物聯網與云計算

第8章物聯網與云計算本章要點：了解物聯網與云計算概念了解物聯網與云計算特點和技術了解物聯網與云計算應用第8章物聯網與云計算目錄8.1物聯網8.1.1物聯網的概念8.1.2物聯網的特征與體系結構8.1.3物聯網的應用8.2云計算8.2.1云計算的概念8.2.2云計算的特點8.2.3云計算的應用8.1物聯網8.1.1物聯網的概念1．物聯網發(fā)展背景物聯網（InternetofThings,IoT）即物物相連的互聯網。將用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間，對現實世界進行感知，通過智能設備對感知對象的識別、反饋其狀態(tài)等，進行信息交換、通信和智能處理。1999年，美國麻省理工學院首先提出“物聯網”的概念，稱物聯網主要是建立在物品編碼、RFID（RadioFrequencyIdentification）技術和互聯網的基礎上。2003年,美國《技術評論》提出物聯網相關技術將是未來改變人們生活的十大技術之首。2009年1月28日，奧巴馬就任美國總統后，對于物聯網的發(fā)展給予了極大的關注，在其與美國工商業(yè)領袖的圓桌會議上，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出物聯網相關的“智慧地球”這一概念，提出將物聯網信息化技術應用到人們日常的社區(qū)基礎設施建設當中，歐盟在物聯網方面進行了大量研究，并開始推動物聯網的主要技術RFID在經濟、社會、生活各領域的應用，著力解決安全和隱私、國際治理、無線頻率和標準等問題。日本在2009年3月提出“數字日本創(chuàng)新計劃”，在同年7年進一步提出“I-Japan戰(zhàn)略2015”，其中交通、醫(yī)療、智能家居、環(huán)境監(jiān)測、物聯網是重點。我國物聯網研發(fā)始于1999年，當時中科院啟動了傳感網研究，在無線傳感網絡、智能微型傳感器、現代通信技術等方面取得了重要進展。與計算機、互聯網產業(yè)不同，中國在物聯網領域享有國際話語權，物聯網的概念已經是一個“中國制造”的概念，它的覆蓋范圍與時俱進，已經超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的范圍，物聯網已被貼上“中國式”標簽。2．物聯網的定義

物聯網就是“物物相連的互聯網”。這有兩層意思：其一，物聯網的基礎跟核心還是互聯網，只是在現有互聯網基礎上的擴展和延伸的網絡；其二，其用戶端擴展和延伸到了任何物體間,可以進行信息的通訊和交換。由此得出物聯網的概念是：通過射頻識別(RFID)、激光掃描器、紅外感應器、定位系統等傳感設備，把任何物體與互聯網相連接,按約定的協議，進行信息交換和通信,以實現對物體的智能化管理、定位、識別、監(jiān)控、跟蹤的一種新型網絡。3．物聯網的通信識別技術物聯網的主要通信技術方向：⑴無線傳感網：⑵M2M：機器與機器（MachinetoMachine）對話。⑶RFID(射頻識別)：(4)識別碼常用的條形碼還有一種是二維碼、磁卡。IC卡，與上類似，（a）條形碼二維碼（b）各種磁條和IC卡8.1.2物聯網的特征與體系結構物聯網是具有全面感知、可靠傳輸、智能處理三大特征的連接物理世界的網絡，實現了任何人(Anyone)、任何時間(Anytime)、任何地點（Anywhere）及任何物體（Anything）的4A連接。1．全面感知利用RFID、傳感器、二維碼以及未來可能的其他類型傳感器，能夠隨時即時采集物體動態(tài)。接入對象更為廣泛，獲取信息更加豐富。當前的信息化，接入對象雖也包括PC、手機、傳感器、儀器儀表、攝像頭、各種智能卡等，豐富的物理世界信息，包括毒性、長度、壓力、溫度、濕度、體積、重量、密度等。2．可靠傳輸3．智能處理物聯網的體系結構大致被公認有3個層次，底層是用來感知數據的感知層，第二層是用于傳輸數據的網絡層，最上面則是與行業(yè)需求相結合的應用層。如圖8-2所示。圖8-2物聯網的體系結構圖1．感知層2．網絡層網絡層能夠把感知到的信息進行傳輸，實現互聯。3．應用層應用層是物聯網和用戶的接口，它與行業(yè)需求相結合，實現物聯網的智能應用。其應用包括智能交通、綠色農業(yè)、智能電網、手機錢包、智能家電、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)監(jiān)控等。.高精度土壤溫濕傳感器.稱重傳感器機器人觸覺傳感器人體熱釋電紅外傳感器.位移傳感器濕度傳感器8.1.3物聯網的應用物聯網用途廣泛，遍及“智能”和“監(jiān)控”。如智能交通、智能消防、智能家居、智能電網、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、路燈照明管控、景觀照明管控、樓宇照明管控、廣場照明管控、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、環(huán)境保護、政府工作、公共安全、敵情偵查和情報搜集等多個領域。具體地說，就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯網”與現有的互聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的整合部分成功的應用案例：(1)物聯網傳感器產品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統中得到應用。系統鋪設了3萬多個傳感節(jié)點，覆蓋了地面、柵欄和低空探測，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。上海世博會也與中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發(fā)中心簽下訂單，購買防入侵微納傳感網1500萬元產品。(2)ZigBee路燈控制系統點亮濟南園博園。ZigBee無線路燈照明節(jié)能環(huán)保技術的應用是此次園博園中的一大亮點。園區(qū)所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術達成的無線路燈控制。(3)首家手機物聯網落戶廣州將移動終端與電子商務相結合的模式，讓消費者可以與商家進行便捷的互動交流，隨時隨地體驗品牌品質，傳播分享信息，實現互聯網向物聯網的從容過度，締造出一種全新的零接觸、高透明、無風險的市場模式。手機物聯網購物其實就是閃購。廣州閃購通過手機掃描條形碼、二維碼等方式，可以進行購物、比價、鑒別產品等功能。(4)與門禁系統的結合一個完整的門禁系統由讀卡器、控制器、電鎖、出門開關、門磁、電源、處理中心這八個模塊組成，無線物聯網門禁將門點的設備簡化到了極致：一把電池供電的鎖具。除了門上面要開孔裝鎖外，門的四周不需要設備任何輔佐設備。整個系統簡潔明了，大幅縮短施工工期，也能降低后期維護的本錢。無線物聯網門禁系統的安全與可靠首要體現在以下兩個方面：無線數據通訊的安全性包管和傳輸數據的安穩(wěn)性。8.2云計算8.2.1云計算的概念1．云計算的發(fā)展Google、IBM、亞馬遜、微軟、雅虎、英特爾等IT業(yè)巨頭已經全力投入到云計算爭奪戰(zhàn)之中，將云計算作為戰(zhàn)略制高點。云安全、云殺毒，云存儲、內部云、外部云、公共云、混合云、私有云等概念先后形成出現。美國“互聯網和美國人生活研究項目”的一項研究成果顯示，約有70％以上的互聯網網絡用戶在使用云計算服務。從2011年到2015年，云計算仍處于起步或初級階段，但會是一個快速的發(fā)展階段，到2020年才可能實現標準化、規(guī)范化、社會化，進入趨于成熟的階段。以下是幾家公司有相當大影響的云應用：相當大影響的云應用：亞馬遜提供用于計算的彈性計算云(EC2)，以及用于存儲的簡單存儲服務云(S3)，它們都屬于Amazon的基礎設施層服務（AWS