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云计算实现物联网的技术研究
添加时间: 2014-3-10 12:24:12 来源: 作者: 点击数:1843

 

袁黎晖

(江西农业大学南昌商学院,江西 南昌 330044

摘要:随着计算机网络的迅猛发展,云计算这一新兴名词已经逐步进入了我们大众的视野,作为一种新的服务模式已然成为计算机科学领域的一个研究热点。在介绍与计算概念、工作原理以及与物联网关系的基础上,探讨云计算在物联网中的应用及展望。

关键词:云计算;服务模式;工作原理;物联网

Cloud computing in the application of Internet of things

Yuan Lihui  

(Jiangxi  Agricultural University  of  nanchang  commercial  Jiangxi Nanchang, 330044)

Abstract: with the rapid development of computer networks, cloud computing is an emerging term has entered the us public's vision, as a new service mode has become a research hotspot in the field of computer science. Internet of things is also developed based on it, presents the realization of the Internet of things technology and model. There is no doubt that health fast development and wide application of cloud computing will surely promote the social economy high speed development.

Keywords: cloud computing ;service model ;principle of ;Internet of things

1云计算和联网的定义说明

物联网:即在当下社会,那些拥有某些识别能力、感知能力和具有其他智能化性能的传感设备。除了以上提到的RFID、传感器之外,像无线传送技术、二维码,以及某些移动通信的模板等,都能算在其中。总而言之,物联网技术即通过网络设备实现信息的管理与传输、由此去打破空间距离的限制以实现隔空交流或设备控制一种技术。

云计算:最大的特点就是建立在虚幻的基础上进行工作的。用一种比喻说法,云就是网络、互联网的上的你一个人的活 N个人帮你干。

狭义云计算指厂商通过分布式计算和IT基础设施的使用模式,以按需租用或免费方式向用户供应数据的存储、分析以及科学计算等服务的一种技术。广义云计算即厂商利用互联网储存资源与闲散计算,为客户提供按需获取的高效的服务方式。

物联网配云计算 两情相悦还是单相思?

图一:云计算概念图

Figure 1: Cloud computing concept map

2.云计算技术的基本原理

用户所进行加工的数据是保存在互联网的数据中心上面,并不存储在本地。 提供云计算服务的企业负责管理和维护这些数据中心的正常运转,保证有够大的存储空间以及够强的计算能力,以此满足用户的需求使用。用户使用的应用程序直接运行)在互联网的大规模服务器集群中。用户都可以任意连接至互联网的终端设备,而不同受时间和地点的限制。就是借助大量的计算机,将数据存储和应用在服务中心,用来完成存储和计算的工作流程。

云计算(Cloud computing),是指一种依靠互联网的计算方式并依靠互联网上异构、自治的服务和利用互联网内各种闲散计算与存储资源来为客户提供按需获取的计算。云计算的资源是易扩展的、虚拟化的、动态的,计算机终端用户不需要了解其基础设施细节和专业知识,也不必进行直接控制,只用注意你真正需要什么资源并知道通过网络来如何得到相应的服务与资源即可。

3. 物联网和云计算二者之间的关系

首先,物联网的发展离不开云计算,物联网对云计算有着很强的依赖性。

云计算从两方面促进物联网的实现。一方面,它是物联网技术中的核心部分。由于云计算通俗的说就是一个用于处理数据的计算平台,通过强大的云计算技术可以使物联网中各类物品的实时动态管理和智能分析变得可能。另一方面,随着物联网规模的迅速扩大,其发展自然和云计算结合起来。当物联网中涉及的物品不多时,可能不需要云计算便可以进行数据的处理、分析,但当整个行业都整合起来形成一个行业物联网时,就不能不在云计算的基础上才能运行起来。

其次,云计算将互联网与物联网智能结合在一起。云计算的新型服务支付方式,不仅简化服务的支付,强化互联网与物联网二者之间及其内部的相互联通,而且能够实现新商业模式的快速发展,促进物联网和互联网的新型调和。

最终,云计算(Cloud Computing)是效用计算,网络存储等网络技术发展相结合的产物。通过在云计算的技术支持下,物联网可以更好的增强自身数据储存、分析、处理的能力,完善了在技术方面的某些缺陷。所以物联网对云计算有着很强的依赖性和应用共享性。也是的使物联网的出现及发展成为可能。

4.物联网要解决的问题

想要实现物与物及物与人之间的交流畅通无阻,物联网要解决的问题还有很多。主要存在的问题有以下几点:

1)实时性与同步性。根据物联网的实时性与同步性的性质来说,它对时钟同步的要求很高。与传统的无线网络不同,由于物联网中的物与物、人与物之间反馈信息都和实际的物理环境息息相关,所以不能使用我们简单意义上的逻辑时钟,而必须采用物理时钟同步

