市場營銷第章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)及應(yīng)用2

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)典型應(yīng)用

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)狀6.1.1M2M概述 M2M是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)最普遍的應(yīng)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(gòu)成，不同的M2M系統(tǒng)會負責(zé)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)。概述 M2M的全稱是機器對機器（Machine-to-Machine），提供了設(shè)備實時數(shù)據(jù)在系統(tǒng)之間、遠程設(shè)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。本節(jié)內(nèi)容體系先介紹M2M的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括M2M終端、M2M管理平臺和應(yīng)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(guān)鍵支撐技術(shù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域進行介紹并給出了一個M2M的應(yīng)用實例—基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的遠程自動雨量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)最后分析M2M的產(chǎn)業(yè)和標準發(fā)展現(xiàn)狀以及面臨的問題6.1.2M2M系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議 M2M業(yè)務(wù)流程涉及眾多環(huán)節(jié)，其數(shù)據(jù)通信過程內(nèi)部也涉及多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括M2M終端M2M管理平臺應(yīng)用系統(tǒng)具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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平臺進行通信終端設(shè)備（TE）:

主要完成行業(yè)數(shù)字模擬量的采集和轉(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)通信功能行業(yè)專用終端無線調(diào)制解調(diào)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)間無線收發(fā)數(shù)據(jù)手持設(shè)備:通常具有查詢M2M終端設(shè)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(shè)備中，主要負責(zé)維護和管理通信及應(yīng)用功能，為應(yīng)用層提供安全可靠和可管理的通信服務(wù)。M2M管理平臺臺為客戶戶提供統(tǒng)統(tǒng)一的移移動行業(yè)業(yè)終端管管理、終終端設(shè)備備鑒權(quán)支持多種種網(wǎng)絡(luò)接接入方式式，提供供標準化化的接口口使得數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸簡單直直接提供數(shù)據(jù)據(jù)路由、、監(jiān)控、、用戶鑒鑒權(quán)、內(nèi)內(nèi)容計費費等管理理功能M2M管理平臺臺的功能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:

負責(zé)完成行業(yè)網(wǎng)關(guān)的接入，通過行業(yè)網(wǎng)關(guān)完成與短信網(wǎng)關(guān)、彩信網(wǎng)關(guān)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(zé)M2M平臺系統(tǒng)通過行業(yè)網(wǎng)關(guān)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(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平臺的接入業(yè)務(wù)處理模塊:

是M2M平臺的核心業(yè)務(wù)處理引擎，實現(xiàn)M2M平臺系統(tǒng)的業(yè)務(wù)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(按照功能能劃分)M2M終端獲得得了信息息以后，，本身并并不處理理這些信信息，而而是將這這些信息息集中到到應(yīng)用平平臺上來來，由應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)來實現(xiàn)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯輯。應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)的主要要功能把感知和和傳輸來來的信息息進行分分析和處處理，做做出正確確的控制制和決策策，實現(xiàn)現(xiàn)智能化的管管理、應(yīng)應(yīng)用和服服務(wù)M2M終端可通通過GSM、WCDMA、TD-SCDMA等不同的的移動通通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)接入，，通信方方式包括括短信、、彩信等等。為了屏蔽蔽不同的的通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、不不同的通通信方式式的差異異性，便便于M2M終端設(shè)備備快速接接入M2M系統(tǒng)，需需要對M2M終端設(shè)備備與M2M管理平臺臺之間的的通信協(xié)協(xié)議進行行規(guī)范。。通信協(xié)議議M2M的典型通通信協(xié)議議中國移動動提出的的無線機機器管理理協(xié)議（WirelessMachineManagementProtocol，WMMP）WMMP協(xié)議為實現(xiàn)行行業(yè)終端端與M2M平臺數(shù)據(jù)據(jù)通信過過程而設(shè)設(shè)計，屬屬于與具體通通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)及通信信接入方方式無關(guān)關(guān)的應(yīng)用用層協(xié)議議，建立在在UDP協(xié)議之上WMMP協(xié)議棧結(jié)結(jié)構(gòu)圖6-2WMMP協(xié)議棧結(jié)結(jié)構(gòu)采用UDP協(xié)議傳輸輸？由于GPRS網(wǎng)絡(luò)帶寬寬較窄，，延遲較較大，不不適于采采用TCP協(xié)議進行行通信。。采用UDP協(xié)議無連連接方式式傳輸，，其優(yōu)點點是效率率高、流流量小、、節(jié)省網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)帶寬寬資源，，缺點是是沒有確確認機制制，有可可能引起起丟包。。采用UDP協(xié)議傳輸輸？