《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用

1、第6章 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用M2M業(yè)務 物聯(lián)網(wǎng)應用小結6.4物聯(lián)網(wǎng)典型應用物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用6.1 M2M業(yè)務6.1.1 M2M概述6.1.2 M2M系統(tǒng)架構和通信協(xié)議6.1.3 M2M支撐技術6.1.4 M2M業(yè)務應用6.1.5 M2M發(fā)展現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用6.1.1 M2M概述 M2M是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)最普遍的應用形式，是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的第一步。未來的物聯(lián)網(wǎng)將是由無數(shù)個M2M系統(tǒng)構成，不同的M2M系統(tǒng)會負責不同的功能處理，通過中央處理單元協(xié)同運作，最終組成智能化的社會系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用概述M2M的全稱是機器對機器（

2、Machine-to-Machine），提供了設備實時數(shù)據(jù)在系統(tǒng)之間、遠程設備之間、機器與人之間建立無線連接的簡單手段，實現(xiàn)人與機器、機器與機器之間暢通無阻、隨時隨地的通信。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用本節(jié)內容體系先介紹M2M的系統(tǒng)結構，包括M2M終端、M2M管理平臺和應用系統(tǒng)然后介紹M2M的典型通信協(xié)議無線機器管理協(xié)議（WMMP）進而對M2M的關鍵支撐技術和業(yè)務應用領域進行介紹并給出了一個M2M的應用實例基于GPRS無線網(wǎng)絡的遠程自動雨量監(jiān)測網(wǎng)絡最后分析M2M的產業(yè)和標準發(fā)展現(xiàn)狀以及面臨的問題物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用6.1.2 M2M系統(tǒng)架構和通信協(xié)議 M2M業(yè)務流程

3、涉及眾多環(huán)節(jié)，其數(shù)據(jù)通信過程內部也涉及多個業(yè)務系統(tǒng)包括M2M終端M2M管理平臺應用系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用具體系統(tǒng)結構物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用M2M 終端具有的功能接收遠程M2M平臺激活指令本地故障報警數(shù)據(jù)通信遠程升級使用短消息/彩信/GPRS等幾種接口通信協(xié)議與M2M平臺進行通信物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用終端設備（TE）: 主要完成行業(yè)數(shù)字模擬量的采集和轉化無線模塊（MT，移動終端）: 主要完成數(shù)據(jù)傳輸、終端狀態(tài)檢測、鏈路檢測及系統(tǒng)通信功能行業(yè)專用終端無線調制解調器:又稱為無線模塊，具有終端管理模塊功能和無線接入能力。用于在行業(yè)監(jiān)控終端與系統(tǒng)間無線

4、收發(fā)數(shù)據(jù)手持設備:通常具有查詢M2M終端設備狀態(tài)、遠程監(jiān)控行業(yè)作業(yè)現(xiàn)場和處理辦公文件等功能。 M2M終端類型物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用終端管理模塊 終端管理模塊為軟件模塊，可以位于TE或MT設備中，主要負責維護和管理通信及應用功能，為應用層提供安全可靠和可管理的通信服務。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用M2M管理平臺為客戶提供統(tǒng)一的移動行業(yè)終端管理、終端設備鑒權支持多種網(wǎng)絡接入方式，提供標準化的接口使得數(shù)據(jù)傳輸簡單直接提供數(shù)據(jù)路由、監(jiān)控、用戶鑒權、內容計費等管理功能M2M管理平臺的功能物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用GPRS接入模塊: 使用GPRS方式與M2M終端傳送數(shù)

5、據(jù)行業(yè)網(wǎng)關接入模塊: 負責完成行業(yè)網(wǎng)關的接入，通過行業(yè)網(wǎng)關完成與短信網(wǎng)關、彩信網(wǎng)關的接入，最終完成與M2M終端的通信通信接入模塊終端接入模塊: 負責M2M平臺系統(tǒng)通過行業(yè)網(wǎng)關或GGSN與M2M終端收發(fā)協(xié)議消息的解析和處理數(shù)據(jù)庫模塊: 保存各類配置數(shù)據(jù)、終端信息、集團客戶（EC）信息、簽約信息和黑/白名單、業(yè)務數(shù)據(jù)、信息安全信息、業(yè)務故障信息等應用接入模塊: 實現(xiàn)M2M應用系統(tǒng)到M2M平臺的接入業(yè)務處理模塊: 是M2M平臺的核心業(yè)務處理引擎，實現(xiàn)M2M平臺系統(tǒng)的業(yè)務消息的集中處理和控制Web模塊: 提供Web方式操作維護與配置功能 M2M平臺 (按照功能劃分)物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應

6、用 M2M終端獲得了信息以后，本身并不處理這些信息，而是將這些信息集中到應用平臺上來，由應用系統(tǒng)來實現(xiàn)業(yè)務邏輯。 應用系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用應用系統(tǒng)的主要功能 把感知和傳輸來的信息進行分析和處理，做出正確的控制和決策，實現(xiàn)智 能化的管理、應用和服務物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 M2M終端可通過GSM、WCDMA、TD-SCDMA等不同的移動通信網(wǎng)絡接入，通信方式包括短信、彩信等。 為了屏蔽不同的通信網(wǎng)絡、不同的通信方式的差異性，便于M2M終端設備快速接入M2M系統(tǒng)，需要對M2M終端設備與M2M管理平臺之間的通信協(xié)議進行規(guī)范。 通信協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)

7、務及應用M2M的典型通信協(xié)議 中國移動提出的無線機器管理協(xié)議 （Wireless Machine Management Protocol， WMMP）物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用WMMP協(xié)議 為實現(xiàn)行業(yè)終端與M2M平臺數(shù)據(jù)通信過程而設計，屬于與具體通信網(wǎng)絡及通信接入方式無關的應用層協(xié)議，建立在UDP協(xié)議之上物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用WMMP協(xié)議棧結構 圖6-2 WMMP協(xié)議棧結構物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用采用UDP協(xié)議傳輸？ 由于GPRS網(wǎng)絡帶寬較窄，延遲較大，不適于采用TCP協(xié)議進行通信。 采用UDP協(xié)議無連接方式傳輸，其優(yōu)點是效率高、流量小、節(jié)省網(wǎng)絡帶寬資

