云計算和物聯網的概念范文

導語：如何才能寫好一篇云計算和物聯網的概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：云計算；物聯網

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）27-6113-03

物聯網（The Internet of Things），顧名思義，是“物物相連的互聯網”。物聯網的概念最早由美國麻省理工學院（MIT）自動標識中心（AIL）于1999年提出，主要依據物品編碼、RFID（射頻識別）技術，以互聯網為傳輸媒介，以傳感器網絡為基礎，按約定協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換、數據融合和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等功能為一體的新型網絡平臺。2005年，國際電信聯盟ITU在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上正式確定了“物聯網”的概念。2009年6月18日，歐盟執委會也聲明，描述了物聯網的發展前景，并首次提出了物聯網發展和管理設想。2009年8月7日，總理在無錫提出“感知中國”理念，由此掀起了物聯網技術在國內的迅猛發展[ 1]。

隨著物聯網技術的逐漸成熟，和云計算相結合必將是未來的發展趨勢。其原因在于云計算提供了一個巨大的資源池，而應用的使用又有不同的負載周期，根據負載對應的資源進行動態伸縮（即高負載時動態擴展資源，低負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將大型任務細分成很多子任務，這些子任務分布式地或并行分配到在多個計算節點上進行調度和計算，同時將存儲資源抽象表示和統一管理。

因此，可以這樣預見，物聯網的迅猛發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網上無處不在的傳感器網絡，從而實現技術的融合，產生更加巨大的正能量。

1 物聯網的基本原理

1.1 以傳感器網絡為基礎

深入剖析物聯網的概念可以發現，物聯網實質上是對各類傳感器和現有互聯網相互銜接的一個新技術，或者說是未來互聯網的一部分，其核心是智能傳感器網絡技術。傳感器網絡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網絡進行傳遞、處理，從而使得數字虛擬世界中各種紛繁的畫面能夠呈現在人類社會中，讓我們能夠實時感知[2]。這樣的“感知——傳送——計算——應用”過程，便構成了我們所熟知的物聯網的運營模式。而這種運行模式中的關鍵在于廣泛而數目巨大的節點的存在和節點提供了無處不在的計算能力。節點是傳感器網絡的基本單位，主要完成智能感知、信息采集、數據融合、數據傳送和構造底層物理傳感器網絡等功能。節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，對節點的設計要滿足如下幾個條件：（1）適合廣泛的應用場合、微型化、低功耗；（2）良好的接口、傳感器具有與較強的感知能力（3）較強的惡劣環境的工作能力和較強的抗干擾能力；（4）就有數據轉換能力，即能夠適應數據的串行到并行的轉換。

1.2 傳感器網絡的體系結構

深刻認識傳感器網絡的體系結構，是正確理解物聯網內涵的前提，也是將物聯網和云計算相結合的基礎。傳感器網絡體系結構可由三部分組成：分層的網絡通信協議、傳感器網絡管理和應用支撐技術[3 ]。

（1）網絡通信協議

這一層主要包括各種通信網絡與互聯網形成的融合網絡、物聯網管理中心、信心中心、各類樣本庫、算法庫和各類服務基礎設施。

（2）傳感器網絡管理

這一層主要包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器和M2M終端、傳感器網絡網關等。主要任務是解決感知和識別物體，采集和捕獲信息。

（3）應用支撐技術

應用支持技術主要解決物聯網與行業專業技術的結合以及提供廣泛的智能化解決方案。其關鍵在于信息的社會化共享以及信息安全等問題[4 ]。

1.3 傳感器網絡網絡安全分析

物聯網除了涉及到互聯網安全問題外，還需要面對傳感器網絡的安全問題。傳統互聯網存在的多種威脅已經擁有很多可行的應對措施；而傳感器網絡存在的安全問題必須引起人們的廣泛重視。比如，傳感器網絡一般可能遇到節點被攻擊、部分節點被物理操縱、信息流失和部分網絡被控制等問題。目前，常用的解決方案有節點身份認證、ZigBee技術等等。[5 ]。

2 基于云計算的物聯網實現可行性分析

2.1 物聯網云計算基礎

從前兩個小節的闡述不難發現，物聯網一般具備三個特征：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展情況。

云計算作為繼網格計算、互聯網計算、軟件即服務、平臺即服務等類計算模式的最新發展，云計算主要通過虛擬技術將各種互聯網的計算、存儲、數據、應用等資源進行有效整合與抽象，有效地為用戶提供了可靠服務的形式——大規模計算資源，從而將用戶從復雜的底層硬件邏輯、網絡協議、軟件架構中解放出來。這正是云計算理念中一直提倡的“平臺即服務”、“軟件即服務”。

維基百科對云計算的定義是：“云計算是一種動態的易擴展的且通常是通過互聯網提供虛擬化的資源計算方式，用戶不需要了解云內部的細節。云計算包括基礎設施即服務、平臺即服務和軟件即服務以及其他依賴于互聯網滿足客戶計算需求的技術趨勢”[ 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，應用數據和IT資源以服務的方式通過網絡提供給用戶使用。大量的計算資源組成IT資源池，用于動態創建高度虛擬化的資源供給用戶使用”[ 7]。

為此，我們不難看出，未來的物聯網運營平臺需要在不同時間采集的海量信息源于數以億計的傳感器構建的傳感器網絡，并利用各個網絡節點對這些信息進行匯總、拆分、統計、備份，這對物聯網平臺的計算能力是一個至關重要的考驗。同時，資源負載在不同時間段也會存在相應的起伏。因此，考慮一個具有很好自適應能力的物聯網運營平臺是十分必要切迫切的任務，一方面避免重復性建設；另一方面也好充分利用好現有的理論和技術，從而尋求新的突破。至此，從上面的分析來看，云計算是與物聯網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，也有相似的物理設備基礎，將二者在理念和技術上進行相容，必將創造出更具活力的運營平臺。

2.2 基于云計算物聯網實現可行性分析

從上面幾點分析看，云計算是物聯網發展的必然趨勢，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構相融合。依據云計算的方式構建全新的物聯網服務模式，無論從理論還是商業運營模式都是可行的，其安全性也是有一定保證的。

3 基于云計算的物聯網基本設想

基于云計算的物聯網運營平臺，可以包括如下幾個部分：

（1）云基礎設施

包括傳感器網絡、物理資源以及能夠實現所有客戶共用的一個跨物理存儲設備的虛擬存儲池。能夠有效地提供資源需求的彈性伸縮和集群服務。

（2）基于云計算的物聯網平臺

該平臺是基于云計算物聯網運營系統的核心，主要實現網絡節點的配置和控制、信息的采集和計算功能。

（3）物聯網云應用

物聯網云應用是基于云計算的物聯網平臺的拓展部分，可以集成第三方行業應用。主要是利用虛擬化技術實現在一個物聯網環境下全部用戶資源共享、計算能力共享。

（4）物聯網管理系統

管理系統一方面用于監控基于云計算物聯網運營平臺的運行情況、資源彈性伸縮機制下資源利用的控制情況以及網絡用戶、安全以及服務管理等等。

上面幾點僅僅是在云計算相關概念的啟發下，以及對物聯網未來發展趨勢的一個初步設想，在有些方面的構建以及架構仍然存在問題，必將隨著云計算技術和物聯網技術的廣泛應用而逐漸改進，以便于在不遠的將來實現基于云計算理念的物聯網運營平臺。

4 結束語

文中主要針對物聯網的概念和近幾年的發展進行了簡單的闡述。然后，根據物聯網未來的發展趨勢進行了一定的預測，并根據物聯網的與云計算可能存在的交集展開了理論剖析。從理論和應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網實現的簡單設想。

參考文獻：

[1] 孔曉波.物聯網概念和演進路徑[J].電信工程技術與標準化，2009， 22（12）： 12-14.

