時間:2023-03-14 14:46:39
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇物聯(lián)網(wǎng)與云計算范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
其實國內(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系統(tǒng)、鐵路車輛調(diào)度系統(tǒng)、動物追蹤管理、危險品追蹤管理、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)是一個國家工程甚至是世界工程,需要標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫、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、還有統(tǒng)一的物體身份標(biāo)識和編碼系統(tǒng),才能讓遍布世界每個角落的物體接入網(wǎng)絡(luò),被世界識別、掌握和控制。
這不是一個單純的技術(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領(lǐng)導(dǎo)的有關(guān)“云計算”的報告,他認(rèn)為云計算就是前些年熱炒的網(wǎng)格計算的一個概念延伸和變換,只是網(wǎng)格計算的發(fā)起和炒作者是研究機(jī)構(gòu),而如今是GooSe、IBM等技術(shù)廠商在推廣云計算,包裝手法和宣傳方式高于研究機(jī)構(gòu)。從網(wǎng)格計算到云計算就是一個“穿馬夾”的游戲。
網(wǎng)格計算和云計算都強(qiáng)調(diào)計算資源和能力的連接、整合、集中、共享以及按需分配,網(wǎng)格計算更面向行業(yè)、大企業(yè)和專業(yè)應(yīng)用,而云計算則同時會惠及“大眾百姓”。
一、物聯(lián)網(wǎng)和云計算
1.1物聯(lián)網(wǎng)。在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中,將紅外線感應(yīng)、GPS定位以及射頻識別等技術(shù)設(shè)備,實現(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,對物體進(jìn)行定位、監(jiān)控和識別。也就是說,物聯(lián)網(wǎng)是利用信息技術(shù)為物體所服務(wù),有效整合社會資源并加以利用。隨著物聯(lián)網(wǎng)在多個行業(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)運營,網(wǎng)絡(luò)運營商提供通信傳輸服務(wù),建立其運營管理平臺,更加方便、快捷的為客戶所服務(wù)。1.2云計算。云計算是一種新型的商業(yè)計算模式,其利用網(wǎng)絡(luò)云端對各類信息資源進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和儲存,同時可實現(xiàn)資源共享。從某種意義上來說,云計算是一項虛擬化技術(shù),將資源由物理形態(tài)轉(zhuǎn)化為虛擬的數(shù)據(jù)形態(tài),實現(xiàn)分布式儲存,極大的節(jié)約了儲存空間,同時能夠根據(jù)實際需求來進(jìn)行資源的增添和擴(kuò)展。云計算支持多租戶技術(shù),實現(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云計算在物聯(lián)網(wǎng)運營管理當(dāng)中的應(yīng)用價值。為了更加高效的整合和利用社會資源,在物聯(lián)網(wǎng)運營管理管理當(dāng)中,需要應(yīng)用更加完善和強(qiáng)大的運算處理手段,云計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。云計算在物聯(lián)網(wǎng)運營管理當(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資源需求,為廣大客戶提供高效、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。云計算為物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺提供了重要的網(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、基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺構(gòu)建
2.1云計算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合方式?;谠朴嬎慵夹g(shù)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺,云計算與物聯(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,對于分散于不同區(qū)域的子公司進(jìn)行實時有效的管理,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,實現(xiàn)資源的合理分配,合理選擇其云計算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合方式,發(fā)揮云計算的統(tǒng)帥作用,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一管理。2.2基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺的設(shè)計。結(jié)合云計算的特點,將其合理應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺之上,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),實現(xiàn)資源共享,不同行業(yè)、不同客戶均可從虛擬儲存池當(dāng)中獲得資源信息。建立云平臺,利用其分布式極端、存儲以及虛擬技術(shù),其數(shù)據(jù)處理、分析能力得以顯著提高,其具有實時性的特點,提高的數(shù)據(jù)的實用性。在物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺上設(shè)計云應(yīng)用程序,并通過其對于行業(yè)業(yè)務(wù)進(jìn)行管理。運營商可以根據(jù)用戶的使用時間,計算其應(yīng)用的資源。2.3物聯(lián)網(wǎng)運營平臺的構(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。利用云計算基礎(chǔ)設(shè)施,構(gòu)建行業(yè)計算模型,開發(fā)云應(yīng)用,并將物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺的功能集中在云平臺上。在此基礎(chǔ)上拓展其管理范圍,充分發(fā)揮云計算在物聯(lián)網(wǎng)運營平臺當(dāng)中的重要作用,其對于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有積極的推動作用。結(jié)論在物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺之上,云計算是重要的技術(shù)手段,其促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)更好的發(fā)展,充分滿足新時期的發(fā)展要求。有效結(jié)合云計算與物聯(lián)網(wǎng),進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺科學(xué)、合理的設(shè)計,實現(xiàn)溝通交流的智能化。充分發(fā)揮云計算多用戶、虛擬化以及超大規(guī)模的優(yōu)勢,有效拓展物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺業(yè)務(wù),滿足人們對于資源的需求。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號:TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-8937(2016)32-0062-02
本文構(gòu)想設(shè)計如下:建立由多個健身檢測器構(gòu)成完整的健身數(shù)據(jù)監(jiān)管系統(tǒng),其中健身數(shù)據(jù)監(jiān)管中心又包括云服務(wù)器、無線網(wǎng)絡(luò)、健身數(shù)據(jù)庫依舊健身指導(dǎo)服務(wù)器組成;健身檢測器由微處理器、讀卡器、健身知指導(dǎo)器、能量消耗檢測器、運動狀態(tài)監(jiān)測器、運動器材調(diào)控器和微處理器等。
設(shè)計本著實時了解使用者的運動狀態(tài)、運動能量消耗的目的;同坐做到精細(xì)合理的數(shù)據(jù)樹立,通過云計算平臺實現(xiàn)海量信息收集,從而將具有針對性、科學(xué)性的個性化建議反饋給運動體驗者,為其提供真正私人定制的健身指導(dǎo)意見。
1 健身云服務(wù)平臺建設(shè)目標(biāo)
①利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)和Wifi、GPRS、3G無線移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)形成物聯(lián)網(wǎng)健身器械標(biāo)準(zhǔn)體系,通過對物聯(lián)網(wǎng)健身器材用戶身體狀況的監(jiān)測進(jìn)行遠(yuǎn)程健身指導(dǎo),以此保障用戶健身活動的科學(xué)性[1]。
②通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實現(xiàn)健身指導(dǎo)者與參與者的直接聯(lián)系,數(shù)字化整合有關(guān)健身鍛煉指導(dǎo)的服務(wù)信息,通過網(wǎng)絡(luò)實時發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)健身器材的使用者,進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。同時在健身服務(wù)進(jìn)行中,合理選用一些日常健身監(jiān)測儀器,實現(xiàn)對健身者能量消耗、運動狀態(tài)乃至生活規(guī)律的實時監(jiān)測,真正做到科學(xué)健身個性化、私人化,有針對性地為其提供技術(shù)指導(dǎo)。