8、源，缺點是沒有確認機制，有可能引起丟包。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用采用UDP協(xié)議傳輸？ 根據(jù)實際經驗發(fā)現(xiàn)，通過在UDP的上層應用層協(xié)議實現(xiàn)類似TCP的包確認和重傳機制，采用UDP方式傳輸，丟包率能控制在1%以下，從而提高通信效率及可靠性。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用WMMP協(xié)議通信方式 長連接，指在一個過程中可以連續(xù)發(fā)送多個數(shù)據(jù)包，如果沒有數(shù)據(jù)包發(fā)送，需要行業(yè)終端發(fā)送心跳包以維持此連接短連接，指通信雙方有數(shù)據(jù)交互時，就建立一個WMMP過程，數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，則斷開此WMMP過程物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用長連接和短連接的比較長連接短連接維持、監(jiān)測鏈路的手段心跳包不

9、需要心跳包來維持鏈路，但M2M終端仍然需要通過心跳包告知M2M平臺它的運行狀態(tài)，以便進行監(jiān)控和故障報警操作流程通信雙方以客戶/服務器方式建立WMMP過程，用于雙方信息的相互提交。當信道上沒有數(shù)據(jù)傳輸時，M2M終端應每隔時間C發(fā)送心跳包以維持此連接，當心跳包發(fā)出超過時間T后未收到響應，應立即再發(fā)送心跳包，再連續(xù)發(fā)送N-1次后仍未得到響應則結束此過程唯一的區(qū)別在于平臺并非通過心跳包來判斷終端鏈路的存在，而是判斷終端是否處于工作狀態(tài)。M2M終端平時處于下線狀態(tài)，當本地由于數(shù)據(jù)需要傳輸或達到定時上線時間等類似策略時，行業(yè)終端作為客戶端以客戶/服務器方式建立WMMP過程參數(shù)配置參數(shù)C、T、N原則上應可配

10、置參數(shù)T、N原則上應可配置應用范圍長時間一直在線的企業(yè)不需要一直在線的企業(yè)應用物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用WMMP協(xié)議主要實現(xiàn)的功能和流程M2M終端序列號的注冊和分配M2M終端登錄系統(tǒng)M2M終端退出系統(tǒng)M2M連接檢查終端上線失敗錯誤狀態(tài)上報M2M終端按照M2M管理平臺的要求上報采集數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)或統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以及向M2M管理平臺請求配置數(shù)據(jù)M2M管理平臺從M2M終端提取所需的數(shù)據(jù)，或向終端下發(fā)控制命令和配置信息M2M終端軟件的遠程升級物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 6.1.3 M2M支撐技術 M2M系統(tǒng)結構中涉及5個重要的支撐技術，如圖6-3所示。 圖6-3 M2M系統(tǒng)的關鍵支

11、撐技術物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 機器（Machines） 實現(xiàn)M2M的第一步就是從機器/設備中獲得數(shù)據(jù)，然后把它們通過網(wǎng)絡發(fā)送出去。不同于傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡中的終端，M2M系統(tǒng)中的機器應該是高度智能化的機器。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用機器高度智能化即機器具有“開口說話”的能力 信息感知 信息加工（計算能力） 無線通信能力物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用機器高度智能化實現(xiàn)方法生產設備的時候嵌入M2M硬件對已有機器進行改裝，使其具備與其他M2M終端通信/組網(wǎng)能力物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 M2M硬件 是使機器獲得遠程通信和聯(lián)網(wǎng)能力的部件。在M2M系統(tǒng)中，M2M

12、硬件的功能主要是進行信息的提取，從各種機器/設備那里獲取數(shù)據(jù)，并傳送到通信網(wǎng)絡中物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用M2M 硬件產品嵌入式硬件 可改裝硬件 調制解調器（Modem） 傳感器識別標識（Location Tags）物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 通信網(wǎng)絡 通信網(wǎng)絡在整個M2M技術框架中處于核心地位，包括廣域網(wǎng)（無線移動通信網(wǎng)絡、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡、Internet、公眾 網(wǎng)）、局域網(wǎng)（以太網(wǎng)、WLAN、Bluetooth）、個域網(wǎng)（ZigBee、傳感器網(wǎng)絡）物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 中間件（Middleware） M2M網(wǎng)關 數(shù)據(jù)收集/集成部件物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六

13、章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用M2M網(wǎng)關 是M2M系統(tǒng)中的“翻譯員”，它獲取來自通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給信息處理系統(tǒng)，主要的功能是完成不同通信協(xié)議之間的轉換。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用數(shù)據(jù)收集/集成部件 目的是將數(shù)據(jù)變成有價值的信息。對原始數(shù)據(jù)進行不同加工和處理，并將結果呈現(xiàn)給需要這些信息的觀察者和決策者。 這些中間件包括：數(shù)據(jù)分析和商業(yè)智能部件、異常情況報告和工作流程部件、數(shù)據(jù)倉庫和存儲部件等。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 應用 在M2M系統(tǒng)中，應用的主要功能是通過數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘等技術把感知和傳輸來的信息進行分析和處理，為決策和控制提供依據(jù)，實現(xiàn)智能化的M2M業(yè)務應用和服務

14、。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用6.1.4 M2M業(yè)務應用 從狹義上說，M2M只代表機器和機器之間的通信。我們認為M2M的范圍不應拘泥于此，而是應該擴展到人對機器、機器對人、移動網(wǎng)絡對機器之間的連接與通信。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用M2M應用領域 現(xiàn)在，M2M應用遍及電力、交通、工業(yè)控制、零售、公共事業(yè)管理、醫(yī)療、水利、石油等多個行業(yè)，以及車輛防盜、安全監(jiān)測、自動售貨、機械維修、公共交通管理等日常生活當中。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用電力行業(yè)無線應用電力抄表物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用GPRS數(shù)據(jù)傳輸-流量監(jiān)測系統(tǒng)應用物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及

