诊治专家系统,小麦、玉米、桑蚕品种选育专家系统,农业气象预报专家系统等;②农业信息远程支援技术,是以专家在线、知识库和类似案例分析等形式为农民或涉农单位等提供网络化的、远程技术支持服务;重点是解决农民在农业生产过程中存在的疑难问题,如择种、病虫害防治、农药使用、农田管理等;③农业装备数字化建模技术,根据农业装备数字化设计中虚拟装配、虚拟样机及人机工程学设计与评价等技术要求,以拖拉机、联合收割机和大型喷灌机等典型农业装备为主,建立结构、参数和功能模型库,研究共性零部件和整机虚拟建模技术;研究数字化三维模型设计方法、共性关键零部件有限元分析的规范化力学模型设计方法、动态工程模型设计方法、人机界面几何建模和动态建模方法,为农业装备产品虚拟设计、虚拟试验和虚拟人机工程学设计与评价提供支撑条件。
5、无论是从农业发展的理论层面还是从实践层面来看,基于物联网的农业信息化最终的发展目标都是使农业走上可持续发展之路,而这一目标的实现分为三个层面,第一个层面是提高农业生产效率,第二个层面是增加农民收入,第三个层面是合理利用自然资源、保护环境。在基于物联网的农业信息化发展模式构建中,无论是战略模式构建,还是服务模式和技术模式的构建都要时刻以农业的可持续发展为目标,注重经济、社会和环境的协调发展。
结语:
本文分析了云计算和物联网技术的在现代农业中应用的可行性。分析了云计算和物联网技术应用对现代农业发展带来的技术进步、经济利益和社会影响的效益。努力为我国农业贡献力量。
参考文献:
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)04-0164-01
1 云计算资源调度问题描述
与传统的计算平台相比,云计算运用先进的虚拟化技术进行资源管理和分配。在网络云计算的管理系统中,信息资源被制作成网络虚拟信息,但是网络用户的信息需求不同,物理信息资源之间的差别又很大,导致虚拟资源不能够完全的应用到物理资源的调度上,使云计算的应用遇到很大的阻碍。将虚拟化的信息资源调动应用到物理资源上需要有一定有效的调动策略,这样才能使虚拟资源合理的在物理资源上体现,使云计算得到完美的应用。
1.1 物联网技术在信息化中的运用
在物联网技术应用的研究中,能否将物联网技术与信息化相结合,使得嵌入式系统与网络技术得到良好的融合和拓展,一直使技术者们的研究话题。现代社会人们应用的信息化工具大多数都只拥有单一的功能,没有很好的应用智能化信息和网络化的管理手段,缺少网络信息智能化处理。随着社会物联网信息技术等的加速发展和充分运用,我们有必要将物联网的概念与技术充分应用到信息化的时代当中,使得信息化时代的发展追上互联网的发展。
1.2 信息化
随着现代物联网科学技术的发展,现代教学理论和技术也在不断的改革,人们对现代教学的方法也有了很大的创新。传统式的教学方法偏好概念性的教学,运用填鸭式、注入式教学方法使学生获取知识,以教师为主要教学力量,根据老师的思路进行学习,学生没有学习的主动性,在整个教学过程中处于被动的位置。因此传统式教学的质量和效果在逐渐的下降,为了改变这种现状,现代教学技术更改传统的教学模式,利用高端的互联网技术对不同的学生制造有效的教学策略,增强学生学习的积极性和主动性,强化培养学生的学习能力。
2 云计算与物联网技术在中的应用
云计算作为一种新兴的网络技术平台,是现代物理计算的分布处理和并行处理在相互促进与发展过程中产生的一种附加产物,是一种高效的网络信息传递的渠道。云计算中发挥主要力量的就是网络信息传递高效化的传递渠道,能够将大量的网络终端用户上传的信息加工、分类、上传给服务器,在总服务器里对信息进行完整的数据处理和归类任务。网络云计算平台是由大量的简单PC注册用户、总终端数据服务系统和运输渠道、节点组成,组成的这一庞大的信息处理系统需要专门的维护、运行和升级人员进行管理和保护,并且在总终端数据服务系统种还要拥有完整的计算机构系统和维护能力。