其次,健身組織包含了社會健身指導(dǎo)員、健身私教、健身參與者和健身服務(wù)企業(yè)等不同的角色,故在云健身服務(wù)平臺推廣活動開展中,要特別重視健身人群的活動開展,重視服務(wù)平臺與用戶、組織及家庭之間的溝通,重視評價管理和協(xié)調(diào)監(jiān)督,以形成城市化的“網(wǎng)絡(luò)全民健身俱樂部”為目的。
③云健身服務(wù)平臺是基于云計算技術(shù),用以服務(wù)大眾的公共基礎(chǔ)服務(wù)平臺,所以要兼容不同人群、不同種類,并結(jié)合各種不同項目形式的健身終端來達(dá)到對不同規(guī)模、不同組織健身指導(dǎo)體系,以及多專業(yè)健康信息服務(wù)需求的滿足。同時采用開放的共享模式,打破傳統(tǒng)健身網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)封閉式、獨立式的信息孤島模式,使用云計算技術(shù)部署分布式數(shù)據(jù)中心。最大化降低運行的成本、努力提高海量數(shù)據(jù)的應(yīng)對能力、系統(tǒng)應(yīng)用范圍擴(kuò)大化[2]。
2 基于云計算與物聯(lián)網(wǎng)的健身服務(wù)平臺設(shè)計技術(shù)
為使健身服務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)資源的利用效率達(dá)到最大化,應(yīng)當(dāng)采用動態(tài)方式,實現(xiàn)各種地應(yīng)用系統(tǒng)靈活部署,建立真正基于云計算與物聯(lián)網(wǎng)的云服務(wù)平臺,以此滿足業(yè)務(wù)需求以及健身服務(wù)工作的高強(qiáng)負(fù)荷,建造一個隨時可進(jìn)行擴(kuò)展升級的主要資源池,同時通過云負(fù)載均衡技術(shù)科學(xué)化處理健身服務(wù)系統(tǒng)的種種問題。
2.1 建設(shè)目標(biāo)
基于物聯(lián)網(wǎng)健身器材的健身服務(wù)系統(tǒng),其核心依然是健身服務(wù)。而提供網(wǎng)絡(luò)健身服務(wù)的基礎(chǔ)則是數(shù)據(jù)處理中心的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,即網(wǎng)絡(luò)服務(wù)離不開服務(wù)器的技術(shù)支撐。
其中健身服務(wù)系統(tǒng)利用對健身的用戶數(shù)據(jù)采集、分析計算使用者的個體差異,從而提供量體裁身的私人個性化健身服務(wù)[3]。由于物聯(lián)網(wǎng)健身服務(wù)具有廣域性,其配套服務(wù)器需要的數(shù)據(jù)實時存儲要求能夠完成數(shù)量巨大、類型繁多、來源不同的計算,并且健身服務(wù)時時變化的網(wǎng)絡(luò)資源關(guān)系與其應(yīng)用程序的存儲、計算等等是息息相關(guān)的。傳統(tǒng)WEB服務(wù)器集群的解決模式在信息現(xiàn)代化飛速發(fā)展的現(xiàn)今,想要實現(xiàn)信息全天候正常運行的維持支撐,已非易事。初期使用普通形式的WEB服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)沒有問題,然而伴隨著服務(wù)人群的快速增長的后期,要解決這一危機(jī),只能使用云服務(wù)器模式。
由此可知,為更好地維護(hù)物聯(lián)網(wǎng)健身服務(wù),構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)健身器材的云服務(wù)平臺是至關(guān)重要的,在其應(yīng)用實施的過程,數(shù)據(jù)量逐漸增長,服務(wù)數(shù)據(jù)從微從無到有,配套服務(wù)器也需要完成從本地到云端的創(chuàng)新升級。
2.2 健身云服務(wù)平臺構(gòu)架具體實施方式
①使用OpenStack的云平臺和KVM虛擬化技術(shù)等技術(shù)來建設(shè)健身服務(wù)系統(tǒng)的主要框架,使健身服務(wù)和大健身數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)處理效能提高。
②勘測好系統(tǒng)中的科學(xué)健身堅持機(jī)制和高效傳播機(jī)制,可以通過復(fù)雜系統(tǒng)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等方法來實現(xiàn)。
③通過REST等轉(zhuǎn)換技術(shù),創(chuàng)立IOS及安卓客戶端,保證APP與系統(tǒng)服務(wù)器端數(shù)據(jù)實時傳輸,實現(xiàn)移動健身服務(wù);同時通過調(diào)用REST接口來對對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析;將數(shù)據(jù)存為 JSON格式實現(xiàn)傳輸與交互業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
④通過云負(fù)載均衡技術(shù)和MongoDB數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立底層數(shù)據(jù)庫。
⑤采用Spring技術(shù)的控制系統(tǒng)中海量健身數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯。
3 基于云計算與物聯(lián)網(wǎng)的健身器材應(yīng)用場景與方案
在眾多健身選擇中,俱樂部健身易受時間、空間的束縛,無法全身心投入;個人健身則缺乏有效指導(dǎo),且較為單調(diào)乏味,而家庭健身實現(xiàn)了便捷性與舒適性的有機(jī)結(jié)合,較之以上兩種方式更具有健身優(yōu)勢。所以下文就以家庭健身為例,對健身進(jìn)行器材和場景等方面的研究分析。
1.引言
互聯(lián)網(wǎng)在短短近幾年內(nèi)已經(jīng)呈現(xiàn)出爆炸式發(fā)展,人們通過計算機(jī)等終端互相連接實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的快速傳遞,各種網(wǎng)絡(luò)通信層出不窮,萬維網(wǎng)多姿多彩。隨后在追求多方面應(yīng)用的同時,人們要求互聯(lián)網(wǎng)更加適用于生活的細(xì)節(jié),物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)應(yīng)運而生,從它概念的提出到如今各種應(yīng)用實例的出現(xiàn),表明了人們迫切需要它與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合,物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運用在各行各業(yè)之中。計算機(jī)設(shè)備行業(yè)的迅猛發(fā)展為互聯(lián)網(wǎng)高速化,智能化發(fā)展注入了強(qiáng)大動力。“云計算”以其超大的規(guī)模,虛擬化,高可靠性,通用性,高可擴(kuò)展性,按需服務(wù),廉價以及方便等特點,成為了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新主題。在物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的整合需要一個或多個強(qiáng)有力的計算中心,能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實施實時的管理和控制的背景下,云計算的出現(xiàn)恰逢其時。物聯(lián)網(wǎng)與云計算的結(jié)合,勢必是一種趨勢,如果把云計算比喻成人的大腦,物聯(lián)網(wǎng)則是人的五官和四肢。
2.物聯(lián)網(wǎng)與云計算的結(jié)合思路
物聯(lián)網(wǎng)與云計算各自具備很多優(yōu)勢,結(jié)合方式我們可以分為以下幾種。
第一,一對多方式。即單一云計算中心,多業(yè)務(wù)終端。此類模式中,分布范圍較小的各物聯(lián)網(wǎng)終端(傳感器、攝像頭或3G手機(jī)等),把云中心或部分云中心做為數(shù)據(jù)的處理中心,終端所獲得信息、數(shù)據(jù)統(tǒng)一由云中心處理及存儲,云中心提供統(tǒng)一界面給使用者操作或者查看。
這類應(yīng)用非常多,如小區(qū)及家庭的監(jiān)控、對某一高速路段的監(jiān)測、公共設(shè)施的保護(hù)等都可以用此類信息。這類云計算中心,可提供海量存儲空間和統(tǒng)一界面、分級管理等功能,為日常生活提供較好的幫助。
第二,多對多方式,即多個云計算中心,大量業(yè)務(wù)終端。對于很多區(qū)域跨度較大的企業(yè)、單位而言,多中心、大量終端的模式較為適合。譬如,一個跨多地區(qū)或者多國家的企業(yè),因其分公司或分廠較多,要對其各公司或工廠的生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控、對相關(guān)的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量跟蹤等等。
有些數(shù)據(jù)或者信息需要及時甚至實時共享給各個終端的使用者也可采取這種方式。這個的模式的前提是我們的云計算中心要包含公共云和私有云,并且他們之間的互聯(lián)沒有障礙。這樣,對于有些機(jī)密的事情,比如企業(yè)機(jī)密等可較好地保密而又不影響信息的傳遞與傳播。
第三,信息和應(yīng)用的處理分層化,海量業(yè)務(wù)終端。這種模式可以針對用戶的范圍廣、信息及數(shù)據(jù)種類多、安全性要求高等特征來打造。當(dāng)前,客戶對各種海量數(shù)據(jù)的處理需求越來越多,針對此情況,我們可以根據(jù)客戶需求及云計算中心的分布進(jìn)行合理的分配。對需要大量數(shù)據(jù)傳送,但是安全性要求不高的,如視頻數(shù)據(jù)、游戲數(shù)據(jù)等,我們可以采取本地云計算中心處理或存儲。對于計算要求高,數(shù)據(jù)量不大的情況,可以放在專門負(fù)責(zé)高端運算的云計算中心。而對于數(shù)據(jù)安全要求非常高的信息和數(shù)據(jù),我們可以放在具有災(zāi)難備份功能的云計算中心。此模式根據(jù)應(yīng)用模式和場景,對各種信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理,然后選擇相關(guān)的途徑給予相應(yīng)的終端。
3.物聯(lián)網(wǎng)與云計算結(jié)合將面臨的一些問題
技術(shù)總能帶給人們很多的想象空間,作為當(dāng)前較為先進(jìn)的技術(shù)理念,物聯(lián)網(wǎng)與云計算的結(jié)合存在著很多可能性,也有很多需要解決的問題。
第一,IPv4資源的枯竭,IPv6資源龐大到號稱世界上每一粒沙子都可以擁有一個IP地址,但正式商用和各種物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定與實施推廣需要一定時間。
