云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)

第5章云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)5.1云計(jì)算及其開展5.2主流的云計(jì)算技術(shù)5.3物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用5.4云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)5.1云計(jì)算及其開展很少有一種技術(shù)能夠像“云計(jì)算〞這樣，在短短幾年間就產(chǎn)生巨大的影響力。Google〔谷歌〕、Amazon〔亞馬遜〕、IBM和微軟等IT巨頭們以前所未有的速度和規(guī)模推動(dòng)云計(jì)算技術(shù)和產(chǎn)品的普及，如今業(yè)界已對云計(jì)算有高度認(rèn)同。5.1云計(jì)算及其開展云計(jì)算〔CloudComputing〕是指基于因特網(wǎng)的超級(jí)計(jì)算模式。即把存儲(chǔ)于個(gè)人電腦、移動(dòng)和其他設(shè)備上的大量信息和處理器資源集中在一起，協(xié)同工作。云計(jì)算是在2007年第3季度才正式誕生的新名詞，但很快，其受到關(guān)注的程度甚至超過了網(wǎng)格計(jì)算〔GridComputing)等概念。5.1.1云計(jì)算的定義云計(jì)算〔圖5-1〕是并行計(jì)算、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的開展，或者說是這些計(jì)算科學(xué)概念的商業(yè)化實(shí)現(xiàn)。劉鵬在其主編的《云計(jì)算》〔電子工業(yè)出版社，2023〕一書中，對云計(jì)算給出如下定義：云計(jì)算是一種商業(yè)計(jì)算模型，它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使用戶能夠按需獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和信息效勞。圖5-1云計(jì)算5.1.1云計(jì)算的定義從研究現(xiàn)狀看，云計(jì)算具有以下特點(diǎn)：1〕超大規(guī)模?！霸屁暰哂邢喈?dāng)?shù)囊?guī)模。Google云計(jì)算已經(jīng)擁有100多萬臺(tái)效勞器，Amazon、IBM、微軟和Yahoo等公司的“云〞均擁有幾十萬臺(tái)效勞器?！霸屁暷苜x予用戶前所未有的計(jì)算能力。2〕虛擬化。云計(jì)算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取效勞。所請求的資源來自“云〞，而不是固定的有形實(shí)體。應(yīng)用在“云〞中某處運(yùn)行，但實(shí)際上用戶無需了解應(yīng)用運(yùn)行的具體位置，只需要一臺(tái)筆記本或一個(gè)PDA，就可以通過網(wǎng)絡(luò)效勞來獲取各種能力超強(qiáng)的效勞。3〕高可靠性?！霸屁暿褂昧藬?shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來保障效勞的高可靠性，因此，可以認(rèn)為：使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)更加可靠。5.1.1云計(jì)算的定義4〕通用性。云計(jì)算不針對特定的應(yīng)用，在“云〞的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一片“云〞可以同時(shí)支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行。5〕高可伸縮性?！霸屁暤囊?guī)模可以動(dòng)態(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需要。6〕按需效勞?！霸屁暿且粋€(gè)龐大的資源池，用戶按需購置效勞，像自來水、電和煤氣那樣計(jì)費(fèi)。7〕極其廉價(jià)?！霸屁暤奶厥馊蒎e(cuò)措施使得可以采用極其廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)來構(gòu)成云；“云〞的自動(dòng)化管理使數(shù)據(jù)中心管理本錢大幅降低；“云〞的公用性和通用性使資源的利用率大幅提升；“云〞設(shè)施可以建在電力資源豐富的地區(qū)，從而大幅降低能源本錢。因此“云〞具有前所未有的性能價(jià)格比。5.1.1云計(jì)算的定義按照效勞類型，云計(jì)算大致可以分為三類：將根底設(shè)施作為效勞JaaS、將平臺(tái)作為效勞PaaS和將軟件作為效勞SaaS，如圖5-2所示。圖5-2云計(jì)算的效勞類型5.1.2云計(jì)算實(shí)現(xiàn)機(jī)制云計(jì)算分為IaaS、PaaS和SaaS三種類型，不同的廠家又提供了不同的解決方案，并沒有一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)。綜合不同廠家的方案，構(gòu)造一個(gè)供參考的云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)如圖5-3所示，它概括了不同解決方案的主要特征。