15、應用M2M應用實例 M2M在氣象監(jiān)測領域的一個應用實例基于GPRS無線網(wǎng)絡的遠程自動雨量監(jiān)測網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用遠程自動雨量監(jiān)測網(wǎng)絡自動雨量站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡（有線和無線兩種方式）數(shù)據(jù)中心工作站局地計算機網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用自動雨量站 作為系統(tǒng)的端站安裝于各個觀測點。無線自動雨量站 傳感器單元 單片機系統(tǒng) GPRS數(shù)據(jù)終端單元有線自動雨量站 傳感器單元單片機系統(tǒng)局地微機系統(tǒng) 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(無線) 自動雨量采集設備有多個，它們用各自的GPRS數(shù)據(jù)終端將數(shù)據(jù)打成IP包，經GPRS空中接口接入無線GPRS網(wǎng)絡，由移動服務商

16、轉接到Internet，最終通過各種網(wǎng)關和路由到達統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理中心工作站。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(無線) GPRS終端向數(shù)據(jù)業(yè)務中心發(fā)送數(shù)據(jù)是間斷性發(fā)送，可以根據(jù)需要調整發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率，這在一定程度上也降低了無線信息傳輸費用。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用無線網(wǎng)絡設計過程中的關鍵問題如何進行氣象信息采集單元與GPRS終端的連接如何根據(jù)具體無線網(wǎng)絡情況合理設置如何進行數(shù)據(jù)打包發(fā)送并在數(shù)據(jù)中心工作站實現(xiàn)接收物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(有線) 有線雨量站中通過單片機把傳感器獲得的雨量信息用串行通信的方式送到局地微型機算機，計算機首先把數(shù)據(jù)

17、進行處理和編碼，然后通過互聯(lián)網(wǎng)把數(shù)據(jù)信息送到有固定IP的數(shù)據(jù)業(yè)務中心站物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用數(shù)據(jù)處理中心工作站 整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的主控部分，由一臺主服務器和三臺數(shù)據(jù)處理服務器組成。主服務器在公網(wǎng)上有固定的IP地址，三臺數(shù)據(jù)服務器通過集線器與主服務器聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用6.1.5 M2M發(fā)展現(xiàn)狀M2M產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀M2M標準化現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用M2M產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 國內主要由中移動、電信和聯(lián)通，應用領域涉及電力、水利、交通、金融、氣象等行業(yè)國外Vodafone目前在M2M市場是全球第一，提供M2M全球服務平臺以及應用業(yè)務，為企業(yè)客戶的M2M

18、智能服務部署提供托管，能夠集中控制和管理許多國家推出的M2M設備，企業(yè)客戶還可通過廣泛的無線智能設備收集有用的客戶數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 M2M標準化現(xiàn)狀 技術標準制定主要是在： 歐洲電信標準協(xié)會（European Telecommunication Standards Institute，ETSI） 3GPP 國內主要是在：中國通信標準化協(xié)會（CCSA）的泛在網(wǎng)技術委員會（TC10）物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 ETSI的M2M標準化進展 ETSI專門成立了一個專項小組（M2M TC）以研究如何對快速成長的M2M技術進行標準化 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及

19、應用ETSI M2M TC的主要研究目標 從端到端的全景角度研究機器對機器通信，并與ETSI內NGN的研究及3GPP已有的研究進行協(xié)同工作物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用ETSI M2M TC的職責從利益相關方收集和制定M2M業(yè)務及運營需求；建立一個端到端的M2M高層體系架構（如果需要會制定詳細的體系結構）；找出現(xiàn)有標準不能滿足需求的地方并制定相應的具體標準；將現(xiàn)有的組件或子系統(tǒng)映射到M2M體系結構中；M2M解決方案間的互操作性（制定測試標準）；硬件接口標準化方面的考慮；與其他標準化組織進行交流及合作物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 ETSI M2M TC目前的研究工作 M2M業(yè)務

20、需求（TS 102 689）：定義M2M業(yè)務應用對通信系統(tǒng)的需求，以及M2M的典型應用場景。 M2M功能架構（TS102 690）：定義M2M業(yè)務應用的功能架構以及相關的呼叫會話流程。 智能電表（Smart Metering）的應用場景（TS 102 691）：智能電表的應用場景和相關技術問題。 電子衛(wèi)生保?。╡Health）的應用場景（TS 102 732）：電子醫(yī)療的應用場景和相關技術問題。 消費者連接（Connected Consumers）的應用場景（TS 102 857）：消費者連接的應用場景和相關技術問題。 M2M定義（TS 102 725）：M2M相關的定義和名詞術語。物聯(lián)網(wǎng)技術

21、與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用3GPP的M2M標準化進展3GPP針對M2M的研究主要從移動網(wǎng)絡出發(fā)，研究M2M應用對網(wǎng)絡的影響，包括網(wǎng)絡優(yōu)化技術等。3GPP在標準制定過程中，也將M2M稱作機器類通信（Machine Type Communications， MTC）。在2008年5月，3GPP制定了研究項目針對機器類通信的網(wǎng)絡優(yōu)化（Network Improvement for Machine Type Communications，NIMTC）。3GPP于2009年11月制定的技術報告中定義MTC的一般需求，以及有別于人與人間通信的一些獨特的業(yè)務需求，并詳述了為滿足MTC的業(yè)務需求，網(wǎng)絡優(yōu)化需