第二,各種物聯(lián)網(wǎng)所需設(shè)備的規(guī)模成本。物聯(lián)網(wǎng)如果沒有規(guī)模,一切都是空談。而要物聯(lián)網(wǎng)大行其時,我們必須關(guān)注到各種電子設(shè)備、傳感設(shè)備的價格、實施難度等。
第三,云計算中心建設(shè)需達(dá)到一定規(guī)模。目前的情況,除極少數(shù)企業(yè)有部分為企業(yè)自身服務(wù)的私有云以外,目前還沒有較大的公共云或者“互聯(lián)云”。2010年,各大企業(yè)和運營商高度重視云計算中心的建設(shè),相信馬上會有一些云計算中心向公共開放。
第四,無論是云計算還是物聯(lián)網(wǎng),都有海量的物、人相關(guān)的數(shù)據(jù)。若安全措施不到位,或者數(shù)據(jù)管理存在漏洞,它們將使我們的生活無所遁形。使我們面臨黑客、病毒的威脅,甚或被輕易跟蹤、定位,這勢必帶來對個人隱私的侵犯和企業(yè)機(jī)密泄露等問題。破壞了信息的合法有序使用要求,可能導(dǎo)致人們的生活、工作陷入癱瘓,社會秩序混亂。因此,這就要求政府、企業(yè)、科研院所等各有關(guān)部門運用技術(shù)、法律、行政等各種手段,解決安全問題。
4.物聯(lián)網(wǎng)與云計算結(jié)合的前景分析
云計算和物聯(lián)網(wǎng)都是新興事物,不過現(xiàn)在已經(jīng)有了很多的應(yīng)用。但是兩者結(jié)合的案例目前還是比較少的。IBM公司的藍(lán)云(BlueCloud)計劃,微軟的DynamicsCRM Online,Exchange Online,OfficeCommunications Online等面對企業(yè)的與計算服務(wù),亞馬遜網(wǎng)絡(luò)云計算服務(wù),谷歌的GAE,GoogleDocs等云計算服務(wù),以上列舉的都是國際知名IT企業(yè)。由此可見,物聯(lián)網(wǎng)與云計算的潛力正日益浮現(xiàn)。把云計算中心的廉價、超大量的處理能力和存儲能力,與物聯(lián)網(wǎng)無處不在的信息采集能力相結(jié)合,有著廣闊的發(fā)展空間。
5.結(jié)論
雖然互聯(lián)網(wǎng)在高速發(fā)展,但似乎仍然不能滿足人類的許多工作需求,而物聯(lián)網(wǎng)主導(dǎo)著互聯(lián)網(wǎng)和通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并將在以后幾年內(nèi)形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。云計算與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合是二者各自從概念走向應(yīng)用的深刻體現(xiàn),越來越多的公司、廠家會對此進(jìn)行關(guān)注。云計算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合的方式將有廣闊的發(fā)展前景。
中圖分類號:TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)35-8189-03
近年來在信息技術(shù)領(lǐng)域,出現(xiàn)了兩個非常熱門的技術(shù)——云計算和物聯(lián)網(wǎng)。云計算最典型應(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)送請求會并行的在所有的數(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,沒有實現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。據(jù)美國權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測,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,是離不開云計算平臺的支持的,與此同時云計算平臺也需要物聯(lián)網(wǎng)為其提供大量用戶,因此,物聯(lián)網(wǎng)與云計算的結(jié)合應(yīng)用是其未來發(fā)展的必然趨勢。所以,要想使物聯(lián)網(wǎng)與云計算的發(fā)展能夠得到保障,必須對基于云計算的物聯(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)?;瞧浣Y(jié)合基礎(chǔ)。云計算中心對接入網(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)勢方能凸顯。通過物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)生活有用的業(yè)務(wù)和應(yīng)用。其次提升物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術(shù)結(jié)合的實用價值,具體如何實現(xiàn)云計算的服務(wù)與物聯(lián)網(wǎng)支撐。為了實現(xiàn)兩者的融合,使該產(chǎn)業(yè)得以發(fā)展,需要現(xiàn)實技術(shù)的支撐以及對產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行價值平衡的建設(shè)。最后推動資源共享。物聯(lián)網(wǎng)與云計算結(jié)合,傳統(tǒng)計算機(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)計算資源與終端用戶的結(jié)合。物聯(lián)網(wǎng)與云計算的結(jié)合同樣也需要可靠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶摂M化平臺的支撐,并且對數(shù)據(jù)中心的功能提出了更高的要求。
2 云計算在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究
云計算在物聯(lián)網(wǎng)中結(jié)合方式研究,根據(jù)云計算技術(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。大大提升了平臺應(yīng)用的領(lǐng)域和數(shù)據(jù)種類,特別是提升基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)平臺的安全性能。
本文所構(gòu)建的基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)平臺主要涉及如下關(guān)鍵技術(shù):于云計算的數(shù)據(jù)挖掘算法研究、基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)輕量級關(guān)鍵技術(shù)研究。其中基于云計算的數(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現(xiàn)、用戶聚類和用戶個性化推薦的分布式應(yīng)用的構(gòu)建和實現(xiàn)等[3]。相關(guān)國際組織的工作和進(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算的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。
1) 基于云計算的數(shù)據(jù)挖掘算法研究
基于云計算的數(shù)據(jù)挖掘算法的分布式文件系統(tǒng)HDFS是分布式計算平臺Hadoop的基礎(chǔ)和核心組成之一,首先需要深入研究分布式計算平臺Hadoop中的分布式文件系統(tǒng)HDFS,具體包括:HDFS的write-one-read-many訪問模型及其對于并行計算、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;
同時對Hadoop中的并行計算算法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實現(xiàn)機(jī)制;MapReduce的解決死鎖等問題的錯誤處理機(jī)制[4];
在上述研究的基礎(chǔ)上,搭建基于Hadoop的云計算集群平臺,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現(xiàn)
對類數(shù)據(jù)挖掘算法需要進(jìn)行相應(yīng)的MapReduce改造。并對該算法的每個MapReduce過程的定義具體的實現(xiàn)。在Hadoop平臺下進(jìn)行編碼。對實現(xiàn)的數(shù)據(jù)挖掘并行算法進(jìn)行測試。在上述云計算平臺中,研究并實現(xiàn)以下算法的MapReduce化:
基于的基本算法包括Word Count、TF-IDF、排序、距離計算(Euclidean,Manhattan)。聚類算法采用K-means,Canopy,Graph Mining(the Shortest Path)。分類與預(yù)測方法包括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)頁解析:VIPS,DOM-Tree。解析效果評測數(shù)據(jù)為天網(wǎng)200G或SogouT 1TB的網(wǎng)頁數(shù)據(jù),隨機(jī)取出若干網(wǎng)頁進(jìn)行人工測評,正文提取的準(zhǔn)確率在90%以上。爬蟲:通過一個URL種子列表,可以爬取其鏈接的其它網(wǎng)頁,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過程對每個過程進(jìn)行實現(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性化推薦的分布式應(yīng)用,首先是對其應(yīng)用業(yè)務(wù)進(jìn)行分析,通過對其內(nèi)部以及外部的資源進(jìn)行評估和組織以對其業(yè)務(wù)問題進(jìn)行界定。針對應(yīng)用種類的不同,對不同數(shù)據(jù)進(jìn)行理解,根據(jù)應(yīng)用需要對相關(guān)數(shù)據(jù)采用爬蟲、網(wǎng)頁解析、分詞等技術(shù)對數(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。對獨立性變量進(jìn)行選擇時,要對分類模型進(jìn)行建立,以不同的數(shù)據(jù)挖掘算法達(dá)到對用戶進(jìn)行分群的目的。
根據(jù)聚類的結(jié)果,對業(yè)務(wù)進(jìn)行合理的解釋,針對具體的用戶群的特質(zhì)制定個性化方案。
基于以上研究內(nèi)容,在上述云計算平臺上,研究基于并行運算挖掘算法的用戶聚類和用戶個性化推薦應(yīng)用的構(gòu)建。該研究將首先綜合爬蟲、網(wǎng)頁解析、分詞、分類技術(shù),對網(wǎng)頁進(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,在對用戶聚類的結(jié)果進(jìn)行合理的業(yè)務(wù)解釋后,將針對各個聚類的用戶群的特點,進(jìn)行用戶個性化推薦方案的制定和實現(xiàn)[6]。