现代云计算的迅速发展使得云计算已经变成整个IT行业中的热门词汇,在国内外的网络搜索技术中都大量的研究和运用云计算的相关技术,并且运用云计算的服务能力够使大量的资源有效的整合并且充分的应用,整体的计算效果也能使计算的结果更加的精确,超过了普通的物理计算的效果。
云是一种范围广的运动快的物质,所以把网络数据传输系统称为云计算是再合理不过的,不仅是因为其分布广泛的结构还是以为其具有整体遮盖的效果,并非是实际的物理性质的物质,阻碍大大减少。
云计算运营模式:
云计算的工作主要是最终效果的计算、软件运营服务、API服务、整个网络的营销模式等,下面将对软件运行服务进行介绍。
软件运行服务(Software-as-a-service),是一种通过网络互动平台提供服务的机构。一般的软件经销商都是在平台上展示自己的服务系统的应用服务过程对客户进行吸引,使得客户对该结构产生购买行为,并在网络支付宝平台购买其产品,并且通过网络平台得到最终的售后服务保障。
在ASSA模式下,用户不一定要购买其产品,也可在网站中对其进行租用,提高了服务的水平,减少了服务商的维护售后次数和费用,大大的提高了工作效率。
3 信息化发展方法及新技术的应用
3.1 开导灌输前置应用技术
物联网是是继计算机以及互联网之后,新信息时代的重要组成,是在世界上快速兴起的信息技术革命的又一技术浪潮。2009年我国提出“感知中国”的口号,并在传感网。射频识别等方面逐步建立起许多研究中心和生产基地。随着国家一系列课题的深入研究,大力推进了物联网应用中间件的产业化发展。其作为物联网应用的核心要素、物联网计算环境的“神经中枢”,是物联网网络系统重要组成,同时更是物联网规模化应用得以实现的坚实基础支撑。
3.2 物联网技术及监护网络系统架构
“物联网技术”是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术,其核心和基础仍然是“互联网技术”,其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间,进行信息交换和通讯。物联网技术的主要特征是能够全面的了解信息的变化、能够可靠的传递多重用户之间的信息、能够智能的筛选出需要的结果。
物联网信息的随时更变导致物联网信息的信誉度有所降低,所以物联网计算使要实际的考虑到网络置信度的标准和信息不断变化的问题。除此之外,不同的网络来源的信息的信誉度都不同,其所包含的信息内容也有很大的区别,所以只能在最后的综合评估计算中才能看出信息的准确性。
3.3 机器人决策技术
机器人决策技术就是运用智能化的机器设备对事件进行有效的分析和决策,通过构建有效的系统使机器人有能力进行自主的决策和判断,使机器人达到人类办事的效果。当今世界最复杂的智能机器人是IBM的深蓝计算机,能够和国际上的象棋大师进行比拼,并获得胜利,这就运用了一套复杂的计算和决策系统对棋数进行计算和判断。
4 结论
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)06-0246-01
1 概述
1.1 云计算
云计算是随着处理器技术、分布式存储技术、宽带互联网技术和自动化管理技术的发展而产生的。
云计算是一种分布式计算机技术,利用网络、虚拟化技术将计算处理程序拆成多个子程序,交付由软、硬件多种资源组成的系统进行数据处理,并将结果反馈给用户。利用这项技术在数秒内可以完成上千万或以上的数据处理。
一般而言,云计算是一种对基础资源进行虚拟化之后形成的一种资源池,对数据进行统一的管理,并提供基础构架即服务、平台即服务、软件即服务三种类型的服务。基础构架即服务给用户提供虚拟硬盘资源包括虚拟主机,网络,储存。平台即服务提供用户应用服务引擎,让用户可以构建自己的应用平台。软件即服务是用户只需去直接使用或者租赁应用而不用自己去购买。
1.2 物联网
