物联网与云计算

物联网与云计算2011-10-29刘龙物联网由来物联网架构物联网应用物联网与云计算物联网概念的发展历程200519991998MIT的KevinAshton：把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成一个“物联网”EPCglobal的Auto-ID中心：物联网是成千上万的物品采用无线方式接入了Internet的网络。这是物联网概念真正的提出。ITU报告：物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络。2008IBM：互联网＋物联网＝智慧地球1995BillGates在《未来之路》中提及物联网概念物联网概念的发展历程•IBM提出的“智慧地球”概念（建议政府投资新一代的智慧型基础设施）已上升至美国的国家战略。该战略认为IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成“物联网”。2009美国总统奥巴马在其就职演说中着重提到了“智慧的地球”，并决定投资110亿美元进行智能电网的研究建设；2008年-美国智慧地球•物联网行动计划。具体而务实，强调RFID的广泛应用，注重信息安全。2009年6月，欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》（InternetofThings-AnactionplanforEurope），以确保欧洲在建构物联网的过程中起主导作用。行动计划共包括14项内容，主要有管理、隐私及数据保护、“芯片沉默”的权利、潜在危险、关键资源、标准化、研究、公私合作、创新、管理机制、国际对话、环境问题、统计数据和进展监督等一系列工作。2009年-欧盟物联网行动•i-Japan战略。在u-Japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用。2004年，日本信息通信产业的主管机关总务省（MIC）提出2006～2010年间IT发展任务——u-Japan战略。该战略的理念是以人为本，实现所有人与人、物与物、人与物之间的连接，即所谓4U=ForYou（Ubiquitous,Universal,User-oriented,Unique），希望在2010年将日本建设成一个“实现随时、随地、任何物体、任何人（anytime,anywhere,anything,anyone）均可连接的泛在网络社会”。2009年-日本i-Japan战略•继日本提出u-Japan战略后，韩国也在2006年确立了u-Korea战略。u-Korea旨在建立无所不在的社会（ubiquitoussociety），也就是在民众的生活环境里，布建智能型网络（如IPv6、BcN、USN）、最新的技术应用（如DMB、Telematics、RFID）等先进的信息基础建设，让民众可以随时随地享有科技智慧服务。其最终目的，除运用IT科技为民众创造食衣住行育乐各方面无所不在的便利生活服务，亦希望扶植IT产业发展新兴应用技术，强化产业优势与国家竞争力。2009年-韩国u-Korea战略•感知中国。2009年8月7日温家宝总理在无锡考察时提出要尽快建立中国的传感信息中心或者叫“感知中国”中心。2009年-中国感知中国物联网概念物联网（InternetofThings)Internet：计算机通过标准协议连接形成的全球性网络Things：客观世界的物理实体InternetofThings:由可唯一标识的物理实体通过标准协议形成的全球性网络。物联网是由具有自我标识、感知和智能的物理实体基于通信技术相互连接形成的网络，这些物理设备可以在无需人工干预的条件下实现协同和互动，为人们提供智慧和集约的服务。传感网是物联网的基础，是物联网的组成部分相关概念澄清M2M传感网物联网泛在网络智慧地球应用层通信对象网络层传感器+近距离无线通信（低速、低功耗）传感器网+近距离无线通信RFID、二维码近距离中高速通信内置移动通信模块各种终端传感器网+近距离无线通信RFID、二维码近距离中高速通信内置移动通信模块各种终端通信终端：手机、上网卡等物-物物-物人-物物-物人-物人-人不包括一个或几个网络初期：传输后期：融合，协同多网络、多技术异构协同智能：跨技术、跨网络、跨行业、跨应用终端基础网络物联网由来物联网架构物联网应用物联网与云计算RFID•RFID（RadioFrequencyIdentification）即射频识别技术，俗称电子标签，通过射频信号自动识别目标对象，并对其信息进行标志、登记、储存和管理。RFID定义•电子标签：由芯片和标签天线或线圈组成，通过电感耦合或电磁反射原理与读写器进行通信；•读写器：读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备；•天线：可以内置在读写器中，也可以通过同轴电缆与读写器天线接口相连。RFID系统组成物联网的特征全面感知可靠传输智能处理感知传输智能利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。通过网络将感知的各种信息进行实时传送。利用云计算技术，及时地对海量的数据进行信息控制，真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通。物联网的架构应用层•应用层是构建在物联网技术架构之上的应用系统，包括商业贸易、物流、农业、军事等等不同的应用系统。网络层•网络层，即进行信息交换的通信网络，包括有Internet、WIFI网以及无线通信网络等网络。信息采集层•数据采集指通过包括条码、射频识别、无线传感器、蓝牙等在内的自动识别与近场通信技术获取物品编码信息的过程。