時(shí)間：2023-03-08 15:32:53
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2004年春天，《微電腦世界》(PCWorldChina)曾經(jīng)邀請(qǐng)了日本Ubiquitous網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)研究所所長(zhǎng)、東京大學(xué)教授坂村健先生在當(dāng)時(shí)的年度技術(shù)趨勢(shì)大會(huì)上作主題演講，在他的演講中，就對(duì)未來的物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了詳細(xì)描繪，而當(dāng)時(shí)日本相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的很多研究已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)地試驗(yàn)階段，在超市、食品加工管理、藥品管理等領(lǐng)域進(jìn)行著小范圍的實(shí)地應(yīng)用研究。
其實(shí)國(guó)內(nèi)基于物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論的小的閉環(huán)應(yīng)用系統(tǒng)也已經(jīng)在探索或者應(yīng)用階段，高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)、鐵路車輛調(diào)度系統(tǒng)、動(dòng)物追蹤管理、危險(xiǎn)品追蹤管理、學(xué)生進(jìn)出校門管理，都是基于物聯(lián)網(wǎng)理論的應(yīng)用探索。
但所有的這些應(yīng)用仍停留在閉環(huán)應(yīng)用階段，使用著各自獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)，離“網(wǎng)”還有相當(dāng)?shù)木嚯x。
物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)國(guó)家工程甚至是世界工程，需要標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)化的軟硬件和數(shù)據(jù)接口、互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、還有統(tǒng)一的物體身份標(biāo)識(shí)和編碼系統(tǒng)，才能讓遍布世界每個(gè)角落的物體接入網(wǎng)絡(luò)，被世界識(shí)別、掌握和控制。
這不是一個(gè)單純的技術(shù)問題，涉及世界范圍內(nèi)的政策、法律、標(biāo)準(zhǔn)、文化等方方面面，所以廣義的物聯(lián)網(wǎng)似乎非常遙遠(yuǎn)。
前不久聽了一位專家級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的有關(guān)“云計(jì)算”的報(bào)告，他認(rèn)為云計(jì)算就是前些年熱炒的網(wǎng)格計(jì)算的一個(gè)概念延伸和變換，只是網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)起和炒作者是研究機(jī)構(gòu)，而如今是GooSe、IBM等技術(shù)廠商在推廣云計(jì)算，包裝手法和宣傳方式高于研究機(jī)構(gòu)。從網(wǎng)格計(jì)算到云計(jì)算就是一個(gè)“穿馬夾”的游戲。
網(wǎng)格計(jì)算和云計(jì)算都強(qiáng)調(diào)計(jì)算資源和能力的連接、整合、集中、共享以及按需分配，網(wǎng)格計(jì)算更面向行業(yè)、大企業(yè)和專業(yè)應(yīng)用，而云計(jì)算則同時(shí)會(huì)惠及“大眾百姓”。
有人預(yù)言，云計(jì)算時(shí)代計(jì)算將從PC時(shí)代重回大型機(jī)時(shí)代。這基本可以看成是對(duì)PC的一種誤解。
關(guān)鍵詞：云計(jì)算；物聯(lián)網(wǎng)；運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)
一、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算
1.1物聯(lián)網(wǎng)。在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，將紅外線感應(yīng)、GPS定位以及射頻識(shí)別等技術(shù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)物理系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)之間的聯(lián)接，其具有信息交換和傳遞的功能，對(duì)物體進(jìn)行定位、監(jiān)控和識(shí)別。也就是說，物聯(lián)網(wǎng)是利用信息技術(shù)為物體所服務(wù)，有效整合社會(huì)資源并加以利用。隨著物聯(lián)網(wǎng)在多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，并轉(zhuǎn)形成固定的模式。在物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式當(dāng)中，由政府主導(dǎo)運(yùn)營(yíng)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供通信傳輸服務(wù)，建立其運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，更加方便、快捷的為客戶所服務(wù)。1.2云計(jì)算。云計(jì)算是一種新型的商業(yè)計(jì)算模式，其利用網(wǎng)絡(luò)云端對(duì)各類信息資源進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和儲(chǔ)存，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)資源共享。從某種意義上來說，云計(jì)算是一項(xiàng)虛擬化技術(shù)，將資源由物理形態(tài)轉(zhuǎn)化為虛擬的數(shù)據(jù)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)分布式儲(chǔ)存，極大的節(jié)約了儲(chǔ)存空間，同時(shí)能夠根據(jù)實(shí)際需求來進(jìn)行資源的增添和擴(kuò)展。云計(jì)算支持多租戶技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軟硬件資源共享和資源配置，各用戶間互不干擾，保證了數(shù)據(jù)資源的可靠性和安全性。1.3云計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理當(dāng)中的應(yīng)用價(jià)值。為了更加高效的整合和利用社會(huì)資源，在物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理管理當(dāng)中，需要應(yīng)用更加完善和強(qiáng)大的運(yùn)算處理手段，云計(jì)算顯然可以滿足其需求。從某種意義上來說。物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)的重要補(bǔ)充，二者間存在著緊密的聯(lián)系，相互促進(jìn)，共同發(fā)展。云計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理當(dāng)中的應(yīng)用，極大的拓展了物聯(lián)網(wǎng)的資源空間，以更好的滿足日益增長(zhǎng)資源需求，為廣大客戶提供高效、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。云計(jì)算為物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)提供了重要的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，開啟了全新的商業(yè)管理模式，拓展了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展機(jī)遇，其服務(wù)水平也得到了極大的提高[2]。
二、基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)構(gòu)建
2.1云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合方式。基于云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是其中重要的環(huán)節(jié)。一般采取多終端、大量終端和海量終端等模式，而結(jié)合模式的選擇主要根據(jù)其應(yīng)用范圍。在攝像頭、傳感器、3G/4G智能手機(jī)等小范圍物聯(lián)網(wǎng)終端之上，采用多終端結(jié)合模式，將其獲取的數(shù)據(jù)信息傳輸至云中心進(jìn)行處理，使用者可通過統(tǒng)一的操作界面進(jìn)行查看，在日常生活中，多終端模式得到了較為廣泛的應(yīng)用。而在區(qū)域跨度較大的單位，則需要利用大量終端模式，對(duì)于分散于不同區(qū)域的子公司進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的管理，保障產(chǎn)品質(zhì)量。而海量終端模式則應(yīng)用于安全性高的海量、多類型數(shù)據(jù)信息資源的處理當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)資源的合理分配，合理選擇其云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合方式，發(fā)揮云計(jì)算的統(tǒng)帥作用，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一管理。2.2基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)。結(jié)合云計(jì)算的特點(diǎn)，將其合理應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)之上，為其提供了重要的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，利用虛擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源共享，不同行業(yè)、不同客戶均可從虛擬儲(chǔ)存池當(dāng)中獲得資源信息。建立云平臺(tái)，利用其分布式極端、存儲(chǔ)以及虛擬技術(shù)，其數(shù)據(jù)處理、分析能力得以顯著提高，其具有實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，提高的數(shù)據(jù)的實(shí)用性。在物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)上設(shè)計(jì)云應(yīng)用程序，并通過其對(duì)于行業(yè)業(yè)務(wù)進(jìn)行管理。運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)用戶的使用時(shí)間，計(jì)算其應(yīng)用的資源。2.3物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的構(gòu)建。完善無線傳輸通道和監(jiān)控，合理進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置，并進(jìn)一步拓展和延伸提高物聯(lián)網(wǎng)的功能，可有效減少成本投入。利用云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建行業(yè)計(jì)算模型，開發(fā)云應(yīng)用，并將物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)的功能集中在云平臺(tái)上。在此基礎(chǔ)上拓展其管理范圍，充分發(fā)揮云計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)當(dāng)中的重要作用，其對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有積極的推動(dòng)作用。結(jié)論在物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)之上，云計(jì)算是重要的技術(shù)手段，其促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)更好的發(fā)展，充分滿足新時(shí)期的發(fā)展要求。有效結(jié)合云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)溝通交流的智能化。充分發(fā)揮云計(jì)算多用戶、虛擬化以及超大規(guī)模的優(yōu)勢(shì)，有效拓展物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)業(yè)務(wù)，滿足人們對(duì)于資源的需求。
參考文獻(xiàn)
[1]于洋.構(gòu)建基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)分析與研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2013,35:8189-8191.