通俗的说物与物之间的互相联系的网络就是物联网。其把传感器、控制器、机器、人员和物等通过互联网联在一起,实现人与物、物与物相联。物物之间的联系是以互联网为基础,所以说物联网的核心是互联网,而物联网是在互联网上对于客观世界物与物的延伸网络;使联入网的物体都可以进行通信、信息交换及数据共享。
物联网可以高效、智能传递信息。物联网内的所有任意物品都可以利用感应器获取其他物体信息,并将所接收到的信息通过网络及时进行传递,计算机或服务器可以对收集到的大量数据及信息进行分析、汇总、加工处理。
2 云计算和物联网关系
2.1 应用与平台
物联网是互联网利用传感性质的网络在物理世界领域的一种延伸和扩展。随着物联网的发展,传统数据已经不能处理如此大量的数据,而物联网却提供了一个相对比较高效智能的平台。物联网的使命决定了必有一个计算平台支撑。而云计算就是处理海量数据的有效平台,所以必将是物联网不可缺少的技术手段。随着物联网的逐步发展,“互联网+”将有大量数据产生,传统的数据处理不能满足和处理如此庞大的数据,而云计算的引入与物联网的结合,必将大幅度提高数据处理分析的效率。‘主机’似的物联网,它的‘CPU’就是云计算。
2.2 云计算是物联网的核心
物联网的基础是(1)传感作用等电子元器件;(2)电信网等传输通道;(3)高效技术处理数据资源能力。其中,第三个基础:‘高效技术处理数据资源能力’就是利用云计算实现的。用云计算,实现物联网中大量的物品的及时动态的管理、智能分析。物联网将各物体连接起来,并通过网络将实时信息传送到处理中心,由此将各种物体连接起来。
2.3 云计算是互联网和物联网融合的纽带
物联网和互联网的融合,并不是简单地结合,需要更感知、更互通、更智能化。同样也要有高效动态、可扩展的资源处理能力,而这正是云计算模式的特点。并且云计算有创新的交付模式,简化了服务交付,加强了物联网和互联网内部的连接,能够实现新的商业领域模式的创新和物联网与互联网的智能性结合。从现在的发展来看,物联网和云计算两者之间的关系将会向着更加紧密的方向发展。在云计算技术模型下的物联网,拥有了更强的工作能力,物联网的使用率在我们国家呈现递增趋势,并且其所涉及的领域范围更加的广泛。历年的数据显示,我国的RFID技术在世界的应用市场排名第三,而当今在各个领域都在使用的二维码技术,也是RFID技术物联网中的一种,可见,云计算在物联网中我国有着更加宽广的发展前景。
3 云计算应用于互联网
3.1 提供了一个具有强大的计算能力和储存能力的平台
传统计算机的数据处理模式对于现在日益剧增的物联网数据的处理已经远远不能满足。而云计算则用它强大的数据分析计算能力实际性地解决了这一问题,它不是简单地数据整合和储存,而是把各个计算机进行整合,成为一个强大的数据系统,通过在线储存而非硬盘,可以把各种大量数据送达终端客户端的一种计算模式。其性能可靠、便于管理、容纳性强。
3.2 提供给物联网强大的数据
物联网的模式是数据与基础设备并没有什么太大的关联,而且其数据的管理与查询十分困难。而云计算拥有分布式并行的模式,对数据的挖掘和咨询可谓是易如反掌。云计算也具有对物联网中局部数据的高效处理能力,这也让云计算成为物联网不可缺少的一部分。
3.3 降低企业计算机基础设备成本
由于云计算的数据处理能力远远超过传统的数据处理模式,云计算高效的数据分析、处理能力使企业进行建设时的投入成本降低,运行及管理时又减少物力、财力及人力的投入,为企业节省了大量资源,使企业的发展更加智能化与规范快速。
参考文献
[1]徐琳莹.基于云计算的物联网运营管理平台研究[D].吉林大学,2013.
[2]李爽.基于云计算的物联网技术研究[D].安徽大学,2014.
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[4]孙红,杨丽.基于云计算的物联网安全问题研究[J].电子科技,2015,09:175-179.