3 如何構(gòu)建基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)運營平臺
物聯(lián)網(wǎng)的運營平臺就是無線傳感網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)之間一種本地化中央信息處理中心。對物聯(lián)網(wǎng)的運營平臺進(jìn)行構(gòu)建,就是為了對產(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物聯(lián)網(wǎng)運營服務(wù)。其主要功能有:受理業(yè)務(wù)、開通、計費,配置和控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,采集存儲、計算、展示相關(guān)信息。物聯(lián)網(wǎng)運營平臺具有的云計算的特征,基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)運營平臺其體系架構(gòu)主要由以下幾部分構(gòu)成:云基礎(chǔ)設(shè)施、云平臺、云應(yīng)用、云管理。
云基礎(chǔ)設(shè)施就是為實現(xiàn)資源的共享。它通過物理資源虛擬化技術(shù),使得平臺上的行業(yè)應(yīng)用在不同客戶間實現(xiàn)資源的共享。這樣操作的優(yōu)勢在于:一是提高了存儲空間的利用率,改變了以往要為每個用戶分配一個固定的存儲空間的做法,使用戶能夠共用一個跨物理存儲設(shè)備的虛擬存儲池;二是資源需求的彈性大大增加了,減少了運營成本,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)行資源共享時客戶可以動態(tài)地從虛擬存儲池中分配存儲資源,使資源的利用率得到了大大的提高;三是改善了平臺的整體性能和可用性,通過對服務(wù)器集群技術(shù)的使用,使這個平臺更像同一臺服務(wù)器。
云平臺是物聯(lián)網(wǎng)運營平臺的核心,它實現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置和控制、信息的采集和計算功能,在實現(xiàn)上可以采用分布式存儲、分布式計算技術(shù),實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的分析處理,以滿足大數(shù)據(jù)量及實時性要求非常高的數(shù)據(jù)處理要求。
云應(yīng)用實現(xiàn)了行業(yè)應(yīng)用的業(yè)務(wù)流程,是物聯(lián)網(wǎng)運營云平臺的一部分,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)使多個不同租戶能夠?qū)崿F(xiàn)共享存儲、計算能力等資源,在降低運營成本的同時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,對于物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)者來講,在對行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行發(fā)展時一定要注意免 “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。要對信息基礎(chǔ)設(shè)施不斷的進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計以及優(yōu)化,使物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)更加健壯與安全。
參考文獻(xiàn):
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[2] 吳勁松,陳孚.電信運營商云計算發(fā)展探討[J].廣東通信技術(shù),2011(4).
[3] 徐雷,張云勇,房秉毅,程瑩.電信運營商的云計算發(fā)展研究[J].電信科學(xué), 2010(S1).
中圖分類號:TQ222文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、云計算與物聯(lián)網(wǎng)
云計算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合有單中心-多終端、多中心-大量終端和信息、應(yīng)用分層處理-海量終端3種模式。單中心-多終端模式應(yīng)用于范圍較小的區(qū)域,如某一高速路段的車流監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)終端獲得的數(shù)據(jù)和信息由云中心統(tǒng)一進(jìn)行存儲和處理后,提供給使用者統(tǒng)一的操作或查看界面。多中心-大量終端模式適用于區(qū)域跨度大的企業(yè)和單位,如跨國集團(tuán)各分公司的生產(chǎn)流程監(jiān)控、產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤等。信息、應(yīng)用分層處理-海量終端模式針對用戶范圍廣、信息及數(shù)據(jù)種類多、安全性要求高等特征打造,可以根據(jù)客戶的要求進(jìn)行資源的合理分配。
把溫室、果園、雞舍等農(nóng)業(yè)動植物生產(chǎn)的環(huán)境信息、生物體信息、農(nóng)機(jī)設(shè)備設(shè)施信息和生產(chǎn)管理信息等實時地連入網(wǎng)絡(luò),特別是在無線條件下連接網(wǎng)絡(luò),可以方便地實現(xiàn)對動植物的管理,提高生產(chǎn)效益和產(chǎn)品質(zhì)量。典型的應(yīng)用如野外無線上網(wǎng)、移動視頻診斷和無線溫室監(jiān)控等。擔(dān)負(fù)實時監(jiān)測功能的傳感設(shè)備將產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù),需要更方便快捷的傳輸條件和更加智能的計算分析與處理能力,因此云計算對于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有著低成本、高效率的網(wǎng)絡(luò)支持,存儲支持,分析支持和服務(wù)支持的優(yōu)勢。
云計算將無線通信技術(shù)中的GSM、CDMA、SCD-MA等高端通信基礎(chǔ)所進(jìn)行的通信連接,采用軟件方法進(jìn)行了優(yōu)化,使得通信應(yīng)用領(lǐng)域延伸到了無線視頻會議系統(tǒng)、無線遠(yuǎn)程交互平臺等,大量的多媒體數(shù)據(jù)負(fù)載及負(fù)載均衡服務(wù)器同樣需要云計算的技術(shù)支撐。如農(nóng)業(yè)專家遠(yuǎn)程視頻診斷系統(tǒng)將所在地的作物圖片、視頻、音頻和溫濕度等參數(shù)上傳到專家診斷平臺服務(wù)器,專家通過查看農(nóng)作物的病蟲害樣本圖像,即可于千里之外進(jìn)行現(xiàn)場診斷和指導(dǎo)。因此農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需要農(nóng)業(yè)云計算的計算支撐,需要無線寬帶的通道支撐,而無線寬帶應(yīng)用同時又需要云計算的存儲支撐和計算支撐。
二、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中云計算技術(shù)應(yīng)用模式與前景
云計算是信息技術(shù)的一種,云計算技術(shù)是結(jié)合于其他信息技術(shù)共同應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的,相對于其他技術(shù)其應(yīng)用模式主要是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、跨地域跨部門、大數(shù)據(jù)量、服務(wù)形式多樣、服務(wù)效用可計算為主要特征,既具有獨特的個性同時又與其他信息技術(shù)應(yīng)用是密切聯(lián)系的。根據(jù)云計算體系實現(xiàn)模型與應(yīng)用結(jié)構(gòu),歸納總結(jié)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中云計算的應(yīng)用模型,如圖所示。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中云計算應(yīng)用模型
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中云計算技術(shù)應(yīng)用模型為三個圈,核心圈是用戶,主要指農(nóng)民以及涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營和管理的各個企業(yè)、組織和集體等農(nóng)業(yè)用戶。中間是云平臺,為用戶提供云計算服務(wù)的支持層;最外層是基礎(chǔ)層,為云計算服務(wù)提供基本的軟件、硬件、終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)運營服務(wù)等。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用模式與前景
基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)信息化最終目標(biāo)是使農(nóng)業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的道路,而農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展實際上包含幾個方面。
1、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率
提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的第一目標(biāo)。其基本思想是:在相同的條件下,以盡量少的投入獲得同樣的產(chǎn)出,或者以同樣的投入獲得盡量多的產(chǎn)出,并能為農(nóng)戶帶來更多的收益;其核心在于農(nóng)業(yè)各項資源的高效利用?;谖锫?lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)信息化一個重要的特征就是將諸如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在內(nèi)的各種信息科學(xué)技術(shù)注入到農(nóng)業(yè)中,應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后。這樣一方面會有效地加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品市場價格、供求、技術(shù)等各類信息的采集、處理和,疏通信息傳播渠道,減少流通環(huán)節(jié)的同時還可以節(jié)約交易費用;另一方面,還可以增強(qiáng)廣大農(nóng)民獲取信息和應(yīng)用信息的能力,為農(nóng)民提供及時有效的政策、科技、市場等方面的信息,幫助農(nóng)民科學(xué)決策,提高生產(chǎn)經(jīng)營能力,最終提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。