關(guān)鍵詞：云計(jì)算；物聯(lián)網(wǎng)；安全威脅；數(shù)據(jù)安全；同態(tài)加密技術(shù)
中圖分類號(hào)：TP309
近年來，云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)、智慧地球等概念備受關(guān)注，物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算已成為我國(guó)非常重視的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V泛的應(yīng)用領(lǐng)域，而在其推進(jìn)過程中，通過傳感器收集信息已不是難題，感知信息在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸也不是問題，實(shí)質(zhì)的難點(diǎn)在于如何對(duì)海量信息進(jìn)行分析和處理，并對(duì)物體實(shí)施智能化的控制。要解決這個(gè)問題，就必須建立一個(gè)功能強(qiáng)大的智能處理平臺(tái)，而云計(jì)算正是這樣一個(gè)具備海量信息存儲(chǔ)和處理的平臺(tái)，因此，二者的結(jié)合將是未來的趨勢(shì)。本文在研究物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算結(jié)合的基礎(chǔ)上，著重對(duì)基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)安全進(jìn)行研究。
1 云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)概述
1.1 云計(jì)算
云計(jì)算是由分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、虛擬化技術(shù)等諸多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展而來的新興技術(shù)，自2006年首次提出這個(gè)概念以來，云計(jì)算已成為IT行業(yè)研究的熱點(diǎn)，但長(zhǎng)期以來沒有標(biāo)準(zhǔn)定義，目前業(yè)界高度認(rèn)可的云計(jì)算定義如下：云計(jì)算是一種服務(wù)或資源的交付和使用模式，通過這種模式可以減少管理資源的工作量，降低用戶和服務(wù)提供商之間的交互。云計(jì)算所提供的服務(wù)既可以是基礎(chǔ)設(shè)施和軟件、平臺(tái)，也可以是其他服務(wù)，這說明計(jì)算能力也可像日常的商品一樣通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行流通使用。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)屬于新一代的信息技術(shù)，指通過傳感等設(shè)備，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)依照約定的協(xié)議連接起來，并進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交換和通信，最終實(shí)現(xiàn)智能化控制和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的、物-物相連的網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)包括RFID技術(shù)、傳感技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、虛擬機(jī)技術(shù)、云計(jì)算平臺(tái)。其中云計(jì)算平臺(tái)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)支撐，可以為物聯(lián)網(wǎng)提供海量信息的存儲(chǔ)、計(jì)算能力。
1.3 云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合
目前云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合主要采用以下幾種模式：?jiǎn)沃行摹⒍嘟K端模式；多中心、大量終端模式；信息、應(yīng)用分層處理、海量終端模式。實(shí)質(zhì)上，從物聯(lián)網(wǎng)的角度來看，云計(jì)算平臺(tái)為物聯(lián)網(wǎng)提供海量信息存儲(chǔ)和智能處理的功能；而從云計(jì)算平臺(tái)的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)是云計(jì)算平臺(tái)所提供的一種云應(yīng)用。
2 基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)信息的感知、傳輸和處理的過程，將其劃分為3層結(jié)構(gòu)，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層是利用感知設(shè)備在任何時(shí)間、對(duì)任何地點(diǎn)的物體實(shí)現(xiàn)識(shí)別，完成信息的采集；網(wǎng)絡(luò)層是通過現(xiàn)有的通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，將感知到的物體信息可靠地傳遞給用戶，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸；應(yīng)用層是利用云計(jì)算平臺(tái)對(duì)用戶的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行智能處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的控制，完成物與物、人與物之間的信息交換。
3 基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)安全威脅
3.1 感知層安全威脅
在感知層，由于節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，存儲(chǔ)能力和計(jì)算能力較弱，傳統(tǒng)的保密技術(shù)難以在節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)，因此，容易受到各種攻擊。這些攻擊包括節(jié)點(diǎn)控制、節(jié)點(diǎn)捕獲、拒絕服務(wù)攻擊及認(rèn)證攻擊。
3.2 網(wǎng)絡(luò)層安全威脅
在網(wǎng)絡(luò)層，由于網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)，可能導(dǎo)致跨網(wǎng)認(rèn)證攻擊、認(rèn)證攻擊（如中間人攻擊等），同時(shí)隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大以及對(duì)于分布式信息的處理，容易受到拒絕服務(wù)攻擊、路由攻擊等威脅。
3.3 應(yīng)用層安全威脅
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層除了終端用戶的認(rèn)證外，重點(diǎn)是來自云計(jì)算平臺(tái)的安全威脅。
（1）針對(duì)云計(jì)算平臺(tái)的安全威脅。云計(jì)算平臺(tái)提供的服務(wù)應(yīng)是無處不在、無時(shí)不在的，要保證云計(jì)算平臺(tái)具備高可靠性，即保證云計(jì)算平臺(tái)提供的服務(wù)不中斷，在面臨惡意攻擊時(shí)避免系統(tǒng)崩潰的風(fēng)險(xiǎn)，因此，云計(jì)算平臺(tái)應(yīng)具備抵抗外來攻擊的能力。
（2）“云”中的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全。終端用戶的數(shù)據(jù)上傳到“云”中之后，隨機(jī)地存儲(chǔ)在云計(jì)算平臺(tái)的服務(wù)器上，而這些服務(wù)器可能分布在世界各地，終端用戶無法知道自己的數(shù)據(jù)具體被存儲(chǔ)在什么位置，因此，云計(jì)算平臺(tái)要保證終端用戶的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全性。同時(shí)，目前云計(jì)算平臺(tái)主要通過虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)多租戶共享資源，多個(gè)虛擬機(jī)可能被綁定到同一個(gè)物理資源上，如果云計(jì)算平臺(tái)無法實(shí)現(xiàn)用戶之間數(shù)據(jù)的有效隔離，那么用戶的數(shù)據(jù)就可能被其他用戶非法訪問，云計(jì)算平臺(tái)就無法使用戶相信自己的數(shù)據(jù)是安全的。
4 基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)安全研究
4.1 安全體系結(jié)構(gòu)
針對(duì)上述物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中每一層所面臨的安全威脅，給出相應(yīng)的解決方案和關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)研究，其中感知層和網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)目前已有大量研究并取得較快的進(jìn)展，本文著重分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層，即云計(jì)算平臺(tái)的安全方案，從以下幾個(gè)方面考慮。
（1）構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)可信環(huán)境。云計(jì)算平臺(tái)要為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、超強(qiáng)的計(jì)算能力，必須保證云計(jì)算平臺(tái)本身的可靠，即構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的可信環(huán)境。一方面云計(jì)算平臺(tái)應(yīng)與傳統(tǒng)計(jì)算平臺(tái)一樣采取嚴(yán)密的安全措施，從物理安全、系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)庫(kù)安全等方面做好安全防范工作，保證云計(jì)算平臺(tái)本身具備抗攻擊能力；另一方面，云計(jì)算平臺(tái)要向物聯(lián)網(wǎng)用戶證明自己具備數(shù)據(jù)隱私保護(hù)能力。
（2）基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)安全防護(hù)。用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在世界各地的服務(wù)器，要保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性，除在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)可信環(huán)境的基礎(chǔ)上，還要采取數(shù)據(jù)備份的方法保護(hù)數(shù)據(jù)。為了保護(hù)數(shù)據(jù)隱私，物聯(lián)網(wǎng)用戶要采取加密手段，使得敏感數(shù)據(jù)以密文的形式存儲(chǔ)在服務(wù)器上。用戶的數(shù)據(jù)從被感知開始，到進(jìn)入云計(jì)算平臺(tái)，從傳輸?shù)绞褂玫倪^程，都存在泄漏用戶隱私的風(fēng)險(xiǎn)。在虛擬化條件下，存儲(chǔ)在同一物理服務(wù)器上的不同虛擬機(jī)之間可能存在非法訪問，云計(jì)算平臺(tái)要使用戶相信數(shù)據(jù)是安全的，必須對(duì)用戶的數(shù)據(jù)提供有效隔離，防止同一物理設(shè)備上的其他用戶非法訪問，更加有效地保護(hù)數(shù)據(jù)安全。
4.2 技術(shù)難點(diǎn)及研究現(xiàn)狀
在使用加密技術(shù)保護(hù)用戶數(shù)據(jù)隱私的同時(shí)，云端存儲(chǔ)的是敏感信息的密文，因此，如何高效地對(duì)密文進(jìn)行處理和使用則成為關(guān)鍵。同態(tài)加密技術(shù)將是解決這一問題的首選方案。同態(tài)加密技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)證與訪問控制、云計(jì)算等方面的應(yīng)用，將是今后研究的重點(diǎn)。在物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)階段都涉及數(shù)據(jù)隱私的保護(hù)，目前研究較多的隱私保護(hù)技術(shù)有k-匿名算法、圖匿名、空間加密等。有關(guān)保護(hù)用戶隱私方面的安全技術(shù)還有很大的研究空間。
5 結(jié)語(yǔ)
云計(jì)算平臺(tái)是物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模發(fā)展的有力支撐，同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也為云計(jì)算平臺(tái)的廣泛應(yīng)用提供大量的用戶，因此，二者的結(jié)合勢(shì)在必行，而基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)安全研究將為二者的發(fā)展提供最可靠的保障，也是二者能夠大規(guī)模應(yīng)用的必要條件。在分析了二者結(jié)合的必然性之后，給出了基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，針對(duì)其面臨的安全威脅，對(duì)數(shù)據(jù)安全做了重點(diǎn)研究。
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關(guān)鍵詞：云計(jì)算；物聯(lián)網(wǎng)；智慧地球；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；應(yīng)用共享；用戶端
中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)24-5782-03
Talking about the Development of Cloud Computing Integration with the Internet of Things
XU Xiao-yan1, CONG Xue2
(1.Shandong Business Institute,Yantai 264670,China; 2.PLA 94860 Troops, Nanjing 210049, China)
Abstract: This article from cloud computing and networking perspective on cloud computing and Internet of things current situation,yses the feasibility of joint development of the two. Current Internet of things development has promoted to the height of the national strat egy, attracted the attention of especially the IT community. However things develop without it support platform, in particular cloud com puting help. Both developments were mutually reinforcing, and interpenetration. Cloud computing as a predecessor of the computational models have been developed for the Internet of things-Wireless sensor network with extensive technical support, make it possible to the emergence and development of things. This paper analyzes the relationship between cloud computing and networking, integration models, and noted that their development prospects and challenges.
Key words: cloud computing; internet of things; the smart earth; data storage; application sharing; user side
美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬就職后對(duì)IBM提出的“智慧地球”（建議政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施）概念給予積極回應(yīng)，并上升至美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略。由此引發(fā)了世界各國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的廣泛關(guān)注。國(guó)務(wù)院總理在2009年8月7日到中科院無錫研發(fā)中心考察,指出關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)要盡快去做的三件事情：一是把傳感系統(tǒng)和3G中的TD技術(shù)結(jié)合起來；二是在國(guó)家重大科技專項(xiàng)中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展；三是盡快建立中國(guó)的傳感信息中心，或者叫“感知中國(guó)”中心。在過去的10年間，由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得了巨大成功,推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)。所謂物聯(lián)網(wǎng)，就是“物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)”。這種說法具有兩層含義：第一，互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展；第二，其用戶不再是人和服務(wù)器而是任何物品。由于物聯(lián)網(wǎng)把用戶端由人推廣到了物，所以處理的信息量呈級(jí)數(shù)倍的上升，需要將網(wǎng)絡(luò)上分布的計(jì)算、存儲(chǔ)、服務(wù)構(gòu)件、網(wǎng)絡(luò)軟件等資源集中起來，以資源虛擬化的方式，為用戶提供方便快捷的服務(wù)。云計(jì)算可以很好的實(shí)現(xiàn)這些，，它可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算與存儲(chǔ)的分布式與并行處理。如果把“云”看作一個(gè)虛擬化的存儲(chǔ)與計(jì)算資源池，那么云計(jì)算則是這個(gè)資源池基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為用戶提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算服務(wù)。互聯(lián)網(wǎng)是最大的一片“云”，其上的各種計(jì)算機(jī)資源共同組成了若干個(gè)龐大的數(shù)據(jù)中心及計(jì)算中心。