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)27-6113-03
物联网(The Internet of Things),顾名思义,是“物物相连的互联网”。物联网的概念最早由美国麻省理工学院(MIT)自动标识中心(AIL)于1999年提出,主要依据物品编码、RFID(射频识别)技术,以互联网为传输媒介,以传感器网络为基础,按约定协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换、数据融合和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能为一体的新型网络平台。2005年,国际电信联盟ITU在突尼斯举行的信息社会世界峰会上正式确定了“物联网”的概念。2009年6月18日,欧盟执委会也声明,描述了物联网的发展前景,并首次提出了物联网发展和管理设想。2009年8月7日,总理在无锡提出“感知中国”理念,由此掀起了物联网技术在国内的迅猛发展[ 1]。
随着物联网技术的逐渐成熟,和云计算相结合必将是未来的发展趋势。其原因在于云计算提供了一个巨大的资源池,而应用的使用又有不同的负载周期,根据负载对应的资源进行动态伸缩(即高负载时动态扩展资源,低负载时释放多余的资源)。将可以显著地提高资源的利用率。另外,云计算的分布式计算和分布式存储可以实现将大型任务细分成很多子任务,这些子任务分布式地或并行分配到在多个计算节点上进行调度和计算,同时将存储资源抽象表示和统一管理。
因此,可以这样预见,物联网的迅猛发展可以借助云计算的诸多特征;而云计算的拓展则可以建立在物联网上无处不在的传感器网络,从而实现技术的融合,产生更加巨大的正能量。
1 物联网的基本原理
1.1 以传感器网络为基础
深入剖析物联网的概念可以发现,物联网实质上是对各类传感器和现有互联网相互衔接的一个新技术,或者说是未来互联网的一部分,其核心是智能传感器网络技术。传感器网络可以理解为人类感知世界的触角,用这样的触角将感知世界的各种信息通过物理世界的各类互联网络进行传递、处理,从而使得数字虚拟世界中各种纷繁的画面能够呈现在人类社会中,让我们能够实时感知[2]。这样的“感知——传送——计算——应用”过程,便构成了我们所熟知的物联网的运营模式。而这种运行模式中的关键在于广泛而数目巨大的节点的存在和节点提供了无处不在的计算能力。节点是传感器网络的基本单位,主要完成智能感知、信息采集、数据融合、数据传送和构造底层物理传感器网络等功能。节点一般由传感器单元、处理单元、通信单元和电源以及其他辅助单元等组成。通常,对节点的设计要满足如下几个条件:(1)适合广泛的应用场合、微型化、低功耗;(2)良好的接口、传感器具有与较强的感知能力(3)较强的恶劣环境的工作能力和较强的抗干扰能力;(4)就有数据转换能力,即能够适应数据的串行到并行的转换。
1.2 传感器网络的体系结构
深刻认识传感器网络的体系结构,是正确理解物联网内涵的前提,也是将物联网和云计算相结合的基础。传感器网络体系结构可由三部分组成:分层的网络通信协议、传感器网络管理和应用支撑技术[3 ]。
(1)网络通信协议
这一层主要包括各种通信网络与互联网形成的融合网络、物联网管理中心、信心中心、各类样本库、算法库和各类服务基础设施。
(2)传感器网络管理
这一层主要包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器和M2M终端、传感器网络网关等。主要任务是解决感知和识别物体,采集和捕获信息。
(3)应用支撑技术
应用支持技术主要解决物联网与行业专业技术的结合以及提供广泛的智能化解决方案。其关键在于信息的社会化共享以及信息安全等问题[4 ]。
1.3 传感器网络网络安全分析
物联网除了涉及到互联网安全问题外,还需要面对传感器网络的安全问题。传统互联网存在的多种威胁已经拥有很多可行的应对措施;而传感器网络存在的安全问题必须引起人们的广泛重视。比如,传感器网络一般可能遇到节点被攻击、部分节点被物理操纵、信息流失和部分网络被控制等问题。目前,常用的解决方案有节点身份认证、ZigBee技术等等。[5 ]。
2 基于云计算的物联网实现可行性分析
2.1 物联网云计算基础
从前两个小节的阐述不难发现,物联网一般具备三个特征:全面感知、可靠传递和智能处理。而其中智能处理恰恰与近几年来迅速崛起的“云计算”的理念相吻合。下面,先考察近几年来云计算概念的发展情况。