圖5-3云計(jì)算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)5.1.2云計(jì)算實(shí)現(xiàn)機(jī)制云計(jì)算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)分為四層：物理資源層、資源池層、管理中間件層和SOA〔Service-OrientedArchitecture，面向效勞的體系結(jié)構(gòu)〕構(gòu)建層。物理資源層包括計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫和軟件等。資源池層是將大量相同類型的資源構(gòu)成同構(gòu)或接近同構(gòu)的資源池，如計(jì)算資源池、數(shù)據(jù)資源池等。構(gòu)建資源池更多的是物理資源的集成和管理工作，例如研究在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的空間如何裝下2000個(gè)效勞器、解決散熱和故障節(jié)點(diǎn)替換的問題并降低能耗。5.1.2云計(jì)算實(shí)現(xiàn)機(jī)制管理中間件層負(fù)責(zé)對云計(jì)算的資源進(jìn)行管理，并對眾多應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，使資源能夠高效、平安地為應(yīng)用提供效勞。SOA構(gòu)建層將云計(jì)算能力封裝成標(biāo)準(zhǔn)的WebServices效勞，并納入到SOA體系進(jìn)行管理和使用，包括效勞接口、效勞注冊、效勞查找、效勞訪問和效勞工作流等。管理中間件層和資源池層是云計(jì)算技術(shù)的最關(guān)鍵局部，SOA構(gòu)建層的功能更多依靠外部設(shè)施提供。5.1.3網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算網(wǎng)格〔Grid〕是20世紀(jì)90年代中期開展起來的下一代因特網(wǎng)核心技術(shù)。網(wǎng)格技術(shù)的開創(chuàng)者IanFoster將之定義為“在動(dòng)態(tài)、多機(jī)構(gòu)參與的虛擬組織中協(xié)同共享資源和求解問題〞。網(wǎng)格是在網(wǎng)絡(luò)根底之上，基于SOA，使用互操作、按需集成等技術(shù)手段，將分散在不同地理位置的資源虛擬成為一個(gè)有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)、軟件和設(shè)備等資源的共享，從而大幅提高資源的利用率，使用戶獲得前所未有的計(jì)算和信息能力。5.1.3網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算就像云計(jì)算可以分為IaaS、PaaS和SaaS三種類型一樣，網(wǎng)格計(jì)算也可以分為三種類型：計(jì)算網(wǎng)格、信息網(wǎng)格和知識(shí)網(wǎng)格網(wǎng)。網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算的比較如表5-1所示。表5-1網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算的比較5.1.3網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算的關(guān)系，就像是OSI與TCP/IP之間的關(guān)系：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織〔ISO〕制定的OSI〔開放系統(tǒng)互聯(lián)〕網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，考慮得非常周到，也異常復(fù)雜，雖然很有遠(yuǎn)見，但過于理想，實(shí)現(xiàn)的難度和代價(jià)非常大。當(dāng)OSI的一個(gè)簡化版——TCP/IP將七層協(xié)議簡化為四層，內(nèi)容大大精簡，因而迅速取得了成功。在TCP/IP一統(tǒng)天下之后多年，語義網(wǎng)等問題才被提上議事日程，開始為TCP/IP補(bǔ)課，增加其會(huì)話和表示的能力。因此，可以說OSI是TCP/IP的根底，TCP/IP又推動(dòng)了OSI，兩者滾動(dòng)開展。5.1.3網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算沒有網(wǎng)格計(jì)算打下的根底，云計(jì)算不會(huì)這么快到來。通常意義上的網(wǎng)格以科學(xué)研究為主，非常重視標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，也非常復(fù)雜，但缺乏成功的商業(yè)模式。云計(jì)算是網(wǎng)格計(jì)算的一種簡化形態(tài)，可以說云計(jì)算的成功也是網(wǎng)格的成功。網(wǎng)格不僅要集成異構(gòu)資源，還要解決許多非技術(shù)的協(xié)調(diào)問題，也不像云計(jì)算有成功的商業(yè)模式推動(dòng)，所以實(shí)現(xiàn)起來要比云計(jì)算難度大很多。但對于許多高端科學(xué)或軍事應(yīng)用而言，云計(jì)算是無法滿足需求的，必須依靠網(wǎng)格來解決。