1物聯(lián)網(wǎng)的概念
1.1物聯(lián)網(wǎng)的定義
物聯(lián)網(wǎng)的概念是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上提出來的，它的定義是：利用射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)、紅外線感應(yīng)器、GPS全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等設(shè)備，依據(jù)約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，從而實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。也就是說物聯(lián)網(wǎng)是智能感知、識(shí)別技術(shù)與普通運(yùn)算技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的融合應(yīng)用，是互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用。因此物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心是應(yīng)用創(chuàng)新，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂是用戶體驗(yàn)創(chuàng)新。
1.2物聯(lián)網(wǎng)的意義
物聯(lián)網(wǎng)的連接使得地球就像有“智慧”的生命系統(tǒng)，由越來越多的終端、越來越多的組織和自然系統(tǒng)相互聯(lián)接構(gòu)成。人類擁有了前所未有的速度和自由度，能夠從容的建設(shè)，匯集、整合和連接存在于任何地方的各類資源。物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用到各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，在這個(gè)整合網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，豐豐收在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群，能夠整合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理和控制，以便達(dá)到“智能化”管理的狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展。
2云計(jì)算的原理
云計(jì)算（Cloud Computing）是分布式處理（Distributed）、并行處理（Parallel Computing）和網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computing）的組合發(fā)展。從某種程度上可以把云計(jì)算看作是計(jì)算機(jī)科學(xué)概念在商業(yè)上的具體實(shí)現(xiàn)。云計(jì)算把計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上而不是僅僅利用本地計(jì)算機(jī)或者遠(yuǎn)程服務(wù)器，這種手段使得企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將與互聯(lián)網(wǎng)更為相似。云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)使企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，按照需求訪問計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。這種經(jīng)營(yíng)方式，使得計(jì)算能力成為一種可以流通的商品，就象水、電、天燃?xì)庖粯樱奖憧旖荻M(fèi)用低廉。在不久的將來，用要完成超級(jí)運(yùn)算或者管理大型任務(wù)，需要的僅僅是一臺(tái)電腦或者一個(gè)手機(jī)。
2.1云計(jì)算的特點(diǎn)
云計(jì)算提供了最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，用戶不用再擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等麻煩。用戶將文檔保存在類似于Google Docs的網(wǎng)絡(luò)上，就不用再擔(dān)心數(shù)據(jù)的丟失或者損壞。因?yàn)樵凇霸啤钡牧硪欢耍腥澜缱顚I(yè)的數(shù)據(jù)中心來幫用戶保存數(shù)據(jù)。同時(shí)，嚴(yán)格的權(quán)限管理策略可以幫助你放心地與你指定的人共享數(shù)據(jù)。
云計(jì)算對(duì)用戶端的設(shè)備要求最低，使用起來也最方便。云計(jì)算作用一種服務(wù)平臺(tái)提供給用戶的服務(wù)是全方位的，是便捷的低要求的。它避免了更新系統(tǒng)和安裝殺毒防火墻軟件的繁瑣，用戶只需有一臺(tái)可以上網(wǎng)的電腦，有一個(gè)喜歡的瀏覽器，在瀏覽器中鍵入U(xiǎn)RL，就可以盡情享受云計(jì)算帶給你的無限樂趣。
云計(jì)算可以輕松實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享。云計(jì)算具有良好的數(shù)據(jù)同步性，在云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式中，數(shù)據(jù)只有一份，保存在“云”的另一端，用戶的所有電子設(shè)備只需要連接互聯(lián)網(wǎng)，就可以同時(shí)訪問和使用一份數(shù)據(jù)。
云計(jì)算為用戶使用網(wǎng)絡(luò)提供了幾乎無限多的可能。云計(jì)算為存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)提供了幾乎無限多的空間，也為我們完成各類應(yīng)用提供了幾乎無限強(qiáng)大的計(jì)算能力。它提供了個(gè)人電腦或者其他電子設(shè)備不可能提供的無限量的存儲(chǔ)空間和計(jì)算能力，個(gè)人和單個(gè)設(shè)備的能力是有限的，但云計(jì)算的潛力卻幾乎是無限的。
物聯(lián)網(wǎng)的精神實(shí)質(zhì)是自由、平等和共享。作為一種最能體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)精神的計(jì)算模型，云計(jì)算代表了未來的發(fā)展發(fā)向。
2.2云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系
云計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基石，它對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)起了不可替代的促進(jìn)作用。
首先，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的核心是云計(jì)算。運(yùn)用云計(jì)算這種計(jì)算模型或以使物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)以兆計(jì)的物品的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)管理和智能分析成為可能。建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的三大基石包括：
傳感器等電子元器件；
傳輸?shù)耐ǖ溃热珉娦啪W(wǎng)；
高效的、動(dòng)態(tài)的、可以大規(guī)模擴(kuò)展的技術(shù)資源處理能力；
云計(jì)算模式使得第三塊基石“高效的、動(dòng)態(tài)的、可以大規(guī)模擴(kuò)展的技術(shù)資源處理能力”成為現(xiàn)實(shí)。
其次，云計(jì)算促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的智能融合。物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是更高層次的整合，需要“更透徹的感知，更安全的互聯(lián)互通，更深入的智能化”，需要依靠高效的、動(dòng)態(tài)的、可以大規(guī)模擴(kuò)展的技術(shù)資源處理能力。云計(jì)算的交付模式是創(chuàng)新型的，是簡(jiǎn)化型的服務(wù)。加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)之間及其內(nèi)部的互聯(lián)互通，是實(shí)現(xiàn)新商業(yè)模式的快速創(chuàng)新，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的智能融合的有力手段。
2.3云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的融合
云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)各自具備很多優(yōu)勢(shì)，如果把云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)融合在一起，就能很容易地實(shí)現(xiàn)地球信息的智能化。云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的融合可以采用以下幾種模式。
1)單中心-多終端模式：此類模式適用于小范圍的物聯(lián)網(wǎng)終端（例如：傳感器、攝像頭或3G手機(jī)等）。這種模式是由云中心作為數(shù)據(jù)處理的核心，把從終端獲得的信息傳輸給云由云中心處理數(shù)據(jù)，并且由云中心提供統(tǒng)一的操作界面供操作者查看。
2)多中心-大量終端模式：此類模式適用于區(qū)域跨度大的企業(yè)和單位。。
3)信息、應(yīng)用分層處理-海量終端模式：此類模式是為用戶范圍廣、信息及數(shù)據(jù)種類多、安全性要求高等特征的使用者量身打造的。當(dāng)前，客戶對(duì)各種海量數(shù)據(jù)的處理需求越來越多，需要根據(jù)客戶需求及云中心的分布情況進(jìn)行合理的資源分配。
云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的有效融合，會(huì)給用戶帶來更為方便、快捷和低廉的服務(wù)。使技術(shù)層面上更為一致，使網(wǎng)絡(luò)層上能夠互聯(lián)互通、無縫覆蓋，使業(yè)務(wù)層上更容易的使用統(tǒng)一的IP協(xié)議，使經(jīng)營(yíng)上相互競(jìng)爭(zhēng)合作從而加速朝著向人類提供多樣化、多媒體化、個(gè)性化服務(wù)的同一目標(biāo)逐漸交匯，使行業(yè)管制和政策方面也逐漸趨向統(tǒng)一。
3云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)融合的前景
云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)雖然是新興事物，但是在當(dāng)前已經(jīng)有很多公司在研發(fā)應(yīng)用。例如：IBM公司的藍(lán)云（Blue Cloud）計(jì)劃，微軟的Dynamic CRM Online, Exchange Online, Office Communications Online等面對(duì)企業(yè)的計(jì)算服務(wù)，亞馬遜網(wǎng)絡(luò)云計(jì)算服務(wù)，谷歌的GAE, Google Docs等云計(jì)算服務(wù)，從大量的實(shí)例中我們看出云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)融合的前景是巨大的。
首先是解決服器節(jié)點(diǎn)的不可靠性問題。隨著物聯(lián)網(wǎng)由局域網(wǎng)過渡到城域網(wǎng)，感知層獲得的信息呈指數(shù)型增長(zhǎng)，從而使得服務(wù)器數(shù)目線性增長(zhǎng)。服務(wù)器的大量增加使得節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)的概率隨之變大。服務(wù)器的硬件資源的承受能力是有一定的范圍限制的，當(dāng)服務(wù)器同時(shí)響應(yīng)的數(shù)量超過自身的限制時(shí)，服務(wù)器就會(huì)崩潰。然而物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域卻在逐步擴(kuò)大，物的數(shù)量呈幾何級(jí)的增長(zhǎng)使得物的信息呈爆炸性增長(zhǎng)，隨之而來的訪問量定會(huì)空前高漲。為了讓服務(wù)器能安全的執(zhí)行，就必須購(gòu)買更高級(jí)的服務(wù)器和大量增加服務(wù)器，或限制訪問服務(wù)器的次數(shù)。這在現(xiàn)實(shí)中是不可行的，增加服務(wù)器，雖然能用錢來解決訪問的壓力，但會(huì)造成設(shè)備浪費(fèi)，因?yàn)樵L問量的變化是不確定的，在不同的年份不同的季節(jié)訪問的數(shù)量有很大的變化。而限制訪問帶來的弊端理旬致命的，會(huì)使的訪問的成功率極大程度的增加。所以用云計(jì)算技術(shù)，動(dòng)態(tài)的增加減少服務(wù)器的數(shù)量和質(zhì)量，能完美的解決這類問題。
其次是讓物聯(lián)網(wǎng)從局域網(wǎng)發(fā)展到城域網(wǎng)甚至是廣域網(wǎng)，更大程度的實(shí)現(xiàn)上信息資源共享。局域網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)就像是一個(gè)超市，物聯(lián)網(wǎng)中的物就是超市中的商品，商品離開這個(gè)超市到另外的超市，盡管它還存在，但服務(wù)器端該物體的信息會(huì)隨著它的離開而消失。通過云計(jì)算技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)的信息直接存放在Internet的“云”中，而每個(gè)“云”有數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的服務(wù)器分布在全世界的各個(gè)角落，不論在哪里，只要擁有傳感器芯片，“云”中最近的服務(wù)器就能夠接收到它的信息，并對(duì)其定位、分析、存儲(chǔ)和更新。用戶的地理位置也不再受限，只要有Internet就能共享最新信息。
最后是利用數(shù)據(jù)挖掘來處理云計(jì)算，增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理能力，使信息處理由分散走向集中管理。運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)，利用處理程序?qū)⑷蝿?wù)分成若干個(gè)小的子任務(wù)，然后將這些子任務(wù)交由云模式下的幾百萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)群處理，以實(shí)現(xiàn)快速地對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)挖掘，快速的提取出有價(jià)修值的信息。這也是將云計(jì)算技術(shù)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)相結(jié)合給物聯(lián)網(wǎng)帶來的另一大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
4云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)融合所面臨的問題
云計(jì)算的確給物聯(lián)網(wǎng)帶來了不可多得的機(jī)遇。但這并不是說目前所面臨的情況都是有利的。事實(shí)是，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的完美應(yīng)用，目前還面臨著很多挑戰(zhàn)。
1）標(biāo)準(zhǔn)問題。由于當(dāng)今世界各國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)方面制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)互不相同，因此很難兼容。如果技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)得不到統(tǒng)一，物聯(lián)網(wǎng)將很難在世界范圍內(nèi)互聯(lián)互通，或者實(shí)現(xiàn)世界范圍內(nèi)的跨越性發(fā)展。
2）數(shù)據(jù)安全性問題：用戶數(shù)據(jù)的安全問題是云計(jì)算平臺(tái)不得不考慮的問題。這里面包含兩層意思:一要在技術(shù)上、管理上確保數(shù)據(jù)安全；二要讓用戶確信服務(wù)商能夠保證數(shù)據(jù)安全。另外，也需要對(duì)數(shù)據(jù)的容錯(cuò)性、連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)等方面加以關(guān)注。
3）個(gè)人隱私的保護(hù)問題：在云計(jì)算平臺(tái)中，每個(gè)用戶都處在開放的環(huán)境中。在該平臺(tái)中無論是提供或者接受服務(wù)，都有可能將個(gè)人隱私不經(jīng)意間暴露出來。長(zhǎng)此以往，將可能引起一系列意想不到的問題。因此，如何加強(qiáng)對(duì)個(gè)人隱私的保護(hù)對(duì)云計(jì)算來講是一個(gè)重要的問題，也是云計(jì)算必然要面對(duì)的挑戰(zhàn)。
5結(jié)束語(yǔ)
云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)是目前計(jì)算機(jī)、信息管理、經(jīng)濟(jì)管理等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。云計(jì)算作為一種優(yōu)秀的計(jì)算模型，在海量數(shù)據(jù)的融合管理，數(shù)百萬(wàn)計(jì)的資源整合等方面具有不可替代的作用。而物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興事物，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的創(chuàng)新發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)把用戶終端由人升級(jí)到了物的層面，使得“智慧地球”的實(shí)現(xiàn)成為可能。但是隨著物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展，整合的資源由小型局域網(wǎng)逐步推進(jìn)到城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，需要處理的數(shù)據(jù)越來越多，面臨的問題同樣也會(huì)越來越多越來越復(fù)雜。該文就這些問題進(jìn)行了分析，并在最后提出了云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)在融合階段可能面臨的挑戰(zhàn)。
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[7]英特爾云計(jì)算.[EB\OL]..