云计算作为继网格计算、互联网计算、软件即服务、平台即服务等类计算模式的最新发展,云计算主要通过虚拟技术将各种互联网的计算、存储、数据、应用等资源进行有效整合与抽象,有效地为用户提供了可靠服务的形式——大规模计算资源,从而将用户从复杂的底层硬件逻辑、网络协议、软件架构中解放出来。这正是云计算理念中一直提倡的“平台即服务”、“软件即服务”。
维基百科对云计算的定义是:“云计算是一种动态的易扩展的且通常是通过互联网提供虚拟化的资源计算方式,用户不需要了解云内部的细节。云计算包括基础设施即服务、平台即服务和软件即服务以及其他依赖于互联网满足客户计算需求的技术趋势”[ 6]。
IBM对云计算的定义是:“云计算是一种计算模式。在这种模式中,应用数据和IT资源以服务的方式通过网络提供给用户使用。大量的计算资源组成IT资源池,用于动态创建高度虚拟化的资源供给用户使用”[ 7]。
为此,我们不难看出,未来的物联网运营平台需要在不同时间采集的海量信息源于数以亿计的传感器构建的传感器网络,并利用各个网络节点对这些信息进行汇总、拆分、统计、备份,这对物联网平台的计算能力是一个至关重要的考验。同时,资源负载在不同时间段也会存在相应的起伏。因此,考虑一个具有很好自适应能力的物联网运营平台是十分必要切迫切的任务,一方面避免重复性建设;另一方面也好充分利用好现有的理论和技术,从而寻求新的突破。至此,从上面的分析来看,云计算是与物联网运营平台相融合的一个很有前景的方向,其原因在于二者有基本相同的客户需求,也有相似的物理设备基础,将二者在理念和技术上进行相容,必将创造出更具活力的运营平台。
2.2 基于云计算物联网实现可行性分析
从上面几点分析看,云计算是物联网发展的必然趋势,其计算方式、存储手段、智能算法等等都将与云计算的理念和体系结构相融合。依据云计算的方式构建全新的物联网服务模式,无论从理论还是商业运营模式都是可行的,其安全性也是有一定保证的。
3 基于云计算的物联网基本设想
基于云计算的物联网运营平台,可以包括如下几个部分:
(1)云基础设施
包括传感器网络、物理资源以及能够实现所有客户共用的一个跨物理存储设备的虚拟存储池。能够有效地提供资源需求的弹性伸缩和集群服务。
(2)基于云计算的物联网平台
该平台是基于云计算物联网运营系统的核心,主要实现网络节点的配置和控制、信息的采集和计算功能。
(3)物联网云应用
物联网云应用是基于云计算的物联网平台的拓展部分,可以集成第三方行业应用。主要是利用虚拟化技术实现在一个物联网环境下全部用户资源共享、计算能力共享。
(4)物联网管理系统
管理系统一方面用于监控基于云计算物联网运营平台的运行情况、资源弹性伸缩机制下资源利用的控制情况以及网络用户、安全以及服务管理等等。
上面几点仅仅是在云计算相关概念的启发下,以及对物联网未来发展趋势的一个初步设想,在有些方面的构建以及架构仍然存在问题,必将随着云计算技术和物联网技术的广泛应用而逐渐改进,以便于在不远的将来实现基于云计算理念的物联网运营平台。
4 结束语
文中主要针对物联网的概念和近几年的发展进行了简单的阐述。然后,根据物联网未来的发展趋势进行了一定的预测,并根据物联网的与云计算可能存在的交集展开了理论剖析。从理论和应用前景上分析了两者融合的可行性和广阔前景。最后,论文给出了基于云计算理念下的物联网实现的简单设想。
参考文献:
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[2] 石军.“感知中国”促进中国物联网加速发展[J]. 通信管理与技术,2009(5): 1-3.
[3] International Telecommunication Union,Internet Reports 2005: The Internet of things[R].Geneva: ITU,2005.
[4] http: //ec.europa.eu/information_society/policy/rfid/documents/in_cerp.pdf.
从当前我国社会发展情况来看,随着近些年我国经济发展形势的转变以及信息化发展速度的提升,各行业领域的信息化发展程度已经逐渐成为影响我国经济发展的重要因素。这一情况的存在,使得物联网和云计算这两大技术在经济发展过程中的重要性也不断提升。因此,为了可以进一步推动我国社会经济的稳定发展,为我国行业产业信息化建设提供一定的推动力,促进物联网与云计算这两大信息技术融合发展,已经成为当前信息技术发展的必然趋势。