[2] 石軍.“感知中國”促進中國物聯網加速發展[J]. 通信管理與技術，2009（5）： 1-3.

[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.

[5] President. s Council of Advisors on Science and Technology. http：Mostp.gov/pdf/nitrd_review.pdf.

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摘 要：在闡述了物聯網技術的基礎上，分析了農業物聯網的概念、關鍵技術和應用現狀，最終給出了蔬菜溫室大棚物聯網的系統構建、主要功能以及在蔬菜生長各個階段的應用方法。

 

關鍵詞：物聯網；農業物聯網；蔬菜大棚；技術架構

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號： 2095-1302（2013）08-0018-04

0 引 言

物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后的又一次信息革命浪潮，被正式列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。將物聯網技術運用于農業生產領域，加快轉變農業發展方式，提高農業的種植和管理效率，促使傳統農業的轉型升級，具有重要的意義。農業物聯網技術的應用既是現代農業發展的需要，也是未來農業發展水平的一個重要標志，更是未來農業發展的方向。然而，由于物聯網技術使用成本較高，普遍應用于農業生產尚有一個過程，因此，探索物聯網技術在設施農業，尤其是溫室大棚中的應用符合當前農業規?；?、產業化、信息化的發展道路。本文擬通過對物聯網技術和農業物聯網應用關鍵技術的分析，探索物聯網技術在蔬菜溫室大棚的具體應用。

 

1 物聯網技術

1.1 物聯網的概念

物聯網（The Internet of Things）概念最早由美國Auto-ID研究中心的Ashton教授在物品編碼、RFID 技術和互聯網的基礎上于1999年提出，其實質是RFID技術和互聯網的結合應用。后來，隨著網絡技術、通信技術、人工智能技術的發展，物聯網的定義和范圍已經發生了變化，不再只是指基于RFID技術為基礎的物聯網。2005年，國際電信聯盟（ITU）在《ITU互聯網報告2005：物聯網》中，對物聯網概念進行了擴展，認為物聯網除應用RFID技術外，傳感器技術、模糊識別技術、智能終端技術等將得到更加廣泛的應用，人類在信息與通信世界里將獲得新的溝通維度，從而形成一個“泛在”的網絡環境，實現由互聯網時代人與人之間的通信連接擴展到人與物、物與物之間的溝通連接。

 

目前，國際上通用的對物聯網概念定義為，信息傳感設備，如RFID、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念[1]。作為中國物聯網/M2M產業的先行者和倡導者之一，同方股份有限公司首席軟件專家周洪波，將云計算技術和中間件技術引入物聯網，提出了中國物聯網的概念。即：物聯網是基于云計算的SaaS營運等模式，它將無處不在的末端設備和設施，通過長距離或短距離通信網絡實現互聯互通（M2M）和應用大集成，提供實時在線監測、實時定位、遠程控制、遠程診斷、報警聯動、安全防范、統計報表、決策支持等管理和服務功能，實現對任何物品的“高效、節能、安全、環?！钡摹肮堋⒖?、營”一體化的TaaS服務[2]。

 

由于科學技術的日新月異，物聯網的內涵將不斷豐富和完善，但不論物聯網的定義如何表述，其實現物物相聯的三個要素應包括，一是信息傳感設備，二是通信與網絡設備，三是智能處理設備。物聯網就是這三種設備的集合，表現為智能感知、識別技術與云計算、泛在網絡的融合應用。這種網絡應用是現代信息技術發展到一定階段后出現的各種技術集成和聚合性應用，包括將各種感知技術、網絡技術和人工智能與自動化技術的聚合與集成應用，通過物與物的相連來實現人與物之間的智慧對話，從而創造一個智慧的世界。

 

1.2 物聯網的特征

物聯網的本質特征主要體現在三個方面：①物聯網的核心是互聯網功能的延伸和擴展。其延伸和擴展的表現在于它不僅僅通過互聯網實現人與人的信息交換，而且能夠實現人與人、人與物、物與物之間的互聯互通，使得互聯網的功能進一步強大。如果說互聯網是通過網絡技術、通信技術實現人與人信息的交換，那么，物聯網則是在互聯網的基礎上，通過信息傳感技術、智能數據處理技術實現物與物的信息交換和通信，以及人與物之間的相融和互動，對人的規范性回復進行識別，做出方案性的選擇。②物聯網具有通信與自動識別的特征。其用戶應用端延伸和擴展到了任何物品與物品之間進行信息交換和通信，即納入物聯網的“物”一定要具備自動識別與物物通信（M2M）的功能，才能實現對物體的感知。③物聯網具有智能化特征。物聯網利用云計算、人工智能、模式識別等各種智能技術，從傳感器獲得的海量信息中進行分析、加工和處理出有意義的數據，通過對物的識別、定位、跟蹤、監控來實現人對物的管理。所以，物聯網被視為互聯網的應用拓展，應用創新是物聯網發展的核心，以用戶體驗為核心的創新是物聯網發展的靈魂。

 

1.3 物聯網的技術架構

物聯網運用的技術在不斷發展，但物聯網的技術體系、結構基本已得到一致的認識。根據物聯網的技術體系架構，可將物聯網分為信息感知層、信息網絡層和信息應用層[3]等3個層次。

 

物聯網技術架構達到的目標，包含三個方面：一是實現全面感知。即利用RFID、傳感器、二維碼、網關、攝像頭和實時定位系統等隨時隨地獲取物體的信息。二是實現可靠傳輸。通過各種通信網絡與互聯網的融合，將物體的信息實時準確地傳遞到數據中心。三是實現智能處理。利用云計算技術、模糊識別技術等各種智能計算技術，對數據中心的海量數據和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制。表1所列是物聯網的技術架構表。

 

2 農業物聯網及其關鍵技術

2.1 農業物聯網的概念

農業物聯網就是物聯網技術在農業生產、經營、管理和服務中的具體應用。按照物聯網技術架構，農業物聯網仍然通過“感知—傳輸—應用”的途徑來實現在農業的應用。“感知”就是運用各類傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器、PH值傳感器、CO2傳感器等設備，廣泛地采集大田種植、設施園藝、畜禽水產養殖和農產品物流等環境中的溫度、相對濕度、PH值、光照強度、土壤養分、CO2濃度等物理量參數信息；“傳輸”就是建立數據傳輸和格式轉換方法，通過局部的無線網絡、互聯網、移動通信網等各種通信網絡交互傳遞，實現農業信息的有效傳輸；“應用”就是將獲取的海量農業信息進行融合、處理，使技術人員對多個大棚的環境進行監測控制和智能管理，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境，達到增產、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的，進而實現農業生產集約、高產、優質、高效、生態和安全的目標。

2.2 農業物聯網關鍵技術

按照物聯網的技術架構，綜合已有的技術研究，農業物聯網關鍵技術主要包含農業信息感知技術、農業信息傳輸技術和農業信息處理技術[4]。表2所列是農業物聯網關鍵技術一覽表。

 

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關鍵詞：云計算；物聯網；市場

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2012) 12-0000-02

一、引言

早在上個世紀90年代，人們就感慨：現在計算機技術發展太快，操作系統和各種應用軟件越來越大，人們買的計算機用不了幾年就感到速度慢了，儲存容量小了，以前買的計算機落伍了。為此，SUN等公司提出“網絡就是計算機”的概念，提出今后可以使用網絡進行信息的儲存和計算，計算機只要具有終端的功能就可以。