根據(jù)實際際經(jīng)驗發(fā)發(fā)現(xiàn)，通通過在UDP的的上層應(yīng)應(yīng)用層協(xié)協(xié)議實現(xiàn)現(xiàn)類似TCP的的包確認認和重傳傳機制，，采用UDP方方式傳輸輸，丟包包率能控控制在1%以下下，從而而提高通通信效率率及可靠靠性。WMMP協(xié)議通信信方式長連接，指在一個個過程中中可以連連續(xù)發(fā)送送多個數(shù)數(shù)據(jù)包，，如果沒沒有數(shù)據(jù)據(jù)包發(fā)送送，需要要行業(yè)終終端發(fā)送送心跳包包以維持持此連接接短連接，指通信雙雙方有數(shù)數(shù)據(jù)交互互時，就就建立一一個WMMP過程，數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送送完成后后，則斷斷開此WMMP過程長連接和和短連接接的比較較長連接短連接維持、監(jiān)測鏈路的手段心跳包不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(wù)器方式建立WMMP過程，用于雙方信息的相互提交。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)出超過時間T后未收到響應(yīng)，應(yīng)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(yīng)則結(jié)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(dāng)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(wù)器方式建立WMMP過程參數(shù)配置參數(shù)C、T、N原則上應(yīng)可配置參數(shù)T、N原則上應(yīng)可配置應(yīng)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(yīng)用WMMP協(xié)議主要要實現(xiàn)的的功能和和流程M2M終端序列列號的注注冊和分分配M2M終端登錄錄系統(tǒng)M2M終端退出出系統(tǒng)M2M連接檢查查終端上線線失敗錯錯誤狀態(tài)態(tài)上報M2M終端按照照M2M管理平臺臺的要求求上報采采集數(shù)據(jù)據(jù)、告警警數(shù)據(jù)或或統(tǒng)計數(shù)數(shù)據(jù)，以以及向M2M管理平臺臺請求配配置數(shù)據(jù)據(jù)M2M管理平臺臺從M2M終端提取取所需的的數(shù)據(jù)，，或向終終端下發(fā)發(fā)控制命命令和配配置信息息M2M終端軟件件的遠程程升級支撐技術(shù)術(shù)M2M系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)中涉及及5個重重要的支支撐技術(shù)術(shù)，如圖圖6-3所示。。圖6-3M2M系統(tǒng)的關(guān)關(guān)鍵支撐撐技術(shù)機器（Machines）實現(xiàn)M2M的第一步步就是從從機器/設(shè)備中獲獲得數(shù)據(jù)據(jù)，然后后把它們們通過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送送出去。。不同于于傳統(tǒng)通通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中的終終端，M2M系統(tǒng)中的的機器應(yīng)應(yīng)該是高高度智能能化的機機器。機器高度智能能化即機器具具有“開開口說話話”的能能力信息感知知信息加工工（計算算能力））無線通信信能力機器高度智能能化實現(xiàn)方法法生產(chǎn)設(shè)備備的時候候嵌入M2M硬硬件對已有機器器進行改裝裝，使其具具備與其他他M2M終終端通信/組網(wǎng)能力力M2M硬件是使機器獲獲得遠程通通信和聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)能力的部部件。在M2M系統(tǒng)中，M2M硬件的功能能主要是進進行信息的的提取，從從各種機器器/設(shè)備那里獲獲取數(shù)據(jù)，，并傳送到到通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中M2M硬件產(chǎn)品嵌入式硬件件可改裝硬件件調(diào)制解調(diào)器器（Modem）傳感器識別標識（（LocationTags）通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)在在整個M2M技術(shù)框框架中處于于核心地位位，包括廣廣域網(wǎng)（無無線移動通通信網(wǎng)絡(luò)、、衛(wèi)星通信信網(wǎng)絡(luò)、Internet、、公眾電話話網(wǎng)）、局局域網(wǎng)（以以太網(wǎng)、WLAN、、Bluetooth）、個個域網(wǎng)（ZigBee、傳感感器網(wǎng)絡(luò)））中間件（Middleware）M2M網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)收集/集成部件M2M網(wǎng)關(guān)是M2M系系統(tǒng)中的““翻譯員””，它獲取取來自通信信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)數(shù)據(jù)，將數(shù)數(shù)據(jù)傳送給給信息處理理系統(tǒng)，主主要的功能能是完成不不同通信協(xié)協(xié)議之間的的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)收集/集成部件目的是將數(shù)數(shù)據(jù)變成有有價值的信信息。對原原始數(shù)據(jù)進進行不同加加工和處理理，并將結(jié)結(jié)果呈現(xiàn)給給需要這些些信息的觀觀察者和決決策者。這些中間件件包括：數(shù)數(shù)據(jù)分析和和商業(yè)智能能部件、異異常情況報報告和工作作流程部件件、數(shù)據(jù)倉倉庫和存儲儲部件等。。應(yīng)用在M2M系系統(tǒng)中，應(yīng)應(yīng)用的主要要功能是通通過數(shù)據(jù)融融合、數(shù)據(jù)據(jù)挖掘等技技術(shù)把感知知和傳輸來來的信息進進行分析和和處理，為為決策和控控制提供依依據(jù)，實現(xiàn)現(xiàn)智能化的的M2M業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用和和服務(wù)。6.1.4M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用從狹義上說說，M2M只代表機器器和機器之之間的通信信。我們認認為M2M的范圍不應(yīng)應(yīng)拘泥于此此，而是應(yīng)應(yīng)該擴展到到人對機器器、機器對對人、移動動網(wǎng)絡(luò)對機機器之間的的連接與通通信。M2M應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)在，M2M應(yīng)用遍遍及電力、、交通、工工業(yè)控制、、零售、公公共事業(yè)管管理、醫(yī)療療、水利、、石油等多多個行業(yè)，，以及車輛輛防盜、安安全監(jiān)測、、自動售貨貨、機械維維修、公共共交通管理理等日常生生活當(dāng)中。。電力行業(yè)無無線應(yīng)用——電力抄表GPRS數(shù)據(jù)傳輸--流量監(jiān)測系系統(tǒng)應(yīng)用M2M應(yīng)用實例M2M在氣象監(jiān)測測領(lǐng)域的一一個應(yīng)用實實例—基于于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的的遠程自動動雨量監(jiān)測測網(wǎng)絡(luò)遠程自動雨雨量監(jiān)測網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)自動雨量站站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)（有線線和無線兩兩種方式））數(shù)據(jù)中心工工作站局地計算機機網(wǎng)絡(luò)自動雨量站站作為系統(tǒng)的的端站安裝裝于各個觀觀測點。