1物联网技术的种类
1.1射频识别
在物联网这一信息系统中,处于最前端的就是感知层,这一网络层面主要负责的工作内容就是感知现实和虚拟世界中存在的相关信息。当物联网系统需要感知现实社会中存在的具体物体时,就需要对现实世界中存在的每一物体进行识别以标识,以便有效区分不同的物体。无线射频识别作为现代社会一种可以借助射频信号来自动识别不同的物体并获取到同该物体相关信息的重要技术,其在使用期间不仅可以完全依靠自动和智能的性能完成全部工作,还可以适应多种感知场景。因此,在物联网系统中,该项技术属于一种高效的感知手段,是物联网系统建立感知层的重要支撑技术。
1.2传感器与传感网
所谓传感器,主要指的是一种拥有检测和感受相关信息数据功能的设备,该设备在运行过程中可以通过自身具有的一定规律将检测到的信息数据转换成为一种可以被使用的信号原件或者是装置,其主要的作用就是可以将检测到的各种信号转变成与之相应的电信号,使得物联网系统自主控制和测试功能可以有效实现。传感网指的是一种将各种类型的信息传感设备同互联网结合到一起后形成的一种大型的网络体系,该网络体系能够让各类型的物品都可以被有效地控制和感知,使得物联网系统内容可以形成一个相对完整的信息数据服务体系。
1.3嵌入式系统
对于物联网本身来讲,要想促使物物相连的服务目标得以实现,不仅需要具有获取每个事物相关信息的能力,还需要拥有操作和控制不同事物的能力。物联网的这一目标要想顺利实现,就需要在其内部相连的各个物体中嵌入智能化的系统构建。因此,以嵌入式技术构成的嵌入式系统便成为物联网技术中各种具体功能可以被真正实现的主要支撑技术。所谓的嵌入式系统,其本身属于一种用来监视和控制相关机器设备的重要装置,从本质上来看,该装置属于硬件和软件的结合体。
2物联网系统融合云计算技术的原因
物联网技术的发展之所以需要依靠云计算技术的支撑主要是受几方面因素的影响:第一,应用了云计算的物联网可以拥有极高的成本优势。一直以来,IT基础设备成本都是影响物联网系统应用发展的重要因素,而云计算具有的高效的资源利用率不仅可以有效地节约物联网在此方面的开销,还可以提升物联网系统的管理成本,从而使其在信息技术不断发展的今天拥有极高的市场竞争优势。第二,云计算技术的融合可以提升物联网存储和计算等核心技术优势。由于物联网系统本身的功能性相对较大,所以其对于技术手段的要求也相对较高,并且,在物联网系统中拥有着众多的使用对象和信息数据,这使得其在运行的过程中需要巨大、高效的信息数据存储和计算技术作为发展的依托,而云计算技术在这2方面具有的巨大优势可以很好地满足物联网在此方面的发展需求。
3以云技术算为基础的物联网技术发展情况
3.1物联网和云计算技术的分阶段融合
就这两大技术实际融合情况来看,其主要可以分为3个阶段:第一阶段,结合云计算和物联网系统不仅可以获取到更多以前无法获得或者是获得难度较高的隐形信息数据,还可以依靠云计算技术自身具备的巨大、高效的存储和计算能力对各类型生产流程的状态做出更好的反映,以便及时满足不同终端用户的各类型需求。并且,结合云计算后,物联网系统可以实现信息数据的集中化管理,通过对数据信息详细的分析,以及总结相关的研究结论,使得自身相关体制可以得到不断的调整和优化。第二阶段,该阶段物联网是以管理和使用信息作为重点工作内容,以优化生产方式作为主要工作目标的。融入了云计算的物联网技术智能性得到了极大的提升,这使得其自动监控各个生产环节以及对生产工作进行远程调度的目标得以有效实现,从而促进了我国相关产业自动化、集中化的生产目标的实现。此外,通过利用云计算具有的高效的计算功能,还可以有效减少人为控制的误差,提升生产控制管理工作的精确度。第三阶段,该阶段属于两大技术的完全融合,这一融合目标的完成,使得物联网系统创新服务模式和应用领域的目标得以实现,新产生的物联网技术,不仅为应用该系统企业重构和升级企业产业体系提供了极大的推动力,还推动了新技术的产生,使得企业的生产模式得到了有效的更新。
3.2物联网平台技术的创新