22、要做的一些工作。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用3GPP對于M2M的研究范圍只討論移動網(wǎng)的M2M通信；只定義M2M業(yè)務，不具體定義特殊的M2M應用；無線側和網(wǎng)絡側的改進，不討論跟SIM卡和/或SIM卡管理的新模型相關的內容物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用MTC的一般業(yè)務需求尋址計費標識安全對MTC設備的遠程管理物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用MTC獨特的業(yè)務需求MTC設備易被偷盜/毀壞時間控制無線網(wǎng)絡擁塞核心網(wǎng)絡擁塞信令網(wǎng)絡擁塞訪問控制低功耗特定位置觸發(fā)漫游MTC設備的端到端安全性物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用CCSA的M2M標準化進展中國通信標準化協(xié)會（CCSA）泛

23、在網(wǎng)技術工作委員會（TC10）包括總體組、感知延伸組、應用組和網(wǎng)絡組 M2M應用通信協(xié)議技術要求由網(wǎng)絡組進行研究物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用CCSA對M2M標準化的兩個方面 M2M業(yè)務的總體技術要求：包括M2M業(yè)務定義、業(yè)務特征、應用場景和業(yè)務需求，M2M系統(tǒng)結構和接口、計費、認證鑒權和網(wǎng)絡管理等方面的技術要求。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用CCSA對M2M標準化的兩個方面 M2M應用通信協(xié)議技術要求：包括M2M終端設備與M2M平臺間、M2M平臺與M2M應用平臺間的通信協(xié)議的協(xié)議概述、協(xié)議結構、報文定義、報文交互機制、安全機制等。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用M2M面

24、臨的問題 缺乏完整的標準體系商業(yè)模式不清晰，未形成共贏的、規(guī)?；漠a業(yè)鏈窄帶網(wǎng)絡限制了M2M業(yè)務的發(fā)展以及業(yè)務信息承載方式的多樣性M2M業(yè)務運營支撐系統(tǒng)不完善，不能完全有效地支撐M2M業(yè)務的運營M2M各行業(yè)間融合難度大物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用6.2 云計算 6.2.1 云計算介紹 6.2.2 云計算應用實例 6.2.3 物聯(lián)網(wǎng)與云計算 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 主要內容 本節(jié)主要介紹一種適合大規(guī)模信息處理、管理、存儲的新型計算基礎設施云計算。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 6.2.1 云計算介紹1云計算定義及云參考模型：云計算的含義：云計算中的“云”主要是

25、指能夠提供無窮資源（如計算、存儲、帶寬等）的一種全新計算模式，通過云可以將計算能力、網(wǎng)絡基礎設施、商業(yè)處理平臺、存儲空間、帶寬資源等按照約定的服務水平協(xié)議（Service Level Agreement，SLA）有償?shù)靥峁┙o云客戶，無論你身處何處、何時使用。這種模式將計算和處理能力轉移到網(wǎng)絡中，從而減少以往個人或公司維護計算機軟件、硬件、帶寬、能源等資源的開銷。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用眾多的專家和學者根據(jù)各自的理解提出的云計算定義： 學者/機構年份云計算定義M. Klems2008云計算可以根據(jù)用戶的需求在幾分鐘（甚至幾秒鐘）內，向用戶提供相

26、關的資源（服務器、存儲、帶寬等）來擴充用戶目前所擁有的資源，而不是通常的幾天或是幾星期，因此云計算避免了用戶自有服務器的各種問題，如服務器的資源閑置，或是過載R. Buyya 2008云是一種并行和分布式處理系統(tǒng)，其中包括眾多的相互連接和虛擬化的計算機，云所包含的資源都可以單位化成一些計算資源，動態(tài)地提供給云計算用戶使用，同時云計算的提供者需要保證與云計算用戶所達成的服務水平協(xié)議（SLA）R. Cohen 2008云計算囊括了眾多的熱門技術，如部署、負載均衡、按需提供、商業(yè)模式、架構（如Web2.0）。它是軟件開發(fā)模式的下一階段（software 10.0）。R. Cohen認為云計算可以描述

27、為以互聯(lián)網(wǎng)為中心的軟件（Internet centric software）J. Kaplan 2008云計算能夠向用戶提供一系列基于Web的業(yè)務，這些業(yè)務能夠提供各種各樣的功能，用戶通過量入為出（pay as you go）的方式支付所使用的功能。這些功能如果不通過云來提供的話，用戶需要花費大量的資金來部署軟件和硬件設備，并且需要專業(yè)的技術人員來維護這些設備。云計算實現(xiàn)了早期關于效用計算（utility computing）的設想，并且不需要復雜的技術物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用學者/機構年份云計算定義K. Sheynkman2008云計算使硬件資源能夠按照用戶的消費需求，將計算能

28、力和存儲能力提供給用戶。對公司來說，云計算能夠根據(jù)業(yè)務和應用的需求提供簡單的配置、部署、動態(tài)擴展和管理虛擬的硬件環(huán)境J. Pritzker2008云是一個巨大的、資源池，這些資源可以按需分配、虛擬化、計費Luis M. Vaquero2009云是一個巨大的、易用的、易訪問的虛擬資源池（如硬件、開發(fā)平臺和/或業(yè)務）。這些資源可以動態(tài)地重新配置來調節(jié)負載，以達到最優(yōu)的資源利用率。這些資源通常按照按需付費的方式使用，根據(jù)和用戶達成的SLA來保證服務質量Ian Foster2008云計算是一種受規(guī)模經濟驅動的大規(guī)模分布式計算模式。云計算中抽象的、虛擬的、可動態(tài)擴展的、可管理的計算能力、存儲、平臺和業(yè)務

29、可以按需通過互聯(lián)網(wǎng)提供給需要云計算的用戶來使用美國國家標準技術研究院（NIST）2009云計算是一種能夠通過網(wǎng)絡以便利的、按需的方式來訪問一個共享的資源池來獲取計算資源（如網(wǎng)絡、服務器、存儲、應用和服務）的模式，這些資源可配置，并能夠快速獲取和釋放。云模式能夠提高可用性并且由5種基本屬性、3種服務模式和4種部署模式組成物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 NIST定義 美國國家標準技術研究院（NIST）的云計算定義被普遍接受，在這里主要介紹NIST關于云計算的定義 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（1）5種基本屬性 云計算的業(yè)務可以描述為5種基本屬性，這5種基本屬性與傳統(tǒng)計算方式的區(qū)別