無線自動雨雨量站傳感器單元元單片機系統(tǒng)統(tǒng)GPRS數(shù)據(jù)終端單單元有線自動雨雨量站傳感器單元元單片機系統(tǒng)統(tǒng)局地微機系系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(無線)自動雨量采采集設(shè)備有有多個，它它們用各自自的GPRS數(shù)據(jù)終端將將數(shù)據(jù)打成成IP包，經(jīng)GPRS空中接口接接入無線GPRS網(wǎng)絡(luò)，由移移動服務(wù)商商轉(zhuǎn)接到Internet，最終通過過各種網(wǎng)關(guān)關(guān)和路由到到達統(tǒng)一的的數(shù)據(jù)處理理中心工作作站。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(無線)GPRS終終端向數(shù)據(jù)據(jù)業(yè)務(wù)中心心發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)是間斷性性發(fā)送，可可以根據(jù)需需要調(diào)整發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)的的頻率，這這在一定程程度上也降降低了無線線信息傳輸輸費用。無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)設(shè)計過程中的關(guān)鍵問題題如何進行氣氣象信息采采集單元與與GPRS終端的連接接如何根據(jù)具具體無線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)情況合合理設(shè)置如何進行數(shù)數(shù)據(jù)打包發(fā)發(fā)送并在數(shù)數(shù)據(jù)中心工工作站實現(xiàn)現(xiàn)接收數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(有線)有線雨量站站中通過單單片機把傳傳感器獲得得的雨量信信息用串行行通信的方方式送到局局地微型機機算機，計計算機首先先把數(shù)據(jù)進進行處理和和編碼，然然后通過互互聯(lián)網(wǎng)把數(shù)數(shù)據(jù)信息送送到有固定定IP的數(shù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中中心站數(shù)據(jù)處理中中心工作站站整個網(wǎng)絡(luò)系系統(tǒng)的主控控部分，由由一臺主服服務(wù)器和三三臺數(shù)據(jù)處處理服務(wù)器器組成。主主服務(wù)器在在公網(wǎng)上有有固定的IP地址，，三臺數(shù)據(jù)據(jù)服務(wù)器通通過集線器器與主服務(wù)務(wù)器聯(lián)網(wǎng)。。6.1.5M2M發(fā)展現(xiàn)狀M2M產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)現(xiàn)狀M2M標準化現(xiàn)狀狀M2M產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)現(xiàn)狀國內(nèi)主要由由中移動、、電信和聯(lián)聯(lián)通，應(yīng)用領(lǐng)域涉涉及電力、、水利、交交通、金融融、氣象等等行業(yè)國外Vodafone目前在M2M市場是全球球第一，提提供M2M全球服務(wù)平平臺以及應(yīng)應(yīng)用業(yè)務(wù)，，為企業(yè)客客戶的M2M智能服務(wù)部部署提供托托管，能夠夠集中控制制和管理許許多國家推推出的M2M設(shè)備，企業(yè)業(yè)客戶還可可通過廣泛泛的無線智智能設(shè)備收收集有用的的客戶數(shù)據(jù)據(jù)M2M標準化現(xiàn)狀狀技術(shù)標準制制定主要是在：：歐洲電信標標準協(xié)會（EuropeanTelecommunicationStandardsInstitute，ETSI）3GPP國內(nèi)主要是是在：中國通信標標準化協(xié)會會（CCSA）的泛在網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)委員員會（TC10）ETSI的M2M標準化進展展ETSI專門成立了了一個專項項小組（M2MTC）以研究如如何對快速速成長的M2M技術(shù)進行標標準化ETSIM2MTC的主要研究究目標從端到端的的全景角度度研究機器器對機器通通信，并與與ETSI內(nèi)NGN的研究及3GPP已有的研究究進行協(xié)同同工作ETSIM2MTC的職責(zé)從利益相關(guān)關(guān)方收集和和制定M2M業(yè)務(wù)及運營營需求；建立一個端端到端的M2M高層體系架架構(gòu)（如果果需要會制制定詳細的的體系結(jié)構(gòu)構(gòu)）；找出現(xiàn)有標標準不能滿滿足需求的的地方并制制定相應(yīng)的的具體標準準；將現(xiàn)有的組組件或子系系統(tǒng)映射到到M2M體系結(jié)構(gòu)中中；M2M解決方案間間的互操作作性（制定定測試標準準）；硬件接口標標準化方面面的考慮；；與其他標準準化組織進進行交流及及合作ETSIM2MTC目前的研究究工作①M2M業(yè)務(wù)需求（（TS102689）：定義M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用對對通信系統(tǒng)統(tǒng)的需求，，以及M2M的典型應(yīng)用用場景。②M2M功能架構(gòu)（（TS

102690）：定義M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用的的功能架構(gòu)構(gòu)以及相關(guān)關(guān)的呼叫會會話流程。。③智能電電表（SmartMetering）的應(yīng)用場場景（TS102691）：智能電電表的應(yīng)用用場景和相相關(guān)技術(shù)問問題。④電子衛(wèi)衛(wèi)生保?。ǎ╡Health）的應(yīng)用場場景（TS102732）：電子醫(yī)醫(yī)療的應(yīng)用用場景和相相關(guān)技術(shù)問問題。⑤消費者者連接（ConnectedConsumers）的應(yīng)用場場景（TS102857）：消費者者連接的應(yīng)應(yīng)用場景和和相關(guān)技術(shù)術(shù)問題。⑥M2M定義（TS102725）：M2M相關(guān)的定義義和名詞術(shù)術(shù)語。3GPP的M2M標準化進展展3GPP針對M2M的研究主要要從移動網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，，研究M2M應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的影響，，包括網(wǎng)絡(luò)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)術(shù)等。3GPP在標準制定定過程中，，也將M2M稱作機器類類通信（MachineTypeCommunications，MTC）。在2008年5月，3GPP制定了研究究項目—針針對機器類類通信的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（（NetworkImprovementforMachineTypeCommunications，NIMTC）。