云計算的最終目標是將計算、服務和應用作為一種公共設施提供給公眾，使人們能夠像使用水、電、煤氣和電話那樣使用計算機資源。在云計算模式下，用戶的計算機會變的十分簡單，或許很小的內存、很小的硬盤和一些應用軟件，就可以滿足我們的需求，因為用戶的計算機只要通過網絡向“云”發送信息和接受信息便可以使用云服務提供商的計算資源、存儲空間和各種應用軟件。

二、云計算的概念

云計算是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。它是網格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物。對于云計算有兩種定義。一種是：“云計算是一種商業計算模型。它將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統能夠根據需要獲取計算力、存儲空間和信息服務?！绷硪环N是：“云計算是通過網絡按需提供可動態伸縮的廉價計算服務。”

三、云計算的類型

（一）SaaS(軟件即服務)

SaaS(軟件即服務)，是指用戶獲取軟件服務的一種新形式。自己的電腦上不用裝軟件，而是按照一種服務水平協議直接通過網絡向運營商獲取自己所需的服務。根本上來說，軟件即服務就是運營商向用戶提供軟件服務。

（二）PaaS(平臺即服務)

PaaS(平臺即服務)，是指將一個完整的計算機平臺，包括應用設計、應用開發、應用測試和應用托管，都作為一種服務提供給客戶。在這種情況下，用戶只要利用此平臺就能夠滿足自己的需要而不用購買硬件和軟件。這比基于數據中心平臺的軟件開發成本要低得多。

（三）IaaS(基礎設施即服務)

IaaS(基礎設施即服務)，是指企業或個人可以使用云計算技術來遠程訪問計算資源。無論是最終用戶、SaaS提供商還是PaaS提供商都可以從基礎設施服務中獲得應用所需的計算能力，但不用付出基本軟硬件的最初投資資本。

四、云計算產品

IBM是最早向中國提供云計算服務的國際互聯網企業。IBM在2007年11月15日推出了藍云計算平臺，為客戶帶來即買即用的云計算平臺?！八{云”以IBM大規模計算領域的專業技術為基礎，基于IBM Almaden研究中心的云基礎框架，包括Xen和PowerVM虛擬化、Linux操作系統映像以及Hadoop文件系統與并行架構。藍云使得計算不局限于本地計算機或遠程服務器，通過分布式全球訪問結構可建立一個類似互聯網的運行環境。

亞馬遜是云計算最早的推行者，Amazon EC2是亞馬遜的云計算產品。它根本上是一個網絡服務能集中大量的云資源。亞馬遜的解決方案的特色在于靈活性和可配置性。用戶可以發送自己需要的服務，根據需要配置它們，設置靜態IP地址和自己的安全性和網絡。EC2是云計算拼圖中一個重要的、受歡迎的部分。

微軟云計算領域的后起之秀。Azure是微軟的云計算產品。是一個專業以及高端的產品，針對微軟的開發人員。對于每天使用C語言和SQL的人來說它使用起來十分的方便。但是對于大多數人來說卻很少被使用。

五、云計算的應用

云計算在物聯網中的應用

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關鍵詞：云計算；物聯網；安全威脅；數據安全；同態加密技術

中圖分類號：TP309

近年來，云計算與物聯網、智慧地球等概念備受關注，物聯網和云計算已成為我國非常重視的戰略性新興產業。物聯網產業有巨大的發展潛力和廣泛的應用領域，而在其推進過程中，通過傳感器收集信息已不是難題，感知信息在網絡上的傳輸也不是問題，實質的難點在于如何對海量信息進行分析和處理，并對物體實施智能化的控制。要解決這個問題，就必須建立一個功能強大的智能處理平臺，而云計算正是這樣一個具備海量信息存儲和處理的平臺，因此，二者的結合將是未來的趨勢。本文在研究物聯網與云計算結合的基礎上，著重對基于云計算的物聯網安全進行研究。

1 云計算與物聯網概述

1.1 云計算

云計算是由分布式計算、網格計算、虛擬化技術等諸多網絡技術發展而來的新興技術，自2006年首次提出這個概念以來，云計算已成為IT行業研究的熱點，但長期以來沒有標準定義，目前業界高度認可的云計算定義如下：云計算是一種服務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，降低用戶和服務提供商之間的交互。云計算所提供的服務既可以是基礎設施和軟件、平臺，也可以是其他服務，這說明計算能力也可像日常的商品一樣通過互聯網進行流通使用。

1.2 物聯網

物聯網屬于新一代的信息技術，指通過傳感等設備，把任何物品與互聯網依照約定的協議連接起來，并進行實時信息交換和通信，最終實現智能化控制和管理的一種網絡。是一種基于互聯網的、物-物相連的網絡。實現物聯網的關鍵技術包括RFID技術、傳感技術、無線傳感網絡技術、人工智能技術、虛擬機技術、云計算平臺。其中云計算平臺是物聯網發展的技術支撐，可以為物聯網提供海量信息的存儲、計算能力。

1.3 云計算與物聯網的結合

目前云計算與物聯網的結合主要采用以下幾種模式：單中心、多終端模式；多中心、大量終端模式；信息、應用分層處理、海量終端模式。實質上，從物聯網的角度來看，云計算平臺為物聯網提供海量信息存儲和智能處理的功能；而從云計算平臺的角度來看，物聯網是云計算平臺所提供的一種云應用。

2 基于云計算的物聯網體系結構

根據物聯網對信息的感知、傳輸和處理的過程，將其劃分為3層結構，即感知層、網絡層和應用層。感知層是利用感知設備在任何時間、對任何地點的物體實現識別，完成信息的采集；網絡層是通過現有的通信和互聯網絡，將感知到的物體信息可靠地傳遞給用戶，實現信息的傳輸；應用層是利用云計算平臺對用戶的數據和信息進行智能處理，實現對物體的控制，完成物與物、人與物之間的信息交換。

3 基于云計算的物聯網安全威脅

3.1 感知層安全威脅

在感知層，由于節點的硬件結構相對簡單，存儲能力和計算能力較弱，傳統的保密技術難以在節點上實現，因此，容易受到各種攻擊。這些攻擊包括節點控制、節點捕獲、拒絕服務攻擊及認證攻擊。

3.2 網絡層安全威脅

在網絡層，由于網絡的異構，可能導致跨網認證攻擊、認證攻擊（如中間人攻擊等），同時隨著網絡規模增大以及對于分布式信息的處理，容易受到拒絕服務攻擊、路由攻擊等威脅。

3.3 應用層安全威脅

物聯網應用層除了終端用戶的認證外，重點是來自云計算平臺的安全威脅。

（1）針對云計算平臺的安全威脅。云計算平臺提供的服務應是無處不在、無時不在的，要保證云計算平臺具備高可靠性，即保證云計算平臺提供的服務不中斷，在面臨惡意攻擊時避免系統崩潰的風險，因此，云計算平臺應具備抵抗外來攻擊的能力。

（2）“云”中的物聯網數據安全。終端用戶的數據上傳到“云”中之后，隨機地存儲在云計算平臺的服務器上，而這些服務器可能分布在世界各地，終端用戶無法知道自己的數據具體被存儲在什么位置，因此，云計算平臺要保證終端用戶的數據存儲安全性。同時，目前云計算平臺主要通過虛擬化技術實現多租戶共享資源，多個虛擬機可能被綁定到同一個物理資源上，如果云計算平臺無法實現用戶之間數據的有效隔離，那么用戶的數據就可能被其他用戶非法訪問，云計算平臺就無法使用戶相信自己的數據是安全的。

4 基于云計算的物聯網安全研究

4.1 安全體系結構

針對上述物聯網體系結構中每一層所面臨的安全威脅，給出相應的解決方案和關鍵技術難點研究，其中感知層和網絡層的關鍵技術目前已有大量研究并取得較快的進展，本文著重分析物聯網應用層，即云計算平臺的安全方案，從以下幾個方面考慮。

