物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和應(yīng)用

第6章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)及應(yīng)用M2M業(yè)務(wù)6.1云計算6.26.3物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用小結(jié)6.4物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)典應(yīng)用第1頁

6.1M2M業(yè)務(wù)6.1.1M2M概述6.1.2M2M系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議6.1.3

M2M支撐技術(shù)6.1.4M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用6.1.5M2M發(fā)展現(xiàn)實狀況第2頁6.1.1M2M概述 M2M是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)最普遍應(yīng)用形式，是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)第一步。

未來物聯(lián)網(wǎng)將是由無數(shù)個M2M系統(tǒng)組成，不一樣M2M系統(tǒng)會負(fù)責(zé)不一樣功效處理，經(jīng)過中央處理單元協(xié)同運作，最終組成智能化社會系統(tǒng)。第3頁概述 M2M全稱是機(jī)器對機(jī)器（Machine-to-Machine），提供了設(shè)備實時數(shù)據(jù)在系統(tǒng)之間、遠(yuǎn)程設(shè)備之間、機(jī)器與人之間建立無線連接簡單伎倆，實現(xiàn)人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器之間通暢無阻、隨時隨地通信。第4頁本節(jié)內(nèi)容體系先介紹M2M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包含M2M終端、M2M管理平臺和應(yīng)用系統(tǒng)然后介紹M2M經(jīng)典通信協(xié)議—無線機(jī)器管理協(xié)議（WMMP）進(jìn)而對M2M關(guān)鍵支撐技術(shù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行介紹并給出了一個M2M應(yīng)用實例—基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程自動雨量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)最終分析M2M產(chǎn)業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)實狀況以及面臨問題第5頁6.1.2M2M系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議 M2M業(yè)務(wù)流程包括眾多步驟，其數(shù)據(jù)通信過程內(nèi)部也包括多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)包含M2M終端M2M管理平臺應(yīng)用系統(tǒng)第6頁詳細(xì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第7頁M2M終端含有功效接收遠(yuǎn)程M2M平臺激活指令當(dāng)?shù)毓收蠄缶瘮?shù)據(jù)通信遠(yuǎn)程升級使用短消息/彩信/GPRS等幾個接口通信協(xié)議與M2M平臺進(jìn)行通信第8頁終端設(shè)備（TE）:

主要完成行業(yè)數(shù)字模擬量采集和轉(zhuǎn)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)通信功效行業(yè)專用終端無線調(diào)制解調(diào)器:又稱為無線模塊，含有終端管理模塊功效和無線接入能力。用于在行業(yè)監(jiān)控終端與系統(tǒng)間無線收發(fā)數(shù)據(jù)手持設(shè)備:通常含有查詢M2M終端設(shè)備狀態(tài)、遠(yuǎn)程監(jiān)控行業(yè)作業(yè)現(xiàn)場和處理辦公文件等功效。

M2M終端類型第9頁終端管理模塊

終端管理模塊為軟件模塊，能夠位于TE或MT設(shè)備中，主要負(fù)責(zé)維護(hù)和管理通信及應(yīng)用功效，為應(yīng)用層提供安全可靠和可管理通信服務(wù)。第10頁M2M管理平臺為客戶提供統(tǒng)一移動行業(yè)終端管理、終端設(shè)備鑒權(quán)支持各種網(wǎng)絡(luò)接入方式，提供標(biāo)準(zhǔn)化接口使得數(shù)據(jù)傳輸簡單直接提供數(shù)據(jù)路由、監(jiān)控、用戶鑒權(quán)、內(nèi)容計費等管理功效M2M管理平臺功效第11頁GPRS接入模塊:

使用GPRS方式與M2M終端傳送數(shù)據(jù)行業(yè)網(wǎng)關(guān)接入模塊:

負(fù)責(zé)完成行業(yè)網(wǎng)關(guān)接入，經(jīng)過行業(yè)網(wǎng)關(guān)完成與短信網(wǎng)關(guān)、彩信網(wǎng)關(guān)接入，最終完成與M2M終端通信通信接入模塊終端接入模塊:

負(fù)責(zé)M2M平臺系統(tǒng)經(jīng)過行業(yè)網(wǎng)關(guān)或GGSN與M2M終端收發(fā)協(xié)議消息解析和處理數(shù)據(jù)庫模塊:

保留各類配置數(shù)據(jù)、終端信息、集團(tuán)客戶（EC）信息、簽約信息和黑/白名單、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、信息安全信息、業(yè)務(wù)故障信息等應(yīng)用接入模塊:

實現(xiàn)M2M應(yīng)用系統(tǒng)到M2M平臺接入業(yè)務(wù)處理模塊:

是M2M平臺關(guān)鍵業(yè)務(wù)處理引擎，實現(xiàn)M2M平臺系統(tǒng)業(yè)務(wù)消息集中處理和控制Web模塊:

提供Web方式操作維護(hù)與配置功效M2M平臺(按照功效劃分)第12頁 M2M終端取得了信息以后，本身并不處理這些信息，而是將這些信息集中到應(yīng)用平臺上來，由應(yīng)用系統(tǒng)來實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。

應(yīng)用系統(tǒng)第13頁應(yīng)用系統(tǒng)主要功效

把感知和傳輸來信息進(jìn)行分析和處理，做出正確控制和決議，實現(xiàn)智

能化管理、應(yīng)用和服務(wù)第14頁

M2M終端可經(jīng)過GSM、WCDMA、TD-SCDMA等不一樣移動通信網(wǎng)絡(luò)接入，通信方式包含短信、彩信等。

為了屏蔽不一樣通信網(wǎng)絡(luò)、不一樣通信方式差異性，便于M2M終端設(shè)備快速接入M2M系統(tǒng)，需要對M2M終端設(shè)備與M2M管理平臺之間通信協(xié)議進(jìn)行規(guī)范。

通信協(xié)議第15頁M2M經(jīng)典通信協(xié)議

中國移動提出無線機(jī)器管理協(xié)議

（WirelessMachineManagementProtocol，WMMP）第16頁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(shè)計，屬于與詳細(xì)通信網(wǎng)絡(luò)及通信接入方式無關(guān)應(yīng)用層協(xié)議，建立在UDP協(xié)議之上第17頁WMMP協(xié)議棧結(jié)構(gòu)圖6-2WMMP協(xié)議棧結(jié)構(gòu)第18頁采取UDP協(xié)議傳輸？

因為GPRS網(wǎng)絡(luò)帶寬較窄，延遲較大，不適于采取TCP協(xié)議進(jìn)行通信。

采取UDP協(xié)議無連接方式傳輸，其優(yōu)點是效率高、流量小、節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，缺點是沒有確認(rèn)機(jī)制，有可能引發(fā)丟包。第19頁采取UDP協(xié)議傳輸？ 依據(jù)實際經(jīng)驗發(fā)覺，經(jīng)過在UDP上層應(yīng)用層協(xié)議實現(xiàn)類似TCP包確認(rèn)和重傳機(jī)制，采取UDP方式傳輸，丟包率能控制在1%以下，從而提升通信效率及可靠性。第20頁WMMP協(xié)議通信方式