30、和聯(lián)系如下。 美國國家標準技術研究院的云計算定義圖物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 按需自助服務（On-demand self-service）：客戶可以根據(jù)需求自動地獲取計算能力，例如服務器計算時間和網(wǎng)絡存儲空間，而不需要和云服務提供商進行直接談判。廣泛的網(wǎng)絡接入（Broad network access）：計算能力可通過網(wǎng)絡提供，并通過標準機制進行訪問，使得各種客戶端（例如移動 、便攜式電腦或PDA）和其他傳統(tǒng)的或是基于云的軟件平臺均可以使用云計算。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用資源池（Resource pooling）：云計算服務提供商的各種資源被池化，并通過多租戶模式為多

31、客戶提供多樣服務，并根據(jù)客戶的需求動態(tài)提供或重新分配物理或虛擬化的資源。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用快速彈性：服務規(guī)?？梢钥焖佟椥缘財U大或縮小。按量計費的服務：云系統(tǒng)對服務對象在一定程度上進行適當?shù)某橄螅⑻峁┓沼嬃磕芰?。物?lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（2）3種服務模式 服務模式可以分為3種基本類型和其他的派生模式。這3種基本模式可以簡寫為“SPI 模式”，即分別為Software，Platform or Infrastructure（as a Service）。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用Software as a Service（SaaS）：云計算提供商為用

32、戶提供的業(yè)務是運行在其云基礎設施上的應用程序的使用能力。這種應用程序能被各種客戶端設備通過Web形式訪問，例如Web瀏覽器。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 Platform as a Service（PaaS）：用戶可以將自己擁有的或是購買的應用程序通過使用云計算提供商提供的編程語言和工具部署到云基礎設施上。 同樣云用戶也無法管理和控制底層云基礎設施，包括網(wǎng)絡、服務器、操作系統(tǒng)、存儲，但可以控制他們部署的應用程序和應用程序的配置環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用Infrastructure as a Service（IaaS）：云計算提供商為客戶提供處理能力、存儲能力、網(wǎng)絡

33、和其他基本計算資源，用戶可以使用這些資源部署或運行他們自己的軟件。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（3）4種部署模式 公共云 公共云可以把來自許多不同客戶的作業(yè)在云內的服務器、存儲系統(tǒng)和其他基礎設施上混合在一起。避免了用戶臨時需要大規(guī)模的計算和存儲資源而部署硬件和軟件資源的風險和開銷。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 社區(qū)云云基礎設施被幾個組織所共享，以支持某個具有共同需求（例如任務、安全需求、策略域）的社區(qū)。社區(qū)云可以被該組織管理，也可以委托第三方管理。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 專用云 專用云主要面向需要大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、存儲的公司。專用云是由單個客戶所擁有的基礎設施

34、，該客戶完全控制哪些應用程序在哪里運行。一般來說專用云的擴展性沒有公共云高。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 混合云 云基礎設施由兩個或兩個以上相對獨立的的云組成，為了保證數(shù)據(jù)和應用程序的可移植性，通過標準化的接口或是專用技術為不同的云客戶提供服務。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 混合云提供了一種靈活的措施為云用戶來決定如何在公共云和專用云上部署他們的應用，如果應用的數(shù)據(jù)量很小，但是需要很大的計算能力，那么混合云或許是一種比較好的選擇。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 上述4種云都有一種或兩種的部署方式：內部或外部。內部是指位于云擁有者的內部網(wǎng)絡，享有和內部網(wǎng)絡其他用戶同

35、樣的網(wǎng)絡安全策略，通常專用云一般都部署在內部。而外部是指部署在公有的網(wǎng)絡上，公共云一般部署在外部。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（4）云計算參考模型這里主要介紹云安全聯(lián)盟（CSA）給出的一種參考模型，如圖所示云計算參考模型物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用IaaS是所有云業(yè)務的基礎，PaaS建立在IaaS之上，SaaS建立在PaaS之上。 IaaS: IaaS包括所有的基礎設施資源，如云計算中的所有硬件資源。IaaS可以提供（或是不提供）對基礎設施資源的抽象能力，并且為這些抽象資源提供物理或是邏輯連接的功能。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用PaaS: PaaS在IaaS和S

36、aaS之間提供了額外的一層，PaaS是對開發(fā)環(huán)境抽象的封裝和對有效服務負載的封裝，主要用于構建應用程序開發(fā)環(huán)境、中間件和其他功能（如數(shù)據(jù)庫、消息功能、排隊功能）。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用SaaS: SaaS位于IaaS和PaaS之上，為用戶提供包括內容服務、內容呈現(xiàn)、商業(yè)應用和管理能力。典型SaaS是和Google Apps，提供基本商業(yè)服務，如電子郵件。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用2云計算的發(fā)展歷史 一般來說有6個階段: 第1階段，用戶通過終端共享一個大型機，那時的終端僅僅是一臺顯示器和一個鍵盤。 第2階段，出現(xiàn)了可以獨立運行的計算機，用戶不必再依靠大型機，但是這一

37、階段的計算機還不能聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 第3階段，計算機網(wǎng)絡的出現(xiàn)使得不同的計算機可以相互連接起來共享資源，但是這時的網(wǎng)絡覆蓋的范圍還是比較有限。 第4階段，Internet的出現(xiàn)使得不同的計算機網(wǎng)絡可以相互地連接起來，用戶可以通過Internet來使用遠程的應用和資源。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 第5階段，網(wǎng)格技術的出現(xiàn)，使得計算和存儲資源可以更加方便地共享。 第6階段，云計算的出現(xiàn)使得用戶可以通過更加便利的方式利用Internet使用各種的資源。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用客戶端/服務器（C/S）模式P2P模式兩種計算模式：物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六