（1）構建物聯網可信環境。云計算平臺要為物聯網應用提供安全的數據存儲、超強的計算能力，必須保證云計算平臺本身的可靠，即構建物聯網的可信環境。一方面云計算平臺應與傳統計算平臺一樣采取嚴密的安全措施，從物理安全、系統安全、網絡安全、數據庫安全等方面做好安全防范工作，保證云計算平臺本身具備抗攻擊能力；另一方面，云計算平臺要向物聯網用戶證明自己具備數據隱私保護能力。

（2）基于云計算的數據安全防護。用戶數據存儲在世界各地的服務器，要保證數據存儲的安全性，除在構建物聯網可信環境的基礎上，還要采取數據備份的方法保護數據。為了保護數據隱私，物聯網用戶要采取加密手段，使得敏感數據以密文的形式存儲在服務器上。用戶的數據從被感知開始，到進入云計算平臺，從傳輸到使用的過程，都存在泄漏用戶隱私的風險。在虛擬化條件下，存儲在同一物理服務器上的不同虛擬機之間可能存在非法訪問，云計算平臺要使用戶相信數據是安全的，必須對用戶的數據提供有效隔離，防止同一物理設備上的其他用戶非法訪問，更加有效地保護數據安全。

4.2 技術難點及研究現狀

在使用加密技術保護用戶數據隱私的同時，云端存儲的是敏感信息的密文，因此，如何高效地對密文進行處理和使用則成為關鍵。同態加密技術將是解決這一問題的首選方案。同態加密技術在物聯網認證與訪問控制、云計算等方面的應用，將是今后研究的重點。在物聯網各個階段都涉及數據隱私的保護，目前研究較多的隱私保護技術有k-匿名算法、圖匿名、空間加密等。有關保護用戶隱私方面的安全技術還有很大的研究空間。

5 結語

云計算平臺是物聯網大規模發展的有力支撐，同時物聯網的發展也為云計算平臺的廣泛應用提供大量的用戶，因此，二者的結合勢在必行，而基于云計算的物聯網安全研究將為二者的發展提供最可靠的保障，也是二者能夠大規模應用的必要條件。在分析了二者結合的必然性之后，給出了基于云計算的物聯網體系結構，針對其面臨的安全威脅，對數據安全做了重點研究。

參考文獻：

[1]馮登國，張敏，張妍，徐震.云計算安全研究[J].軟件學報，2011，1.

[2]鄭湃，崔立真，王海洋，徐猛.云計算環境下面向數據密集型應用的數據布局策略與方法[J].計算機學報，2010，8.

[3]朱超.基于虛擬化技術構建高校分布式云計算數據中心[J].武漢工程大學學報，2011，4.

[4]李剛健.基于虛擬化技術的云計算平臺架構研究[J].吉林建筑工程學院學報，2011，1.

篇5

目前國內較為多見的定義為：“物聯網，指利用各種信息傳感設備，如射頻識別裝置、紅外傳感器、全球定位系統、激光掃描等種種裝置，與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡，其目的就是讓所有的物品都與網絡連接在一起，方便識別和管理?！?/p>

什么是智能社會？目前沒有統一的定義。智能社會經常與智慧城市、數字城市、感知城市、無線城市、生態城市、低碳城市等區域發展概念相交叉，甚至與電子政務、智能交通、智能電網等行業信息化概念發生混雜，都是基于現有知識的底層設計思維。智能社會不是單一的系統或是簡單的系統堆砌，而是要按照社會的發展需求去獲取數據、匯聚數據、分析數據、引導數據，形成與信息時代、知識社會相適應的面向服務、以用戶為中心、以人為本的開放社會環境。

如果把智能社會比做一個有正常行為能力的人，現有物聯網的每一個應用就是對應著人體不同的機能。人的味覺、觸覺、視覺、聽覺等得到的生物電信號最終都是傳遞給大腦進行分析、判斷、反應。而這個反射的過程需要先有傳遞的神經網絡，再到存儲反射電的大腦，并在分析研判后通過神經網絡對相應器官下達指令。

智能社會之所以能夠出現，和第三次產業革命的成長是分不開的，是原子能、電子計算機、空間技術和生物工程等一系列發明和應用后的提升。

第一次產業革命是因為機械革命，第二次產業革命是電力的動力革命，第三次產業革命是自動化革命，這些都是對生產工具性能的提升，第四次產業革命將是對生產工具賦予智慧的革命。物聯網感知獲取數據、大數據計算挖掘分析數據、構建數學模型管控數據、最終實現數據干預。

智能社會是在城市化與信息化融合的背景下，圍繞改善民生、增強企業競爭力、促進城市可持續發展等關注點，綜合利用物聯網、云計算等信息技術手段，結合城市現有信息化基礎，融合先進的城市運營服務理念，建立廣泛覆蓋和深度互聯的城市信息網絡，對城市的資源、環境、基礎設施、產業等多方面要素進行全面感知，并整合構建協同共享的城市信息平臺，對信息進行智能處理利用，從而為城市運行和資源配置提供智能響應控制，為政府社會管理和公共服務提供智能決策依據及手段，為企業和個人提供智能信息資源及開放式信息應用平臺的綜合性區域信息化發展過程。

從技術發展的視角，智能社會建設要求通過以移動技術為代表的物聯網、云計算等新一代信息技術應用實現全面感知、廣泛互聯、數據挖掘與融合應用。實現以用戶創新、開放創新、大眾創新、協同創新為特征的知識社會環境下的可持續創新，強調通過價值創造、以人為本實現經濟、社會、環境的全面可持續發展。

現代通信與信息技術、計算機網絡技術、行業技術、智能控制技術匯集而成的針對某一個方面的應用的智能集合，隨著信息技術的不斷發展，其技術含量及復雜程度也越來越高，智能化的概念開始逐漸滲透到各行各業以及我們生活中的方方面面，像智能住宅小區、智能醫院、智能交通等等很多的應用系統。而這些系統的基礎是通過各種類型的感知探頭去收集數據，然后就數據進行簡單的邏輯處理，下達執行指令實現模糊化的控制。

智能社會的誕生很多的決定因素逐步被突破，首先是網絡的環境，各類寬帶有線、無線網絡技術的發展為城市中物與物、人與物、人與人的全面互聯、互通、互動，為城市各類隨時、隨地、隨需、隨意應用提供了基礎條件，使得物聯網的感知層與應用層可以無障礙地進行數據交換。無線手持終端的大量使用也為智能社會的應用推廣創造了環境。

智能社會就是物聯網的傳感技術，實現對城市管理各方面監測和全面感知，并將各個系統的數據進行匯聚，以便于進行多維度的數據分析。云計算、云存儲技術也為物聯網感知的大數據的計算和分析提供了有力的支撐，使得資源配置動態化。根據需求動態劃分或釋放不同的物理和虛擬資源，當增加一個需求時，可通過增加可用的資源進行匹配，實現資源的快速彈性提供；如果用戶不再使用這部分資源時可釋放這些資源。云計算為客戶提供的這種能力是無限的，實現了IT資源利用的可擴展性。借助于虛擬化技術將分布在不同地區的計算資源進行整合，實現基礎設施資源的共享。

物聯網的多維度數據匯聚后，需要通過數據挖掘來高度自動化地分析每個數據，是從相關的數據源中選取所需的數據并整合成用于數據挖掘的數據集；規律尋找是用某種方法將數據集所含的規律找出來；規律表示是盡可能以用戶可理解的方式（如可視化）將找出的規律表示出來構建數學模型，根據數學模型實現智能控制。