長連接，指在一個過程中能夠連續(xù)發(fā)送多個數(shù)據(jù)包，假如沒有數(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過程第21頁長連接和短連接比較長連接短連接維持、監(jiān)測鏈路伎倆心跳包不需要心跳包來維持鏈路，但M2M終端依然需要經(jīng)過心跳包通知M2M平臺它運行狀態(tài)，方便進(jìn)行監(jiān)控和故障報警操作流程通信雙方以客戶/服務(wù)器方式建立WMMP過程，用于雙方信息相互提交。當(dāng)信道上沒有數(shù)據(jù)傳輸時，M2M終端應(yīng)每隔時間C發(fā)送心跳包以維持此連接，當(dāng)心跳包發(fā)出超出時間T后未收到響應(yīng)，應(yīng)馬上再發(fā)送心跳包，再連續(xù)發(fā)送N-1次后仍未得到響應(yīng)則結(jié)束此過程唯一區(qū)分在于平臺并非經(jīng)過心跳包來判斷終端鏈路存在，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(dāng)當(dāng)?shù)匾驗閿?shù)據(jù)需要傳輸或抵達(dá)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(wù)器方式建立WMMP過程參數(shù)配置參數(shù)C、T、N標(biāo)準(zhǔn)上應(yīng)可配置參數(shù)T、N標(biāo)準(zhǔn)上應(yīng)可配置應(yīng)用范圍長時間一直在線企業(yè)不需要一直在線企業(yè)應(yīng)用第22頁WMMP協(xié)議主要實現(xiàn)功效和流程M2M終端序列號注冊和分配M2M終端登錄系統(tǒng)M2M終端退出系統(tǒng)M2M連接檢驗終端上線失敗錯誤狀態(tài)上報M2M終端按照M2M管理平臺要求上報采集數(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終端軟件遠(yuǎn)程升級第23頁

6.1.3M2M支撐技術(shù)

M2M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中包括5個主要支撐技術(shù)，如圖6-3所表示。

圖6-3M2M系統(tǒng)關(guān)鍵支撐技術(shù)第24頁

機(jī)器（Machines）

實現(xiàn)M2M第一步就是從機(jī)器/設(shè)備中取得數(shù)據(jù)，然后把它們經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。不一樣于傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中終端，M2M系統(tǒng)中機(jī)器應(yīng)該是高度智能化機(jī)器。第25頁機(jī)器高度智能化即機(jī)器含有“開口說話”能力

信息感知

信息加工（計算能力）

無線通信能力第26頁機(jī)器高度智能化實現(xiàn)方法生產(chǎn)設(shè)備時候嵌入M2M硬件對已經(jīng)有機(jī)器進(jìn)行改裝，使其具備與其它M2M終端通信/組網(wǎng)能力第27頁

M2M硬件

是使機(jī)器取得遠(yuǎn)程通信和聯(lián)網(wǎng)能力部件。在M2M系統(tǒng)中，M2M硬件功效主要是進(jìn)行信息提取，從各種機(jī)器/設(shè)備那里獲取數(shù)據(jù)，并傳送到通信網(wǎng)絡(luò)中第28頁M2M硬件產(chǎn)品嵌入式硬件可改裝硬件調(diào)制解調(diào)器（Modem）傳感器識別標(biāo)識（LocationTags）第29頁

通信網(wǎng)絡(luò) 通信網(wǎng)絡(luò)在整個M2M技術(shù)框架中處于關(guān)鍵地位，包含廣域網(wǎng)（無線移動通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、Internet、公眾電話網(wǎng)）、局域網(wǎng)（以太網(wǎng)、WLAN、Bluetooth）、個域網(wǎng)（ZigBee、傳感器網(wǎng)絡(luò)）第30頁

中間件（Middleware）M2M網(wǎng)關(guān)

數(shù)據(jù)搜集/集成部件第31頁M2M網(wǎng)關(guān) 是M2M系統(tǒng)中“翻譯員”，它獲取來自通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給信息處理系統(tǒng)，主要功效是完成不一樣通信協(xié)議之間轉(zhuǎn)換。第32頁數(shù)據(jù)搜集/集成部件 目標(biāo)是將數(shù)據(jù)變成有價值信息。對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行不一樣加工和處理，并將結(jié)果展現(xiàn)給需要這些信息觀察者和決議者。 這些中間件包含：數(shù)據(jù)分析和商業(yè)智能部件、異常情況匯報和工作流程部件、數(shù)據(jù)倉庫和存放部件等。第33頁

應(yīng)用 在M2M系統(tǒng)中，應(yīng)用主要功效是經(jīng)過數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)把感知和傳輸來信息進(jìn)行分析和處理，為決議和控制提供依據(jù)，實現(xiàn)智能化M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用和服務(wù)。第34頁6.1.4M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用

從狹義上說，M2M只代表機(jī)器和機(jī)器之間通信。我們認(rèn)為M2M范圍不應(yīng)拘泥于此，而是應(yīng)該擴(kuò)展到人對機(jī)器、機(jī)器對人、移動網(wǎng)絡(luò)對機(jī)器之間連接與通信。

第35頁M2M應(yīng)用領(lǐng)域 現(xiàn)在，M2M應(yīng)用遍布電力、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(jī)械維修、公共交通管理等日常生活當(dāng)中。第36頁電力行業(yè)無線應(yīng)用——電力抄表第37頁GPRS數(shù)據(jù)傳輸--流量監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用第38頁

M2M應(yīng)用實例

M2M在氣象監(jiān)測領(lǐng)域一個應(yīng)用實例—基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程自動雨量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)第39頁遠(yuǎn)程自動雨量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)自動雨量站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)（有線和無線兩種方式）數(shù)據(jù)中心工作站局地計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第40頁自動雨量站

作為系統(tǒng)端站安裝于各個觀察點。無線自動雨量站

傳感器單元

單片機(jī)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(jī)系統(tǒng)局地微機(jī)系統(tǒng)

第41頁數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(無線)