關(guān)鍵詞：云計(jì)算；物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)挖掘
中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）35-8189-03
近年來在信息技術(shù)領(lǐng)域，出現(xiàn)了兩個(gè)非常熱門的技術(shù)——云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)。云計(jì)算最典型應(yīng)用為谷歌搜索引擎，谷歌的數(shù)據(jù)的器分別部署在全球數(shù)據(jù)中心，用戶所發(fā)送請(qǐng)求會(huì)并行的在所有的數(shù)據(jù)服務(wù)器中進(jìn)行執(zhí)行，并且將結(jié)果安排名反饋給用戶。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)物物資源信息傳送和共享的技術(shù)，雖然目前在交通領(lǐng)域、電力領(lǐng)域、智能家居等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但還處于初期發(fā)展階段，沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。據(jù)美國(guó)權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測(cè)，物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)將在2020年是人與人通信的30倍。因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用前景廣大[1]。
1 物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算兩大技術(shù)融合
物聯(lián)網(wǎng)要想發(fā)展壯大，是離不開云計(jì)算平臺(tái)的支持的，與此同時(shí)云計(jì)算平臺(tái)也需要物聯(lián)網(wǎng)為其提供大量用戶，因此，物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算的結(jié)合應(yīng)用是其未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。所以，要想使物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算的發(fā)展能夠得到保障，必須對(duì)基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行相關(guān)的研究，這也是其能夠發(fā)展的必要條件。
首先規(guī)模化是其結(jié)合基礎(chǔ)。云計(jì)算中心對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)的終端要求具有普適性，這就解決了物聯(lián)網(wǎng)的M2M應(yīng)用的廣泛性帶來的問題。需要注意的是，物聯(lián)網(wǎng)只有在具備相當(dāng)?shù)囊?guī)模之后，其優(yōu)勢(shì)方能凸顯。通過物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)生活有用的業(yè)務(wù)和應(yīng)用。其次提升物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算技術(shù)結(jié)合的實(shí)用價(jià)值，具體如何實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的服務(wù)與物聯(lián)網(wǎng)支撐。為了實(shí)現(xiàn)兩者的融合，使該產(chǎn)業(yè)得以發(fā)展，需要現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支撐以及對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行價(jià)值平衡的建設(shè)。最后推動(dòng)資源共享。物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算結(jié)合，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)廠商能快速進(jìn)入終端用戶服務(wù)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)的主要作用就是促進(jìn)數(shù)據(jù)計(jì)算資源與終端用戶的結(jié)合。物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算的結(jié)合同樣也需要可靠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶摂M化平臺(tái)的支撐，并且對(duì)數(shù)據(jù)中心的功能提出了更高的要求。
2 云計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究
云計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)中結(jié)合方式研究，根據(jù)云計(jì)算技術(shù)中云中心、終端、應(yīng)用的組合架構(gòu)方式構(gòu)成信息應(yīng)用分層處理，海量終端，在下圖中的云中心有兩部分構(gòu)成，一是共有云，一是私有云。這種云中心的特點(diǎn)主要是用戶范圍廣，數(shù)據(jù)的種類增加，其安全性能也更高了。大大提升了平臺(tái)應(yīng)用的領(lǐng)域和數(shù)據(jù)種類，特別是提升基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的安全性能。
本文所構(gòu)建的基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要涉及如下關(guān)鍵技術(shù)：于云計(jì)算的數(shù)據(jù)挖掘算法研究、基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)輕量級(jí)關(guān)鍵技術(shù)研究。其中基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)挖掘算法研究包括數(shù)據(jù)挖掘算法的并行算法研究與實(shí)現(xiàn)、用戶聚類和用戶個(gè)性化推薦的分布式應(yīng)用的構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)等[3]。相關(guān)國(guó)際組織的工作和進(jìn)展。基于物聯(lián)網(wǎng)的可信環(huán)境的構(gòu)建、終端編碼與尋址研究、基于等級(jí)劃分的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接入安全策略的研究等都是基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。
1） 基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)挖掘算法研究
基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)挖掘算法的分布式文件系統(tǒng)HDFS是分布式計(jì)算平臺(tái)Hadoop的基礎(chǔ)和核心組成之一，首先需要深入研究分布式計(jì)算平臺(tái)Hadoop中的分布式文件系統(tǒng)HDFS，具體包括：HDFS的write-one-read-many訪問模型及其對(duì)于并行計(jì)算、HDFS的Master/Slave架構(gòu)以及Namenode和Datanode的劃分機(jī)制；HDFS文件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及其Namespace；
同時(shí)對(duì)Hadoop中的并行計(jì)算算法MapReduce進(jìn)行研究，具體包括：MapReduce的應(yīng)用程序處理流程及其核心組成，包括應(yīng)用程序啟動(dòng)器、JobTracker、TaskTracker等；MapReduce的應(yīng)用程序接口，包括Mapper、Reduce、InputFormat、OutFormat、Combiner類等；MapReduce的通訊過程及其RPC實(shí)現(xiàn)機(jī)制；MapReduce的解決死鎖等問題的錯(cuò)誤處理機(jī)制[4]；
在上述研究的基礎(chǔ)上，搭建基于Hadoop的云計(jì)算集群平臺(tái)，主要包括：硬件（網(wǎng)絡(luò)）環(huán)境配置、HDFS中的目錄結(jié)構(gòu)設(shè)置、Name Node和Data Node配置[5]、SSH安裝配置、Hadoop的環(huán)境變量設(shè)置、Hadoop的配置文件參數(shù)設(shè)定、Hadoop的各種服務(wù)等。
2） 數(shù)據(jù)挖掘算法的并行算法研究與實(shí)現(xiàn)
對(duì)類數(shù)據(jù)挖掘算法需要進(jìn)行相應(yīng)的MapReduce改造。并對(duì)該算法的每個(gè)MapReduce過程的定義具體的實(shí)現(xiàn)。在Hadoop平臺(tái)下進(jìn)行編碼。對(duì)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)挖掘并行算法進(jìn)行測(cè)試。在上述云計(jì)算平臺(tái)中，研究并實(shí)現(xiàn)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(jì)算（Euclidean，Manhattan）。聚類算法采用K-means，Canopy，Graph Mining（the Shortest Path）。分類與預(yù)測(cè)方法包括KNN，Naive Bayesian，SVM，BP Neural Network、Locally-Weighted Linear Regression（LWLR）、Logistic Regression。所采用的關(guān)聯(lián)規(guī)則為Apriori；然后協(xié)同過濾：User-Based Collaborative Filtering（CF），Item-Based CF。網(wǎng)頁(yè)解析：VIPS，DOM-Tree。解析效果評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)為天網(wǎng)200G或SogouT 1TB的網(wǎng)頁(yè)數(shù)據(jù)，隨機(jī)取出若干網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行人工測(cè)評(píng)，正文提取的準(zhǔn)確率在90%以上。爬蟲：通過一個(gè)URL種子列表，可以爬取其鏈接的其它網(wǎng)頁(yè)，爬取的停止條件（最多層數(shù)，URL模式等）可以配置。
根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘算法的處理流程，進(jìn)行MapReduce過程的處理：
MapReduce過程對(duì)每個(gè)過程進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，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(diào)整MapReduce的過程函數(shù)定義和參數(shù)來提高其并行度。
最終實(shí)現(xiàn)具有高度并行的分布式數(shù)據(jù)挖掘算法，算法處理數(shù)據(jù)的能力和集群中的機(jī)器數(shù)量成近似線性的關(guān)系。
3）用戶聚類和用戶個(gè)性化推薦的分布式應(yīng)用構(gòu)建
想要構(gòu)建用戶聚類以及用戶個(gè)性化推薦的分布式應(yīng)用，首先是對(duì)其應(yīng)用業(yè)務(wù)進(jìn)行分析，通過對(duì)其內(nèi)部以及外部的資源進(jìn)行評(píng)估和組織以對(duì)其業(yè)務(wù)問題進(jìn)行界定。針對(duì)應(yīng)用種類的不同，對(duì)不同數(shù)據(jù)進(jìn)行理解，根據(jù)應(yīng)用需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)采用爬蟲、網(wǎng)頁(yè)解析、分詞等技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取以及確認(rèn)。處理已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)方法一般包括數(shù)據(jù)格式化、數(shù)據(jù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)的量化處理等等。對(duì)獨(dú)立性變量進(jìn)行選擇時(shí)，要對(duì)分類模型進(jìn)行建立，以不同的數(shù)據(jù)挖掘算法達(dá)到對(duì)用戶進(jìn)行分群的目的。
根據(jù)聚類的結(jié)果，對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行合理的解釋，針對(duì)具體的用戶群的特質(zhì)制定個(gè)性化方案。
基于以上研究?jī)?nèi)容，在上述云計(jì)算平臺(tái)上，研究基于并行運(yùn)算挖掘算法的用戶聚類和用戶個(gè)性化推薦應(yīng)用的構(gòu)建。該研究將首先綜合爬蟲、網(wǎng)頁(yè)解析、分詞、分類技術(shù)，對(duì)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行分類，然后通過聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則、協(xié)同過濾等算法，進(jìn)行用戶聚類，在對(duì)用戶聚類的結(jié)果進(jìn)行合理的業(yè)務(wù)解釋后，將針對(duì)各個(gè)聚類的用戶群的特點(diǎn)，進(jìn)行用戶個(gè)性化推薦方案的制定和實(shí)現(xiàn)[6]。
3 如何構(gòu)建基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)
物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)平臺(tái)就是無線傳感網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)之間一種本地化中央信息處理中心。對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建，就是為了對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的上下游系統(tǒng)進(jìn)行集成，從而使客戶能夠享受到電信級(jí)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)服務(wù)。其主要功能有：受理業(yè)務(wù)、開通、計(jì)費(fèi)，配置和控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，采集存儲(chǔ)、計(jì)算、展示相關(guān)信息。物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)具有的云計(jì)算的特征，基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)其體系架構(gòu)主要由以下幾部分構(gòu)成：云基礎(chǔ)設(shè)施、云平臺(tái)、云應(yīng)用、云管理。
云基礎(chǔ)設(shè)施就是為實(shí)現(xiàn)資源的共享。它通過物理資源虛擬化技術(shù)，使得平臺(tái)上的行業(yè)應(yīng)用在不同客戶間實(shí)現(xiàn)資源的共享。這樣操作的優(yōu)勢(shì)在于：一是提高了存儲(chǔ)空間的利用率，改變了以往要為每個(gè)用戶分配一個(gè)固定的存儲(chǔ)空間的做法，使用戶能夠共用一個(gè)跨物理存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬存儲(chǔ)池；二是資源需求的彈性大大增加了，減少了運(yùn)營(yíng)成本，并使服務(wù)質(zhì)量有所提升，例如當(dāng)分析處理不同行業(yè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行資源共享時(shí)客戶可以動(dòng)態(tài)地從虛擬存儲(chǔ)池中分配存儲(chǔ)資源，使資源的利用率得到了大大的提高；三是改善了平臺(tái)的整體性能和可用性，通過對(duì)服務(wù)器集群技術(shù)的使用，使這個(gè)平臺(tái)更像同一臺(tái)服務(wù)器。