(2)商业可行性。建立物联网需要投入大量的资金。就目前来说,在中国开展物联网,没有政府的支持搭建无线网络和系统平台来推广物联网应用的商品,所需的成本实在太大,而用户的接受度和企业的回报率都不可知,因此其商业可行性就带上很大的风险。

3)寻址问题。在物联网中出现的每个具体的物品,要有某个地址来说明它。现如今物联网飞速发展,因此它需要更多的IP地址,当今在IPv4资源即将耗尽的情况下,,也就需要研发更多的IPv6,迫于IPv4网络规模巨大,致使IPv4需要漫长的过程来向IPv6过渡,倘若物联网使用IPv6地址则其与IPv4必定存在某些兼容性问题。

4)数据安全性能。由于物联网的实质,必然在信息相互传递的过程中产生庞大的数据量,各类物体所带有的信息的存储、跟踪、判断、决策等等,使得物联网的安全性能愈加重要。尤其是物联网服务的对象是我们用户,让用户确信服务商能够保证数据安全传递,是云计算的重要安全需求之一。

5.实现物联网的关键技术

5.1物联网的认知技术(感知技术)

物联网的智能化,简便了数据分析处理的过程,物体通过本身带有的信息处理机制来迅速做出判断,也就是说一定程度上赋予了物体本身独立处理与决定的能力。这意味着在物联网中应用的商品可以通过模拟人类的行为应对外界的改变并做出决策来,即如同人一样,感知它所处的网络环境,以此做出规划,采取相应的措施。

5.2接入网技术

接入网是指市话端局或远端交换模块(RSU)与用户之间的部分,主要完成交叉连接、复用和传输功能。接入网一般不含交换功能。有时从维护的角度将端局至用户之间的部分统称为接入网,不再计较是否包含RSU

图二:接入网网络结构模型

Figure 2: access network structure model

图三:现代接入网

Figure 3: Modern access network

物联网除了以上两个关键技术,物联网还有很多关键技术,比如物体标识技术、PAI技术、公共服务软件技术、安全和隐私技术、纳米技术、搜索技术、通信和网络技术、寻址技术、、服务发现技术、设备微型小型化技术等。

6.模型建立.

图四:网络拓补结构

Figure 4: Network topology structure

云计算解决物联网的规模,即把电视互动平台、电信软交换通信网络、流媒体云存储及集成服务端通信网的服务, 用做数据的保密及压缩,硬件基础来自光网城市,家庭瘦终端的连接形式为互联网络,通过瘦终端上连接的电视、物联网应用装置、笔记本提供服务于每位客户。

虚拟机业务在此模型中,要求客户要办理。申请存储空间、内存、CPU等虚拟硬件,使计算机个体形成唯一,连接于瘦终端的电视机就能被客户当做计算机的显示器使用。依据客户购买于电信公司的各类型产品,使客户享受包含高清视频点播、电视点播、电话通讯、视频及互联网应用等服务。

云计算核心服务器作为性能高的运算服务;有容量大、性能高之存储力和城域核心网出口之大宽带,将互联网、视频、电话接于客户虚拟机上,只要单点登录,便能提供客户高效能三网整合的服务。高速EVDO网络中,用户的3G手机就可登录于此虚拟机上享受到在家一样的服务。

7.模型的可行性分析

此可行性分析不涉及政策层面,只于技术导向论证模型的可行性。

7.2.1终端技术已越趋成熟

高度集成化的芯片随计算机技术发展,被广泛应用,我国计算机各大硬件厂商当下都进行大规模制作,只有多输入输出接口、闪存、网络收发器的瘦终端, 上海联通营业厅已于2010年开始使用瘦终端受理业务。本身瘦终端无计算处理功能,将云中远端计算机资源通过网络连接带入本地,挂接云端于本地终端连接资源,在云中进行所有通信、计算操作。

7.2.2网络流量分析

设计该模型中播放高清视频或高清电视,高清数据的解码能力就需要瘦终端具有,对文件传输速率压缩,这是对网络传输速率的要求。压缩要求依H.264的,以流行的1080p60为例,若是面向传输的,视频的剧烈度及复杂度一般,图像质量较好前提下:1080p60大约是8Mbps~20Mbps1080i60大约是4Mbps~10Mbps,与720p60一样。此传输速率远小于建成后的光网城市FTTH传输速率,甚至也能支持使用现有铜缆网络传输1080i60的高清。

8.结束语

云计算是实现物联网的核心。从物联网和计算二者之间的关系考虑,二者的联系将会越来越紧密。通过运用云计算强大的技术支持,物联网会逐步解决它所存在的问题,继而扩展在不同领域的应用。相信随着云计算在物联网中的发展,两者结合取得的成果将会令人惊叹,也给用户和企业带来带来的另一大竞争优势。云计算代表了未来的发展发向。

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