3GPP于2009年11月制定的技技術(shù)報告TS22.368中定義MTC的一般需求求，以及有有別于人與與人間通信信的一些獨獨特的業(yè)務(wù)務(wù)需求，并并詳述了為為滿足MTC的業(yè)務(wù)需求求，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)優(yōu)化需要做做的一些工工作。3GPP對于M2M的研究范圍圍只討論移動動網(wǎng)的M2M通信；只定義M2M業(yè)務(wù)，不具體體定義特殊的的M2M應(yīng)用；無線側(cè)和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)側(cè)的改進，，不討論跟SIM卡和/或SIM卡管理的新模模型相關(guān)的內(nèi)內(nèi)容MTC的一般業(yè)務(wù)需需求尋址計費標識安全對MTC設(shè)備的遠程管管理MTC獨特的業(yè)務(wù)需需求MTC設(shè)備易被偷盜盜/毀壞時間控制無線網(wǎng)絡(luò)擁塞塞核心網(wǎng)絡(luò)擁塞塞信令網(wǎng)絡(luò)擁塞塞訪問控制低功耗特定位置觸發(fā)發(fā)漫游MTC設(shè)備的端到端端安全性CCSA的M2M標準化進展中國通信標準準化協(xié)會（CCSA）泛在網(wǎng)技術(shù)術(shù)工作委員會會（TC10）包括總體組組、感知延伸伸組、應(yīng)用組組和網(wǎng)絡(luò)組M2M應(yīng)用通信協(xié)議議技術(shù)要求由由網(wǎng)絡(luò)組進行行研究CCSA對M2M標準化的兩個方面①M2M業(yè)務(wù)的總體技技術(shù)要求：包包括M2M業(yè)務(wù)定義、業(yè)業(yè)務(wù)特征、應(yīng)應(yīng)用場景和業(yè)業(yè)務(wù)需求，M2M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接接口、計費、、認證鑒權(quán)和和網(wǎng)絡(luò)管理等等方面的技術(shù)術(shù)要求。CCSA對M2M標準化的兩個方面②M2M應(yīng)應(yīng)用通信協(xié)議議技術(shù)要求：：包括M2M終端設(shè)備與與M2M平臺臺間、M2M平臺與M2M應(yīng)用平臺臺間的通信協(xié)協(xié)議的協(xié)議概概述、協(xié)議結(jié)結(jié)構(gòu)、報文定定義、報文交交互機制、安安全機制等。。M2M面臨的問題缺乏完整的標標準體系商業(yè)模式不清清晰，未形成成共贏的、規(guī)規(guī)模化的產(chǎn)業(yè)業(yè)鏈窄帶網(wǎng)絡(luò)限制制了M2M業(yè)務(wù)的發(fā)展以以及業(yè)務(wù)信息息承載方式的的多樣性M2M業(yè)務(wù)運營支撐撐系統(tǒng)不完善善，不能完全全有效地支撐撐M2M業(yè)務(wù)的運營M2M各行業(yè)間融合合難度大6.2云計算云計算介紹云計算應(yīng)用實實例物聯(lián)網(wǎng)與云計計算主要內(nèi)容本節(jié)主要介紹紹一種適合大大規(guī)模信息處處理、管理、、存儲的新型型計算基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施—云計算。云計算介紹1．云計算定義義及云參考模模型：云計算的含義義：云計算中中的“云”主主要是指能夠夠提供無窮資資源（如計算算、存儲、帶帶寬等）的一一種全新計算算模式，通過過云可以將計計算能力、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施施、商業(yè)處理理平臺、存儲儲空間、帶寬寬資源等按照照約定的服務(wù)務(wù)水平協(xié)議（（ServiceLevelAgreement，SLA）有償?shù)靥峁┕┙o云客戶，，無論你身處處何處、何時時使用。這種種模式將計算算和處理能力力轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中，從而減減少以往個人人或公司維護護計算機軟件件、硬件、帶帶寬、能源等等資源的開銷銷。眾多的專家和和學(xué)者根據(jù)各各自的理解提提出的云計算算定義：學(xué)者/機構(gòu)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(nèi)，向用戶提供相關(guān)的資源（服務(wù)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(wù)器的各種問題，如服務(wù)器的資源閑置，或是過載R.Buyya2008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(wù)水平協(xié)議（SLA）R.Cohen2008云計算囊括了眾多的熱門技術(shù)，如部署、負載均衡、按需提供、商業(yè)模式、架構(gòu)（如Web2.0）。它是軟件開發(fā)模式的下一階段（software10.0）。R.Cohen認為云計算可以描述為以互聯(lián)網(wǎng)為中心的軟件（Internetcentricsoftware）J.Kaplan2008云計算能夠向用戶提供一系列基于Web的業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)能夠提供各種各樣的功能，用戶通過量入為出（payasyougo）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(shè)備，并且需要專業(yè)的技術(shù)人員來維護這些設(shè)備。云計算實現(xiàn)了早期關(guān)于效用計算（utilitycomputing）的設(shè)想，并且不需要復(fù)雜的技術(shù)學(xué)者/機構(gòu)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(wù)和應(yīng)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LuisM.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(wù)）。這些資源可以動態(tài)地重新配置來調(diào)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(wù)質(zhì)量IanFoster2008云計算是一種受規(guī)模經(jīng)濟驅(qū)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(wù)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(shù)研究院（NIST）2009云計算是一種能夠通過網(wǎng)絡(luò)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(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用和服務(wù)）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(wù)模式和4種部署模式組成NIST定義美國國家標準準技術(shù)研究院院（NIST）的云計算定定義被普遍接接受，在這里里主要介紹NIST關(guān)于云計算的的定義（1）5種基本屬性云計算的業(yè)務(wù)務(wù)可以描述為為5種基本屬性，，這5種基本屬性與與傳統(tǒng)計算方方式的區(qū)別和和聯(lián)系如下。。美國國家標準準技術(shù)研究院院的云計算定定義圖按需自助服務(wù)務(wù)（On-demandself-service）：客戶可以以根據(jù)需求自自動地獲取計計算能力，例例如服務(wù)器計計算時間和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)存儲空間間，而不需要要和云服務(wù)提提供商進行直直接談判。