云平臺(tái)是物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的核心，它實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的配置和控制、信息的采集和計(jì)算功能，在實(shí)現(xiàn)上可以采用分布式存儲(chǔ)、分布式計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的分析處理，以滿足大數(shù)據(jù)量及實(shí)時(shí)性要求非常高的數(shù)據(jù)處理要求。
云應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了行業(yè)應(yīng)用的業(yè)務(wù)流程，是物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)的一部分，也可以作為集成第三方行業(yè)應(yīng)用。它通過應(yīng)用虛擬化技術(shù)使多個(gè)不同租戶能夠?qū)崿F(xiàn)共享存儲(chǔ)、計(jì)算能力等資源，在降低運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)使得資源的利用率大大提高，并且保證了戶數(shù)據(jù)的安全性。
目前，物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合的發(fā)展模式是研究工作者的主要愿景之一，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)者來講，在對(duì)行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行發(fā)展時(shí)一定要注意免 “孤島”的形成，要做到未來的智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。在具體的操作中，要注重體系可行性，避免系統(tǒng)過于龐大和理想化。要對(duì)信息基礎(chǔ)設(shè)施不斷的進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及優(yōu)化，使物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)更加健壯與安全。
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關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)；云計(jì)算；信息化；發(fā)展
中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）04-0164-01
1 云計(jì)算資源調(diào)度問題描述
與傳統(tǒng)的計(jì)算平臺(tái)相比，云計(jì)算運(yùn)用先進(jìn)的虛擬化技術(shù)進(jìn)行資源管理和分配。在網(wǎng)絡(luò)云計(jì)算的管理系統(tǒng)中，信息資源被制作成網(wǎng)絡(luò)虛擬信息，但是網(wǎng)絡(luò)用戶的信息需求不同，物理信息資源之間的差別又很大，導(dǎo)致虛擬資源不能夠完全的應(yīng)用到物理資源的調(diào)度上，使云計(jì)算的應(yīng)用遇到很大的阻礙。將虛擬化的信息資源調(diào)動(dòng)應(yīng)用到物理資源上需要有一定有效的調(diào)動(dòng)策略，這樣才能使虛擬資源合理的在物理資源上體現(xiàn)，使云計(jì)算得到完美的應(yīng)用。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在信息化中的運(yùn)用
在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的研究中，能否將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息化相結(jié)合，使得嵌入式系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到良好的融合和拓展，一直使技術(shù)者們的研究話題。現(xiàn)代社會(huì)人們應(yīng)用的信息化工具大多數(shù)都只擁有單一的功能，沒有很好的應(yīng)用智能化信息和網(wǎng)絡(luò)化的管理手段，缺少網(wǎng)絡(luò)信息智能化處理。隨著社會(huì)物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)等的加速發(fā)展和充分運(yùn)用，我們有必要將物聯(lián)網(wǎng)的概念與技術(shù)充分應(yīng)用到信息化的時(shí)代當(dāng)中，使得信息化時(shí)代的發(fā)展追上互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
1.2 信息化
隨著現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代教學(xué)理論和技術(shù)也在不斷的改革，人們對(duì)現(xiàn)代教學(xué)的方法也有了很大的創(chuàng)新。傳統(tǒng)式的教學(xué)方法偏好概念性的教學(xué)，運(yùn)用填鴨式、注入式教學(xué)方法使學(xué)生獲取知識(shí)，以教師為主要教學(xué)力量，根據(jù)老師的思路進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生沒有學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，在整個(gè)教學(xué)過程中處于被動(dòng)的位置。因此傳統(tǒng)式教學(xué)的質(zhì)量和效果在逐漸的下降，為了改變這種現(xiàn)狀，現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)更改傳統(tǒng)的教學(xué)模式，利用高端的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)不同的學(xué)生制造有效的教學(xué)策略，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。
2 云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中的應(yīng)用
云計(jì)算作為一種新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺(tái)，是現(xiàn)代物理計(jì)算的分布處理和并行處理在相互促進(jìn)與發(fā)展過程中產(chǎn)生的一種附加產(chǎn)物，是一種高效的網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的渠道。云計(jì)算中發(fā)揮主要力量的就是網(wǎng)絡(luò)信息傳遞高效化的傳遞渠道，能夠?qū)⒋罅康木W(wǎng)絡(luò)終端用戶上傳的信息加工、分類、上傳給服務(wù)器，在總服務(wù)器里對(duì)信息進(jìn)行完整的數(shù)據(jù)處理和歸類任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)云計(jì)算平臺(tái)是由大量的簡(jiǎn)單PC注冊(cè)用戶、總終端數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)和運(yùn)輸渠道、節(jié)點(diǎn)組成，組成的這一龐大的信息處理系統(tǒng)需要專門的維護(hù)、運(yùn)行和升級(jí)人員進(jìn)行管理和保護(hù)，并且在總終端數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)種還要擁有完整的計(jì)算機(jī)構(gòu)系統(tǒng)和維護(hù)能力。
現(xiàn)代云計(jì)算的迅速發(fā)展使得云計(jì)算已經(jīng)變成整個(gè)IT行業(yè)中的熱門詞匯，在國(guó)內(nèi)外的網(wǎng)絡(luò)搜索技術(shù)中都大量的研究和運(yùn)用云計(jì)算的相關(guān)技術(shù)，并且運(yùn)用云計(jì)算的服務(wù)能力夠使大量的資源有效的整合并且充分的應(yīng)用，整體的計(jì)算效果也能使計(jì)算的結(jié)果更加的精確，超過了普通的物理計(jì)算的效果。
云是一種范圍廣的運(yùn)動(dòng)快的物質(zhì)，所以把網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)稱為云計(jì)算是再合理不過的，不僅是因?yàn)槠浞植紡V泛的結(jié)構(gòu)還是以為其具有整體遮蓋的效果，并非是實(shí)際的物理性質(zhì)的物質(zhì)，阻礙大大減少。
云計(jì)算運(yùn)營(yíng)模式：
云計(jì)算的工作主要是最終效果的計(jì)算、軟件運(yùn)營(yíng)服務(wù)、API服務(wù)、整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的營(yíng)銷模式等，下面將對(duì)軟件運(yùn)行服務(wù)進(jìn)行介紹。
軟件運(yùn)行服務(wù)（Software-as-a-service），是一種通過網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)提供服務(wù)的機(jī)構(gòu)。一般的軟件經(jīng)銷商都是在平臺(tái)上展示自己的服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)過程對(duì)客戶進(jìn)行吸引，使得客戶對(duì)該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生購(gòu)買行為，并在網(wǎng)絡(luò)支付寶平臺(tái)購(gòu)買其產(chǎn)品，并且通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)得到最終的售后服務(wù)保障。
在ASSA模式下，用戶不一定要購(gòu)買其產(chǎn)品，也可在網(wǎng)站中對(duì)其進(jìn)行租用，提高了服務(wù)的水平，減少了服務(wù)商的維護(hù)售后次數(shù)和費(fèi)用，大大的提高了工作效率。
3 信息化發(fā)展方法及新技術(shù)的應(yīng)用
3.1 開導(dǎo)灌輸前置應(yīng)用技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是是繼計(jì)算機(jī)以及互聯(lián)網(wǎng)之后，新信息時(shí)代的重要組成，是在世界上快速興起的信息技術(shù)革命的又一技術(shù)浪潮。2009年我國(guó)提出“感知中國(guó)”的口號(hào)，并在傳感網(wǎng)。射頻識(shí)別等方面逐步建立起許多研究中心和生產(chǎn)基地。隨著國(guó)家一系列課題的深入研究，大力推進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。其作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的核心要素、物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算環(huán)境的“神經(jīng)中樞”，是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)重要組成，同時(shí)更是物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模化應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)支撐。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)
“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其核心和基礎(chǔ)仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品和物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要特征是能夠全面的了解信息的變化、能夠可靠的傳遞多重用戶之間的信息、能夠智能的篩選出需要的結(jié)果。
物聯(lián)網(wǎng)信息的隨時(shí)更變導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)信息的信譽(yù)度有所降低，所以物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算使要實(shí)際的考慮到網(wǎng)絡(luò)置信度的標(biāo)準(zhǔn)和信息不斷變化的問題。除此之外，不同的網(wǎng)絡(luò)來源的信息的信譽(yù)度都不同，其所包含的信息內(nèi)容也有很大的區(qū)別，所以只能在最后的綜合評(píng)估計(jì)算中才能看出信息的準(zhǔn)確性。
3.3 機(jī)器人決策技術(shù)
機(jī)器人決策技術(shù)就是運(yùn)用智能化的機(jī)器設(shè)備對(duì)事件進(jìn)行有效的分析和決策，通過構(gòu)建有效的系統(tǒng)使機(jī)器人有能力進(jìn)行自主的決策和判斷，使機(jī)器人達(dá)到人類辦事的效果。當(dāng)今世界最復(fù)雜的智能機(jī)器人是IBM的深藍(lán)計(jì)算機(jī)，能夠和國(guó)際上的象棋大師進(jìn)行比拼，并獲得勝利，這就運(yùn)用了一套復(fù)雜的計(jì)算和決策系統(tǒng)對(duì)棋數(shù)進(jìn)行計(jì)算和判斷。
4 結(jié)論
作為新興技術(shù)的云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)，在人們的日常生活中占具著越來越重要的地位，本文是以信息化的發(fā)展作為起點(diǎn)，有效的分析物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的應(yīng)用，加強(qiáng)了物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了信息技術(shù)在校園通信等各個(gè)方面的管理和有效應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：高校信息化；智慧校園；物聯(lián)網(wǎng)；云計(jì)算；大數(shù)據(jù)
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）35-0158-03
根據(jù)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020年）》要求：教育信息化納入國(guó)家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，充分利用優(yōu)質(zhì)資源和先進(jìn)技術(shù)，整合現(xiàn)有資源，構(gòu)建先進(jìn)、高效、實(shí)用的數(shù)字化教育基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)教育部的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》中大力推進(jìn)職業(yè)院校數(shù)字校園建設(shè)，構(gòu)建繼續(xù)教育公共服務(wù)平臺(tái)，整合信息資源，建設(shè)信息化公共支撐環(huán)境等的具體內(nèi)容。根據(jù)《教育部關(guān)于辦好開放大學(xué)的意見》的要求：運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展新成果，聚集優(yōu)質(zhì)教育資源，豐富教育教學(xué)手段，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，改革管理體制和運(yùn)行機(jī)制，探索具有中國(guó)特色、體現(xiàn)時(shí)代特征的開放大學(xué)辦學(xué)模式，滿足全民學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)需要，建設(shè)學(xué)習(xí)型社會(huì)。把握《貴州省十三五規(guī)劃》大好機(jī)遇：加快發(fā)展大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)，促進(jìn)數(shù)據(jù)資源開放共享。順應(yīng)貴陽(yáng)市智慧城市工程的建設(shè)。結(jié)合貴州省各個(gè)高校信息化建設(shè)的現(xiàn)狀：網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，安全保障體系不完善；信息化技術(shù)水平相對(duì)較低；各個(gè)服務(wù)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，沒有完善的共享與自動(dòng)化機(jī)制。結(jié)合國(guó)內(nèi)高校信息化建設(shè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。貴州各大高校都在紛紛力爭(zhēng)打造基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的校園信息化建設(shè)，加快“數(shù)字化校園”或者“智慧校園”的實(shí)現(xiàn)。本文以作者所在的單位貴州廣播電視大學(xué)（貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院）力爭(zhēng)在“十三五”打造基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的“智慧校園”為例，談?wù)劗?dāng)前高校信息化建設(shè)的一些設(shè)想與方法。