5.1.4云計(jì)算的開展環(huán)境云計(jì)算技術(shù)的開展，與3G、因特網(wǎng)和移動(dòng)因特網(wǎng)、三網(wǎng)融合等有著密切的關(guān)系。5.1.4云計(jì)算的開展環(huán)境1.云計(jì)算與3G3G與云計(jì)算互相依存、互相促進(jìn)。一方面，3G為云計(jì)算帶來數(shù)以億計(jì)的寬帶移動(dòng)用戶。例如，2023年是中國的3G元年，當(dāng)年用戶數(shù)就超過了l千萬。這些用戶的終端是、PDA、筆記本、上網(wǎng)本等，計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間有限，卻有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)能力，對云計(jì)算有著天然的需求，實(shí)實(shí)在在地支持著云計(jì)算取得商業(yè)成功；另一方面，云計(jì)算有強(qiáng)大的計(jì)算能力、接近無限的存儲(chǔ)空間，并支撐各種各樣的軟件和信息效勞，能夠?yàn)?G用戶提供更好的用戶體驗(yàn)。5.1.4云計(jì)算的開展環(huán)境2.云計(jì)算與移動(dòng)因特網(wǎng)因特網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)是當(dāng)今最具影響力的兩個(gè)全球性網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)因特網(wǎng)融合了兩者的開展優(yōu)勢，掌握云計(jì)算核心技術(shù)的企業(yè)無疑在移動(dòng)因特網(wǎng)時(shí)代可以獲得更強(qiáng)的主動(dòng)性。移動(dòng)因特網(wǎng)和云計(jì)算是相輔相成的。通過云計(jì)算技術(shù)，軟硬件獲得空前的集約化應(yīng)用，人們通過手持終端就能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)PC的功能。二者在軟硬件設(shè)施本錢上的極大節(jié)約為中小企業(yè)帶來了福音，為人們帶來舒適和便捷。5.1.4云計(jì)算的開展環(huán)境擁有便攜性和通信能力等眾多天然優(yōu)勢，但其計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力弱，雖然各廠商推出的正逐漸向智能化演進(jìn)，但受限于體積和便攜性的要求，短時(shí)間內(nèi)的處理能力難以和計(jì)算機(jī)相比。5.1.4云計(jì)算的開展環(huán)境從這點(diǎn)出發(fā)，云計(jì)算的特點(diǎn)更能在移動(dòng)因特網(wǎng)上充分表達(dá)，將應(yīng)用的“計(jì)算〞與存儲(chǔ)從終端轉(zhuǎn)移到效勞器的云端，從而弱化了對移動(dòng)終端設(shè)備的處理需求。例如，在各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速推陳出新中，很難及時(shí)支持這些新業(yè)務(wù)的要求，成為新業(yè)務(wù)的開展瓶頸。在云計(jì)算下，只要配備功能強(qiáng)大的瀏覽器，就能應(yīng)用各種新業(yè)務(wù)。在后臺(tái)，云計(jì)算的存儲(chǔ)量和計(jì)算能力也解決了存儲(chǔ)量有限和喪失信息的問題。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)與固定計(jì)算、筆記本電腦計(jì)算的協(xié)同。對于追求個(gè)性化的移動(dòng)因特網(wǎng)市場來說，云計(jì)算的力量十分關(guān)鍵。5.1.4云計(jì)算的開展環(huán)境3.云計(jì)算與三網(wǎng)融合所謂“三網(wǎng)融合〞，是指播送電視網(wǎng)、電信網(wǎng)與因特網(wǎng)的融合，其中因特網(wǎng)是核心。云計(jì)算使計(jì)算能力從分散終端向網(wǎng)絡(luò)綜合效勞轉(zhuǎn)變，使商業(yè)模式從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根底設(shè)施向效勞轉(zhuǎn)變，從連接計(jì)算機(jī)資源向連接個(gè)人和設(shè)備轉(zhuǎn)變。云計(jì)算的根底仍然是寬帶，其效勞手段和效勞對象都需要寬帶。5.2主流的云計(jì)算技術(shù)由于云計(jì)算是多種技術(shù)混合演進(jìn)的結(jié)果，其成熟度較高，又有業(yè)內(nèi)大公司推動(dòng)，開展極為迅速。Google、Amazon、IBM、微軟和Yahoo等大公司都是云計(jì)算的先行者。5.2主流的云計(jì)算技術(shù)例如，IBM在2007年11月推出了“改變游戲規(guī)那么〞的“藍(lán)云〞計(jì)算平臺(tái)，為客戶帶來即買即用的云計(jì)算平臺(tái)。它包括一系列自我管理和自我修復(fù)的虛擬化云計(jì)算軟件，使來自全球的應(yīng)用可以訪問分布式的大型效勞器池，使得數(shù)據(jù)中心在類似于因特網(wǎng)的環(huán)境下運(yùn)行計(jì)算。IBM與17個(gè)歐洲組織合作開展名為RESERVOIR的云計(jì)算工程，以“無障礙的資源和效勞虛擬化〞為口號(hào)，歐盟提供了17億歐元作為局部資金。