通过对云计算技术以及物联网系统的分析和研究可以发现,融合了云计算技术后的物联网平台拥有了更多的控制和管理技术。其主要分为几类:第一,云计算的基础设施。该设施主要包括了大型的集群设备、传感网以及分布式的信息数据存系统,这些云计算基础设施的融合,为物联网系统平台的建设提供了新的控制基础。第二,物联网系统的存储平台。该平台在日常工作过程中主要存储的是存在于物联网系统内部的信息数据,使得用户共享虚拟信息存储池的目标得以实现。第三,物联网的云应用平台。该平台主要进行的是交换数据的相关操作,相关人员可以通过控制该平台来完成计算和处理数据等相关工作,从而使得物联网技术的作用得以充分发挥出来。第四,物联网的管理平台。该平台系统主要负责监控整个物联网内信息的运行情况,保证物联网系统中所有的信息数据都可以顺利完成交换工作,为该系统数据运行的安全和可靠性提供更大的保障。此外,该平台融合云计算技术之后,还可以实现对系统数据的实时监控,为物联网系统营造出良好的信息数据交换环境。
3.3新物联网系统的模式分类
一、我国物联网产业发展存在的问题
目前,我国物联网产业正在迅速发展,其服务将无处不在,且服务应用由用户决定。虽然物联网产业发展环境比较良好,但仍然存在产业核心竞争力不强、创新体系不完善,产业链条缺乏融合统一、发展不均衡,链条内外各行业间协作困难多,用户使用成本过高,产业盈利模式未明确和产业环境中的安全等问题。从我国现存的由网络运营商向使用物联网业务的企业客户直接提供通道服务、运营商与系统集成商合作、平台运营模式、应用服务模式或产业联盟模式等物联网商业模式可以看出,这些模式都不是从价值创造、维护和实现的角度提出的,而是从技术的角度提出来的,缺乏对设备商、集成商等重视,也忽略了客户的潜在互动价值和产业链的发展均衡问题。
二、基于云计算的物联网产业链商业模式结构构建与分析
借鉴李卓贤(2011)结合云计算技术提出的云聚合模式思想和陈志刚、韩正君(2010)提出的“物联网的本质是信息的聚合重构的,而物联网信息聚合服务的本质是价值的聚合和重构”,并比较现存的模式和对云平台化运营发展模式的分析,笔者认为可以将云提供商作为物联网产业链参与者参与到以网络运营商为主导的物联网云平台化运营发展模式的产业链当中(如图1所示),对整个产业链结构进行优化。在用户缺乏独立提供该服务的经济和技术条件的情况下,基于云计算的物联网产业,即采用物联网云运营平台是一个可行有效的选择。
一般地,完整的物联网产业链应从元器件到设备、从软件产品到信息服务,物联网每个功能层都包含了硬件产品、硬件设备到软件产品、系统方案,还有行业应用系统的运维服务。其结构包括感应设备提供商、网络设备提供商、网络运营商、软件及其应用开发商、系统集成商、物联网运营及服务提供商等六大环节。物联网运营商利用云平台和服务提供商提供的资源,将云服务与物联网服务等其他内容通过计算等处理整合后存储在云平台的数据池中,然后按照终端用户的需求,将所需的服务或内容通过互联网络传送给终端用户。在这个平台上,物联网服务提供商、系统集成商、网络运营商以及终端用户等参与者都可以交流互动,可以有效地避免信息不对称等问题,并且信息共享程度高。
基于云计算的物联网产业在一定程度上得到了延伸和扩展,主要表现在:(1)信息多源化。(2)管理半径增大。(3)管理粒度细化而精确。(4)以被实时监控管理。(5)服务提供方式多样化。基于云计算的物联网产业可以通过物联网云平台为产业链上的各环节企业提品、信息和咨询服务等,使链式服务上升至网状式服务。(6)推进其他产业优化。由于自身渗透性强的特点,物联网产业促进其他产业的发展,渗透到驱动物联网发展的工业、农业、环保、安全等应用产业,帮助改造提升传统产业。将物联网技术应用集成至产品中以实现产品升级,提升附加值与竞争力,产生更多市场与物联网产业相关的延伸产业。
三、总结与展望
基于云计算的由网络运营商主导的物联网平台化发展模式通过将云计算技术应用于物联网运营平台,从而使云平台及服务提供商参与到物联网产业链中,降低物联网产业建设和维护成本,提高了信息资源共享程度,加强产业价值链的薄弱环节,从而提升整条价值链的竞争力,在物联网产业和云产业交叉过程中获取利润。而在技术标准欠缺、各方利益机制及商业模式尚未明显成型等的背景下,发展基于云计算的物联网产业商业模式的同时存在如何实现跨行业的信息共享和保证公共数据安全等问题。
参考文献
物联网其实就是指物和物之间相互联系的互联网,随着社会科学技术的不断发展和进步,促进了互联网的快速发展,也让社会经济得到了很好的发展。云计算主要就是指对相关的信息进行虚拟化的计算和存储,对各种信息在互联网上进行规范和整理,这样就能够有效的形成很多个计算中心和数据。
一、基于云计算的物联网