38、章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用計算模式演進圖云計算充分利用了C/S結構和P2P結構的優(yōu)點物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用3云計算的組成 云計算由應用程序、云客戶端、基礎結構、云平臺、業(yè)務、存儲、計算能力等部分組成。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（1）應用程序 云用戶只需通過簡單終端以Web的形式來實時地使用云計算上的應用程序。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（2）云客戶端 云客戶端也叫瘦終端，瘦主要是指云計算對客戶端的要求很低，只要能夠運行Web瀏覽器（如Firefox、IE等）的終端就可以成為云客戶端。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（3）基礎結構 云計算的基礎結構主要包括與計

39、算機和網(wǎng)絡相關的硬件以及安裝這些硬件的房間等。一般來說，云計算中的計算機主要是一些便宜的且能夠批量生產的服務器。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（4）云平臺 云計算平臺主要是指能夠將各種云應用部署在云計算上的方式，也叫PaaS。如使用開源Web應用架構的Rails，公司的私有，Google App Engine（使用Python和Mosso）。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（5）業(yè)務 業(yè)務主要是指云客戶使用云計算提供的各種服務。 這些業(yè)務的共性是需要非常大的存儲空間和處理能力，來為用戶提供及時準確的信息。另外一種業(yè)務是需要大量的后臺計算和處理能力。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務

40、及應用（6）存儲 擴充存儲能力仍是一筆大的開銷，尤其是管理眾多物理存儲設備。使用云存儲就不會帶來很大的開銷，并且能夠帶來很高的容錯能力。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（7）計算能力 云計算能夠提供的處理能力是極大的。實際上對使用云計算的用戶來說，云計算可以提供近乎無窮的資源，而不僅僅限于計算和存儲能力。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用4云計算的優(yōu)缺點優(yōu)點： 缺點：（1）成本方面 （1）安全問題（2）網(wǎng)絡方面 （2）控制問題（3）創(chuàng)新方面 （3）開放性問題（4）可擴展性方面（5）環(huán)保和節(jié)能方面物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（1）成本方面 云計算的成本通常比傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心

41、的成本低得多。云計算的成本節(jié)省是建立在規(guī)模效應的基礎上，即大量的用戶使用云計算，從而極大地提升資源的利用率。成本的節(jié)省是云計算的核心優(yōu)點。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（2）網(wǎng)絡方面 云計算意味著用戶可以通過無處不在的互聯(lián)網(wǎng)使用云資源，并且互聯(lián)網(wǎng)中還有非常多的其他資源可以和云計算一起使用。云客戶可以根據(jù)應用的特點，靈活的調用互聯(lián)網(wǎng)的眾多資源，提升應用的用戶體驗，進而獲取更多的利益。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（3）創(chuàng)新方面 云計算和云解決方案提供了一種創(chuàng)新的計算模式。隨著技術的發(fā)展，云計算還會提供更多的別具特色的技術革新或商業(yè)革新。而使用云計算的公司，就會比使用傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)中

42、心的用戶，創(chuàng)造出更多更新穎的應用或是商業(yè)模式。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（4）可擴展性方面 可擴展性主要是指云客戶可以根據(jù)用戶對資源需要靈活地增加或減少軟硬件資源，而并不需要預先購買額外的資源，有非常靈活高效的擴展性。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（5）環(huán)保和節(jié)能方面 云計算是一種綠色計算模式。綠色計算主要是指云計算的資源利用率非常高，相對那些傳統(tǒng)的企業(yè)數(shù)據(jù)中心，更加地環(huán)保和節(jié)省能源。 云計算具有顯著的優(yōu)點，也有如下不可回避的缺點。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（1）安全問題 安全主要是指由于云客戶并不能控制云計算的內部設施，因此具有潛在的數(shù)據(jù)被竊取的危險。雖然云計

43、算提供了加密、用戶名、密碼、身份管理等安全措施，企業(yè)可能也并不愿意將機密的信息放到云上。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（2）控制問題 云客戶并不能控制所租用的云計算資源的基礎設施（物理計算機），另外用戶或許會由于違反了一些規(guī)則，結果發(fā)現(xiàn)賬戶被封了，或是云計算提供商破產了等，導致用戶不能繼續(xù)使用云計算，或是丟失數(shù)據(jù)等。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（3）開放性問題 由于每個云計算提供商的平臺可能并不是公開的，而云客戶如果使用云計算必須按照云計算提供商提供的編程語言和API來編寫應用程序，那么云客戶的應用程序在不同的云計算平臺間移植就會非常的困難。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及

44、應用1微軟公司的Windows Azure 2IBM公司的“藍云” 3亞馬遜公司的云 4谷歌公司的云 6.2.2 云計算應用實例物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用1微軟公司的Windows Azure Windows Azure是微軟基于云計算的操作系統(tǒng)，提供了“軟件+服務”的計算方法，用于幫助開發(fā)者開發(fā)可以跨越云端和專業(yè)數(shù)據(jù)中心的下一代應用程序。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用Azure服務平臺包括了以下主要組件： （1）Windows Azure用于服務托管，以及可擴展的存儲、計算和網(wǎng)絡的管理。（2）Microsoft SQL Services可以擴展Microsoft SQL

45、 Server應用到云中的能力。（3）Microsoft .NET Services可以便捷地創(chuàng)建基于云的松耦合的應用程序。另外還包含訪問控制機制，可以保衛(wèi)用戶的程序安全。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（4）Live Services提供了一種一致性的方法處理用戶數(shù)據(jù)和程序資源，使得用戶可以在PC、手機、PC應用程序和Web網(wǎng)站上存儲、共享和同步文檔、照片、文件以及其他信息。（5）Microsoft SharePoint Services和Microsoft Dynamics CRM Services，用于在云端提供針對業(yè)務內容、協(xié)作和快速開發(fā)的服務，建立更強的客戶關系。物聯(lián)網(wǎng)技術與應