廣泛的網(wǎng)絡(luò)接接入（Broadnetworkaccess）：計算能力力可通過網(wǎng)絡(luò)絡(luò)提供，并通通過標準機制制進行訪問，，使得各種客客戶端（例如如移動電話、、便攜式電腦腦或PDA）和其他傳統(tǒng)統(tǒng)的或是基于于云的軟件平平臺均可以使使用云計算。。資源池（Resourcepooling）：云計算服服務(wù)提供商的的各種資源被被池化，并通通過多租戶模模式為多客戶戶提供多樣服服務(wù)，并根據(jù)據(jù)客戶的需求求動態(tài)提供或或重新分配物物理或虛擬化化的資源。快速彈性：服服務(wù)規(guī)?？梢砸钥焖?、彈性性地擴大或縮縮小。按量計費的服服務(wù)：云系統(tǒng)統(tǒng)對服務(wù)對象象在一定程度度上進行適當(dāng)當(dāng)?shù)某橄?，并并提供服?wù)計計量能力。（2）3種服務(wù)模式服務(wù)模式可以以分為3種基本類型和和其他的派生生模式。這3種基本模式可可以簡寫為““SPI模式”，即分分別為Software，PlatformorInfrastructure（asaService）。SoftwareasaService（SaaS）：云計算提提供商為用戶戶提供的業(yè)務(wù)務(wù)是運行在其其云基礎(chǔ)設(shè)施施上的應(yīng)用程程序的使用能能力。這種應(yīng)應(yīng)用程序能被被各種客戶端端設(shè)備通過Web形式訪問，例例如Web瀏覽器。PlatformasaService（PaaS）：用戶可以將將自己擁有的的或是購買的的應(yīng)用程序通通過使用云計計算提供商提提供的編程語語言和工具部部署到云基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施上。同樣云用戶也也無法管理和和控制底層云云基礎(chǔ)設(shè)施，，包括網(wǎng)絡(luò)、、服務(wù)器、操操作系統(tǒng)、存存儲，但可以以控制他們部部署的應(yīng)用程程序和應(yīng)用程程序的配置環(huán)環(huán)境。InfrastructureasaService（IaaS）：云計算提提供商為客戶戶提供處理能能力、存儲能能力、網(wǎng)絡(luò)和和其他基本計計算資源，用用戶可以使用用這些資源部部署或運行他他們自己的軟軟件。（3）4種部署模式①公共云公共云可以把把來自許多不不同客戶的作作業(yè)在云內(nèi)的的服務(wù)器、存存儲系統(tǒng)和其其他基礎(chǔ)設(shè)施施上混合在一一起。避免了了用戶臨時需需要大規(guī)模的的計算和存儲儲資源而部署署硬件和軟件件資源的風(fēng)險險和開銷。②社區(qū)云云基礎(chǔ)設(shè)施被被幾個組織所所共享，以支支持某個具有有共同需求（（例如任務(wù)、、安全需求、、策略域）的的社區(qū)。社區(qū)區(qū)云可以被該該組織管理，，也可以委托托第三方管理理。③專用云專用云主要面面向需要大規(guī)規(guī)模數(shù)據(jù)處理理、存儲的公公司。專用云云是由單個客客戶所擁有的的基礎(chǔ)設(shè)施，，該客戶完全全控制哪些應(yīng)應(yīng)用程序在哪哪里運行。一一般來說專用用云的擴展性性沒有公共云云高。④混合云云基礎(chǔ)設(shè)施由由兩個或兩個個以上相對獨獨立的的云組組成，為了保保證數(shù)據(jù)和應(yīng)應(yīng)用程序的可可移植性，通通過標準化的的接口或是專專用技術(shù)為不不同的云客戶戶提供服務(wù)。?；旌显铺峁┝肆艘环N靈活的的措施為云用用戶來決定如如何在公共云云和專用云上上部署他們的的應(yīng)用，如果果應(yīng)用的數(shù)據(jù)據(jù)量很小，但但是需要很大大的計算能力力，那么混合合云或許是一一種比較好的的選擇。上述4種云都有一種種或兩種的部部署方式：內(nèi)內(nèi)部或外部。。內(nèi)部是指位位于云擁有者者的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，享有和內(nèi)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)其他他用戶同樣的的網(wǎng)絡(luò)安全策策略，通常專專用云一般都都部署在內(nèi)部部。而外部是是指部署在公公有的網(wǎng)絡(luò)上上，公共云一一般部署在外外部。（4）云計算參考考模型這里主要介紹紹云安全聯(lián)盟盟（CSA）給出的一種種參考模型，，如圖所示云計算參考模模型IaaS是所有云業(yè)務(wù)務(wù)的基礎(chǔ)，PaaS建立在IaaS之上，SaaS建立在PaaS之上。IaaS:IaaS包括所有的基基礎(chǔ)設(shè)施資源源，如云計算算中的所有硬硬件資源。IaaS可以提供（或或是不提供））對基礎(chǔ)設(shè)施施資源的抽象象能力，并且且為這些抽象象資源提供物物理或是邏輯輯連接的功能能。PaaS:PaaS在IaaS和SaaS之間提供了額額外的一層，，PaaS是對開發(fā)環(huán)境境抽象的封裝裝和對有效服服務(wù)負載的封封裝，主要用用于構(gòu)建應(yīng)用用程序開發(fā)環(huán)環(huán)境、中間件件和其他功能能（如數(shù)據(jù)庫庫、消息功能能、排隊功能能）。SaaS:SaaS位于IaaS和PaaS之上，為用戶戶提供包括內(nèi)內(nèi)容服務(wù)、內(nèi)內(nèi)容呈現(xiàn)、商商業(yè)應(yīng)用和管管理能力。典典型SaaS是S和GoogleApps，提供基本商商業(yè)服務(wù)，如如電子郵件。。2．云計算的發(fā)發(fā)展歷史一般來說有6個階段:第1階段，用戶通通過終端共享享一個大型機機，那時的終終端僅僅是一一臺顯示器和和一個鍵盤。。第2階段，出現(xiàn)了了可以獨立運運行的計算機機，用戶不必必再依靠大型型機，但是這這一階段的計計算機還不能能聯(lián)網(wǎng)。第3階段，計計算機網(wǎng)絡(luò)的的出現(xiàn)使得不不同的計算機機可以相互連連接起來共享享資源，但是是這時的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)覆蓋的范圍圍還是比較有有限。第4階段，Internet的出現(xiàn)現(xiàn)使得不同的的計算機網(wǎng)絡(luò)絡(luò)可以相互地地連接起來，，用戶可以通通過Internet來來使用遠程的的應(yīng)用和資源源。第5階段，網(wǎng)網(wǎng)格技術(shù)的出出現(xiàn)，使得計計算和存儲資資源可以更加加方便地共享享。第6階段，云云計算的出現(xiàn)現(xiàn)使得用戶可可以通過更加加便利的方式式利用Internet使用各種的的資源。客戶端/服務(wù)器（C/S）模式P2P模式兩種計算模式式：計算模式演進進圖云計算充分利利用了C/S結(jié)構(gòu)和P2P結(jié)構(gòu)的優(yōu)點3．云計算的組組成云計算由應(yīng)用用程序、云客客戶端、基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、云平平臺、業(yè)務(wù)、、存儲、計算算能力等部分分組成。（1）應(yīng)用程序云用戶只需通通過簡單終端端以Web的形式來實時時地使用云計計算上的應(yīng)用用程序。（2）云客戶端云客戶端也叫叫瘦終端，瘦瘦主要是指云云計算對客戶戶端的要求很很低，只要能能夠運行Web瀏覽器（如Firefox、IE等）的終端就就可以成為云云客戶端。（3）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)云計算的基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要包包括與計算機機和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)關(guān)的硬件以及及安裝這些硬硬件的房間等等。