物联网其实就是一个比较大而且分布也非常广泛的物和物的互联网,主要作用就是对生活中的各种事物进行监控,随着物联网的不断发展,现在也接入了很多的应用终端,其中就包括了湖泊、建筑物以及交通设施等。一般来说,云计算物联网数据挖掘就是指通过对云计算来解决物联网数据挖掘存在的问题。首先建立一个能够全面捕捉物联网数据的分布式时空数据库,然后在云计算的平台上,全面的对物联网系统的数据进行挖掘。云计算中的数据挖掘主要就是通过对相关的数据进行分析研究,从而知道通过这种方式进行数据挖掘,物联网进行数据挖掘的相关工作将能够被完美的执行与完成。
二、基于云计算的数据挖掘平台
在工作中,能够提供高可用性和更多的动态资源池的计算机平台,将能够很好的实现云计算的数据挖掘。在对那些可用性比较高的应用程序进行开发的时候就可以选择使用基于云计算的数据挖掘平台,在利用云计算对数据进行挖掘的时候也可以采用基于云计算的数据挖掘平台。一般情况下,可以通过软件分层的理念,对物联网的基于云计算的数据挖掘平台系统进行一定的分层处理。云计算的数据挖掘系统从下而上可以分为算法层、任务层和用户层三层。各层系统的相关工作,都需要相互配合才能够完成。软件中的下层可以向它的上层提供相关的服务内容,而上层在对下层的服务进行调用的时候主要就是通过上层层间的开发接口来完成的,这样就能够有效的保证基于云计算的数据挖掘平台系统当中的各个层之间的功能能够比较的独立。采用这样的一种设计模式主要就是为了在对系统进行二次开发的时候能够比较的方便。
在构建基于云计算数据挖掘模式的时候主要就是通过积极的应用云计算的服务模式,那么在这样的一种情况下建立起来的基于云计算数据挖掘平台它们当中的每一个部分在实际提供服务的过程当中都能够比较独立的去完成。操作人员在使用基于云计算数据挖掘平台的时候主要就是经过互联网来连接数据挖掘平台,在监控使用账户的管理系统时,主要就是在SaaS、PaaS以及DaaS这三个系统当中来完成的。在数据挖掘平台当中的任何环节都是在云计算服务的模式中。在数据挖掘平台当中的账户管理系统主要就是指管理使用者的实际服务情况的一个系统,它对使用者的账户信息有一个比较全面的记录,它主要就是把用户在平台当中使用设备的情况以及服务的情况比较详细的记录下来形成一个账目,这样就能够为使用者提供一个比较全面的数据使用的资源。在数据挖掘平台当中的数据管理子系统主要是指管理用户的数据资源。这个数据管理子系统主要就是在云计算中的DaaS服务模式下进行工作的,用户在购买数据等相关活动的时候就是通过这个系统来完成的。数据管理子系统能够对使用者的隐私起到很好的保护作用,而且使用者在处理了数据之后还能够进行再次的出售。在数据挖掘平台当中的子挖掘系统主要的作用就是发现用户数据当中的知识,让数据挖掘目标能够有效的实现,在在数据挖掘平台中子挖掘系统是最主要的部分,它的专业性比较的强。
三、基于云计算的物联网数据挖掘模式
物联网的整个环境决定了物联网数据挖掘的模式,因为物联网当中的数据类型比较复杂,而且物和物之间的关联以及相关的特性也不一样,那么这些情况可能就会使得在构建物联网数据挖掘模式的时候就会和传统的数据挖掘模式不相同。
在使用物联网的过程中,常常会出现一些问题,如在发送与接收数据的时候可能出现部分或者是全部信息出错甚至是丢失。出现这些现象的原因,可能是物联网系统的原因,也可能是其他什么原因。那么基于云计算物联网数据挖掘模式就应该要考虑到这种情况,在构建物联网数据挖掘应用模型的时候,必须考虑对物与物之间的关系的表达,这样才能有效的解决数据的错误与丢失。如果物与物存在间接的关系的时候,可以采用SVD模型或者是拉普拉斯变换模型进行推导。如果物与物之间存在非常重要的直接关系时,物联网数据挖掘模式应该要具有表达出物和物之间直接关系的能力,这样在对物和物的间接关系进行推导的时候才会比较的方便。物联网数据挖掘模型当中的一种就是基于超图的物联网数据模型,在超图当中的每一个变都能够和很多的点进行联接,对于物联网当中数据之间比较复杂的关系可以通过超边来进行标示。物联网数据挖掘模型当中的另外一种就是基于马尔科夫链的数据挖掘模型。在基于马尔科夫链的数据挖掘模型中,对于进行预测未来可能会出现的现象的概率时,不需要根据以前的信息或知识,只需要根据现在的信息或知识就能够完成。在物联网的数据实际应用当中,这一类问题最常见的。
稳定的可外推参数模型是物联网数据挖掘模型中的另外一种数据挖掘模型。在物联网数据的实际应用当中,在进行物理建模的时候应该要先要了解到物和物之间的关系,然后建立起数据模型来描述数量上面的相互关系,但是因为物联网数据的类型比较复杂,有可能会出现错误或者丢失的情况,所以采用传统的方法进行物理建模会有很多的困难。
参考文献
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