2、增加農(nóng)民收入
增加農(nóng)民收入是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的第二目標(biāo)。提高農(nóng)民收入是可持續(xù)發(fā)展的一個必要條件,一般來說只有當(dāng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能夠提高農(nóng)民的收入時,農(nóng)民才會比較容易接受這一理念,進(jìn)而農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)才會有堅實的微觀基礎(chǔ)。
政府就已經(jīng)將“提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的收入”載入《農(nóng)業(yè)法》中,成為政府工作的一個重要的目標(biāo)。然而目前仍然有很多因素制約著農(nóng)民收入的增長,其中比較重要的一個因素就是農(nóng)作物產(chǎn)量比較低、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。一方面,由于我國正處于由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型階段,農(nóng)作物仍然屬于“靠天收入”的模式,近幾年由于生態(tài)環(huán)境的破壞,自然災(zāi)害不時發(fā)生,所以農(nóng)業(yè)產(chǎn)量比較低。另一方面,由于信息的不對稱性,農(nóng)民在決策種植作物的時候往往根據(jù)自己的經(jīng)驗或者從眾心理,導(dǎo)致種植的作物不能與市場需求有效對接,這就造成農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)不合理,導(dǎo)致接下來的銷售環(huán)節(jié)遇到困難,最終制約了農(nóng)民收入的增加?;谖锫?lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)信息化可以有效地解決農(nóng)作物產(chǎn)量低和農(nóng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理的問題,因此可以有效地提高農(nóng)民的收入,最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
3、合理利用資源,保護(hù)環(huán)境
合理利用農(nóng)業(yè)資源,保護(hù)農(nóng)業(yè)發(fā)展環(huán)境,是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的第三個目標(biāo)。其基本要求是:農(nóng)業(yè)的發(fā)展不能以對資源與環(huán)境的破壞為代價,如果破壞不可避免,那么就要將破壞減少到最低限度。其主要內(nèi)容有兩個方面:一是農(nóng)業(yè)自然資源的合理利用;二是環(huán)境污染的防治。由于我國人均資源擁有量與世界平均水平差距很大,因此合理利用自然資源,加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)就顯得尤為重要,特別是對耕地資源與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的合理利用與保護(hù),更應(yīng)該引起高度的重視。
在我國,耕地資源緊缺已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的桎梏,亟待解決。隨著人口增長以及消費水平提高所引起的增量需求就需要通過提高單位面積的產(chǎn)量予以滿足,而單位面積的產(chǎn)量提高就需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的投入,基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)信息化在一定程度上可以解決這一問題。
4、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息支持服務(wù);采用信息技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程進(jìn)行信息支持服務(wù),典型的應(yīng)用包括:①農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),如當(dāng)前我國己經(jīng)建設(shè)完成并逐步推廣試用的的砂疆黑土小麥?zhǔn)┓蕦<蚁到y(tǒng)、水稻病蟲害診治專家系統(tǒng),小麥、玉米、桑蠶品種選育專家系統(tǒng),農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報專家系統(tǒng)等;②農(nóng)業(yè)信息遠(yuǎn)程支援技術(shù),是以專家在線、知識庫和類似案例分析等形式為農(nóng)民或涉農(nóng)單位等提供網(wǎng)絡(luò)化的、遠(yuǎn)程技術(shù)支持服務(wù);重點是解決農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中存在的疑難問題,如擇種、病蟲害防治、農(nóng)藥使用、農(nóng)田管理等;③農(nóng)業(yè)裝備數(shù)字化建模技術(shù),根據(jù)農(nóng)業(yè)裝備數(shù)字化設(shè)計中虛擬裝配、虛擬樣機(jī)及人機(jī)工程學(xué)設(shè)計與評價等技術(shù)要求,以拖拉機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)和大型噴灌機(jī)等典型農(nóng)業(yè)裝備為主,建立結(jié)構(gòu)、參數(shù)和功能模型庫,研究共性零部件和整機(jī)虛擬建模技術(shù);研究數(shù)字化三維模型設(shè)計方法、共性關(guān)鍵零部件有限元分析的規(guī)范化力學(xué)模型設(shè)計方法、動態(tài)工程模型設(shè)計方法、人機(jī)界面幾何建模和動態(tài)建模方法,為農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)品虛擬設(shè)計、虛擬試驗和虛擬人機(jī)工程學(xué)設(shè)計與評價提供支撐條件。
5、無論是從農(nóng)業(yè)發(fā)展的理論層面還是從實踐層面來看,基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)信息化最終的發(fā)展目標(biāo)都是使農(nóng)業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展之路,而這一目標(biāo)的實現(xiàn)分為三個層面,第一個層面是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,第二個層面是增加農(nóng)民收入,第三個層面是合理利用自然資源、保護(hù)環(huán)境。在基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展模式構(gòu)建中,無論是戰(zhàn)略模式構(gòu)建,還是服務(wù)模式和技術(shù)模式的構(gòu)建都要時刻以農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo),注重經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
結(jié)語:
本文分析了云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的可行性。分析了云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)利益和社會影響的效益。努力為我國農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號:TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)09(c)-0012-01
物聯(lián)網(wǎng)與云計算是信息技術(shù)的發(fā)展熱點,是“十二五規(guī)劃”的重要科學(xué)技術(shù),將對各行業(yè)未來發(fā)展產(chǎn)生巨大變革。西南少數(shù)民族地區(qū)應(yīng)當(dāng)抓住機(jī)遇,大力提升科技生產(chǎn)力,提高其社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。畜牧業(yè)作為西南少數(shù)民族地區(qū)的傳統(tǒng)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),有其獨特資源優(yōu)勢,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)與云計算等新一代信息技術(shù),將促進(jìn)其向現(xiàn)代畜牧業(yè)快速轉(zhuǎn)變。
云計算(Cloud Computing)是網(wǎng)格計算(Grid Computing)、分布式計算(Distributed Computing)、并行計算(Parallel Computing)、效用計算(Utility Computing)、網(wǎng)絡(luò)存儲(Network Storage Technologies)、虛擬化(Virtualization)、負(fù)載均衡(Load Balance)等傳統(tǒng)計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物,它通過使計算分布在大量的分布式計算機(jī)上,而非本地計算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中,使得數(shù)據(jù)中心的運行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似。能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上,根據(jù)需求訪問計算機(jī)和存儲系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò),其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信。隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)量的增加,對數(shù)據(jù)存儲和計算量的需求將帶來對“云計算”能力的要求。工信部“十二五”規(guī)劃把云計算平臺和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展都作為了新一代信息技術(shù)發(fā)展的重點領(lǐng)域。云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將引起各行業(yè)的巨大變革。