一般來說說，云計算中中的計算機主主要是一些便便宜的且能夠夠批量生產(chǎn)的的服務(wù)器。（4）云平臺云計算平臺主主要是指能夠夠?qū)⒏鞣N云應(yīng)應(yīng)用部署在云云計算上的方方式，也叫PaaS。如如使用開源Web應(yīng)用架架構(gòu)的Rails，S公司的的私有PaaSF，GoogleAppEngine（（使用Python和Mosso））。（5）業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)主要是指指云客戶使用用云計算提供供的各種服務(wù)務(wù)。這些業(yè)務(wù)的共共性是需要非非常大的存儲儲空間和處理理能力，來為為用戶提供及及時準確的信信息。另外一一種業(yè)務(wù)是需需要大量的后后臺計算和處處理能力。（6）存儲擴充存儲能力力仍是一筆大大的開銷，尤尤其是管理眾眾多物理存儲儲設(shè)備。使用用云存儲就不不會帶來很大大的開銷，并并且能夠帶來來很高的容錯錯能力。（7）計算能力云計算能夠提提供的處理能能力是極大的的。實際上對對使用云計算算的用戶來說說，云計算可可以提供近乎乎無窮的資源源，而不僅僅僅限于計算和和存儲能力。。4．云計算的優(yōu)優(yōu)缺點優(yōu)點：缺缺點：：（1）成本方方面（（1）安安全問題（2）網(wǎng)絡(luò)方方面（（2）控控制問題（3）創(chuàng)新方方面（（3）開開放性問題（4）可擴展展性方面（5）環(huán)保和和節(jié)能方面（1）成本方面云計算的成本本通常比傳統(tǒng)統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)中中心的成本低低得多。云計計算的成本節(jié)節(jié)省是建立在在規(guī)模效應(yīng)的的基礎(chǔ)上，即即大量的用戶戶使用云計算算，從而極大大地提升資源源的利用率。。成本的節(jié)省省是云計算的的核心優(yōu)點。。（2）網(wǎng)絡(luò)方面云計算意味著著用戶可以通通過無處不在在的互聯(lián)網(wǎng)使使用云資源，，并且互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)中還有非常常多的其他資資源可以和云云計算一起使使用。云客戶戶可以根據(jù)應(yīng)應(yīng)用的特點，，靈活的調(diào)用用互聯(lián)網(wǎng)的眾眾多資源，提提升應(yīng)用的用用戶體驗，進進而獲取更多多的利益。（3）創(chuàng)新方面云計算和云解解決方案提供供了一種創(chuàng)新新的計算模式式。隨著技術(shù)術(shù)的發(fā)展，云云計算還會提提供更多的別別具特色的技技術(shù)革新或商商業(yè)革新。而而使用云計算算的公司，就就會比使用傳傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)據(jù)中心的用戶戶，創(chuàng)造出更更多更新穎的的應(yīng)用或是商商業(yè)模式。（4）可擴展性方方面可擴展性主要要是指云客戶戶可以根據(jù)用用戶對資源需需要靈活地增增加或減少軟軟硬件資源，，而并不需要要預(yù)先購買額額外的資源，，有非常靈活活高效的擴展展性。（5）環(huán)保和節(jié)能能方面云計算是一種種綠色計算模模式。綠色計計算主要是指指云計算的資資源利用率非非常高，相對對那些傳統(tǒng)的的企業(yè)數(shù)據(jù)中中心，更加地地環(huán)保和節(jié)省省能源。云計算算具有有顯著著的優(yōu)優(yōu)點，，也有有如下下不可可回避避的缺缺點。。（1）安全全問題題安全主主要是是指由由于云云客戶戶并不不能控控制云云計算算的內(nèi)內(nèi)部設(shè)設(shè)施，，因此此具有有潛在在的數(shù)數(shù)據(jù)被被竊取取的危危險。。雖然然云計計算提提供了了加密密、用用戶名名、密密碼、、身份份管理理等安安全措措施，，企業(yè)業(yè)可能能也并并不愿愿意將將機密密的信信息放放到云云上。。（2）控制制問題題云客戶戶并不不能控控制所所租用用的云云計算算資源源的基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施（（物理理計算算機）），另另外用用戶或或許會會由于于違反反了一一些規(guī)規(guī)則，，結(jié)果果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)賬戶戶被封封了，，或是是云計計算提提供商商破產(chǎn)產(chǎn)了等等，導(dǎo)導(dǎo)致用用戶不不能繼繼續(xù)使使用云云計算算，或或是丟丟失數(shù)數(shù)據(jù)等等。（3）開放放性問問題由于每每個云云計算算提供供商的的平臺臺可能能并不不是公公開的的，而而云客客戶如如果使使用云云計算算必須須按照照云計計算提提供商商提供供的編編程語語言和和API來來編寫寫應(yīng)用用程序序，那那么云云客戶戶的應(yīng)應(yīng)用程程序在在不同同的云云計算算平臺臺間移移植就就會非非常的的困難難。1．微軟軟公司司的WindowsAzure2．IBM公司的的“藍藍云””3．亞馬馬遜公公司的的云4．谷歌歌公司司的云云云計算算應(yīng)用用實例例1．微軟軟公司司的WindowsAzureWindowsAzure是微微軟基基于云云計算算的操操作系系統(tǒng)，，提供供了““軟件件+服服務(wù)””的計計算方方法，，用于于幫助助開發(fā)發(fā)者開開發(fā)可可以跨跨越云云端和和專業(yè)業(yè)數(shù)據(jù)據(jù)中心心的下下一代代應(yīng)用用程序序。Azure服務(wù)平平臺包包括了了以下下主要要組件件：（1）WindowsAzure用于服服務(wù)托托管，，以及及可擴擴展的的存儲儲、計計算和和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的管管理。。（2）MicrosoftSQLServices可以擴擴展MicrosoftSQLServer應(yīng)用到到云中中的能能力。。（3）Microsoft.NETServices可以便便捷地地創(chuàng)建建基于于云的的松耦耦合的的應(yīng)用用程序序。另另外還還包含含訪問問控制制機制制，可可以保保衛(wèi)用用戶的的程序序安全全。（4）LiveServices提供供了了一一種種一一致致性性的的方方法法處處理理用用戶戶數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)和和程程序序資資源源，，使使得得用用戶戶可可以以在在PC、手手機機、、PC應(yīng)用用程程序序和和Web網(wǎng)站站上上存存儲儲、、共共享享和和同同步步文文檔檔、、照照片片、、文文件件以以及及其其他他信信息息。。（5）MicrosoftSharePointServices和MicrosoftDynamicsCRMServices，用用于于在在云云端端提提供供針針對對業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)內(nèi)內(nèi)容容、、協(xié)協(xié)作作和和快快速速開開發(fā)發(fā)的的服服務(wù)務(wù)，，建建立立更更強強的的客客戶戶關(guān)關(guān)系系。。2．IBM公司司的的““藍藍云云””IBM在在高高性性能能并并行行機機集集群群技技術(shù)術(shù)上上有有著著領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)性性的的優(yōu)優(yōu)勢勢，，世世界界上上最最快快的的高高性性能能計計算算機機大大多多出出自自IBM。。IBM的的““藍藍云云””計計算算平平臺臺是是一一套套軟軟、、硬硬件件平平臺臺，，將將Internet上上使使用用的的技技術(shù)術(shù)擴擴展展到到企企業(yè)業(yè)平平臺臺上上，，使使得得數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)中中心心使使用用類類似似于于互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的的計計算算環(huán)環(huán)境境。。