物联网的架构感知层是实现物联网全面的感知的核心能力是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本的问题广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分关键在于为物联网应用特征进行优化和改进，形成协同感知的网络提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发物联网应用层物联网网络层物联网感知层物联网的架构上层：互联网络物联网的信息存储物联网的计算决策中层：泛在接入无线网络（蜂窝、WiFi等）有线网络下层：物物网络智能嵌入式设备感知、标识和通信协同、互动接入网互联网络物物网络云计算服务决策移动、3G网络WIFI、WIMAX局域网络感知网络家居网络个域网络家居网络物联网由来物联网架构物联网应用物联网与云计算智能交通医疗监护智能家居环境监测国防军事防灾减灾工业监控物联网应用领域城市管理物联网物联网应用频谱物联网管理平台移动POS金融供应链智能运输工业自动化智能建筑消防公共安全环境保护气象数字化医疗遥感勘测军事农业林业水务电力煤炭石化物流、零售、自动服务设备、安全、节能生产、安全、防灾、水电油气防火、勘察、报警污染检测、报警水质、水量、污染、安全大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪抄表、监控、节能设备、临床、辅助诊断、病程险情、油井、运输、管线联动、消防栓、定位、调度照明、信号、应急、灾害、识别大地勘测、森林、地震、海洋侦查、监控、定位、评估降水、防洪、远程设备交易、订单、跟踪、识别通风、瓦斯、救灾定位库存、车队、监控、导航、识别、货物电子支付、实时信息物联网—感知城市智慧城市市政管理公共安全智能建筑智能交通智能园区节能减排智能交通–交通引导–Bus通告–停车场信息获取–事件发现/处理/发布–车辆自身状况的发布–乘客通信和娱乐–城市人员分布/流动–自动收费17智能交通物联网人自身的通信过程：智能交通物联网人自身获取、处理信息的局限性：智能交通物联网物联网通信技术突破局限性：发展智能交通物联网时机成熟硬件与通信成本显著下降ITS物联网所需的移动网络及无线通信技术已经成熟政府要求、绿色环保交通理念的推广移动通信网络IP化，运营商积极投身物联网大潮经济发展刺激交通的发展ITS物联网发展机遇物联网发展过程中面临的五个主要技术问题（1）技术标准问题世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于2006年成立了无线传感器网络标准项目组。2009年9月，传感器网络标准工作组正式成立了PG1(国际标准化)、PG2(标准体系与系统架构)、PG3(通信与信息交互)、PG4(协同信息处理)、PG5(标识)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(电力行业应用调研)等8个专项组，开展具体的国家标准的制定工作。（2）安全问题信息采集频繁，其数据安全也必须重点考虑。（3）协议问题物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于TCP/IP，但在接入层面，协议类别五花八门，GPRS/CDMA、短信、传感器、有线等多种通道，物联网需要一个统一的协议栈。（4）IP地址问题每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址，IPv4资源即将耗尽，那就需要IPv6来支撑。IPv4向IPv6过渡是一个漫长的过程，因此物联网一旦使用IPv6地址，就必然会存在与IPv4的兼容性问题。（5）终端问题。物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不同行业需求千差万别，如何满足终端产品的多样化需求，对运营商来说是一大挑战。物联网由来物联网架构物联网应用物联网与云计算云计算基础架构SubmitRequestsPaidServicesHardwareSoftwareServiceStorageNetworkInternetCloudUser云计算与传统IT成本对比ClassicalComputingBuy&OwnHardware,SystemSoftware,Applicationsoftentomeetpeakneeds.Install,Configure,Test,Verify,EvaluateManage..Finally,useit$$$$$....$(HighCost)CloudComputingSubscribeUse$-payforwhatyouuse,basedonQoSEvery18months?PayasyouGoSavingabout80-95%ofthetotalcost数据中心成本统计969798990001020304050607080910501001502002503001020304050DatacenterCost($Billion)TotalNumberofServers(Million)ElectricityandCoolingCostServerManagementandMaintenanceCostServerEquipmentCostTotalNumberofServers云计算与传统IT成本对比当前IT支出100%每年操作的成本(21%)折旧(-91.6%)劳动力成本(-80.7%)部署(一次性)折旧(和分摊)劳动力成本(操作和维护)软件和其它成本(-20%)软件和其它成本传统方式云计算方式服务性的云计算云服务分类NetworkCloudServicesCo-LocationCloudServicesCompute&StorageCloudServicesPlatformCloudServicesApplicationCloudServices物联网产业链中的云计算物理层感知层设备制造网络传输云计算软件服务应用服务传感器RFIDGPS摄像机移动通信网广电广播网宽带接入网企业专网SaaSPaaSIaaS架构服务应用软件中间件系统集成测试认证运营管理上游下游物联网+互联网+云计算谢谢！