1 基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介
物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）作為一種新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)模式[1，2]，在業(yè)界受到廣泛關(guān)注。從國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在信息社會(huì)世界峰會(huì)上的《互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》中可以總結(jié)出物聯(lián)網(wǎng)所體現(xiàn)的兩層基本涵義：（1）目前的三大網(wǎng)絡(luò)，包括互聯(lián)網(wǎng)（Internet）、電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)和發(fā)展的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)是在三網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展；（2）用戶應(yīng)用終端從人與人之間的信息交互與通信擴(kuò)展到了人與物、物與物、物與人之間的溝通連接。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠使物體變得更加智能化。從目前的發(fā)展形勢(shì)看，最有可能率先獲得智能連接功能的物體包括家居設(shè)備、電網(wǎng)設(shè)備、物流設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備以及農(nóng)業(yè)設(shè)備，并基于此實(shí)現(xiàn)人類與自然環(huán)境的系統(tǒng)融合[3～5]。
IBM 公司于 2007 年底宣布了云計(jì)算計(jì)劃[6]，云計(jì)算的概念出現(xiàn)在大眾面前。所謂云計(jì)算，簡(jiǎn)單地說就是以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)為載體，以用戶為主體為其提供基礎(chǔ)架構(gòu)、平臺(tái)、軟件等服務(wù)為形式，整合大規(guī)模可擴(kuò)展的計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等分布式計(jì)算資源進(jìn)行協(xié)同工作的超級(jí)計(jì)算服務(wù)模式[7]。 虛擬化為云計(jì)算實(shí)現(xiàn)提供了很好技術(shù)支撐，而云計(jì)算可以看作是虛擬化技術(shù)應(yīng)用的成果。在過去的幾年里，已經(jīng)出現(xiàn)了眾多云計(jì)算研究開發(fā)小組，如谷歌（ Google） 、IBM、微軟（ Microsoft） 、亞馬遜 （ Amazon） 、EMC、SUN、HP、VMware、Sales-force、Alisoft、華為、百度、阿里巴巴、中國(guó)電信等知名 IT 企業(yè)紛紛推出云計(jì)算解決方案。
大數(shù)據(jù)（big data），指無法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力來適應(yīng)海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。在維克托?邁爾舍恩伯格及肯尼斯?庫(kù)克耶編寫的《大數(shù)據(jù)時(shí)代》中大數(shù)據(jù)指不用隨機(jī)分析法（抽樣調(diào)查）這樣捷徑，而采用所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。大數(shù)據(jù)的5V特點(diǎn)（IBM提出）：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（價(jià)值）、Veracity（真實(shí)性）。[8]
智慧校園主要依托上述三大技術(shù)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)具有很多成功例子。
加利福尼亞大學(xué)有10個(gè)分校以及5個(gè)醫(yī)療中心，同時(shí)還管理著美國(guó)能源部的一些實(shí)驗(yàn)室。校區(qū)過于分散，迫切需要一個(gè)先進(jìn)的決策系統(tǒng)來了解各方面信息，及時(shí)做出正確決策。加利福尼亞大學(xué)將整個(gè)校園看做是一統(tǒng)一、集成的生態(tài)環(huán)境，將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和實(shí)時(shí)展現(xiàn)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析，提煉出關(guān)鍵信息，進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)，為決策提供科學(xué)化的依據(jù)。這套決策系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)了解各核心業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)相互共享和協(xié)同，最終，將提取出有價(jià)值的信息進(jìn)行分析，并在“校長(zhǎng)儀表盤”上以圖表形式直觀的展現(xiàn)。例如，在對(duì)學(xué)生的精細(xì)化管理和服務(wù)上通過實(shí)時(shí)獲取學(xué)生信息，設(shè)定學(xué)生在校園內(nèi)48小時(shí)內(nèi)更新無狀態(tài)則報(bào)警。所展現(xiàn)的數(shù)據(jù)包括科研基本信息、教學(xué)狀態(tài)信息、業(yè)務(wù)管理信息、IT運(yùn)維信息、學(xué)校財(cái)務(wù)信息、安防監(jiān)控信息等覆蓋學(xué)校生活各個(gè)方面的整體狀況。校區(qū)及醫(yī)療中心的總體情況都會(huì)通過儀表盤應(yīng)用顯示到校長(zhǎng)面前，校長(zhǎng)能夠?qū)崟r(shí)了解校園安全、校園運(yùn)轉(zhuǎn)、風(fēng)險(xiǎn)分析、財(cái)務(wù)情況等信息。
北卡羅萊納州立大學(xué)是一所擁有超過30000名學(xué)生和近8100名教職工，在工程、科學(xué)技術(shù)和教學(xué)方面的教學(xué)與研究都居世界領(lǐng)先地位的綜合性大學(xué)。隨著學(xué)校的發(fā)展壯大，師生對(duì)能提供學(xué)術(shù)計(jì)算的資源的需求也越來越大，校方想通過云計(jì)算平臺(tái)，高效管理這些相關(guān)資源。因此學(xué)校將資源進(jìn)行整合，成立了虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室Virtual Computing Lab（ VCL ），建立云計(jì)算系統(tǒng)平臺(tái)。用戶可以及時(shí)或者預(yù)約的方式通過該系統(tǒng)獲取自己需要的資源和解決方案。學(xué)生能通過網(wǎng)絡(luò)接受免費(fèi)的教學(xué)材料、應(yīng)用軟件、在線存儲(chǔ)等。該系統(tǒng)的建立降低了75%的軟件許可成本，每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)的人數(shù)也提高了150%，另外，計(jì)算資源在科研、教學(xué)和管理間的轉(zhuǎn)移更加靈活，學(xué)校服務(wù)器和計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的利用率也提高了，師生滿意度大幅提升。
浙江大學(xué)智慧校園以通信網(wǎng)和云計(jì)算為基礎(chǔ)，搭建智慧應(yīng)用平臺(tái)，總共有幾十種應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)于校園的管理和設(shè)施，學(xué)校內(nèi)的各個(gè)方面都包含其中。他們的規(guī)劃完全按照中國(guó)電信浙江省分公司的方案分成了智慧應(yīng)用、智慧平臺(tái)、云計(jì)算和通信網(wǎng)四個(gè)部分。其中智慧應(yīng)用分成了智慧校園的管理和設(shè)施兩個(gè)部分，服務(wù)于學(xué)校的教研、設(shè)備、日常生活、公共交通等各個(gè)領(lǐng)域。
南京郵電大學(xué)貫徹的是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧校園的建設(shè)思路，利用先進(jìn)的信息技術(shù)，建設(shè)各種先進(jìn)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)作為載體，并將教研、學(xué)校管理和校園生活融為一體、構(gòu)建出一個(gè)新型智慧化大環(huán)境，快速、準(zhǔn)確地將校園中的各業(yè)務(wù)過程中的相關(guān)信息反饋給人們，學(xué)校制度和管理的創(chuàng)新和改進(jìn)，需要各應(yīng)用系統(tǒng)提供綜合的數(shù)據(jù)分析，為業(yè)務(wù)流程的管理、改進(jìn)和再造提供數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)并促進(jìn)信息化教育、科學(xué)化決策和規(guī)范化管理的科學(xué)發(fā)展。集成各應(yīng)用系統(tǒng)從而使校園的信息得到共享，破除了信息孤島，推進(jìn)教研、學(xué)校管理、校園生活、后勤服務(wù)向智慧化發(fā)展。
總之，智慧校園建設(shè)主要有三個(gè)方面的核心特征：根據(jù)識(shí)別用戶角色，為每個(gè)人提供可定制的個(gè)性化服務(wù)，在一個(gè)統(tǒng)一的全面感知環(huán)境和綜合信息平臺(tái)上獲取所需的服務(wù)；集成學(xué)校各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)，系統(tǒng)協(xié)同，打破信息孤島；學(xué)校的大協(xié)同信息平臺(tái)不僅實(shí)現(xiàn)校內(nèi)的協(xié)同工作和信息共享，還為學(xué)校和外部環(huán)境的溝通提供接口。
2 智慧校園的架構(gòu)設(shè)計(jì)
從上面智慧校園實(shí)現(xiàn)的成功案例中，一般 “智慧校園”是一個(gè)包含大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等新一代技術(shù)的綜合體。首先，把傳感器嵌入和裝備到校園里的教室、圖書館、食堂、實(shí)驗(yàn)室、會(huì)議室和宿舍樓等地方的終端設(shè)備上，使其形成的物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)校園生活與物理系統(tǒng)的整合；而后將教學(xué)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)等眾多軟件系統(tǒng)平臺(tái)整合并融人“校園云”；最終，將“校園云”、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)整合起來，建立“大數(shù)據(jù)平臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)抓取，深度分析計(jì)算，形成更有效的決策依據(jù)。基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的“智慧校園”體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
為了更好地實(shí)現(xiàn)上面描述的“智慧校園”，一般建設(shè)重點(diǎn)主要包括四個(gè)方面：
（1）各種通信網(wǎng)絡(luò)與通信平臺(tái)的集成。研究電信網(wǎng)絡(luò)、WLAN、互聯(lián)網(wǎng)、教育資源網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)高速融合通信，實(shí)現(xiàn)整個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)覆蓋。研究集成高清視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和流媒體的IP統(tǒng)一通信，研究語(yǔ)音通信能力、短信通信能力、微信通信能力和視頻通信能力的通信集成平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)低成本、高安全、高清晰、高穩(wěn)定、可重復(fù)、可擴(kuò)充的校園信息通信和數(shù)據(jù)流通，促進(jìn)應(yīng)用集成、系統(tǒng)融合和數(shù)據(jù)共享，全面高效地支撐智慧校園的各種信息化建設(shè)和應(yīng)用。
（2）各種異構(gòu)系統(tǒng)的集成。研究現(xiàn)有各種異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)的集成方法，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一操作和數(shù)據(jù)共享。由于之前大部分高校沒有一個(gè)統(tǒng)一規(guī)劃信息化建設(shè)的部門，由各個(gè)部門自己建設(shè)自己的應(yīng)用系統(tǒng)，從而造成目前一個(gè)學(xué)校很多應(yīng)用系統(tǒng)各自獨(dú)立，不能互動(dòng)和共享信息，形成一個(gè)一個(gè)信息孤島。通過研究異構(gòu)系統(tǒng)的集成方法，找出一種科學(xué)的，實(shí)用的辦法，是學(xué)校智慧校園建設(shè)的一大難題。
（3）大數(shù)據(jù)云計(jì)算中心。研究大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析的云架構(gòu)，構(gòu)建服務(wù)器集群和存儲(chǔ)器集群，為各個(gè)系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源，對(duì)大量結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化形態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理與分析，形成智慧教學(xué)、智慧管理和智慧生活。實(shí)現(xiàn)開放教育的科學(xué)教學(xué)質(zhì)量評(píng)估體系，對(duì)教學(xué)全過程和學(xué)習(xí)效果的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和綜合考核，為學(xué)歷教育和非學(xué)歷教育服務(wù)。
（4）云服務(wù)系統(tǒng)。研究云服務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)與搭建，為教學(xué)、科研、管理和生活提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。對(duì)目前使用的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)系統(tǒng)、計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與考試系統(tǒng)等等改建為云端系統(tǒng)、讓學(xué)生能利用各種設(shè)備完成學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)在校學(xué)生和社會(huì)學(xué)生隨時(shí)學(xué)習(xí)、隨處學(xué)習(xí)。