藍云云作作為為由由IBM云云計計算算中中心心開開發(fā)發(fā)的的企企業(yè)業(yè)級級云云計計算算解解決決方方案案，，可可以以對對企企業(yè)業(yè)現(xiàn)現(xiàn)有有的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)架架構(gòu)構(gòu)進進行行整整合合，，通通過過虛虛擬擬化化技技術(shù)術(shù)和和自自動動化化技技術(shù)術(shù)，，構(gòu)構(gòu)建建企企業(yè)業(yè)自自己己的的云云計計算算中中心心，，實實現(xiàn)現(xiàn)企企業(yè)業(yè)硬硬件件資資源源和和軟軟件件資資源源的的統(tǒng)統(tǒng)一一管管理理、、統(tǒng)統(tǒng)一一分分配配、、統(tǒng)統(tǒng)一一部部署署、、統(tǒng)統(tǒng)一一監(jiān)監(jiān)控控和和統(tǒng)統(tǒng)一一備備份份。。3．亞亞馬馬遜遜公公司司的的云云Amazon的的云云計計算算主主要要包包括括AmazonS3、、AmazonSimpleDB和和AmazonEC2。。（1）AmazonS3AmazonS3主主要提供供可靠的的網(wǎng)絡(luò)存存儲服務(wù)務(wù)。S3由對象象和存儲儲桶兩部部分組成成。對象象是最基基本的存存儲實體體。存儲桶是是存放對對象的容容器，每每個桶可可以存放放無數(shù)的的對象。。云平臺臺上的應(yīng)應(yīng)用程序序可以通通過REST或或者SOAP接接口訪問問S3中中的數(shù)據(jù)據(jù)。（2）AmazonSimpleDBAmazonSimpleDB是一種支支持結(jié)構(gòu)構(gòu)化數(shù)據(jù)據(jù)存儲和和查詢操操作的輕輕量級數(shù)數(shù)據(jù)庫服服務(wù)。SimpleDB的存儲模模型分三三層：域域、項、、屬性。。用戶的的數(shù)據(jù)按按照域進進行邏輯輯劃分。。SimpleDB提供兩種種服務(wù)訪訪問方式式：REST接口和SOAP接口。（3）AmazonEC2AmazonEC2是一種云云基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施服務(wù)務(wù)。該服服務(wù)基于于服務(wù)器器虛擬化化技術(shù)，，致力于于為用戶戶提供大大規(guī)?？煽煽靠缮焐炜s的計計算運營營環(huán)境。。AMI的運行環(huán)環(huán)境是一一個大規(guī)規(guī)模的虛虛擬機運運行環(huán)境境，擁有有龐大規(guī)規(guī)模的物物理機資資源池和和虛擬機機運行平平臺。4．谷歌公公司的云云谷歌（Google）是最大大的云計計算使用用者，向向企業(yè)開開放了他他們的““云”。。Google搜索引擎擎建立在在分布于于200多個地點點、超過過100萬臺服務(wù)務(wù)器的支支撐之上上。云計算三三大法寶寶：GFS、MapReduce和BigTable4．谷歌公公司的云云BigTable數(shù)據(jù)模型型圖云計算三三大法寶寶：GFS、MapReduce和BigTable（1）GoogleFileSystem文文件系統(tǒng)統(tǒng)（2）MapReduce分分布式編編程環(huán)境境（3）分分布式大大規(guī)模數(shù)數(shù)據(jù)庫管管理系統(tǒng)統(tǒng)BigTable（1）GoogleFileSystem文件系統(tǒng)統(tǒng)GFS是是一個可可擴展的的分布式式文件系系統(tǒng)，用用于大型型的、分分布式的的、對大大量數(shù)據(jù)據(jù)進行訪訪問的應(yīng)應(yīng)用。集群中的的節(jié)點失失效是一一種常態(tài)態(tài)，不是是一種異異常，GFS將將其作為為常見的的情況加加以處理理。Google文文件系統(tǒng)統(tǒng)中的文文件讀寫寫模式和和傳統(tǒng)的的文件系系統(tǒng)不同同。大部部分文件件的更新新是通過過添加新新數(shù)據(jù)完完成的，，而不是是改變已已存在的的數(shù)據(jù)，，在一個個文件中中隨機的的操作在在實踐中中幾乎不不存在，，一旦寫寫完，文文件就只只可讀，，很多數(shù)數(shù)據(jù)都有有這些特特性。一個GFS集群群包含一一個主服服務(wù)器和和多個塊塊服務(wù)器器，被多多個客戶戶端訪問問。大文文件被分分割成固固定尺寸寸的塊，，在每個個塊創(chuàng)建建的時候候，服務(wù)務(wù)器分配配給它一一個不變變的、全全球唯一一的64位塊句句柄對它它進行標標識。GFS結(jié)構(gòu)通過服務(wù)務(wù)器端和和客戶端端的聯(lián)合合設(shè)計GFS客戶端代代碼被嵌嵌入到每每個程序序里，它它實現(xiàn)了了Google文件系統(tǒng)統(tǒng)API，幫助應(yīng)應(yīng)用程序序與主服服務(wù)器和和塊服務(wù)務(wù)器通信信，對數(shù)數(shù)據(jù)進行行讀寫。?？蛻舳烁鞣?wù)務(wù)器交互互進行元元數(shù)據(jù)操操作，但但是所有有的數(shù)據(jù)據(jù)操作通通信都是是直接和和塊服務(wù)務(wù)器進行行。GFS對應(yīng)用支支持達到到性能與與可用性性最優(yōu)。。（2）MapReduce分布式編編程環(huán)境境MapReduce是是Google實現(xiàn)的的一套大大規(guī)模數(shù)數(shù)據(jù)處理理的編程程規(guī)范Map/Reduce系統(tǒng)，，用于大大規(guī)模數(shù)數(shù)據(jù)集（（大于1TB））的并行行運算。。Map/Reduce通過““Map（映射射）”和和“Reduce（化化簡）””這樣兩兩個簡單單的概念念來參加加運算，，用戶只只需要提提供自己己的Map函數(shù)數(shù)以及Reduce函函數(shù)就可可以在集集群上進進行大規(guī)規(guī)模的分分布式數(shù)數(shù)據(jù)處理理。程序編寫寫人員能能夠不用用去顧慮慮集群的的可靠性性、可擴擴展性等等問題。。（3）分布式式大規(guī)模模數(shù)據(jù)庫庫管理系系統(tǒng)BigTable構(gòu)建于上上述兩項項基礎(chǔ)之之上的第第三個云云計算平平臺就是是將數(shù)據(jù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)擴展到到分布式式平臺上上的BigTable系統(tǒng)。。BigTable使使用結(jié)構(gòu)構(gòu)化的文文件來存存儲數(shù)據(jù)據(jù)。它不是一一個關(guān)系系型的數(shù)數(shù)據(jù)庫，，它不支支持關(guān)聯(lián)聯(lián)或是類類似于SQL的的高級查查詢，取取而代之之的是多多級映射射的數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)。。BigTable數(shù)據(jù)格式式在BigTable模型中的的數(shù)據(jù)模模型包括括行列以以及相應(yīng)應(yīng)的時間間戳，所所有的數(shù)數(shù)據(jù)都存存放在表表格中的的單元里里。BigTable的內(nèi)容按按行來劃劃分，將將多個行行組成一一個小表表，保存存到某一一個服務(wù)務(wù)器節(jié)點點中。這這一個小小表就被被稱為tablet。BigTable數(shù)據(jù)格式式應(yīng)用程序序Docs除了這三三個部分分之外，，Google還建立立了分布布式程序序的調(diào)度度器、分分布式的的鎖服務(wù)務(wù)等一系系列相關(guān)關(guān)的云計計算服務(wù)務(wù)平臺。。Google在在其云計計算基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施之之上建立立了一系系列新型型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用程序序。