自動雨量采集設(shè)備有多個，它們用各自GPRS數(shù)據(jù)終端將數(shù)據(jù)打成IP包，經(jīng)GPRS空中接口接入無線GPRS網(wǎng)絡(luò)，由移動服務(wù)商轉(zhuǎn)接到Internet，最終經(jīng)過各種網(wǎng)關(guān)和路由抵達(dá)統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理中心工作站。第42頁數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(無線) GPRS終端向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心發(fā)送數(shù)據(jù)是間斷性發(fā)送，能夠依據(jù)需要調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)頻率，這在一定程度上也降低了無線信息傳輸費用。第43頁無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計過程中關(guān)鍵問題怎樣進(jìn)行氣象信息采集單元與GPRS終端連接怎樣依據(jù)詳細(xì)無線網(wǎng)絡(luò)情況合理設(shè)置怎樣進(jìn)行數(shù)據(jù)打包發(fā)送并在數(shù)據(jù)中心工作站實現(xiàn)接收第44頁數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(有線) 有線雨量站中經(jīng)過單片機(jī)把傳感器取得雨量信息用串行通信方式送到局地微型機(jī)算機(jī)，計算機(jī)首先把數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和編碼，然后經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)把數(shù)據(jù)信息送到有固定IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心站第45頁數(shù)據(jù)處理中心工作站 整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主控部分，由一臺主服務(wù)器和三臺數(shù)據(jù)處理服務(wù)器組成。主服務(wù)器在公網(wǎng)上有固定IP地址，三臺數(shù)據(jù)服務(wù)器經(jīng)過集線器與主服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)。第46頁

6.1.5M2M發(fā)展現(xiàn)實狀況M2M產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)實狀況M2M標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)實狀況第47頁

M2M產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)實狀況

國內(nèi)主要由中移動、電信和聯(lián)通，應(yīng)用領(lǐng)域包括電力、水利、交通、金融、氣象等行業(yè)國外Vodafone當(dāng)前在M2M市場是全球第一，提供M2M全球服務(wù)平臺以及應(yīng)用業(yè)務(wù)，為企業(yè)客戶M2M智能服務(wù)布署提供托管，能夠集中控制和管理許多國家推出M2M設(shè)備，企業(yè)客戶還可經(jīng)過廣泛無線智能設(shè)備搜集有用客戶數(shù)據(jù)第48頁

M2M標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)實狀況

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制訂主要是在：

歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（EuropeanTelecommunicationStandardsInstitute，ETSI）

3GPP

國內(nèi)主要是在：中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（CCSA）泛在網(wǎng)技術(shù)委員會（TC10）第49頁

ETSIM2M標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 ETSI專門成立了一個專題小組（M2MTC）以研究怎樣對快速成長M2M技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化

第50頁ETSIM2MTC主要研究目標(biāo)

從端到端全景角度研究機(jī)器對機(jī)器通信，并與ETSI內(nèi)NGN研究及3GPP已經(jīng)有研究進(jìn)行協(xié)同工作第51頁ETSIM2MTC職責(zé)從利益相關(guān)方搜集和制訂M2M業(yè)務(wù)及運行需求；建立一個端到端M2M高層體系架構(gòu)（假如需要會制訂詳細(xì)體系結(jié)構(gòu)）；找出現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)不能滿足需求地方并制訂對應(yīng)詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)；將現(xiàn)有組件或子系統(tǒng)映射到M2M體系結(jié)構(gòu)中；M2M處理方案間互操作性（制訂測試標(biāo)準(zhǔn)）；硬件接口標(biāo)準(zhǔn)化方面考慮；與其它標(biāo)準(zhǔn)化組織進(jìn)行交流及合作第52頁

ETSIM2MTC當(dāng)前研究工作①M2M業(yè)務(wù)需求（TS102689）：定義M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用對通信系統(tǒng)需求，以及M2M經(jīng)典應(yīng)用場景。②M2M功效架構(gòu)（TS

102690）：定義M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用功效架構(gòu)以及相關(guān)呼叫會話流程。③智能電表（SmartMetering）應(yīng)用場景（TS102691）：智能電表應(yīng)用場景和相關(guān)技術(shù)問題。④電子衛(wèi)生保?。╡Health）應(yīng)用場景（TS102732）：電子醫(yī)療應(yīng)用場景和相關(guān)技術(shù)問題。⑤消費者連接（ConnectedConsumers）應(yīng)用場景（TS102857）：消費者連接應(yīng)用場景和相關(guān)技術(shù)問題。⑥M2M定義（TS102725）：M2M相關(guān)定義和名詞術(shù)語。第53頁

3GPPM2M標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展3GPP針對M2M研究主要從移動網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，研究M2M應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)影響，包含網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)等。3GPP在標(biāo)準(zhǔn)制訂過程中，也將M2M稱作機(jī)器類通信（MachineTypeCommunications，MTC）。在5月，3GPP制訂了研究項目—針對機(jī)器類通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（NetworkImprovementforMachineTypeCommunications，NIMTC）。3GPP于年11月制訂技術(shù)匯報TS22.368中定義MTC普通需求，以及有別于人與人間通信一些獨特業(yè)務(wù)需求，并詳述了為滿足MTC業(yè)務(wù)需求，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化需要做一些工作。第54頁3GPP對于M2M研究范圍只討論移動網(wǎng)M2M通信；只定義M2M業(yè)務(wù)，不詳細(xì)定義特殊M2M應(yīng)用；無線側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)改進(jìn)，不討論跟SIM卡和/或SIM卡管理新模型相關(guān)內(nèi)容第55頁MTC普通業(yè)務(wù)需求尋址計費標(biāo)識安全對MTC設(shè)備遠(yuǎn)程管理第56頁MTC獨特業(yè)務(wù)需求MTC設(shè)備易被偷盜/毀壞時間控制無線網(wǎng)絡(luò)擁塞關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)擁塞信令網(wǎng)絡(luò)擁塞訪問控制低功耗特定位置觸發(fā)漫游MTC設(shè)備端到端安全性第57頁

CCSAM2M標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（CCSA）泛在網(wǎng)技術(shù)工作委員會（TC10）包含總體組、感知延伸組、應(yīng)用組和網(wǎng)絡(luò)組M2M應(yīng)用通信協(xié)議技術(shù)要求由網(wǎng)絡(luò)組進(jìn)行研究第58頁CCSA對M2M標(biāo)準(zhǔn)化兩個方面

①

M2M業(yè)務(wù)總體技術(shù)要求：包含M2M業(yè)務(wù)定義、業(yè)務(wù)特征、應(yīng)用場景和業(yè)務(wù)需求，M2M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接口、計費、認(rèn)證鑒權(quán)和網(wǎng)絡(luò)管理等方面技術(shù)要求。第59頁CCSA對M2M標(biāo)準(zhǔn)化兩個方面 ②M2M應(yīng)用通信協(xié)議技術(shù)要求：包含M2M終端設(shè)備與M2M平臺間、M2M平臺與M2M應(yīng)用平臺間通信協(xié)議協(xié)議概述、協(xié)議結(jié)構(gòu)、報文定義、報文交互機(jī)制、安全機(jī)制等。第60頁M2M面臨問題

缺乏完整標(biāo)準(zhǔn)體系商業(yè)模式不清楚，未形成共贏、規(guī)?；a(chǎn)業(yè)鏈窄帶網(wǎng)絡(luò)限制了M2M業(yè)務(wù)發(fā)展以及業(yè)務(wù)信息承載方式多樣性M2M業(yè)務(wù)運行支撐系統(tǒng)不完善，不能完全有效地支撐M2M業(yè)務(wù)運行M2M各行業(yè)間融合難度大第61頁6.2云計算