IBM已在全球范圍內(nèi)建立了13個(gè)云計(jì)算中心，并且?guī)椭鷶?shù)個(gè)客戶成功部署了云計(jì)算中心。5.2.1Google云計(jì)算Google是最大的云計(jì)算技術(shù)的使用者。Google搜索引擎建立在分布的200多個(gè)站點(diǎn)、超過100萬臺(tái)效勞器的支撐之上，而且這些設(shè)施的數(shù)量還在迅猛增長。Google的一系列成功應(yīng)用平臺(tái)，包括Google地球、地圖、Gmail、Docs〔谷歌文檔，包括在線文檔、電子表格和演示文稿〕等也同樣使用了這些根底設(shè)施。采用GoogleDocs之類的應(yīng)用，用戶數(shù)據(jù)會(huì)保存在因特網(wǎng)上的某個(gè)位置，可以通過任何一個(gè)與因特網(wǎng)相連的終端十分便利地訪問和共享這些數(shù)據(jù)。Google也允許第三方在Google的云計(jì)算中通過GoogleAppEngine運(yùn)行大型并行應(yīng)用程序。5.2.1Google云計(jì)算Google擁有目前全球最強(qiáng)大的搜索引擎。除了搜索業(yè)務(wù)，Google還有GoogleMaps、GoogleEarth、Gmail、YouTube等其他業(yè)務(wù)。這些應(yīng)用的共性在于數(shù)據(jù)量巨大，且要面向全球用戶提供實(shí)時(shí)效勞，因此，Google必須解決海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和快速處理的問題。Google研發(fā)出了簡單而又高效的技術(shù)，讓多達(dá)百萬臺(tái)的廉價(jià)計(jì)算機(jī)協(xié)同工作，共同完成這些任務(wù)。這些技術(shù)在誕生幾年之后才被命名為Google云計(jì)算技術(shù)。5.2.2Amazon云計(jì)算Amazon〔亞馬遜〕是依靠電子商務(wù)逐步開展起來的，憑借其在電子商務(wù)領(lǐng)域積累的大量根底性設(shè)施、先進(jìn)的分布式計(jì)算技術(shù)和巨大的用戶群體，Amazon很早就進(jìn)入了云計(jì)算領(lǐng)域，并在云計(jì)算、云存儲(chǔ)等方面一直處于領(lǐng)先地位。5.2.2Amazon云計(jì)算在傳統(tǒng)的云計(jì)算效勞根底上，Amazon不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)出了一系列新穎、實(shí)用的云計(jì)算效勞。Amazon研發(fā)了彈性計(jì)算云EC2〔ElasticComputingCloud〕和為企業(yè)提供計(jì)算和存儲(chǔ)效勞的簡單存儲(chǔ)效勞S3〔SimpleStorageService〕。收費(fèi)的效勞工程包括存儲(chǔ)空間、帶寬、CPU資源以及月租費(fèi)。月租費(fèi)與月租費(fèi)類似，存儲(chǔ)空間、帶寬按容量收費(fèi)，CPU根據(jù)運(yùn)算量時(shí)長收費(fèi)。在誕生不到兩年的時(shí)間內(nèi)，Amazon的注冊用戶就達(dá)44萬人，其中包括為數(shù)眾多的企業(yè)級(jí)用戶。5.2.3微軟云計(jì)算微軟的商業(yè)模式建立在個(gè)人計(jì)算機(jī)〔PC〕時(shí)代，在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代軟件免費(fèi)的商業(yè)模式推動(dòng)下，微軟也推出了自己的云計(jì)算平臺(tái)。2023年10月，微軟推出WindowsAzure〔“藍(lán)天〞〕操作系統(tǒng)，這是繼Windows取代DOS之后，微軟的又一次顛覆性轉(zhuǎn)型——通過在因特網(wǎng)架構(gòu)上打造新的云計(jì)算平臺(tái)，讓W(xué)indows真正由PC延伸到“藍(lán)天〞上。5.2.3微軟云計(jì)算1.微軟云計(jì)算平臺(tái)傳統(tǒng)的企業(yè)和用戶在開發(fā)和部署自己的應(yīng)用程序時(shí)，主要有兩種方式：一種是購置和維護(hù)自己的根底設(shè)施，如效勞器、各種桌面軟件等，這需要消耗大量的資金和維護(hù)精力；另一種是租用效勞器或租用虛擬主機(jī)，這種方式大大降低了在人力和資金上的投入，但是對后臺(tái)效勞器的控制權(quán)也隨之降低，有時(shí)會(huì)受到其他應(yīng)用程序的影響。微軟的云計(jì)算技術(shù)有效地結(jié)合了上述兩種方式的優(yōu)點(diǎn)。5.2.3微軟云計(jì)算2.微軟云操作系統(tǒng)WindowsAzure和WindowsXP一樣，WindowsAzure是微軟云計(jì)算戰(zhàn)略的核心——云計(jì)算操作系統(tǒng)。不同于微軟以前的戰(zhàn)略，即向用戶提供軟件，用戶在自己的機(jī)器上安裝和運(yùn)行這些軟件，WindowsAzure是一個(gè)效勞平臺(tái)，用戶利用該平臺(tái)，通過因特網(wǎng)訪問微軟數(shù)據(jù)中心，運(yùn)行Windows應(yīng)用程序和存儲(chǔ)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)，這些應(yīng)用程序可以向用戶提供效勞。