46、用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用2IBM公司的“藍云” IBM在高性能并行機集群技術上有著領導性的優(yōu)勢，世界上最快的高性能計算機大多出自IBM。 IBM的“藍云”計算平臺是一套軟、硬件平臺，將Internet上使用的技術擴展到企業(yè)平臺上，使得數(shù)據(jù)中心使用類似于互聯(lián)網(wǎng)的計算環(huán)境。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 藍云作為由IBM云計算中心開發(fā)的企業(yè)級云計算解決方案，可以對企業(yè)現(xiàn)有的基礎架構進行整合，通過虛擬化技術和自動化技術，構建企業(yè)自己的云計算中心，實現(xiàn)企業(yè)硬件資源和軟件資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分配、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一備份。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用3亞馬遜公司的云 Amazon

47、的云計算主要包括Amazon S3、Amazon SimpleDB和Amazon EC2。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（1）Amazon S3 Amazon S3主要提供可靠的網(wǎng)絡存儲服務。S3由對象和存儲桶兩部分組成。對象是最基本的存儲實體。 存儲桶是存放對象的容器，每個桶可以存放無數(shù)的對象。云平臺上的應用程序可以通過REST或者SOAP接口訪問S3中的數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（2）Amazon SimpleDB Amazon SimpleDB是一種支持結構化數(shù)據(jù)存儲和查詢操作的輕量級數(shù)據(jù)庫服務。 SimpleDB的存儲模型分三層：域、項、屬性。用戶的數(shù)據(jù)按照域

48、進行邏輯劃分。 SimpleDB提供兩種服務訪問方式：REST接口和SOAP接口。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（3）Amazon EC2 Amazon EC2是一種云基礎設施服務。該服務基于服務器虛擬化技術，致力于為用戶提供大規(guī)?？煽靠缮炜s的計算運營環(huán)境。 AMI的運行環(huán)境是一個大規(guī)模的虛擬機運行環(huán)境，擁有龐大規(guī)模的物理機資源池和虛擬機運行平臺。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用4谷歌公司的云 谷歌（Google）是最大的云計算使用者，向企業(yè)開放了他們的“云”。Google搜索引擎建立在分布于200多個地點、超過100萬臺服務器的支撐之上。 云計算三大法寶：GFS、MapRedu

49、ce和BigTable 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用4谷歌公司的云BigTable數(shù)據(jù)模型圖 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用云計算三大法寶：GFS、MapReduce和BigTable （1）Google 文件系統(tǒng) （2）MapReduce分布式編程環(huán)境（3）分布式大規(guī)模數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)BigTable物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（1）Google 文件系統(tǒng) GFS是一個可擴展的分布式文件系統(tǒng)，用于大型的、分布式的、對大量數(shù)據(jù)進行訪問的應用。 集群中的節(jié)點失效是一種常態(tài)，不是一種異常，GFS將其作為常見的情況加以處理。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 Goog

50、le文件系統(tǒng)中的文件讀寫模式和傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)不同。大部分文件的更新是通過添加新數(shù)據(jù)完成的，而不是改變已存在的數(shù)據(jù)，在一個文件中隨機的操作在實踐中幾乎不存在，一旦寫完，文件就只可讀，很多數(shù)據(jù)都有這些特性。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 一個GFS集群包含一個主服務器和多個塊服務器，被多個客戶端訪問。大文件被分割成固定尺寸的塊，在每個塊創(chuàng)建的時候，服務器分配給它一個不變的、全球唯一的64位塊句柄對它進行標識。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用GFS結構物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 通過服務器端和客戶端的聯(lián)合設計GFS客戶端代碼被嵌入到每個程序里，它實現(xiàn)了Google文件系

51、統(tǒng)API，幫助應用程序與主服務器和塊服務器通信，對數(shù)據(jù)進行讀寫。 客戶端跟主服務器交互進行元數(shù)據(jù)操作，但是所有的數(shù)據(jù)操作通信都是直接和塊服務器進行。GFS對應用支持達到性能與可用性最優(yōu)。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（2）MapReduce分布式編程環(huán)境 MapReduce是Google實現(xiàn)的一套大規(guī)模數(shù)據(jù)處理的編程規(guī)范Map/Reduce系統(tǒng)，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集（大于1TB）的并行運算。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 Map/Reduce通過“Map（映射）”和“Reduce（化簡）”這樣兩個簡單的概念來參加運算，用戶只需要提供自己的Map函數(shù)以及Reduce函數(shù)就可以在集群上

52、進行大規(guī)模的分布式數(shù)據(jù)處理。 程序編寫人員能夠不用去顧慮集群的可靠性、可擴展性等問題。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（3）分布式大規(guī)模數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)BigTable 構建于上述兩項基礎之上的第三個云計算平臺就是將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)擴展到分布式平臺上的BigTable系統(tǒng)。BigTable使用結構化的文件來存儲數(shù)據(jù)。 它不是一個關系型的數(shù)據(jù)庫，它不支持關聯(lián)或是類似于SQL的高級查詢，取而代之的是多級映射的數(shù)據(jù)結構。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 BigTable 數(shù)據(jù)格式 在BigTable模型中的數(shù)據(jù)模型包括行列以及相應的時間戳，所有的數(shù)據(jù)都存放在表格中的單元里。 BigTable的

53、內容按行來劃分，將多個行組成一個小表，保存到某一個服務器節(jié)點中。這一個小表就被稱為tablet。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 BigTable 數(shù)據(jù)格式物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 應用程序 Docs 除了這三個部分之外，Google還建立了分布式程序的調度器、分布式的鎖服務等一系列相關的云計算服務平臺。 Google在其云計算基礎設施之上建立了一系列新型網(wǎng)絡應用程序。 其中典型的Google云計算應用程序就是Google推出的Docs網(wǎng)絡服務程序。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 Docs可通過瀏覽器的方式訪問遠端大規(guī)模的存儲與計算服務。 Google Docs是一