就畜牧業(yè)的信息化建設(shè)來講,會帶來更及時更準(zhǔn)確的海量信息,要求實現(xiàn)智能化的遠(yuǎn)程監(jiān)控與跟蹤,這是目前的系統(tǒng)平臺所無法處理的。目前西南少數(shù)民族地區(qū)畜牧業(yè)的信息化水平還處于初級階段,通過與通信運營商合作,大力建設(shè)3G、GPRS、光纜、固話、互聯(lián)網(wǎng)等通信設(shè)施。通過“金農(nóng)工程”推進(jìn)電子政務(wù),初步建成門戶網(wǎng)站群和信息采集系統(tǒng),提供市場信息、技術(shù)培訓(xùn)等信息服務(wù)。在未來云計算與物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展的環(huán)境下,單純的信息服務(wù)是無法滿足少數(shù)民族地區(qū)畜牧業(yè)信息化發(fā)展需求的,這既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),也是重大的發(fā)展機(jī)遇。利用云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以進(jìn)一步完善畜牧管理部門職能,實現(xiàn)OA辦公、視頻會議、生產(chǎn)統(tǒng)計、疫情監(jiān)控、畜產(chǎn)品安全、監(jiān)測預(yù)警、動物溯源、草原防火、專家資源、“3S”監(jiān)控調(diào)度等。可以達(dá)到集約化自動生產(chǎn),實現(xiàn)圈舍監(jiān)控、飼料配方、牲畜投料、牧草收儲、耳標(biāo)腳環(huán)溯源等精準(zhǔn)化、科學(xué)化和智能化。
目前關(guān)于云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜牧業(yè)信息化建設(shè)中的應(yīng)用研究已經(jīng)有了一些理論成果和應(yīng)用工具。中國畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)專業(yè)委員會主辦了“首屆現(xiàn)代奶業(yè)信息化管理及云計算研討會”,并了我國首個奶牛牧場云計算管理系統(tǒng)―― “新牛人X6”,通過牧場管理系統(tǒng),RFID智能識別系統(tǒng),在畜牧業(yè)養(yǎng)殖、畜產(chǎn)品加工及流通和食品追溯領(lǐng)域提供智能化產(chǎn)品與解決方案。勵源公司研發(fā)了多款牛用RFID電子耳標(biāo)、監(jiān)測計步器、自動電子秤、智能手持設(shè)備等。還有“肉牛育種數(shù)字化云服務(wù)平臺”,利用智能設(shè)備在各育種場采集數(shù)據(jù)并上傳到全國育種數(shù)據(jù)平臺,育種平臺可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合運算,并允許畜牧所的專家進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,最終將育種選種結(jié)果反饋給各育種場以指導(dǎo)生產(chǎn)。“禽育種云服務(wù)平臺”,客戶端利用智能手持機(jī)及RFID籠位標(biāo)記卡,各種重量傳感器、溫濕度傳感器將雞舍的信息、種雞產(chǎn)蛋信息自動實時上傳到服務(wù)平臺中來,平臺即可對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,提供選種育種信息。新的成果和新的技術(shù)應(yīng)用到西南少數(shù)民族地區(qū)畜牧業(yè)的信息化建設(shè)中,必將帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。針對西南少數(shù)民族地區(qū)畜牧業(yè)的特點,合理應(yīng)用云計算與物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù),研發(fā)適宜的管理平臺和管理模式,顯得非常重要。
西南少數(shù)民族地區(qū)的信息化建設(shè)進(jìn)程緩慢、落后,存在人才缺乏、資金投入少、設(shè)備技術(shù)手段落后,缺乏政策支持等問題,盡管近年來取得了飛速發(fā)展,但薄弱的基礎(chǔ)設(shè)施仍然與其迫切的發(fā)展需求存在巨大反差:此外,交通不便、氣候環(huán)境多變、農(nóng)林畜牧為主業(yè)、地域分布寬廣、多民族聚居、社會政治環(huán)境復(fù)雜,基于以上因素,其畜牧管理迫切需要信息化的高水平、高速發(fā)展。但恰恰在信息化建設(shè)方面卻非常落后,與其他地區(qū)差距特別明顯。因此急需高度重視,發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問題,針對性的解決相關(guān)瓶頸限制,加快其信息化進(jìn)程。未來云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將是新一代信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用重點,西南少數(shù)民族地區(qū)不應(yīng)落后在新時代的起跑線上,必須抓住機(jī)遇,大力發(fā)展現(xiàn)代信息化畜牧業(yè)。
參考文獻(xiàn)
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信息技術(shù)的快速發(fā)展,促使云計算與物聯(lián)網(wǎng)成為業(yè)界與社會共同關(guān)注的重點。自計算機(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,同時也是信息技術(shù)快速發(fā)展的必然趨勢。電信運營商就物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識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)、運程診斷以及調(diào)度指揮。而云計算具有的多用戶、虛擬化、高可靠性以及超大規(guī)模的特點,滿足物聯(lián)網(wǎng)智能化與規(guī)?;陌l(fā)展需要。因此,將云計算引入到物聯(lián)網(wǎng)平臺運營平臺的建設(shè)中具有重要的意義。
1 物聯(lián)網(wǎng)的概述
實際上,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。這樣一種模式其實就是從智能化進(jìn)行識別、定位、監(jiān)控、管理以及跟蹤等一種網(wǎng)絡(luò)體系。說的簡單一點其實就是保持物物相連。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。從實際中可以了解到,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)深入到各個領(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 云計算
關(guān)于云計算的定義,存在很多種說法。從專業(yè)的角度上來說,云計算就應(yīng)當(dāng)是將動態(tài)化、容易擴(kuò)展且已經(jīng)被虛擬化的計算資源利用互聯(lián)網(wǎng)而提供的一種服務(wù)。云計算的幾項關(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際的物理資源上,可能會跨越不同的物理資源,但是用戶在使用的時候無需了解的過于透徹。根據(jù)對象的不同,有存儲虛擬化、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)。通過云計算,可以為用戶提供相對較大的資源,根據(jù)使用不同,負(fù)載周期的不同,可以對所應(yīng)用的資源進(jìn)行動態(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,分布式存儲技術(shù)。在云計算環(huán)境中,分布式存儲技術(shù)可以滿足單臺服務(wù)器難以滿足的存儲性要求。該技術(shù)一項最為明顯的特點就是存儲的資源可以抽象表示與統(tǒng)一化的管理,且可以保證存儲數(shù)據(jù)的安全性與可靠性。最后,分布式計算技術(shù)。Mapreduce編程模型是云計算最為典型的分布式計算模式。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),同時還不影響其他用戶的使用。
3 基于云計算物聯(lián)網(wǎng)運營平臺的構(gòu)建
3.1 設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)運營平臺體系
在設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)運營平臺體系的時候,應(yīng)當(dāng)充分考慮云計算的各項特點,并將其合理的應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)運營平臺中。但設(shè)計體系結(jié)構(gòu)的時候,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)運營平臺上達(dá)到資源共享的目的。實現(xiàn)資源共享,可有效節(jié)約存儲空間,不同用戶可共用虛擬儲存池,
3.2 云平臺
云平臺是物聯(lián)網(wǎng)運營的關(guān)鍵。云平臺可借助分布式計算、分布式存儲以及各項虛擬技術(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)實用性與實時性要求。
3.3 云應(yīng)用
通過云應(yīng)用,可以實現(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)運營平臺的構(gòu)成部分,合并在一起就能夠形成第三行業(yè)應(yīng)用平臺。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,用戶在使用的時候,運營商會隨著時間的變化計算其使用的資源,而這種計算需要借助云平臺得以實現(xiàn)。