6.2.1云計算介紹6.2.2云計算應(yīng)用實例6.2.3物聯(lián)網(wǎng)與云計算

第62頁主要內(nèi)容

本節(jié)主要介紹一個適合大規(guī)模信息處理、管理、存放新型計算基礎(chǔ)設(shè)施—云計算。第63頁

6.2.1云計算介紹

1．云計算定義及云參考模型： 云計算含義：云計算中“云”主要是指能夠提供無窮資源（如計算、存放、帶寬等）一個全新計算模式，經(jīng)過云能夠?qū)⒂嬎隳芰Α⒕W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、商業(yè)處理平臺、存放空間、帶寬資源等按照約定服務(wù)水平協(xié)議（ServiceLevelAgreement，SLA）有償?shù)靥峁┙o云客戶，不論你身處何處、何時使用。這種模式將計算和處理能力轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)中，從而降低以往個人或企業(yè)維護(hù)計算機(jī)軟件、硬件、帶寬、能源等資源開銷。第64頁第65頁眾多教授和學(xué)者依據(jù)各自了解提出云計算定義：

學(xué)者/機(jī)構(gòu)年份云計算定義M.Klems云計算能夠依據(jù)用戶需求在幾分鐘（甚至幾秒鐘）內(nèi)，向用戶提供相關(guān)資源（服務(wù)器、存放、帶寬等）來擴(kuò)充用戶當(dāng)前所擁有資源，而不是通常幾天或是幾星期，所以云計算防止了用戶自有服務(wù)器各種問題，如服務(wù)器資源閑置，或是過載R.Buyya云是一個并行和分布式處理系統(tǒng)，其中包含眾多相互連接和虛擬化計算機(jī)，云所包含資源都能夠單位化成一些計算資源，動態(tài)地提供給云計算用戶使用，同時云計算提供者需要確保與云計算用戶所達(dá)成服務(wù)水平協(xié)議（SLA）R.Cohen云計算囊括了眾多熱門技術(shù)，如布署、負(fù)載均衡、按需提供、商業(yè)模式、架構(gòu)（如Web2.0）。它是軟件開發(fā)模式下一階段（software10.0）。R.Cohen認(rèn)為云計算能夠描述為以互聯(lián)網(wǎng)為中心軟件（Internetcentricsoftware）J.Kaplan云計算能夠向用戶提供一系列基于Web業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)能夠提供各種各樣功效，用戶經(jīng)過量入為出（payasyougo）方式支付所使用功效。這些功效假如不經(jīng)過云來提供話，用戶需要花費大量資金來布署軟件和硬件設(shè)備，而且需要專業(yè)技術(shù)人員來維護(hù)這些設(shè)備。云計算實現(xiàn)了早期關(guān)于效用計算（utilitycomputing）構(gòu)想，而且不需要復(fù)雜技術(shù)第66頁學(xué)者/機(jī)構(gòu)年份云計算定義K.Sheynkman云計算使硬件資源能夠按照用戶消費需求，將計算能力和存放能力提供給用戶。對企業(yè)來說，云計算能夠依據(jù)業(yè)務(wù)和應(yīng)用需求提供簡單配置、布署、動態(tài)擴(kuò)展和管理虛擬硬件環(huán)境J.Pritzker云是一個巨大、資源池，這些資源能夠按需分配、虛擬化、計費LuisM.Vaquero云是一個巨大、易用、易訪問虛擬資源池（如硬件、開發(fā)平臺和/或業(yè)務(wù)）。這些資源能夠動態(tài)地重新配置來調(diào)整負(fù)載，以抵達(dá)最優(yōu)資源利用率。這些資源通常按照按需付費方式使用，依據(jù)和用戶達(dá)成SLA來確保服務(wù)質(zhì)量IanFoster云計算是一個受規(guī)模經(jīng)濟(jì)驅(qū)動大規(guī)模分布式計算模式。云計算中抽象、虛擬、可動態(tài)擴(kuò)展、可管理計算能力、存放、平臺和業(yè)務(wù)能夠按需經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)提供給需要云計算用戶來使用美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）云計算是一個能夠經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)方便利、按需方式來訪問一個共享資源池來獲取計算資源（如網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存放、應(yīng)用和服務(wù)）模式，這些資源可配置，并能夠快速獲取和釋放。云模式能夠提升可用性而且由5種基本屬性、3種服務(wù)模式和4種布署模式組成第67頁

NIST定義

美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）云計算定義被普遍接收，在這里主要介紹NIST關(guān)于云計算定義

第68頁（1）5種基本屬性

云計算業(yè)務(wù)能夠描述為5種基本屬性，這5種基本屬性與傳統(tǒng)計算方式區(qū)分和聯(lián)絡(luò)以下。美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院云計算定義圖第69頁按需自助服務(wù)（On-demandself-service）：客戶能夠依據(jù)需求自動地獲取計算能力，比如服務(wù)器計算時間和網(wǎng)絡(luò)存放空間，而不需要和云服務(wù)提供商進(jìn)行直接談判。廣泛網(wǎng)絡(luò)接入（Broadnetworkaccess）：計算能力可經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)提供，并經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制進(jìn)行訪問，使得各種客戶端（比如移動電話、便攜式電腦或PDA）和其它傳統(tǒng)或是基于云軟件平臺均能夠使用云計算。第70頁資源池（Resourcepooling）：云計算服務(wù)提供商各種資源被池化，并經(jīng)過多租戶模式為多客戶提供多樣服務(wù)，并依據(jù)客戶需求動態(tài)提供或重新分配物理或虛擬化資源。第71頁快速彈性：服務(wù)規(guī)模能夠快速、彈性地擴(kuò)大或縮小。按量計費服務(wù)：云系統(tǒng)對服務(wù)對象在一定程度上進(jìn)行適當(dāng)抽象，并提供服務(wù)計量能力。第72頁（2）3種服務(wù)模式