WindowsAzure提供了托管的、可擴(kuò)展的、按需應(yīng)用的計(jì)算和存儲(chǔ)資源，同時(shí)還提供了云平臺(tái)管理和動(dòng)態(tài)分配資源的控制手段。5.3物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)〔TheInternetofthings，圖5-14〕的概念是在1999年提出的。所謂“物聯(lián)網(wǎng)〞，就是“物物相連的因特網(wǎng)〞，這里有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和根底仍然是因特網(wǎng)，是在因特網(wǎng)根底上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。圖5-14物聯(lián)網(wǎng)示意5.3.1物聯(lián)網(wǎng)的開展物聯(lián)網(wǎng)過去被稱之為傳感網(wǎng)。1999年，在美國召開的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議提出了，“傳感網(wǎng)是下一個(gè)世紀(jì)人類面臨的又一個(gè)開展機(jī)遇〞。2003年，美國《技術(shù)評(píng)論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。5.3.1物聯(lián)網(wǎng)的開展2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)〔WSIS〕上，國際電信聯(lián)盟〔ITU〕發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)〞的概念。報(bào)告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)〞通信時(shí)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(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換。射頻識(shí)別技術(shù)〔RFID〕、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應(yīng)用。5.3.1物聯(lián)網(wǎng)的開展根據(jù)ITU的描述，在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動(dòng)收發(fā)器，人類在信息與通信世界里將獲得一個(gè)新的溝通維度，從任何時(shí)間任何地點(diǎn)的人與人之間的溝通連接擴(kuò)展到人與物和物與物之間的溝通連接。2023年1月28日，奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次“圓桌會(huì)議〞，作為僅有的兩名代表之一，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球〞這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型根底設(shè)施。5.3.1物聯(lián)網(wǎng)的開展2023年2月24日，IBM大中華區(qū)首席執(zhí)行官錢大群在2023IBM論壇上公布了名為“智慧的地球〞的最新策略。此概念一經(jīng)提出，即得到美國各界的高度關(guān)注，甚至有分析認(rèn)為IBM公司的這一設(shè)想極有可能上升至美國的國家戰(zhàn)略，并在世界范圍內(nèi)引起轟動(dòng)。IBM認(rèn)為，IT產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成物聯(lián)網(wǎng)。5.3.1物聯(lián)網(wǎng)的開展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈可以細(xì)分為標(biāo)識(shí)、感知、處理和信息傳送四個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)分別為RFID、傳感器、智能芯片和電信運(yùn)營商的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。5.3.2物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)至今還沒有約定俗成的公認(rèn)的概念，其根本定義是：把所有物品通過射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與因特網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理?？傮w上說，它是指各類傳感器和現(xiàn)有的因特網(wǎng)相互銜接的一項(xiàng)新技術(shù)?？梢园盐锫?lián)網(wǎng)定義為：通過射頻識(shí)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，把任何物品與因特網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。