3.4 建立物聯(lián)網(wǎng)運營平臺
電信運營商在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)運營平臺的時候,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)運營平臺的建設(shè)必須實在云基礎(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)點配置與監(jiān)控功能。利用云計算,可以形成行業(yè)計算模型,并產(chǎn)生對外服務(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,并將各項功能集中到云平臺上,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)運營平臺的建設(shè)。第四,拓展云應(yīng)用范圍,優(yōu)化云服務(wù)平臺與模型,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)運營平處理數(shù)量。事實上,此項操作程序較為復(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)運營平臺在云計算基礎(chǔ)上形成,已經(jīng)成為一種趨勢,且云計算在此過程中發(fā)揮的作用越來越明顯,并充分發(fā)揮電信運營商在物聯(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,帶動信息技術(shù)的發(fā)展。
4 結(jié)語
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。將云計算作為基礎(chǔ),物聯(lián)網(wǎng)運營平臺的構(gòu)建,是一種必然趨勢。且物聯(lián)網(wǎng)必然是信息技術(shù)后期發(fā)展的趨勢。
參考文獻(xiàn)
[1]褚謹(jǐn)文,王藝.從電信運營角度看物聯(lián)網(wǎng)的總體架構(gòu)和發(fā)展[J].電信科學(xué),2010,14(4):21-25.
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中圖分類號:TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)27-6113-03
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things),顧名思義,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(jìn)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,總理在無錫提出“感知中國”理念,由此掀起了物聯(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(jìn)行動態(tài)伸縮(即高負(fù)載時動態(tài)擴(kuò)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(jìn)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)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)
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(jìn)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。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(qiáng)的感知能力(3)較強(qiáng)的惡劣環(huán)境的工作能力和較強(qiáng)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
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)
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)展情況。
云計算作為繼網(wǎng)格計算、互聯(lián)網(wǎng)計算、軟件即服務(wù)、平臺即服務(wù)等類計算模式的最新發(fā)展,云計算主要通過虛擬技術(shù)將各種互聯(lián)網(wǎng)的計算、存儲、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等資源進(jìn)行有效整合與抽象,有效地為用戶提供了可靠服務(wù)的形式——大規(guī)模計算資源,從而將用戶從復(fù)雜的底層硬件邏輯、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、軟件架構(gòu)中解放出來。這正是云計算理念中一直提倡的“平臺即服務(wù)”、“軟件即服務(wù)”。
維基百科對云計算的定義是:“云計算是一種動態(tài)的易擴(kuò)展的且通常是通過互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬化的資源計算方式,用戶不需要了解云內(nèi)部的細(xì)節(jié)。云計算包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺即服務(wù)和軟件即服務(wù)以及其他依賴于互聯(lián)網(wǎng)滿足客戶計算需求的技術(shù)趨勢”[ 6]。
IBM對云計算的定義是:“云計算是一種計算模式。在這種模式中,應(yīng)用數(shù)據(jù)和IT資源以服務(wù)的方式通過網(wǎng)絡(luò)提供給用戶使用。大量的計算資源組成IT資源池,用于動態(tài)創(chuàng)建高度虛擬化的資源供給用戶使用”[ 7]。
為此,我們不難看出,未來的物聯(lián)網(wǎng)運營平臺需要在不同時間采集的海量信息源于數(shù)以億計的傳感器構(gòu)建的傳感器網(wǎng)絡(luò),并利用各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對這些信息進(jìn)行匯總、拆分、統(tǒng)計、備份,這對物聯(lián)網(wǎng)平臺的計算能力是一個至關(guān)重要的考驗。同時,資源負(fù)載在不同時間段也會存在相應(yīng)的起伏。因此,考慮一個具有很好自適應(yīng)能力的物聯(lián)網(wǎng)運營平臺是十分必要切迫切的任務(wù),一方面避免重復(fù)性建設(shè);另一方面也好充分利用好現(xiàn)有的理論和技術(shù),從而尋求新的突破。至此,從上面的分析來看,云計算是與物聯(lián)網(wǎng)運營平臺相融合的一個很有前景的方向,其原因在于二者有基本相同的客戶需求,也有相似的物理設(shè)備基礎(chǔ),將二者在理念和技術(shù)上進(jìn)行相容,必將創(chuàng)造出更具活力的運營平臺。
2.2 基于云計算物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)可行性分析
從上面幾點分析看,云計算是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢,其計算方式、存儲手段、智能算法等等都將與云計算的理念和體系結(jié)構(gòu)相融合。依據(jù)云計算的方式構(gòu)建全新的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模式,無論從理論還是商業(yè)運營模式都是可行的,其安全性也是有一定保證的。
3 基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)基本設(shè)想
基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)運營平臺,可以包括如下幾個部分:
(1)云基礎(chǔ)設(shè)施
包括傳感器網(wǎng)絡(luò)、物理資源以及能夠?qū)崿F(xiàn)所有客戶共用的一個跨物理存儲設(shè)備的虛擬存儲池。能夠有效地提供資源需求的彈性伸縮和集群服務(wù)。
(2)基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)平臺
該平臺是基于云計算物聯(lián)網(wǎng)運營系統(tǒng)的核心,主要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置和控制、信息的采集和計算功能。
(3)物聯(lián)網(wǎng)云應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)云應(yīng)用是基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)平臺的拓展部分,可以集成第三方行業(yè)應(yīng)用。主要是利用虛擬化技術(shù)實現(xiàn)在一個物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下全部用戶資源共享、計算能力共享。
(4)物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)
管理系統(tǒng)一方面用于監(jiān)控基于云計算物聯(lián)網(wǎng)運營平臺的運行情況、資源彈性伸縮機(jī)制下資源利用的控制情況以及網(wǎng)絡(luò)用戶、安全以及服務(wù)管理等等。
上面幾點僅僅是在云計算相關(guān)概念的啟發(fā)下,以及對物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展趨勢的一個初步設(shè)想,在有些方面的構(gòu)建以及架構(gòu)仍然存在問題,必將隨著云計算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用而逐漸改進(jìn),以便于在不遠(yuǎn)的將來實現(xiàn)基于云計算理念的物聯(lián)網(wǎng)運營平臺。
4 結(jié)束語
文中主要針對物聯(lián)網(wǎng)的概念和近幾年的發(fā)展進(jìn)行了簡單的闡述。然后,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了一定的預(yù)測,并根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的與云計算可能存在的交集展開了理論剖析。從理論和應(yīng)用前景上分析了兩者融合的可行性和廣闊前景。最后,論文給出了基于云計算理念下的物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的簡單設(shè)想。
參考文獻(xiàn):
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[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.
隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、下一代互聯(lián)網(wǎng)、新一代移動通信等信息技術(shù)的迅速發(fā)展和深化應(yīng)用,質(zhì)監(jiān)行業(yè)走向感知化與智能化是發(fā)展的必然,是促進(jìn)數(shù)字化和質(zhì)監(jiān)業(yè)務(wù)深度融合、推進(jìn)信息數(shù)字技術(shù)在質(zhì)監(jiān)事業(yè)各領(lǐng)域深化應(yīng)用的重要手段。國家總局在“十二五”發(fā)展規(guī)劃中,提出了“數(shù)字質(zhì)監(jiān)”“智慧質(zhì)監(jiān)”的重大發(fā)展構(gòu)想。智慧質(zhì)監(jiān)是以一種更智慧的方法通過利用新一代信息技術(shù)來改變質(zhì)監(jiān)部門工作交互的方式,以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應(yīng)速度。智慧質(zhì)監(jiān)有三個方面的特征:更透徹的感知、更廣泛的互聯(lián)互通、更深入的智能化。
1 感知質(zhì)監(jiān),充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。它將各種信息傳感設(shè)備,如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò),讓所有的物品都能夠遠(yuǎn)程感知和控制,從而形成一個更加智慧的生產(chǎn)、生活體系。簡而言之就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。
目前也不乏物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在質(zhì)監(jiān)中的應(yīng)用案例,如使用了物聯(lián)網(wǎng)傳感器設(shè)備的電梯應(yīng)急系統(tǒng),電梯應(yīng)急系統(tǒng)在電梯內(nèi)安裝傳感器設(shè)備,充分運用互聯(lián)網(wǎng)把有關(guān)電梯困人信號接入應(yīng)急指揮平臺,系統(tǒng)通過快速記錄信息,數(shù)據(jù)交換平臺把需要處理的事故、信息數(shù)據(jù)發(fā)送至相關(guān)電梯維保單位、救援站、使用單位等,實現(xiàn)呼救、事故隱患舉報等事件處理的自動化。產(chǎn)品溯源方面也有使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的射頻識別技術(shù)的案例,以RFID為標(biāo)識手段,將EANUCC編碼體系(全球統(tǒng)一標(biāo)識系統(tǒng))應(yīng)用于從種植、養(yǎng)殖到加工、零售的過程控制和信息傳遞,同時結(jié)合“危害分析與關(guān)鍵控制點”(HACCP)應(yīng)用,則可以有效地對食品、農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈全過程進(jìn)行跟蹤與追溯。質(zhì)監(jiān)部門已有將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)口食品追溯工作的實踐,但尚處于部分和分散的狀態(tài),如何充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使質(zhì)監(jiān)行業(yè)信息化更好走向感知化是我們下一步建設(shè)的重要內(nèi)容。
2 質(zhì)監(jiān)互聯(lián),充分利用移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
移動互聯(lián)網(wǎng),就是將移動通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來,使移動用戶也能通過移動設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)。移動互聯(lián)網(wǎng)采用國際先進(jìn)移動信息技術(shù),整合了互聯(lián)網(wǎng)與移動通信技術(shù),將大量信息及各種各樣的業(yè)務(wù)引入到移動互聯(lián)網(wǎng)之中,搭建了一個適合業(yè)務(wù)和管理需要的移動信息化應(yīng)用平臺,提供全方位、標(biāo)準(zhǔn)化、一站式的移動業(yè)務(wù)服務(wù)。目前質(zhì)監(jiān)的移動辦公系統(tǒng)、移動執(zhí)法系統(tǒng)、移動巡查系統(tǒng)、移動監(jiān)管系統(tǒng)等都是通過移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了質(zhì)監(jiān)業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通,移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用有以下特性:
(1)高便攜性:除了睡眠時間,移動設(shè)備一般都以遠(yuǎn)高于PC的使用時間伴隨在其主人身邊。這個特點決定了,使用移動設(shè)備上網(wǎng),可以帶來PC上網(wǎng)無可比擬的優(yōu)越性,即溝通與資訊的獲取遠(yuǎn)比PC設(shè)備方便。
(2)隱私性:移動設(shè)備用戶的隱私性遠(yuǎn)高于PC端用戶的要求。不需要考慮通訊運營商與設(shè)備商在技術(shù)上如何實現(xiàn)它,高隱私性決定了移動互聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用的特點――數(shù)據(jù)共享時即保障認(rèn)證客戶的有效性,也要保證信息的安全性。
(3)應(yīng)用輕便:除了長篇大論,休閑溝通外,能夠用語音通話的就用語音通話解決。移動設(shè)備通訊的基本功能代表了移動設(shè)備方便、快捷的特點。
基于這些特性,我們在進(jìn)行“智慧質(zhì)監(jiān)”建設(shè)時,可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將需要了解的質(zhì)監(jiān)業(yè)務(wù)信息上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,并由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器保存管理,把質(zhì)監(jiān)業(yè)務(wù)從紙質(zhì)文檔上解放出來;再通過移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),使用手機(jī)等移動終端,將需要了解的質(zhì)監(jiān)業(yè)務(wù)信息的交流地點從辦公室解放出來,實現(xiàn)異地辦公、異地執(zhí)法,提高工作效率。
3 智能質(zhì)監(jiān),充分利用云計算技術(shù)
云計算能夠?qū)⑺械挠嬎阗Y源集中起來,并由軟件實現(xiàn)自動管理,可以憑借高端服務(wù)器、海量存儲、云操作系統(tǒng)、信息安全技術(shù)打造領(lǐng)先的云基礎(chǔ)架構(gòu),實現(xiàn)質(zhì)監(jiān)云、質(zhì)量安全云等行業(yè)云應(yīng)用,可實現(xiàn)資源集約化、數(shù)據(jù)一體化、管理服務(wù)化,全面提升質(zhì)監(jiān)工作效率,為質(zhì)監(jiān)信息化領(lǐng)域帶來便捷與安全保障。
近年來,質(zhì)量安全、特種設(shè)備安全、食品安全已成為舉國關(guān)注的焦點。采用基于云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食品安全解決方案,為質(zhì)量安全監(jiān)管部門、經(jīng)營企業(yè)以及消費者提供綜合化的信息服務(wù)平臺。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,在搭建的數(shù)據(jù)采集平臺基礎(chǔ)上通過云計算中的SaaS服務(wù)模式為質(zhì)監(jiān)管理部門、經(jīng)營企業(yè)、消費者提供全程可視、可跟蹤、可溯源的信息綜合服務(wù)平臺??苫谠朴嬎慵夹g(shù)和云服務(wù)模式進(jìn)行質(zhì)監(jiān)信息資源整合,將IT平臺、數(shù)據(jù)資源以及運維人員整合,形成高效的質(zhì)監(jiān)云平臺,提供智能化的分析數(shù)據(jù)。
總之,建設(shè)智慧質(zhì)監(jiān)的整體戰(zhàn)略就是基于物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算,實現(xiàn)質(zhì)監(jiān)信息化與質(zhì)監(jiān)實體系統(tǒng)的深度融合,切實通過信息化的手段實現(xiàn)質(zhì)監(jiān)實體系統(tǒng)的協(xié)同高效運作。建設(shè)智慧質(zhì)監(jiān)是一個長期的過程,不可急于求成,必須遵循真理、穩(wěn)步扎實,任重而道遠(yuǎn),感知+互聯(lián)+智能=智慧。
參考文獻(xiàn)
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