服務(wù)模式能夠分為3種基本類型和其它派生模式。這3種基本模式能夠簡寫為“SPI模式”，即分別為Software，PlatformorInfrastructure（asaService）。第73頁SoftwareasaService（SaaS）：云計算提供商為用戶提供業(yè)務(wù)是運行在其云基礎(chǔ)設(shè)施上應(yīng)用程序使用能力。這種應(yīng)用程序能被各種客戶端設(shè)備經(jīng)過Web形式訪問，比如Web瀏覽器。第74頁PlatformasaService（PaaS）：用戶能夠?qū)⒆约簱碛谢蚴琴徶脩?yīng)用程序經(jīng)過使用云計算提供商提供編程語言和工具布署到云基礎(chǔ)設(shè)施上。一樣云用戶也無法管理和控制底層云基礎(chǔ)設(shè)施，包含網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、操作系統(tǒng)、存放，但能夠控制他們布署應(yīng)用程序和應(yīng)用程序配置環(huán)境。第75頁InfrastructureasaService（IaaS）：云計算提供商為客戶提供處理能力、存放能力、網(wǎng)絡(luò)和其它基本計算資源，用戶能夠使用這些資源布署或運行他們自己軟件。第76頁（3）4種布署模式①公共云公共云能夠把來自許多不一樣客戶作業(yè)在云內(nèi)服務(wù)器、存放系統(tǒng)和其它基礎(chǔ)設(shè)施上混合在一起。防止了用戶暫時需要大規(guī)模計算和存放資源而布署硬件和軟件資源風(fēng)險和開銷。第77頁②小區(qū)云 云基礎(chǔ)設(shè)施被幾個組織所共享，以支持某個含有共同需求（比如任務(wù)、安全需求、策略域）小區(qū)。小區(qū)云能夠被該組織管理，也能夠委托第三方管理。第78頁③專用云 專用云主要面向需要大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、存放企業(yè)。專用云是由單個客戶所擁有基礎(chǔ)設(shè)施，該客戶完全控制哪些應(yīng)用程序在哪里運行。普通來說專用云擴(kuò)展性沒有公共云高。

第79頁④混合云云基礎(chǔ)設(shè)施由兩個或兩個以上相對獨立云組成，為了確保數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序可移植性，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化接口或是專用技術(shù)為不一樣云客戶提供服務(wù)。第80頁混合云提供了一個靈活辦法為云用戶來決定怎樣在公共云和專用云上布署他們應(yīng)用，假如應(yīng)用數(shù)據(jù)量很小，不過需要很大計算能力，那么混合云或許是一個比很好選擇。第81頁

上述4種云都有一個或兩種布署方式：內(nèi)部或外部。內(nèi)部是指位于云擁有者內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，享受和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)其它用戶一樣網(wǎng)絡(luò)安全策略，通常專用云普通都布署在內(nèi)部。而外部是指布署在公有網(wǎng)絡(luò)上，公共云普通布署在外部。第82頁（4）云計算參考模型這里主要介紹云安全聯(lián)盟（CSA）給出一個參考模型，如圖所表示云計算參考模型第83頁IaaS是全部云業(yè)務(wù)基礎(chǔ)，PaaS建立在IaaS之上，SaaS建立在PaaS之上。

IaaS:IaaS包含全部基礎(chǔ)設(shè)施資源，如云計算中全部硬件資源。IaaS能夠提供（或是不提供）對基礎(chǔ)設(shè)施資源抽象能力，而且為這些抽象資源提供物理或是邏輯連接功效。第84頁PaaS:PaaS在IaaS和SaaS之間提供了額外一層，PaaS是對開發(fā)環(huán)境抽象封裝和對有效服務(wù)負(fù)載封裝，主要用于構(gòu)建應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境、中間件和其它功效（如數(shù)據(jù)庫、消息功效、排隊功效）。第85頁SaaS:SaaS位于IaaS和PaaS之上，為用戶提供包含內(nèi)容服務(wù)、內(nèi)容展現(xiàn)、商業(yè)應(yīng)用和管理能力。經(jīng)典SaaS是S和GoogleApps，提供基本商業(yè)服務(wù)，如電子郵件。第86頁2．云計算發(fā)展歷史

普通來說有6個階段:第1階段，用戶經(jīng)過終端共享一個大型機(jī)，那時終端僅僅是一臺顯示器和一個鍵盤。第2階段，出現(xiàn)了能夠獨立運行計算機(jī)，用戶無須再依靠大型機(jī)，不過這一階段計算機(jī)還不能聯(lián)網(wǎng)。第87頁 第3階段，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)使得不一樣計算機(jī)能夠相互連接起來共享資源，不過這時網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍還是比較有限。 第4階段，Internet出現(xiàn)使得不一樣計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠相互地連接起來，用戶能夠經(jīng)過Internet來使用遠(yuǎn)程應(yīng)用和資源。第88頁 第5階段，網(wǎng)格技術(shù)出現(xiàn)，使得計算和存放資源能夠愈加方便地共享。第6階段，云計算出現(xiàn)使得用戶能夠經(jīng)過愈加便利方式利用Internet使用各種資源。第89頁客戶端/服務(wù)器（C/S）模式P2P模式兩種計算模式：第90頁計算模式演進(jìn)圖云計算充分利用了C/S結(jié)構(gòu)和P2P結(jié)構(gòu)優(yōu)點第91頁3．云計算組成

云計算由應(yīng)用程序、云客戶端、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、云平臺、業(yè)務(wù)、存放、計算能力等部分組成。第92頁（1）應(yīng)用程序云用戶只需經(jīng)過簡單終端以Web形式來實時地使用云計算上應(yīng)用程序。第93頁（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要求很低，只要能夠運行Web瀏覽器（如Firefox、IE等）終端就能夠成為云客戶端。第94頁（3）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)云計算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要包含與計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)硬件以及安裝這些硬件房間等。普通來說，云計算中計算機(jī)主要是一些廉價且能夠批量生產(chǎn)服務(wù)器。第95頁（4）云平臺云計算平臺主要是指能夠?qū)⒏鞣N云應(yīng)用布署在云計算上方式，也叫PaaS。如使用開源Web應(yīng)用架構(gòu)Rails，S企業(yè)私有PaaSF，GoogleAppEngine（使用Python和Mosso）。第96頁（5）業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)主要是指云客戶使用云計算提供各種服務(wù)。這些業(yè)務(wù)共性是需要非常大存放空間和處理能力，來為用戶提供及時準(zhǔn)確信息。另外一個業(yè)務(wù)是需要大量后臺計算和處理能力。第97頁（6）存放擴(kuò)充存放能力仍是一筆大開銷，尤其是管理眾多物理存放設(shè)備。使用云存放就不會帶來很大開銷，而且能夠帶來很高容錯能力。第98頁（7）計算能力云計算能夠提供處理能力是極大。實際上對使用云計算用戶來說，云計算能夠提供近乎無窮資源，而不但僅限于計算和存放能力。第99頁4．云計算優(yōu)缺點

優(yōu)點：缺點：（1）成本方面（1）安全問題（2）網(wǎng)絡(luò)方面（2）控制問題（3）創(chuàng)新方面（3）開放性問題（4）可擴(kuò)展性方面（5）環(huán)境保護(hù)和節(jié)能方面第100頁（1）成本方面