新一代全面感知技術的應用更增加了社會的海量數據?；谠朴嬎?，通過智能融合技術的應用實現對海量數據的存儲、計算與分析，并引入綜合集成法，通過人的“智慧”參與，大大提升決策支持的能力?；谠朴嬎闫脚_的大成智慧工程將構成智慧城市的“大腦”。技術的融合與發展還將進一步推動“云”與“端”的結合。

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[關鍵詞]云計算 IT 資源整合 核心技術 分布式

中圖分類號：G623.58 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）42-0250-01

淺談云計算在現今網絡中的應用

傳統模式下，企業建立一套IT系統不僅需要購買硬件等基礎設施，還要購買應用軟件，還需要專門的人員維護。再當企業的規模擴大時還要繼續升級各種軟硬件設施以滿足需要。對于企業來說，計算機等硬件和軟件本身并非他們真正需要的，它們僅僅是完成工作、提供效率的工具而已。如何通過技術手段整合資源，利用最少的資金和精力去干更多的工作，是擺在我們每一個技術保障人員面前的首要問題。筆者現將以云計算方法及技術發展、應用等方面，進行如下淺析：

一、云計算概念

狹義的云計算指的是廠商通過分布式計算和虛擬化技術搭建數據中心或超級計算機，以免費或按需租用方式向技術開發者或者企業客戶提供數據存儲、分析以及科學計算等服務，比如亞馬遜數據倉庫出租生意。

廣義的云計算指廠商通過建立網絡服務器集群，向各種不同類型客戶提供在線軟件服務、硬件租借、數據存儲、計算分析等不同類型的服務。這就像連接“顯示器” 和“主機”的電線無限長，從而可以把顯示器放在使用者的面前，而主機放在遠到甚至計算機使用者本人也不知道的地方。云計算把連接“顯示器”和“主機”的電線變成了網絡，把“主機”變成云服務提供商的服務器集群這種模式極大得節約了資源，方便了我們的生活。

在云計算環境下，用戶的使用觀念也會發生徹底的變化：從“購買產品”到“購買服務”轉變，因為他們直接面對的將不再是復雜的硬件和軟件，而是最終的服務。用戶不需要擁有看得見、摸得著的硬件設施，也不需要為機房支付設備供電、空調制冷、專人維護等等費用，并且不需要等待漫長的供貨周期、項目實施等冗長的時間，只需要把錢匯給云計算服務提供商，我們將會馬上得到需要的服務。

二、云計算的應用

任何一項新技術從發展歷程上看，都必須歷經考驗才能成熟，現將常見的幾種云計算的應用介紹如下。

1、云物聯應用

云計算和物聯網之間的關系可以用一個形象的比喻來說明：“云計算”是“互聯網"中的神經系統的雛形，“物聯網”是“互聯網”正在出現的末梢神經系統的萌芽。

“物聯網就是物物相連的互聯網”。這有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。

2、云安全

云安全（Cloud Security）是一個從“云計算”演變而來的新名詞。云安全的策略構想是：使用者越多，每個使用者就越安全，因為如此龐大的用戶群，足以覆蓋互聯網的每個角落，只要某個網站被掛馬或某個新木馬病毒出現，就會立刻被截獲。

“云安全”通過網狀的大量客戶端對網絡中軟件行為的異常監測，獲取互聯網中木馬、惡意程序的最新信息，推送到Server端進行自動分析和處理，再把病毒和木馬的解決方案分發到每一個客戶端。

3、云存儲應用

云存儲是在云計算（cloud computing）概念上延伸和發展出來的一個新的概念，是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。 當云計算系統運算和處理的核心是大量數據的存儲和管理時，云計算系統中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統就轉變成為一個云存儲系統，所以云存儲是一個以數據存儲和管理為核心的云計算系統。

4、私有云應用

私有云（Private Cloud）是將云基礎設施與軟硬件資源創建在防火墻內，以供機構或企業內各部門共享數據中心內的資源。 創建私有云，除了硬件資源外，一般還有云設備（IaaS）軟件；現時商業軟件有VMware的 vSphere 和Platform Computing 的 ISF， 開放源代碼的云設備軟件主要有Eucalyptus和OpenStack。至2013年可以提供私有云的平臺有：Eucalyptus、3A Cloud、聯想網盤和OATOS企業網盤等。

5、云游戲應用

云游戲是以云計算為基礎的游戲方式，在云游戲的運行模式下，所有游戲都在服務器端運行，并將渲染完畢后的游戲畫面壓縮后通過網絡傳送給用戶。在客戶端，用戶的游戲設備不需要任何高端處理器和顯卡，只需要基本的視頻解壓能力就可以了。 就現今來說，云游戲還并沒有成為家用機和掌機界的聯網模式，因為至今X360仍然在使用LIVE，PS是PS NETWORK ，wii是wi-fi。但是幾年后或十幾年后，云計算取代這些東西成為其網絡發展的終極方向的可能性非常大。

6、云教育應用

視頻云計算應用在教育行業的實例：流媒體平臺采用分布式架構部署，分為web服務器，數據庫服務器、直播服務器和流服務器，如有必要可在信息中心架設采集工作站搭建網絡電視或實況直播應用，在各個學校已經部署錄播系統或直播系統的教室配置流媒體功能組件，這樣錄播實況可以實時傳送到流媒體平臺管理中心的全局直播服務器上，同時錄播的學校也可以上傳存儲到信息中心的流存儲服務器上，方便今后的檢索、點播、評估等各種應用。

7、云會議應用

云會議是基于云計算技術的一種高效、便捷、低成本的會議形式。使用者只需要通過互聯網界面，進行簡單易用的操作，便可快速高效地與全球各地團隊及客戶同步分享語音、數據文件及視頻，而會議中數據的傳輸、處理等復雜技術由云會議服務商幫助使用者進行操作。

三、云計算技術發展面臨的主要問題

盡管云計算模式具有許多優點，但是也存在的一些問題，如數據隱私問題、安全問題、軟件許可證問題、網絡傳輸問題等。

1、數據隱私問題：如何保證存放在云服務提供商的數據隱私，不被非法利用，不僅需要技術的改進，也需要法律的進一步完善。

2、數據安全性：有些數據是企業的商業機密，數據的安全性關系到企業的生存和發展。云計算數據的安全性問題解決不了會影響云計算在企業中的應用。

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關鍵詞：物聯網；射頻技術；無線傳感器網絡；云計算

中圖分類號：TP393-34

文獻標識碼：A

文章編號：2095-1302(2011)01-0070-02

0　引言

物聯網的概念首先是由麻省理工學院(MIT)的自動識別實驗室在1999年提出的，在2005年突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，ITU的報告系統介紹了意大利、日本、韓國與新加坡的題案，并提出了“物聯網時代”。物聯網是在互聯網的基礎上，利用射頻標簽與無線傳感器網絡技術，構建一個覆蓋全世界上所有人與物的網絡信息系統。人與人之間的信息交互和共享是互聯網的最基本功能，而在物聯網上更強調的是人與物、物與物之間的自動交互和共享，它是實現物理世界與信息世界的無縫連接。連接到物聯網上的物應該具有四個特征：地址標識、感知能力、通信能力和可控能力。因此，物聯網需要三大關鍵技術來支持，這三個關鍵技術分別是：感知、傳輸、計算。

1　物聯網的三大關鍵技術

1.1射頻技術一智能感知技術

射頻技術應用系統由RFID標簽、RFID讀寫器、RFID數據管理系統組成，它是真正能夠讓物品“開口說話”的一種技術。在“物聯網”的構想中，RFID標簽中存儲著規范而具有互用性的信息，通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統，實現物品(商品)的識別，進而通過開放性的計算機網絡實現信息交換和共享實現對物品的“透明”管理。圖1所示是RFID系統的結構和工作原理。