54、個基于Web的工具，有簡單易用的文檔權限管理，記錄所有用戶對文檔所做的修改。Google Docs的這些功能令它非常適用于網(wǎng)上共享與協(xié)作編輯文檔，能夠替代Micro Office相應的部分功能。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用GOOGLE Docs 首頁物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 6.2.3 物聯(lián)網(wǎng)與云計算 物聯(lián)網(wǎng)是走向智能社會的一個重要步驟，物聯(lián)網(wǎng)將逐漸融入到我們工作和生活的方方面面，提供更多智能服務。 物聯(lián)網(wǎng)的一個特點是能把周圍世界的任何事物連接起來，從而形成一個巨大的網(wǎng)絡， 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 物聯(lián)網(wǎng)時

55、代可以將一切的物質進行信息化，比如說物質的位置、大小、狀態(tài)等，都可以通過物聯(lián)網(wǎng)轉化為信息進行儲存。 人們再通過對信息的重組、挖掘等處理產生知識并用于智能控制。 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 云計算與物聯(lián)網(wǎng)結合 云計算的優(yōu)點使物聯(lián)網(wǎng)的各種應用都可以建立在云計算平臺上。物聯(lián)網(wǎng)的終端計算能力和存儲空間有限，但卻有很強的聯(lián)網(wǎng)能力。 而云計算有強大的計算能力、接近無限的存儲空間，支撐各種軟件和信息服務，能夠與物聯(lián)網(wǎng)很好地結合。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用6.3 物聯(lián)網(wǎng)典型應用6.3.1 智能物流6.3.2 智能視頻監(jiān)控6.3.3 智能家居6.3.4 智能交通物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六

56、章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用6.3.1 智能物流 1智能物流系統(tǒng)概述智能物流是指貨物從供應者向需求者的智能移動過程，為供方提供最大化的利潤，為需方提供最佳的服務，最大限度地保護好生態(tài)環(huán)境，形成完備的智能社會物流管理體系。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用2智能物流系統(tǒng)組成及特點 （1）系統(tǒng)的組成： 結構1按物流功能劃分： 對物流設備進行監(jiān)控的智能系統(tǒng)； 對物流信息資源進行處理的智能系統(tǒng)； 為客戶提供服務的智能系統(tǒng)； 對物流系統(tǒng)進行監(jiān)控與管理的智能系統(tǒng)。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 結構2按物流服務管理劃分： 前臺顧客服務智能系統(tǒng)； 作業(yè)執(zhí)行智能系統(tǒng)； 企業(yè)規(guī)劃管理智能系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)技術與應

57、用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（2）案例鐵路物資智能配送 鐵路物資流通網(wǎng)面臨的問題：與全國物資流通條塊相重、縱橫交錯、相互競爭；網(wǎng)絡內部相繼出現(xiàn)了物資采購分散、儲備重復、庫存控制困難、流通費用過高、信息反饋速度過慢等缺陷。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 鐵路物資智能配送的目的：運輸組織的優(yōu)化，如防止空載、提高滿載率，人員和物流設施的效益優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用鐵路物資流通網(wǎng)體系： 對鐵路物資配送設備進行監(jiān)控的智能系統(tǒng) 對配送信息資源進行處理的智能系統(tǒng) 對客戶進行服務的智能系統(tǒng) 對配送系統(tǒng)進行管理的智能系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（3）智能物流系統(tǒng)的特點： 智

58、能化 柔性化 一體化 社會化物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用3智能物流主要支撐技術 智能物流系統(tǒng)只有在物流技術、智能技術和相關技術的支持下才能得以實現(xiàn)，是這些技術的有機結合。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（1）自動識別技術 自動識別技術是以計算機、光、機、電、通信等技術的發(fā)展為基礎的一種高度自動化的數(shù)據(jù)采集技術。 物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 自動識別技術在20世紀70年代初步形成規(guī)模，經過近40年的發(fā)展，已經發(fā)展成為由條碼識別技術、智能識別技術、光字符識別技術、射頻識別技術、生物識別技術等組成的綜合技術，并正在向集成應用的方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應

59、用條碼識別技術 目前使用最廣泛的自動識別技術，它是利用光電掃描設備識讀條碼符號，從而實現(xiàn)信息自動錄入。 較常使用的碼制有：UPC條碼、128條碼、交插二五條碼、三九條碼、庫德巴條碼等。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用生物識別技術 是利用人類自身生理或行為特征進行身份認定的一種技術。 人們已經發(fā)展了虹膜識別技術、視網(wǎng)膜識別技術、面部識別技術、簽名識別技術、聲音識別技術、指紋識別技術六種生物識別技術。虹膜識別技術物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用射頻識別（RFID） 射頻識別（RFID）技術是近幾年發(fā)展起來的現(xiàn)代自動識別技術。 它可以識別高速運動物體，也可以同時識讀多個對象，具有抗惡劣環(huán)

60、境、保密性強等特點。RFID標簽物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（2）數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術 它是一個面向主題的、集成的、非易失的、時變的數(shù)據(jù)集合。 數(shù)據(jù)倉庫的目標是把來源不同的、結構相異的數(shù)據(jù)經加工后在數(shù)據(jù)倉庫中存儲、提取和維護，支持全面的、大量的復雜數(shù)據(jù)的分析處理和高層次的決策支持。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用 數(shù)據(jù)挖掘是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的及隨機的實際應用數(shù)據(jù)中，挖掘出隱含的、未知的、對決策有潛在價值的知識和規(guī)則的過程。一般分為描述型數(shù)據(jù)挖掘和預測型數(shù)據(jù)挖掘兩種。物聯(lián)網(wǎng)技術與應用第六章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及應用（3）人工智能技術 人工智能是探索研究用各種機器模擬人類