云計算成本通常比傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心成本低得多。云計算成本節(jié)約是建立在規(guī)模效應(yīng)基礎(chǔ)上，即大量用戶使用云計算，從而極大地提升資源利用率。成本節(jié)約是云計算關(guān)鍵優(yōu)點。第101頁（2）網(wǎng)絡(luò)方面云計算意味著用戶能夠經(jīng)過無處不在互聯(lián)網(wǎng)使用云資源，而且互聯(lián)網(wǎng)中還有非常多其它資源能夠和云計算一起使用。云客戶能夠依據(jù)應(yīng)用特點，靈活調(diào)用互聯(lián)網(wǎng)眾多資源，提升應(yīng)用用戶體驗，進(jìn)而獲取更多利益。第102頁（3）創(chuàng)新方面云計算和云處理方案提供了一個創(chuàng)新計算模式。伴隨技術(shù)發(fā)展，云計算還會提供更多別具特色技術(shù)革新或商業(yè)革新。而使用云計算企業(yè)，就會比使用傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心用戶，創(chuàng)造出更多更新奇應(yīng)用或是商業(yè)模式。第103頁（4）可擴(kuò)展性方面

可擴(kuò)展性主要是指云客戶能夠依據(jù)用戶對資源需要靈活地增加或降低軟硬件資源，而并不需要預(yù)先購置額外資源，有非常靈活高效擴(kuò)展性。第104頁（5）環(huán)境保護(hù)和節(jié)能方面云計算是一個綠色計算模式。綠色計算主要是指云計算資源利用率非常高，相對那些傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心，愈加地環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源。云計算含有顯著優(yōu)點，也有以下不可回避缺點。第105頁（1）安全問題安全主要是指因為云客戶并不能控制云計算內(nèi)部設(shè)施，所以含有潛在數(shù)據(jù)被竊取危險。即使云計算提供了加密、用戶名、密碼、身份管理等安全辦法，企業(yè)可能也并不愿意將機(jī)密信息放到云上。第106頁（2）控制問題云客戶并不能控制所租用云計算資源基礎(chǔ)設(shè)施（物理計算機(jī)），另外用戶或許會因為違反了一些規(guī)則，結(jié)果發(fā)覺賬戶被封了，或是云計算提供商破產(chǎn)了等，造成用戶不能繼續(xù)使用云計算，或是丟失數(shù)據(jù)等。第107頁（3）開放性問題因為每個云計算提供商平臺可能并不是公開，而云客戶假如使用云計算必須按照云計算提供商提供編程語言和API來編寫應(yīng)用程序，那么云客戶應(yīng)用程序在不一樣云計算平臺間移植就會非常困難。第108頁1．微軟企業(yè)WindowsAzure2．IBM企業(yè)“藍(lán)云”3．亞馬遜企業(yè)云4．谷歌企業(yè)云

6.2.2云計算應(yīng)用實例

第109頁1．微軟企業(yè)WindowsAzure

WindowsAzure是微軟基于云計算操作系統(tǒng)，提供了“軟件+服務(wù)”計算方法，用于幫助開發(fā)者開發(fā)能夠跨越云端和專業(yè)數(shù)據(jù)中心下一代應(yīng)用程序。第110頁Azure服務(wù)平臺包含了以下主要組件：（1）WindowsAzure用于服務(wù)托管，以及可擴(kuò)展存放、計算和網(wǎng)絡(luò)管理。（2）MicrosoftSQLServices可以擴(kuò)展MicrosoftSQLServer應(yīng)用到云中能力。（3）Microsoft.NETServices可方便捷地創(chuàng)建基于云松耦合應(yīng)用程序。另外還包含訪問控制機(jī)制，可以保衛(wèi)用戶程序安全。第111頁（4）LiveServices提供了一個一致性方法處理用戶數(shù)據(jù)和程序資源，使得用戶能夠在PC、手機(jī)、PC應(yīng)用程序和Web網(wǎng)站上存放、共享和同時文檔、照片、文件以及其它信息。（5）MicrosoftSharePointServices和MicrosoftDynamicsCRMServices，用于在云端提供針對業(yè)務(wù)內(nèi)容、協(xié)作和快速開發(fā)服務(wù)，建立更強客戶關(guān)系。第112頁2．IBM企業(yè)“藍(lán)云”

IBM在高性能并行機(jī)集群技術(shù)上有著領(lǐng)導(dǎo)性優(yōu)勢，世界上最快高性能計算機(jī)大多出自IBM。IBM“藍(lán)云”計算平臺是一套軟、硬件平臺，將Internet上使用技術(shù)擴(kuò)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)計算環(huán)境。第113頁藍(lán)云作為由IBM云計算中心開發(fā)企業(yè)級云計算處理方案，能夠?qū)ζ髽I(yè)現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行整合，經(jīng)過虛擬化技術(shù)和自動化技術(shù)，構(gòu)建企業(yè)自己云計算中心，實現(xiàn)企業(yè)硬件資源和軟件資源統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分配、統(tǒng)一布署、統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一備份。第114頁3．亞馬遜企業(yè)云

Amazon云計算主要包含AmazonS3、AmazonSimpleDB和AmazonEC2。第115頁（1）AmazonS3AmazonS3主要提供可靠網(wǎng)絡(luò)存放服務(wù)。S3由對象和存放桶兩部分組成。對象是最基本存放實體。存放桶是存放對象容器，每個桶能夠存放無數(shù)對象。云平臺上應(yīng)用程序能夠經(jīng)過REST或者SOAP接口訪問S3中數(shù)據(jù)。第116頁（2）AmazonSimpleDB

AmazonSimpleDB是一個支持結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存放和查詢操作輕量級數(shù)據(jù)庫服務(wù)。SimpleDB存放模型分三層：域、項、屬性。用戶數(shù)據(jù)按照域進(jìn)行邏輯劃分。SimpleDB提供兩種服務(wù)訪問方式：REST接口和SOAP接口。第117頁（3）AmazonEC2

AmazonEC2是一個云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。該服務(wù)基于服務(wù)器虛擬化技術(shù)，致力于為用戶提供大規(guī)?？煽靠缮炜s計算運行環(huán)境。 AMI運行環(huán)境是一個大規(guī)模虛擬機(jī)運行環(huán)境，擁有龐大規(guī)模物理機(jī)資源池和虛擬機(jī)運行平臺。第118頁4．谷歌企業(yè)云

谷歌（Google）是最大云計算使用者，向企業(yè)開放了他們“云”。 Google搜索引擎建立在分布于200多個地點、超出100萬臺服務(wù)器支撐之上。云計算三大法寶：GFS、MapReduce和BigTable第119頁4．谷歌企業(yè)云