目前RFID技術已經成功的應用于物流業、零售業、醫療衛生、機場、交通、身份識別以及軍事領域。2006年，國家科技部等16部委了《中國射頻識別技術策略白皮書》，確立了“RFID技術與應用”的重大項目。2009年6月20日由科技部聯合25個部委，行業協會召開了“中國射頻識別技術與應用發展報告”，提出了RFID信息服務業和RFID信息內容運營業的產業發展模式，提出了從工具型應用向資源型應用轉變的新思維。

1.2無線傳感器網絡一通信傳輸技術

泛在化的感知能力是物聯網的重要特征，支持普適計算的關鍵技術是無線網絡。無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取平臺，能夠實時監測和采集網絡分布區域內的各種檢測對象的信息，并將這些信息發送到網關節點，以實現在復雜的指定范圍內對目標進行檢測與跟蹤，具有快速展開、抗毀性強等特點，有著廣闊的應用前景。

傳感器、感知對象和觀察者構成無線傳感網絡的三要素。如果說傳統的網絡強調的是端到端的數據傳輸和共享，中間的節點和路由器只是起到分組轉發的功能，那么在無線網傳感器網絡中所有的節點除了參與數據轉發之外，還要對數據進行采集、處理、融合、存儲的功能。目前，對傳感器網絡最主要的限制是節點攜帶的電能有限。在使用過程中，可能有部分節點因為環境因素或能量耗盡而失效，這樣就使得傳感器網絡中的節點數量動態變化，使得系統不穩定。這就需要系統具有動態重構能力。

1.3計算機技術一物聯網的計算工具

1.3.1普適計算技術

普適計算的重要特征是無處不在與不可見，無處不在是指隨時隨地訪問信息的能力，不可見是指在物理環境中提供多種傳感器設備，嵌入設備和移動設備使得可以在用戶不察覺的情況下進行計算、通信、數據采集和提供各種服務。它的核心是以人為本，而不是以計算機為本。普適計算強調的是把計算嵌入到日常環境中去，讓計算從人們視線中“消失”。

1.3.2云計算技術

云計算是支撐物聯網的重要計算環境之一。它是分布式處理、并行處理和網格計算的發展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現。云計算的基本原理是通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，企業數據中心的運行將更與互聯網相似。這使得企業能夠將資源切換到需要的應用上，根據需求訪問計算機和存儲系統。

物聯網智慧的感知中國與世界的目的給計算機領域的數據自動采集、可靠傳輸與智能處理技術的研究提出了重大的課題。高性能計算機為物聯網應用提供了重要的計算工具，普適計算的“環境智能化”研究為物聯網技術奠定了重要的理論基礎，云計算為物聯網應用的推廣創造有效的商業模式。

2　物聯網的典型應用

日本的一幢大樓里安裝了兩萬個連網的溫控傳感器，大樓里面不同房間在不同時間所要求的溫度不同，利用傳感器測量房間的溫度，控制系統按照需要的溫度對空調進行智能調節。通過實驗，這項技術節約的電量可達到29.4％。

過去人們一直是將物理世界的社會基礎設施(高速公路、機場、電站)與信息基礎設施(互聯網、信息庫、數據采集)分開規劃，而物聯網的概念是將人、物品、網絡、信息統一在一個基礎設施上，通過將現實的物理世界與信息世界融合，利用信息技術提高物理世界的資源利用率、節能減排，達到改善生活的目的。

3　結語

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關鍵詞 云計算；物聯網；智慧校園

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）12-0050-03

智慧校園是數字校園發展的必然產物和階段形態，而云計算（Cloud Computing）和物聯網（The Internet of Things，IOT）這兩個當前學術界、技術界的熱點技術是相互聯系、互為支撐的，二者對構建智慧校園發揮著重要作用，推進教育信息化的跨越發展。

1 云計算

狹義的云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義的云計算是指服務的交付和使用模式，通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需服務[1]。它是對并行計算、網格計算、分布式計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化及負載均衡等技術的繼承和發展。云計算的主要特征是虛擬化及對IaaS/PaaS/SaaS服務模式的創新。除此之外，云計算還有超大規模、高可靠性、通用性、可擴展性、按需服務等特征。其中提供資源的網絡被稱為“云”。隨著云計算模式的逐漸發展和普及，學校、教育機構和個人的信息處理會逐漸遷移到云上，這將對校園網絡應用帶來積極的影響[2]。

2 物聯網

2005年，國際電信聯盟（ITU）在信息社會世界峰會上的《ITU互聯網報告2005：物聯網》正式提出并重新定義了“物聯網”的概念，人們對物聯網的認識也隨著技術的發展不斷完善。簡而言之，“物聯網”即物物相連的互聯網。目前國內較為多見的定義為：物聯網是指利用各種信息傳感設備，如射頻識別裝置、紅外傳感器、全球定位系統、激光掃描等種種裝置與互聯網結合起來而形成一個巨大網絡，其目的就是使所有物品都與網絡連接在一起，使得識別和管理更加方便[3]。物聯網通過傳感技術、RFID、二維碼技術、無線通信技術等信息感知技術將人與人之間的互聯擴大到任何物品與物品之間的連通，成為今后“人、物、事”管理和流通的重要載體。

一般而言，物聯網的體系架構包含3個層次：全面感知層、網絡層、應用層。其中，感知層利用各種可用的感知手段實現物體動態的即時采集；網絡層通過各種信息網絡與互聯網的融合將感知的信息實時、準確可靠地傳遞出去；應用層利用云計算等智能計算技術對海量的數據和信息進行分析和處理，對物體實施智能化控制，做出正確的決策，實現設備與人之間的交互[4]。物聯網技術的核心特征是泛在的感知、互聯互通與共享以及智能的服務[5]。

物聯網以互聯網為基礎，其終端可以是任何物品。將物聯網技術應用于校園的信息化建設，可以有效提高其可視化程度、管理效能及安全防衛水平等[6] ，推進智慧校園的進程。

3 云計算、物聯網在智慧校園建設中的應用

3.1 智慧校園

2008年，IBM首席執行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一理念。2009年，奧巴馬對該理念進行了積極的導向，使“智慧地球”這一概念得到高度關注。許多學者積極地將智慧地球引申到智慧校園，不僅在理論研究方面多角度解讀智慧校園的內涵，而且在實踐方面進行了積極的探索。

1）理論層面。綜合學者對智慧校園的解讀，可以認為智慧校園應具有以下特征：環境全面感知、網絡無縫互通、海量數據支撐、開放學習環境、師生個[7]。

2）實踐層面以浙江大學和南京郵電大學為高校代表。浙江大學信息化“十二五”規劃，提出建設一個“令人激動”的智慧校園，這種智慧校園支持無處不在的網絡學習、融合創新的網絡科研、透明高效的校務治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活[8]。南京郵電大學完成了一個相對完整的智慧校園規劃，認為智慧校園的核心特征主要反映在三個方面：一是為廣大師生提供一個全面的智能感知環境和綜合信息服務平臺，提供基于角色的個性化定制服務；二是將基于計算機網絡的信息服務融入學校的各個應用與服務領域，實現互聯和協作；三是通過智能感知環境和綜合信息服務平臺，為學校與外部世界提供一個相互交流和相互感知的接口[5]。

智慧校園作為數字校園發展的必然趨勢和高端形態，云計算、物聯網技術將智慧校園的建設落到實處，推動教育信息化的發展。

3.2 云計算、物聯網在智慧校園建設中的應用

“智慧校園”的建設要以服務學校、服務教學、服務社會為方向，以深化應用、優化服務為核心，以業務協同、資源整合、信息共享為主線，以打造統一、高效、智能的管理服務平臺和信息服務平臺為重點，在前期數字校園的建設與發展的基礎上，以物聯網和云計算平臺為依托，全而提升校園信息化應用與服務水平[4]。