5.3.2物聯(lián)網(wǎng)的定義或者說：物聯(lián)網(wǎng)指的是將無處不在的末端設(shè)備〔Devices〕和設(shè)施〔Facilities〕，包括具備“內(nèi)在智能〞的傳感器、移動(dòng)終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等、和“外在使能〞〔Enabled〕的，如貼上RFID的各種資產(chǎn)〔Assets〕、攜帶無線終端的個(gè)人與車輛等等“智能化物件或動(dòng)物〞或“智能塵埃〞〔Mote〕，通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通〔M2M)、應(yīng)用大集成〔GrandIntegration)、以及基于云計(jì)算的SaaS營運(yùn)等模式，5.3.2物聯(lián)網(wǎng)的定義在內(nèi)網(wǎng)〔Intranet〕、專網(wǎng)〔Extranet〕和/或因特網(wǎng)環(huán)境下，采用適當(dāng)?shù)男畔⑵桨脖Ｕ蠙C(jī)制，提供平安可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、平安防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級(jí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面等管理和效勞功能，實(shí)現(xiàn)對“萬物〞的“高效、節(jié)能、平安、環(huán)保〞的“管、控、營〞一體化。5.3.2物聯(lián)網(wǎng)的定義在這里，“物〞要滿足以下條件才能夠被納入“物聯(lián)網(wǎng)〞的范圍：1〕要有相應(yīng)信息的接收器；2〕要有數(shù)據(jù)傳輸通路；3〕要有一定的存儲(chǔ)功能；4〕要有CPU；5〕要有操作系統(tǒng)；6〕要有專門的應(yīng)用程序；7〕要有數(shù)據(jù)發(fā)送器；8〕遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議；9〕在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識(shí)別的唯一編號(hào)。5.3.3物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)從技術(shù)架構(gòu)上來看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。見圖5-15。圖5-15物聯(lián)網(wǎng)參考業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)5.3.3物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特性主要表達(dá)在其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，目前綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共平安、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測等各個(gè)行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嘗試，某些行業(yè)已經(jīng)積累一些成功的案例。5.3.4物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的用途已經(jīng)普及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共平安、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護(hù)理、個(gè)人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵查和情報(bào)搜集等眾多領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)〞與現(xiàn)有的因特網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合。5.3.4物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群，能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和根底設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制，在此根底上，人類可以以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，到達(dá)“智慧〞狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。人們正走向“物聯(lián)網(wǎng)〞時(shí)代，但這個(gè)過程可能需要很長的時(shí)間。5.3.4物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用要真正建立一個(gè)有效的物聯(lián)網(wǎng)，有兩個(gè)重要因素。一是規(guī)模性，只有具備了規(guī)模，才能使物品的智能發(fā)揮作用。例如，一個(gè)城市有100萬輛汽車，如果我們只在1萬輛汽車