3 建設(shè)目標(biāo)與要求
通過智慧校園的建設(shè)，一般要求達(dá)到如下目標(biāo)：
（1）為廣大師生提供一個(gè)全面的智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺(tái)，提供基于個(gè)人的個(gè)性化設(shè)計(jì)定制服務(wù)。
（2）提供對(duì)學(xué)校各項(xiàng)業(yè)務(wù)的整體智慧化解決方案規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)物物互聯(lián)共享與協(xié)作的高效運(yùn)行。
（3）為學(xué)校的建設(shè)提供現(xiàn)代信息技術(shù)保障，聚集豐富的優(yōu)質(zhì)教育資源，提供先進(jìn)的學(xué)習(xí)條件，擁有完善的、科W的辦學(xué)體系，基本滿足多樣化學(xué)習(xí)需求，為學(xué)習(xí)型社會(huì)提供重要支撐，為人力資源開發(fā)提供重要保障。
（4）為學(xué)校與外部環(huán)境提供一個(gè)共享與交流的借口，順應(yīng)貴州省大數(shù)據(jù)發(fā)展和貴陽(yáng)市智慧城市建設(shè)。
（5）為學(xué)校培養(yǎng)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)方面的人才提供實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。
為了完成上面提出的目標(biāo)，一般在實(shí)施過程中要求：
（1）建設(shè)理念要先進(jìn)，要充分利用好信息化發(fā)展的最新三大產(chǎn)物，發(fā)揮好信息化技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)；
（2）重點(diǎn)為高等教育服務(wù)，支撐貴州教育云的建設(shè)；
（3）緊密結(jié)合省與學(xué)校十三五規(guī)劃的信息化建設(shè)內(nèi)容；
（4）整體思考，一次規(guī)劃，分期投入，分步建設(shè)，做到邊建設(shè)，邊利用，達(dá)到立竿見影的效果；
（5）要深入調(diào)研，摸清家底，實(shí)事求是，充分利用好現(xiàn)有資源，合理規(guī)劃，節(jié)約成本，提供有效服務(wù)。
4實(shí)施內(nèi)容規(guī)劃
智慧校園的建設(shè)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，一般不是一下就能建起來的，沒有一個(gè)科學(xué)的實(shí)施規(guī)劃方案，往往會(huì)導(dǎo)致工程的失敗。我們經(jīng)過詳細(xì)的考察與研究，提出了下面的實(shí)施規(guī)劃方案。
總體建設(shè)思路：先骨干（骨干包括兩網(wǎng)（校園有線網(wǎng)和無線網(wǎng)）、一心（數(shù)據(jù)中心）、一出口、兩平臺(tái)（一卡通平臺(tái)和系統(tǒng)集成平臺(tái)）），后枝葉（各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)）
下面是我們學(xué)校具體的實(shí)施步驟：
第一步：
1.全光網(wǎng)改造；
2. 全無線覆蓋；
3.出口帶寬提速；
4.數(shù)據(jù)中心云遷移；
5.一卡通平臺(tái)；
6.OA系統(tǒng)。
第二步：
系統(tǒng)集成平臺(tái)；
圖書館信息化的升級(jí)，改造，系統(tǒng)集成與一卡通對(duì)接；
第三步：
教務(wù)系統(tǒng)的升級(jí)，改造，系統(tǒng)集成與一卡通對(duì)接；
后勤管理系統(tǒng)的升級(jí)，改造，系統(tǒng)集成與一卡通對(duì)接。
第四步：
云桌面實(shí)驗(yàn)室與辦公室的建設(shè)，系統(tǒng)集成與一卡通對(duì)接；
其它系統(tǒng)的升級(jí)，改造，系統(tǒng)集成與一卡通對(duì)接；
第五步：
建設(shè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)。
通過上面一步一步的完成，最終一個(gè)學(xué)校的智慧校園就給完成。
5 建設(shè)保障
智慧校園是一個(gè)讓人興奮，但又有很大風(fēng)險(xiǎn)的項(xiàng)目。因此必須要建立相應(yīng)的保障體系，才能保證該項(xiàng)目能有效地完成。下面是我們研究后建設(shè)的保證體系。
學(xué)校成立信息化建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，成員包括學(xué)校校長(zhǎng)和各個(gè)部門的主要領(lǐng)導(dǎo)，由校長(zhǎng)任組長(zhǎng)，一起把握和推進(jìn)信息化建O；
學(xué)校成立信息化建設(shè)專家委員會(huì)，由校內(nèi)和校外長(zhǎng)期從事校園信息化建設(shè)的資深人員組成；
學(xué)校成立專門的信息化建設(shè)辦公室，負(fù)責(zé)信息化建設(shè)的具體事項(xiàng)；
在整個(gè)建設(shè)期間，學(xué)校每年預(yù)留專門的建設(shè)金費(fèi)，供信息化建設(shè)專用。
6 建設(shè)成果的推廣
今天是云計(jì)算的大力發(fā)展時(shí)代，貴州三大電信運(yùn)營(yíng)商在貴陽(yáng)的不同地方都建了超大的IDC。我們建設(shè)智慧校園應(yīng)該充分利用這個(gè)條件，建設(shè)期間可以采用以租代建的方式，實(shí)現(xiàn)花小錢辦大事。建設(shè)好的系統(tǒng)，可以通過IDC中的云架構(gòu)，分享給其它高校使用，大大降低建設(shè)經(jīng)費(fèi)，提高系統(tǒng)的使用率。
7 結(jié)束語(yǔ)
智慧校園建設(shè)工程是一個(gè)龐大的工程，也是當(dāng)前各個(gè)高校開展得熱火朝天的項(xiàng)目。如何保證智慧校園建設(shè)成功，本文提出了一套嚴(yán)密的方法，供大家借鑒。
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【關(guān)鍵詞】云計(jì)算 物聯(lián)網(wǎng) 運(yùn)營(yíng)平臺(tái)
信息技術(shù)的快速發(fā)展，促使云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)成為業(yè)界與社會(huì)共同關(guān)注的重點(diǎn)。自計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展后，物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的新浪潮，同時(shí)也是信息技術(shù)快速發(fā)展的必然趨勢(shì)。電信運(yùn)營(yíng)商就物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)局限于特定的終端領(lǐng)域，利用無線或有線的方式，推進(jìn)機(jī)器與機(jī)器、人與機(jī)器之間的信息交流。通過這種信息交流形式，從而可以調(diào)控生產(chǎn)過程、采集遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)、運(yùn)程診斷以及調(diào)度指揮。而云計(jì)算具有的多用戶、虛擬化、高可靠性以及超大規(guī)模的特點(diǎn)，滿足物聯(lián)網(wǎng)智能化與規(guī)模化的發(fā)展需要。因此，將云計(jì)算引入到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的建設(shè)中具有重要的意義。
1 物聯(lián)網(wǎng)的概述
實(shí)際上，物聯(lián)網(wǎng)是一種經(jīng)過特殊程序制作而成的感應(yīng)器。在進(jìn)行微處理后，分析非常態(tài)數(shù)據(jù)。經(jīng)過3G、Zigbee協(xié)議、RFID射頻技術(shù)、GPRS、TCP/IP協(xié)議等不同方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。而這種數(shù)據(jù)的傳輸，需要在相關(guān)協(xié)議的基礎(chǔ)上，將物語(yǔ)互聯(lián)網(wǎng)相互連接起來，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)信息交換與溝通。這樣一種模式其實(shí)就是從智能化進(jìn)行識(shí)別、定位、監(jiān)控、管理以及跟蹤等一種網(wǎng)絡(luò)體系。說的簡(jiǎn)單一點(diǎn)其實(shí)就是保持物物相連。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，不斷延伸和擴(kuò)展。這樣用戶在使用的時(shí)候就可以延伸和擴(kuò)展相應(yīng)的物品，并相互交流信息。從實(shí)際中可以了解到，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域中。但由于正處于起步階段，擴(kuò)展的規(guī)模并不是非常大。
2 云計(jì)算
關(guān)于云計(jì)算的定義，存在很多種說法。從專業(yè)的角度上來說，云計(jì)算就應(yīng)當(dāng)是將動(dòng)態(tài)化、容易擴(kuò)展且已經(jīng)被虛擬化的計(jì)算資源利用互聯(lián)網(wǎng)而提供的一種服務(wù)。云計(jì)算的幾項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)主要包括，首先，虛擬化技術(shù)。利用虛擬化技術(shù)，用戶就可以替換物力資源，產(chǎn)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(shí)際的物理資源上，可能會(huì)跨越不同的物理資源，但是用戶在使用的時(shí)候無需了解的過于透徹。根據(jù)對(duì)象的不同，有存儲(chǔ)虛擬化、應(yīng)用虛擬化以及操作系統(tǒng)虛擬化之分。其次，彈性規(guī)模擴(kuò)展技術(shù)。通過云計(jì)算，可以為用戶提供相對(duì)較大的資源，根據(jù)使用不同，負(fù)載周期的不同，可以對(duì)所應(yīng)用的資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)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(chǔ)技術(shù)。在云計(jì)算環(huán)境中，分布式存儲(chǔ)技術(shù)可以滿足單臺(tái)服務(wù)器難以滿足的存儲(chǔ)性要求。該技術(shù)一項(xiàng)最為明顯的特點(diǎn)就是存儲(chǔ)的資源可以抽象表示與統(tǒng)一化的管理，且可以保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性與可靠性。最后，分布式計(jì)算技術(shù)。Mapreduce編程模型是云計(jì)算最為典型的分布式計(jì)算模式。利用這種模式可以明顯提高數(shù)據(jù)的處理能力。另外還有一種就是多租戶技術(shù)。這種技術(shù)指的是大量的用戶可以共同使用軟硬件資源，根據(jù)用戶的需要使用資源，優(yōu)化配置軟件服務(wù)，同時(shí)還不影響其他用戶的使用。
3 基于云計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的構(gòu)建
3.1 設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)體系
在設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)體系的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)充分考慮云計(jì)算的各項(xiàng)特點(diǎn)，并將其合理的應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)中。但設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)的時(shí)候，必須注意這么幾方面問題。第一，云基礎(chǔ)設(shè)施。借助虛擬化技術(shù)，促使不用行業(yè)的用戶或者是同行業(yè)的不同用戶在物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)上達(dá)到資源共享的目的。實(shí)現(xiàn)資源共享，可有效節(jié)約存儲(chǔ)空間，不同用戶可共用虛擬儲(chǔ)存池，
3.2 云平臺(tái)
云平臺(tái)是物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵。云平臺(tái)可借助分布式計(jì)算、分布式存儲(chǔ)以及各項(xiàng)虛擬技術(shù)增加數(shù)據(jù)處理能力，提高數(shù)據(jù)分析能力，這樣就能夠極大的滿足數(shù)據(jù)實(shí)用性與實(shí)時(shí)性要求。
3.3 云應(yīng)用
通過云應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)行業(yè)上的不同業(yè)務(wù)程序。而這也可以作為物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的構(gòu)成部分，合并在一起就能夠形成第三行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)。借助虛擬化技術(shù)，可保證不同用戶在物聯(lián)網(wǎng)上資源共享。最后，云管理。采用彈性資源收縮機(jī)制，用戶在使用的時(shí)候，運(yùn)營(yíng)商會(huì)隨著時(shí)間的變化計(jì)算其使用的資源，而這種計(jì)算需要借助云平臺(tái)得以實(shí)現(xiàn)。
3.4 建立物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)
電信運(yùn)營(yíng)商在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的時(shí)候，難以一步到位。
第一，從無線傳輸通道、監(jiān)控功能以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置方面入手，在應(yīng)用商、傳感器廠商相互配合，可以為用戶提供功能強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)。但是物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的建設(shè)必須實(shí)在云基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)上形成。唯有如此，保證虛擬技術(shù)，小規(guī)模建設(shè)成本可有效降低。第二，找準(zhǔn)突破口，延伸網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置與監(jiān)控功能。利用云計(jì)算，可以形成行業(yè)計(jì)算模型，并產(chǎn)生對(duì)外服務(wù)。當(dāng)然，還可以與供應(yīng)商相互合作。在相關(guān)供應(yīng)商的支持下可開發(fā)云應(yīng)用，并將各項(xiàng)功能集中到云平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的建設(shè)。第四，拓展云應(yīng)用范圍，優(yōu)化云服務(wù)平臺(tái)與模型，提高物聯(lián)網(wǎng)云管理能力。經(jīng)過這一系列的措施，可有效增加物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平處理數(shù)量。事實(shí)上，此項(xiàng)操作程序較為復(fù)雜，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大的過程中，用戶數(shù)量也在持續(xù)增加。物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)在云計(jì)算基礎(chǔ)上形成，已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，且云計(jì)算在此過程中發(fā)揮的作用越來越明顯，并充分發(fā)揮電信運(yùn)營(yíng)商在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的作用，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，帶動(dòng)信息技術(shù)的發(fā)展。