云計算服務平臺的搭建是智慧校園的重要支撐，是智慧校園“智慧”的體現。云計算平臺是支撐智慧校園的高集成、高效率、高智能的網絡數據平臺，是結合虛擬化技術，以借助網絡為載體提供基礎架構、平臺、軟件等服務為形式，整合大規模可擴展的計算、存儲、數據、應用等分布式計算資源進行協同工作的超級計算模式[9]。在智慧校園的云計算模式中，用戶的數據存儲和應用軟件的運行都是在互聯網的大規模服務器集群即“云”上，并由云計算的服務提供商負責管理和維護這些數據的安全和程序的正常運行，用戶可以隨時隨地通過互聯網訪問、存儲和讀取數據、使用軟件等。云計算作為具有革命意義的第五代計算范式，它以分布式計算與服務架構為基礎，將大量用網絡連接的計算資源統一管理和調度，構成一個計算資源池向用戶提供按需服務。因此，利用云計算技術并綜合統一標準規范搭建云計算服務平臺實現數據的集成與共享，是消除“信息孤島”并避免形成新的新的“信息孤島”的有效形式。

物聯網技術為智慧校園提供了一個開放、互動、協作的智能化綜合信息服務平臺，使師生全面地感知教學資源，有效地采集信息，獲得智慧化的學習、教學、管理和生活服務，將學校打造成感知的、服務性的、環保節能的、安全穩定的智慧型校園[10]。將物聯網應用到智慧校園的建設中，實現校園中物理對象的互聯互通，使真實空間與虛擬空間有機融合，這樣不僅能增強學習環境的真實性，而且拓展學習空間。這種多領域跨區域的資源整合能提供一種泛在的智慧學習服務，大大縮短空間距離，充分利用以及共享資源。并且通過傳感器獲得對校園環境的全面感知，實時對物體進行控制并反饋相關的信息，增加互聯的深度和廣度，使校園管理科學化、智能化、人性化和智慧化。當然，學校、教育機構和個人的信息處理都將遷移到云上，而云計算服務平臺則通過對海量的感知數據和信息進行分析和處理，使智慧成為可能。

總之，智慧校園通過物聯網來實現智慧化的校園服務和管理，它通過物聯網實現校園內任何人、任何物、任何信息載體、任何時間、任何地點的互聯互通，海量信息在物聯網平臺聚合而產生新的信息，從而給廣大師生提供智慧化的業務和服務模式[11]。

4 對智慧校園的思考

智慧校園的建設應該是分階段、分步驟有前瞻性地進行，既要避免盲目推進，又要規避認為技術等不成熟而停滯不前的傾向。智慧校園是數字校園發展的必然形態，要理性對待云計算、物聯網在智慧校園建設中的應用。目前智慧校園的建設尚處于探索階段，因此也面臨很多問題。

1）標準規范問題，既有宏觀的智慧校園建設標準規范，也有細節的標準規范，如標準不同的傳感器及電子標簽作為感知手段所感知的信息數據格式是不同的，這就導致兼容性的問題，給管理和控制帶來難題。因此要制定統一規范的數據格式標準，實現跨平臺統一管理。

2）安全性、可靠性問題，智慧校園建設涉及基礎設施、系統運行及信息數據的安全性、可靠性，尤其是信息數據的安全性問題。將資源存儲在云端，這些資源就涉及第三方并對第三方是完全透明的，而且在智慧校園中通過全面感知的數據的處理過程有很多環節，服務系統的成熟度以及對無線通信的廣泛使用，都增大了信息泄漏的可能。因此，在智慧校園的建設中要建立完善的安全保密系統。

3）系統整合問題。智慧校園是在數字校園的基礎上建立的，因此在智慧校園的建設中要考慮與原有基礎設施兼容的問題，避免對數字資源的重復開發和浪費。

智慧校園作為一種“新生事物”，目前還處于摸索階段，但它代表著未來校園的建設理念，其前景是廣闊的。

參考文獻

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[3]寧煥生，徐群玉.全球物聯網發展及中國物聯網建設若干思考[J].電子學報，2010（11）：2590-2599.

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從互聯網到物聯網

隨著信息通信技術(ICT)的不斷進步，通信網絡作為信息通信技術的重要基礎，已經從人到人的通信發展到人與物以及物與物(M2H)，并逐漸趨向于從縱向的局部物物相連過渡到橫向的跨應用、跨地域的物聯網(Internetof Things，IOT)。

物聯網是指物品通過各種信息傳感設備如射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。其目的是讓所有的物品都與網絡連接在一起，方便識別和管理?！拔锫摼W”的概念是在1999年提出的。

“物聯網”就是“物物相連的互聯網”。物聯網有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎之上的延伸和擴展的一種網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。如果說互聯網實現了人與人之間的交流，那么物聯網可以實現人與物體的溝通和對話，也可以實現物體與物體互相問的連接和交互。

2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上，國際電信聯盟(ITU)了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了“物聯網”的概念，包括了所有物品的聯網和應用。報告指出，無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行交換。射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。

根據ITU的描述，在物聯網時代，通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動收發器，人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度，從任何時間任何地點的人與人之間的溝通連接擴展到人與物和物與物之間的溝通連接。

那么物聯網有怎樣的表現形態和存在形式呢?形象地說，有了物聯網，當司機駕駛中出現誤操作時，汽車會自動報警，公文包會提醒主人：忘帶了什么東西，衣服會告訴洗衣機其對顏色和水溫的要求，排放口會對污染物超標發出告警等等。

具體來說，物聯網就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、工廠排放口、大氣監測點、流域斷面、水庫浮臺、生態監測點、大壩、供水系統、油氣管道等人們日常工作、生活、娛樂、學習、活動的各種對象(物體)中，然后將它們與互聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的融合。物聯網顛覆了人類之前物理基礎設施和IT基礎設施截然分開的傳統思維，使得政府管理、生產制造、社會管理以及人們的個人生活全面實現互聯互通。

物聯網的發展分為信息感知、智慧物聯、智慧交互三個階段。物聯網的信息互聯，是以物理對象的信息建設為標志，如標簽信息、有效證件信息、物聯交易平臺的建設，具有靜態，非實時、非智慧的物聯。物聯網的感識是以嵌入式系統入網為標志，如智能傳感器、智能芯片、無線傳感網絡普及、嵌入式系統各種形式的網絡接入等，具有動態、實時、智慧的物聯。

物聯網的管控階段以物、聯、網、智、管、控全過程整合為標志，以云計算(CloudComputing)服務為起點，是物聯網的完善階段，有控制行為、有實時需求、無限時空、無限網絡，能夠實現人、物、網的混合交互，為云計算服務提供全方位的物質基礎。

云計算概念是由Google提出的，這是一個美麗的網絡應用模式。狹義云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源；廣義云計算是指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯網相關的，也可以是任意其他的服務，它具有超大規模、虛擬化、可靠安全等獨特功效。云計算(Cloud Computing)是網格計算(Grid Computing)、分布式計算(DistributedComputing)、并行計算(ParallelComputing)、效用計算(UtilityComputing)、網絡存儲(NetworkStorage Technologies)、虛擬化(Vi rtualization)、負載均衡(Load Balance)等傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物。它旨在通過網絡把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統，并借助SaaS、PaaS、laaS、MSP等先進的商業模式把這強大的計算能力分布到終端用戶手中。云計算的一個核心理念就是通過不斷提高“云”的處理能力，進而減少用戶終端的處理負擔，最終使用戶終端簡化成一個單純的輸入輸出設備，并能按需享受“云”的強大計算處理能力。