BigTable數(shù)據(jù)模型圖第120頁云計算三大法寶：GFS、MapReduce和BigTable（1）GoogleFileSystem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第121頁（1）GoogleFileSystem文件系統(tǒng) GFS是一個可擴(kuò)展分布式文件系統(tǒng)，用于大型、分布式、對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問應(yīng)用。集群中節(jié)點失效是一個常態(tài)，不是一個異常，GFS將其作為常見情況加以處理。第122頁Google文件系統(tǒng)中文件讀寫模式和傳統(tǒng)文件系統(tǒng)不一樣。大部分文件更新是經(jīng)過添加新數(shù)據(jù)完成，而不是改變已存在數(shù)據(jù)，在一個文件中隨機(jī)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)都有這些特征。第123頁一個GFS集群包含一個主服務(wù)器和多個塊服務(wù)器，被多個客戶端訪問。大文件被分割成固定尺寸塊，在每個塊創(chuàng)建時候，服務(wù)器分配給它一個不變、全球唯一64位塊句柄對它進(jìn)行標(biāo)識。第124頁GFS結(jié)構(gòu)第125頁經(jīng)過服務(wù)器端和客戶端聯(lián)合設(shè)計GFS客戶端代碼被嵌入到每個程序里，它實現(xiàn)了Google文件系統(tǒng)API，幫助應(yīng)用程序與主服務(wù)器和塊服務(wù)器通信，對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫?？蛻舳烁鞣?wù)器交互進(jìn)行元數(shù)據(jù)操作，不過全部數(shù)據(jù)操作通信都是直接和塊服務(wù)器進(jìn)行。GFS對應(yīng)用支持到達(dá)性能與可用性最優(yōu)。第126頁（2）MapReduce分布式編程環(huán)境MapReduce是Google實現(xiàn)一套大規(guī)模數(shù)據(jù)處理編程規(guī)范Map/Reduce系統(tǒng)，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集（大于1TB）并行運算。第127頁Map/Reduce經(jīng)過“Map（映射）”和“Reduce（化簡）”這么兩個簡單概念來參加運算，用戶只需要提供自己Map函數(shù)以及Reduce函數(shù)就能夠在集群上進(jìn)行大規(guī)模分布式數(shù)據(jù)處理。程序編寫人員能夠不用去顧慮集群可靠性、可擴(kuò)展性等問題。第128頁（3）分布式大規(guī)模數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)BigTable構(gòu)建于上述兩項基礎(chǔ)之上第三個云計算平臺就是將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)擴(kuò)展到分布式平臺上BigTable系統(tǒng)。BigTable使用結(jié)構(gòu)化文件來存放數(shù)據(jù)。它不是一個關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，它不支持關(guān)聯(lián)或是類似于SQL高級查詢，取而代之是多級映射數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第129頁

BigTable數(shù)據(jù)格式

在BigTable模型中數(shù)據(jù)模型包含行列以及對應(yīng)時間戳，全部數(shù)據(jù)都存放在表格中單元里。BigTable內(nèi)容按行來劃分，將多個行組成一個小表，保留到某一個服務(wù)器節(jié)點中。這一個小表就被稱為tablet。第130頁BigTable數(shù)據(jù)格式第131頁應(yīng)用程序Docs除了這三個部分之外，Google還建立了分布式程序調(diào)度器、分布式鎖服務(wù)等一系列相關(guān)云計算服務(wù)平臺。Google在其云計算基礎(chǔ)設(shè)施之上建立了一系列新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。其中經(jīng)典Google云計算應(yīng)用程序就是Google推出Docs網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序。第132頁Docs可經(jīng)過瀏覽器方式訪問遠(yuǎn)端大規(guī)模存放與計算服務(wù)。GoogleDocs是一個基于Web工具，有簡單易用文檔權(quán)限管理，統(tǒng)計全部用戶對文檔所做修改。GoogleDocs這些功效令它非常適合用于網(wǎng)上共享與協(xié)作編輯文檔，能夠替換MicroOffice對應(yīng)部分功效。第133頁GOOGLEDocs首頁第134頁

6.2.3物聯(lián)網(wǎng)與云計算

物聯(lián)網(wǎng)是走向智能社會一個主要步驟，物聯(lián)網(wǎng)將逐步融入到我們工作和生活方方面面，提供更多智能服務(wù)。 物聯(lián)網(wǎng)一個特點是能把周圍世界任何事物連接起來，從而形成一個巨大網(wǎng)絡(luò)，第135頁物聯(lián)網(wǎng)第136頁物聯(lián)網(wǎng)時代能夠?qū)⒁磺形镔|(zhì)進(jìn)行信息化，比如說物質(zhì)位置、大小、狀態(tài)等，都能夠經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)化為信息進(jìn)行儲存。人們再經(jīng)過對信息重組、挖掘等處理產(chǎn)生知識并用于智能控制。

物聯(lián)網(wǎng)第137頁

云計算與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合云計算優(yōu)點使物聯(lián)網(wǎng)各種應(yīng)用都能夠建立在云計算平臺上。物聯(lián)網(wǎng)終端計算能力和存放空間有限，但卻有很強聯(lián)網(wǎng)能力。而云計算有強大計算能力、靠近無限存放空間，支撐各種軟件和信息服務(wù)，能夠與物聯(lián)網(wǎng)很好地結(jié)合。第138頁6.3物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)典應(yīng)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智能交通第139頁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給者向需求者智能移動過程，為供方提供最大化利潤，為需方提供最正確服務(wù)，最大程度地保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，形成完備智能社會物流管理體系。第140頁2．智能物流系統(tǒng)組成及特點（1）系統(tǒng)組成：

結(jié)構(gòu)1——按物流功效劃分：

對物流設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控智能系統(tǒng)；

對物流信息資源進(jìn)行處理智能系統(tǒng)；

為客戶提供服務(wù)智能系統(tǒng)；

對物流系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控與管理智能系統(tǒng)。

第141頁結(jié)構(gòu)2——按物流服務(wù)管理劃分：前臺用戶服務(wù)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)。第142頁（2）案例—鐵路物資智能配送 鐵路物資流通網(wǎng)面臨問題：與全國物資流通條塊相重、縱橫交織、相互競爭；網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部相繼出現(xiàn)了物資采購分散、貯備重復(fù)、庫存控制困難、流通費用過高、信息反饋速度過慢等缺點。

第143頁 鐵路物資智能配送目標(biāo)：運輸組織優(yōu)化，如預(yù)防空載、提升滿載率，人員和物流設(shè)施效益優(yōu)化第144頁鐵路物資流通網(wǎng)體系：①對鐵路物資配送設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控智能系統(tǒng)②對配送信息資源進(jìn)行處理智能系統(tǒng)③對客戶進(jìn)行服務(wù)智能系統(tǒng)④對配送系統(tǒng)進(jìn)行管理智能系統(tǒng)第145頁（3）智能物流系統(tǒng)特點：①智能化②柔性化③一體化④社會化第146頁3．智能物流主要支撐技術(shù) 智能物流系統(tǒng)只有在物流技術(shù)、智能技術(shù)和相關(guān)技術(shù)支持下才能得以實現(xiàn)，是這些技術(shù)有機(jī)結(jié)合。第147頁（1）自動識別技術(shù) 自動識別技術(shù)是以計算機(jī)、光、機(jī)、電、通信等技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)一個高度自動化數(shù)據(jù)采集技術(shù)。