4 結(jié)語(yǔ)
通信網(wǎng)路應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓寬，應(yīng)用技術(shù)越來越成熟的情況下，設(shè)備與物質(zhì)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(jì)算作為基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的構(gòu)建，是一種必然趨勢(shì)。且物聯(lián)網(wǎng)必然是信息技術(shù)后期發(fā)展的趨勢(shì)。
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關(guān)鍵詞：云計(jì)算；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；研究
從當(dāng)前我國(guó)社會(huì)發(fā)展情況來看，隨著近些年我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)的轉(zhuǎn)變以及信息化發(fā)展速度的提升，各行業(yè)領(lǐng)域的信息化發(fā)展程度已經(jīng)逐漸成為影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。這一情況的存在，使得物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算這兩大技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的重要性也不斷提升。因此，為了可以進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，為我國(guó)行業(yè)產(chǎn)業(yè)信息化建設(shè)提供一定的推動(dòng)力，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算這兩大信息技術(shù)融合發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的種類
1.1射頻識(shí)別
在物聯(lián)網(wǎng)這一信息系統(tǒng)中，處于最前端的就是感知層，這一網(wǎng)絡(luò)層面主要負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容就是感知現(xiàn)實(shí)和虛擬世界中存在的相關(guān)信息。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要感知現(xiàn)實(shí)社會(huì)中存在的具體物體時(shí)，就需要對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中存在的每一物體進(jìn)行識(shí)別以標(biāo)識(shí)，以便有效區(qū)分不同的物體。無線射頻識(shí)別作為現(xiàn)代社會(huì)一種可以借助射頻信號(hào)來自動(dòng)識(shí)別不同的物體并獲取到同該物體相關(guān)信息的重要技術(shù)，其在使用期間不僅可以完全依靠自動(dòng)和智能的性能完成全部工作，還可以適應(yīng)多種感知場(chǎng)景。因此，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，該項(xiàng)技術(shù)屬于一種高效的感知手段，是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建立感知層的重要支撐技術(shù)。
1.2傳感器與傳感網(wǎng)
所謂傳感器，主要指的是一種擁有檢測(cè)和感受相關(guān)信息數(shù)據(jù)功能的設(shè)備，該設(shè)備在運(yùn)行過程中可以通過自身具有的一定規(guī)律將檢測(cè)到的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為一種可以被使用的信號(hào)原件或者是裝置，其主要的作用就是可以將檢測(cè)到的各種信號(hào)轉(zhuǎn)變成與之相應(yīng)的電信號(hào)，使得物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)自主控制和測(cè)試功能可以有效實(shí)現(xiàn)。傳感網(wǎng)指的是一種將各種類型的信息傳感設(shè)備同互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合到一起后形成的一種大型的網(wǎng)絡(luò)體系，該網(wǎng)絡(luò)體系能夠讓各類型的物品都可以被有效地控制和感知，使得物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)容可以形成一個(gè)相對(duì)完整的信息數(shù)據(jù)服務(wù)體系。
1.3嵌入式系統(tǒng)
對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)本身來講，要想促使物物相連的服務(wù)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，不僅需要具有獲取每個(gè)事物相關(guān)信息的能力，還需要擁有操作和控制不同事物的能力。物聯(lián)網(wǎng)的這一目標(biāo)要想順利實(shí)現(xiàn)，就需要在其內(nèi)部相連的各個(gè)物體中嵌入智能化的系統(tǒng)構(gòu)建。因此，以嵌入式技術(shù)構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)便成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中各種具體功能可以被真正實(shí)現(xiàn)的主要支撐技術(shù)。所謂的嵌入式系統(tǒng)，其本身屬于一種用來監(jiān)視和控制相關(guān)機(jī)器設(shè)備的重要裝置，從本質(zhì)上來看，該裝置屬于硬件和軟件的結(jié)合體。
2物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)融合云計(jì)算技術(shù)的原因
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展之所以需要依靠云計(jì)算技術(shù)的支撐主要是受幾方面因素的影響：第一，應(yīng)用了云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)可以擁有極高的成本優(yōu)勢(shì)。一直以來，IT基礎(chǔ)設(shè)備成本都是影響物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展的重要因素，而云計(jì)算具有的高效的資源利用率不僅可以有效地節(jié)約物聯(lián)網(wǎng)在此方面的開銷，還可以提升物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的管理成本，從而使其在信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天擁有極高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。第二，云計(jì)算技術(shù)的融合可以提升物聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)和計(jì)算等核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)。由于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)本身的功能性相對(duì)較大，所以其對(duì)于技術(shù)手段的要求也相對(duì)較高，并且，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中擁有著眾多的使用對(duì)象和信息數(shù)據(jù)，這使得其在運(yùn)行的過程中需要巨大、高效的信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算技術(shù)作為發(fā)展的依托，而云計(jì)算技術(shù)在這2方面具有的巨大優(yōu)勢(shì)可以很好地滿足物聯(lián)網(wǎng)在此方面的發(fā)展需求。
3以云技術(shù)算為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展情況
3.1物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)的分階段融合
就這兩大技術(shù)實(shí)際融合情況來看，其主要可以分為3個(gè)階段：第一階段，結(jié)合云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)不僅可以獲取到更多以前無法獲得或者是獲得難度較高的隱形信息數(shù)據(jù)，還可以依靠云計(jì)算技術(shù)自身具備的巨大、高效的存儲(chǔ)和計(jì)算能力對(duì)各類型生產(chǎn)流程的狀態(tài)做出更好的反映，以便及時(shí)滿足不同終端用戶的各類型需求。并且，結(jié)合云計(jì)算后，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的集中化管理，通過對(duì)數(shù)據(jù)信息詳細(xì)的分析，以及總結(jié)相關(guān)的研究結(jié)論，使得自身相關(guān)體制可以得到不斷的調(diào)整和優(yōu)化。第二階段，該階段物聯(lián)網(wǎng)是以管理和使用信息作為重點(diǎn)工作內(nèi)容，以優(yōu)化生產(chǎn)方式作為主要工作目標(biāo)的。融入了云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能性得到了極大的提升，這使得其自動(dòng)監(jiān)控各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及對(duì)生產(chǎn)工作進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度的目標(biāo)得以有效實(shí)現(xiàn)，從而促進(jìn)了我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化、集中化的生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。此外，通過利用云計(jì)算具有的高效的計(jì)算功能，還可以有效減少人為控制的誤差，提升生產(chǎn)控制管理工作的精確度。第三階段，該階段屬于兩大技術(shù)的完全融合，這一融合目標(biāo)的完成，使得物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)創(chuàng)新服務(wù)模式和應(yīng)用領(lǐng)域的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，新產(chǎn)生的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不僅為應(yīng)用該系統(tǒng)企業(yè)重構(gòu)和升級(jí)企業(yè)產(chǎn)業(yè)體系提供了極大的推動(dòng)力，還推動(dòng)了新技術(shù)的產(chǎn)生，使得企業(yè)的生產(chǎn)模式得到了有效的更新。
3.2物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)的創(chuàng)新
通過對(duì)云計(jì)算技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的分析和研究可以發(fā)現(xiàn)，融合了云計(jì)算技術(shù)后的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)擁有了更多的控制和管理技術(shù)。其主要分為幾類：第一，云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施。該設(shè)施主要包括了大型的集群設(shè)備、傳感網(wǎng)以及分布式的信息數(shù)據(jù)存系統(tǒng)，這些云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的融合，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)提供了新的控制基礎(chǔ)。第二，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的存儲(chǔ)平臺(tái)。該平臺(tái)在日常工作過程中主要存儲(chǔ)的是存在于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的信息數(shù)據(jù)，使得用戶共享虛擬信息存儲(chǔ)池的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。第三，物聯(lián)網(wǎng)的云應(yīng)用平臺(tái)。該平臺(tái)主要進(jìn)行的是交換數(shù)據(jù)的相關(guān)操作，相關(guān)人員可以通過控制該平臺(tái)來完成計(jì)算和處理數(shù)據(jù)等相關(guān)工作，從而使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用得以充分發(fā)揮出來。第四，物聯(lián)網(wǎng)的管理平臺(tái)。該平臺(tái)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)監(jiān)控整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)信息的運(yùn)行情況，保證物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中所有的信息數(shù)據(jù)都可以順利完成交換工作，為該系統(tǒng)數(shù)據(jù)運(yùn)行的安全和可靠性提供更大的保障。此外，該平臺(tái)融合云計(jì)算技術(shù)之后，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)營(yíng)造出良好的信息數(shù)據(jù)交換環(huán)境。
3.3新物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的模式分類
無論是云計(jì)算還是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其自身在信息數(shù)據(jù)的處理和管理方面都具有極大的優(yōu)勢(shì)，將二者結(jié)合更是可以將這種優(yōu)勢(shì)擴(kuò)大，如果對(duì)結(jié)合了云計(jì)算技術(shù)的新物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層面進(jìn)行劃分的話，其主要可以被分為2種模式：第一，一個(gè)控制中心、多個(gè)終端模式。該模式分布的范圍相對(duì)較小，模式內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的所有終端都是以云中心作為處理信息數(shù)據(jù)的中心系統(tǒng)，所有終端獲得的信息數(shù)據(jù)都由云中心進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)與處理后，再由云中心提供的統(tǒng)一的信息界面供用戶查看和操作。該類型的云中心具有海量存儲(chǔ)、分級(jí)管理以及統(tǒng)一界面等功能，可以為人們的日常生活提供一定的便利，所以可以應(yīng)用在家庭、小區(qū)和一些公共設(shè)施的監(jiān)控工作中。第二，多個(gè)中心、多個(gè)終端模式。此模式處理信息的安全性相對(duì)較高，所以，適用于大型的企業(yè)事業(yè)單位。并且，一些需要將所獲得的信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享給終端用戶的企業(yè)單位使用的也是此種物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行模式。從該模式的結(jié)構(gòu)類型來看，保證其能夠正常運(yùn)行最重要的一點(diǎn)就是云中心必須包含私有云和公共云2個(gè)類型的云形式，且這2個(gè)云形式之間網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)不會(huì)存在任何類型的障礙。這樣一來，就可以使得部分終端用戶對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中信息數(shù)據(jù)提出的高安全性的要求得以滿足。