物聯網不是另起爐灶的新網，擁有悠久歷史的互聯網是物聯網最重要的網絡基礎。雖然要有芯片技術、微型傳感技術、智能技術、納米技術作為其發展的前提，但沒有互聯網便沒有物聯網是千真萬確的。由計算機網、通信網、信息網、到數字化虛擬世界的通用計算機互聯網和CAN總線、現場總線、無線傳感網絡等組成的各種總線的嵌入式系統局域網以及各種類型的物聯單體相互融合，共同構成了物聯網的網絡源頭。因而沿著“網而下、網而上”的思路研究其體系結構是可行的，是說得清楚的，也是合理科學的；這樣的思路是綱舉目張的思路，也是創新的思路。

“網而下、網而上”所說的“網”是互聯網。在物聯網體系結構中，互聯網處于“中軸”的位置，當然，以這種“中軸”分界的上下兩部分并不幾何對稱，也不內容對稱，而是邏輯分界，或者說是邏輯的、抽象的對稱?！熬W而下”部分涉及單元結構，或者說單元體，“網而上”部分涉及解析定向、鏈接綁定、內容提供等導航管控功能，簡稱為導控部分；把前者比喻成“經濟基礎”、把后者比喻成“上層建筑”是形象恰當的。這樣，三層模式便構成物聯網體系結構的總框架，這里的“分界線”便是互聯網，稱之為“馱載網”。

當然，物聯網又不同于互聯網，它是互聯網的高級發展。從本質上講，物聯網是互聯網在形式上的一種

延伸，但是它絕對不是互聯網的翻版?；ヂ摼W本質上是通過簡單的數字代碼、人機交互實現人與人中間的交流，構建了一個特別的電子社會，而“物聯網”則是多學科高度交叉的前沿研究領域，綜合了傳感器、嵌入式計算、網絡及通信、分布式信息處理等技術。

物聯網建立了人與物、人與人、物與物之間的信息自由交流，每一個物體都是一個信息終端，構建了一個更為復雜的信息網絡系統。在這個網絡中，系統可以自動地、實時地對物體進行識別、定位、追蹤、監控并觸發相應事件。大家知道，通過互聯網了解某個對象，必須由人去收集這個對象的相關信息，處理后放到網上才能供人們瀏覽，人要在其中做很多工作，且難以了解其動態變化。物聯網則不需要，它是對象(物體)自己“說話”，通過在對象(物體)上植入各種微型感應芯片，借助無線通信網絡，與現在的互聯網相連，就可以讓其“開口”。

這樣來，人們不僅可以和對象(物體)“對話”，對象(物體)和對象(物體)之間也能“交流”。所以說，互聯網實現的是虛擬世界網絡，物聯網實現的是物理的、真實的世界網絡。

通過物聯網，未來我們可以將世界上所有的物品都連接起來，并對遠程物體加以識別與管理，從而對經濟社會發展產生重大影響。毫無疑問，物聯網將成為繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮。物聯網用途廣泛，遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、老人護理和個人健康等多個領域。

篇10

【關鍵詞】物聯網關鍵技術

物聯網的概念最早是在1999年美國召開的移動計算和網絡國際會議正式提出的，之后隨著全球經濟的發展，世界各國都在尋找新的經濟增長點及其對應的技術發展方向，而隨著電子標簽、中間件系統和嵌入式系統以及云計算等技術的發展成熟，物聯網的概念逐漸被各國政府所重視。

一、物聯網的架構技術

物聯網的架構技術主要考慮物聯網中信息存儲和計算能力邊緣化、物體間斷性通信連接、物體移動和環境變化支持及網中網實現的問題。它要求網絡應用服務器有一定的健壯性、可擴展性和用戶公平性。目前在物聯網架構選擇上通?？梢圆捎孟鄬Ψ植嫉募惺焦芾斫Y構和相對集中的分布式支撐結構。

二、統一標識與識別技術

統一標識與識別技術用于對物聯網中海量物品進行區分或查找，它要求能夠實現對單個物體的唯一標識，能夠實現對某類物品的標識，并且能夠實現對復合物體的標識。統一標識與識別技術包括以下內容：在全球范圍內的標識結構設計、標識分配、標識管理、標識加密與解密、標識的存儲、標識的映射機制等。RFID（射頻識別）技術采用非接觸式自動識別，它通過發射射頻信號來識別一定距離內的目標對象，并獲取存儲于目標對象中的相關信息。RFID系統由電子標簽（EPC）、讀寫器、應用接口等硬件部件與相關中間件軟件、通信網絡和業務應用信息管理系統等構成。在這個系統中，電子標簽是一個有無線收發功能的內部保存數據的裝置，它負責發送相關數據給讀寫器；讀寫器是一個可以捕捉和處理標簽數據的裝置，同時它還是一個負責與后臺管理信息系統交接數據的接口；軟件包括RFID系統軟件、RFID中間件、后臺信息管理系統等。RFID系統軟件是在電子標簽和讀寫器之間實現通信所必需的軟件功能集合，RFID中間件將在電子標簽和讀寫器上運行的RFID系統軟件與在后臺處理系統上運行的管理信息系統軟件聯系起來，后臺管理信息系統程序負責接收由電子標簽發出的經過讀寫器和RFID中間件軟件處理和過濾后的標準化的數據。RFID系統可以自動、實時地對物體進行識別、定位、監控與追蹤，它在彌合客觀世界和虛擬世界差距方面起到關鍵作用，使得物體可以自動地對自身環境的改變作出反應。

三、網絡與通信技術

物聯網中的網絡通信具有通信標準和高層通信協議的多樣性與通信需求量大、范圍廣的特點。利用本體翻譯技術可以實現多協議相互操作，利用傳感器網絡組網方式、RFID組網方式、DTN組網方式或移動通信、衛星通信等方式，結合新的射頻技術、無線電通信技術、軟件無線電技術和數據挖掘技術來提供一個完整的端到端的系統，實現網絡連接范圍的擴大，滿足海量通信的需求。物聯網的智能學習模塊具有非常好的連接性，它可以對來源于傳感器或其他網絡的數據、決策等信息進行判斷，可以大量減少網絡中數量的通信量，提高網絡中數據傳輸的質量，從而滿足海量物品在有限的網絡資源中傳輸信息的需要。

四、安全和隱私保護技術

安全和隱私保護技術包括：防范非授權實體的識別，阻止未經授權的訪問，保證物置及其他數據的保密性、可用性，保護個人隱私、商業機密和信息安全等內容。這里面涉及到網絡非集中管理方式下的用戶身份驗證技術、離散認證技術、云計算和云存儲安全技術、高效數據加密和數據保護技術、隱私管理策略制定和實施技術等。另外，物聯網的實現還需要很多其他關鍵技術的支持，例如物聯網軟件服務與算法技術，低功率、高能量存儲技術和尋址技術等。

五、小結

國外的運營商網絡覆蓋能力和容量都不如國內運營商，中國電信、中國移動、中國聯通等都是全球數一數二的互聯網運營商，在用戶數量和網絡規模上都有很大的優勢，具有覆蓋人群廣、范圍大的特點。其次是物聯網發展的渠道優勢。在基于云計算和云存儲的體系架構的物聯網中，“云”的功能最終會被轉化為一種規?；姆铡５俏覈c物聯網相關的技術力量還比較薄弱，現在與物聯網有關的很多技術還受制于人，相關產品還依賴于從國外引進；其次，物聯網大規模應用的成功案例比較少，不如國外已有大量的成功案例可以借鑒。

參考文獻