第148頁 自動識別技術(shù)在20世紀(jì)70年代初步形成規(guī)模，經(jīng)過近40年發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成為由條碼識別技術(shù)、智能識別技術(shù)、光字符識別技術(shù)、射頻識別技術(shù)、生物識別技術(shù)等組成綜合技術(shù)，并正在向集成應(yīng)用方向發(fā)展。第149頁條碼識別技術(shù) 當(dāng)前使用最廣泛自動識別技術(shù)，它是利用光電掃描設(shè)備識讀條碼符號，從而實現(xiàn)信息自動錄入。 較常使用碼制有：UPC條碼、128條碼、交插二五條碼、三九條碼、庫德巴條碼等。第150頁生物識別技術(shù)

是利用人類本身生理或行為特征進(jìn)行身份認(rèn)定一個技術(shù)。

人們已經(jīng)發(fā)展了虹膜識別技術(shù)、視網(wǎng)膜識別技術(shù)、面部識別技術(shù)、署名識別技術(shù)、聲音識別技術(shù)、指紋識別技術(shù)六種生物識別技術(shù)。虹膜識別技術(shù)第151頁射頻識別（RFID）

射頻識別（RFID）技術(shù)是近幾年發(fā)展起來當(dāng)代自動識別技術(shù)。

它能夠識別高速運動物體，也能夠同時識讀多個對象，含有抗惡劣環(huán)境、保密性強等特點。RFID標(biāo)簽第152頁（2）數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù) 它是一個面向主題、集成、非易失、時變數(shù)據(jù)集合。 數(shù)據(jù)倉庫目標(biāo)是把起源不一樣、結(jié)構(gòu)相異數(shù)據(jù)經(jīng)加工后在數(shù)據(jù)倉庫中存放、提取和維護(hù)，支持全方面、大量復(fù)雜數(shù)據(jù)分析處理和高層次決議支持。第153頁 數(shù)據(jù)挖掘是從大量、不完全、有噪聲、含糊及隨機(jī)實際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，挖掘出隱含、未知、對決議有潛在價值知識和規(guī)則過程。普通分為描述型數(shù)據(jù)挖掘和預(yù)測型數(shù)據(jù)挖掘兩種。第154頁（3）人工智能技術(shù) 人工智能是探索研究用各種機(jī)器模擬人類智能路徑，使人類智能得以物化與延伸一門學(xué)科。第155頁4．智能物流小結(jié) 智能物流能夠優(yōu)化物流管理流程，提升工作效率，降低企業(yè)運行成本，同時加緊物流信息反饋速度，防止信息流中止，提升物流時效性?？蛻綦娮邮鹈麆t保障了簽收安全性，提升信息錄入準(zhǔn)確性。

第156頁6.3.2智能視頻監(jiān)控

1．智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述

智能視頻監(jiān)控技術(shù)主要包含對視頻圖像序列自動地進(jìn)行運動對象提取、描述、跟蹤、識別和行為分析等。

應(yīng)用場所：軍隊、銀行、商店、停車場等第157頁智能視頻監(jiān)控優(yōu)點：（1）24×7全天可靠監(jiān)控（2）提升報警準(zhǔn)確度（3）提升響應(yīng)速度第158頁2．智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理及應(yīng)用（1）智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理及系統(tǒng)流程 智能視頻監(jiān)控以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控為基礎(chǔ)，但又有別于普通網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控，它是一個更高端視頻監(jiān)控應(yīng)用。第159頁智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)流程第160頁（2）應(yīng)用實例—煤礦安全生產(chǎn)智能視頻聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng)第161頁①視頻集成控制 將已經(jīng)有工業(yè)電視攝像頭和安全監(jiān)控攝像頭統(tǒng)一管理起來②智能視頻分析系統(tǒng) 智能視頻分析系統(tǒng)功效主要分為視頻動態(tài)偵測、視頻靜態(tài)偵測、主要區(qū)域監(jiān)測三類。第162頁③視頻聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng) 視頻聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng)需要管理視頻監(jiān)控畫面和聯(lián)動監(jiān)控畫面。第163頁（3）智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域包含安全相關(guān)類和非安全相關(guān)類。 安全類相關(guān)應(yīng)用：①高級視頻移動偵測②物體追蹤③人物面部識別④車輛識別⑤非法滯留第164頁

這些應(yīng)用主要是幫助政府或其它機(jī)構(gòu)安全部門提升室外大地域公共環(huán)境安全防護(hù)人物面部識別第165頁 非安全相關(guān)類應(yīng)用：①人數(shù)統(tǒng)計、②人群控制、③注意力控制、④交通流量控制第166頁3．智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)（1）移動目標(biāo)提取 移動目標(biāo)提取運動檢測是從圖像序列中將改變區(qū)域從背景圖像中提取出來。 兩種視頻分析方法：背景減除法、時間差分方法第167頁（2）移動目標(biāo)跟蹤 等價于在連續(xù)圖像幀間，創(chuàng)建基于位置、速度、形狀、紋理、色彩等相關(guān)特征對應(yīng)匹配問題。 慣用數(shù)學(xué)工具：卡爾曼濾波、Condensation算法及動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等第168頁（3）目標(biāo)分類 從檢測到運動區(qū)域中將特定類型物體運動區(qū)域提取出來，比如分類場景中人、車輛、人群等不一樣目標(biāo)。 分為基于運動特征分類和基于形狀信息分類兩種目標(biāo)分類。第169頁（4）行為識別 目標(biāo)行為識別是近年來被廣泛關(guān)注研究熱點，它是指對目標(biāo)運動模式進(jìn)行分析和識別。第170頁4．智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)小結(jié) 從應(yīng)用角度來看，當(dāng)前智能視頻監(jiān)控還是一個高檔次應(yīng)用，主要應(yīng)用于一些特定場所。 從產(chǎn)業(yè)角度看，物聯(lián)網(wǎng)概念正式提出能夠被看做IT產(chǎn)業(yè)對安防產(chǎn)業(yè)再度吹響融合號角。第171頁6.3.3智能家居1．智能家居系統(tǒng)概述

智能家居能夠定義為一個目標(biāo)或一個系統(tǒng)。

使用到技術(shù)：計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和綜合布線技術(shù)。

第172頁 智能家居系統(tǒng)是為了讓家居生活愈加安全、舒適和高效。第173頁2．智能家居系統(tǒng)組成智能家居系統(tǒng)由4部分組成：智能家居控制器主機(jī)單元家庭通信網(wǎng)主機(jī)單元家庭設(shè)備自動化單元家庭安全防范單元第174頁3．智能家居系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)（1）家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組建 家庭內(nèi)部組網(wǎng)，主要是實現(xiàn)各種信息家電之間數(shù)據(jù)傳輸，把外部連接傳入數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?yīng)家電上