其其中典典型的Google云云計算應(yīng)應(yīng)用程序序就是Google推推出的Docs網(wǎng)絡(luò)服服務(wù)程序序。Docs可通過過瀏覽器器的方式式訪問遠遠端大規(guī)規(guī)模的存存儲與計計算服務(wù)務(wù)。GoogleDocs是一一個基于于Web的工具具，有簡簡單易用用的文檔檔權(quán)限管管理，記記錄所有有用戶對對文檔所所做的修修改。GoogleDocs的這這些功能能令它非非常適用用于網(wǎng)上上共享與與協(xié)作編編輯文檔檔，能夠夠替代MicroOffice相相應(yīng)的部部分功能能。GOOGLEDocs首頁物聯(lián)網(wǎng)與與云計算算物聯(lián)網(wǎng)是是走向智智能社會會的一個個重要步步驟，物物聯(lián)網(wǎng)將將逐漸融融入到我我們工作作和生活活的方方方面面，，提供更更多智能能服務(wù)。。物物聯(lián)網(wǎng)的的一個特特點是能能把周圍圍世界的的任何事事物連接接起來，，從而形形成一個個巨大的的網(wǎng)絡(luò)，，物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)時時代可以以將一切切的物質(zhì)質(zhì)進行信信息化，，比如說說物質(zhì)的的位置、、大小、、狀態(tài)等等，都可可以通過過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)轉(zhuǎn)化為為信息進進行儲存存。人們再通通過對信信息的重重組、挖挖掘等處處理產(chǎn)生生知識并并用于智智能控制制。物聯(lián)網(wǎng)云計算與與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)結(jié)合云計算的的優(yōu)點使使物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的各種種應(yīng)用都都可以建建立在云云計算平平臺上。。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的終端端計算能能力和存存儲空間間有限，，但卻有有很強的的聯(lián)網(wǎng)能能力。而云計算算有強大大的計算算能力、、接近無無限的存存儲空間間，支撐撐各種軟軟件和信信息服務(wù)務(wù)，能夠夠與物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)很好好地結(jié)合合。6.3物聯(lián)網(wǎng)典典型應(yīng)用用智能物流流智能視頻頻監(jiān)控智能家居居智能交通通智能物流流1．智能物物流系統(tǒng)統(tǒng)概述智能物流流是指貨貨物從供供應(yīng)者向向需求者者的智能能移動過過程，為供方提提供最大大化的利利潤，為為需方提提供最佳佳的服務(wù)務(wù)，最大大限度地地保護好好生態(tài)環(huán)環(huán)境，形形成完備備的智能能社會物物流管理理體系。。2．智能物物流系統(tǒng)統(tǒng)組成及及特點（1）系統(tǒng)的的組成：：結(jié)構(gòu)1——按物物流功能能劃分：：對物流設(shè)設(shè)備進行行監(jiān)控的的智能系系統(tǒng)；對物流信信息資源源進行處處理的智智能系統(tǒng)統(tǒng)；為客戶提提供服務(wù)務(wù)的智能能系統(tǒng)；；對物流系系統(tǒng)進行行監(jiān)控與與管理的的智能系系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)2———按物物流服務(wù)務(wù)管理劃劃分：前臺顧客客服務(wù)智智能系統(tǒng)統(tǒng)；作業(yè)執(zhí)行行智能系系統(tǒng)；企業(yè)規(guī)劃劃管理智智能系統(tǒng)統(tǒng)。（2）案案例—鐵鐵路物資資智能配配送鐵路物資資流通網(wǎng)網(wǎng)面臨的的問題：：與全國國物資流流通條塊塊相重、、縱橫交交錯、相相互競爭爭；網(wǎng)絡(luò)絡(luò)內(nèi)部相相繼出現(xiàn)現(xiàn)了物資資采購分分散、儲儲備重復(fù)復(fù)、庫存存控制困困難、流流通費用用過高、、信息反反饋速度度過慢等等缺陷。。鐵路物資資智能配配送的目目的：運運輸組織織的優(yōu)化化，如防防止空載載、提高高滿載率率，人員員和物流流設(shè)施的的效益優(yōu)優(yōu)化鐵路物資資流通網(wǎng)網(wǎng)體系：：①對鐵鐵路物資資配送設(shè)設(shè)備進行行監(jiān)控的的智能系系統(tǒng)②對配配送信息息資源進進行處理理的智能能系統(tǒng)③對客客戶進行行服務(wù)的的智能系系統(tǒng)④對配配送系統(tǒng)統(tǒng)進行管管理的智智能系統(tǒng)統(tǒng)（3）智智能物流流系統(tǒng)的的特點：：①智能能化②柔性性化③一體體化④社會會化3．智能物物流主要要支撐技技術(shù)智能物流流系統(tǒng)只只有在物物流技術(shù)術(shù)、智能能技術(shù)和和相關(guān)技技術(shù)的支支持下才才能得以以實現(xiàn)，，是這些些技術(shù)的的有機結(jié)結(jié)合。（1）自自動識別別技術(shù)自動識別別技術(shù)是是以計算算機、光光、機、、電、通通信等技技術(shù)的發(fā)發(fā)展為基基礎(chǔ)的一一種高度度自動化化的數(shù)據(jù)據(jù)采集技技術(shù)。自動識別別技術(shù)在在20世世紀70年代初初步形成成規(guī)模，，經(jīng)過近近40年年的發(fā)展展，已經(jīng)經(jīng)發(fā)展成成為由條條碼識別別技術(shù)、、智能識識別技術(shù)術(shù)、光字字符識別別技術(shù)、、射頻識識別技術(shù)術(shù)、生物物識別技技術(shù)等組組成的綜綜合技術(shù)術(shù)，并正正在向集集成應(yīng)用用的方向向發(fā)展。。條碼識別別技術(shù)目前使用用最廣泛泛的自動動識別技技術(shù)，它它是利用用光電掃掃描設(shè)備備識讀條條碼符號號，從而而實現(xiàn)信信息自動動錄入。。較常使用用的碼制制有：UPC條條碼、128條條碼、交交插二五五條碼、、三九條條碼、庫庫德巴條條碼等。。生物識別別技術(shù)是利用人人類自身身生理或或行為特特征進行行身份認認定的一一種技術(shù)術(shù)。人們已經(jīng)經(jīng)發(fā)展了了虹膜識識別技術(shù)術(shù)、視網(wǎng)網(wǎng)膜識別別技術(shù)、、面部識識別技術(shù)術(shù)、簽名名識別技技術(shù)、聲聲音識別別技術(shù)、、指紋識識別技術(shù)術(shù)六種生生物識別別技術(shù)。。虹膜識別別技術(shù)射頻識別別（RFID）射頻識別別（RFID）技術(shù)是是近幾年年發(fā)展起起來的現(xiàn)現(xiàn)代自動動識別技技術(shù)。它可以識識別高速速運動物物體，也也可以同同時識讀讀多個對對象，具具有抗惡惡劣環(huán)境境、保密密性強等等特點。。RFID標簽（2）數(shù)數(shù)據(jù)倉庫庫和數(shù)據(jù)據(jù)挖掘技技術(shù)它是一個個面向主主題的、、集成的的、非易易失的、、時變的的數(shù)據(jù)集集合。數(shù)據(jù)倉庫庫的目標標是把來來源不同同的、結(jié)結(jié)構(gòu)相異異的數(shù)據(jù)據(jù)經(jīng)加工工后在數(shù)數(shù)據(jù)倉庫庫中存儲儲、提取取和維護護，支持持全面的的、大量量的復(fù)雜雜數(shù)據(jù)的的分析處處理和高高層次的的決策支支持。數(shù)據(jù)挖掘掘是從大大量的、、不完全全的、有有噪聲的的、模糊糊的及隨隨機的實實際應(yīng)用用數(shù)據(jù)中中，挖掘掘出隱含含的、未未知的、、對決策策有潛在在價值的的知識和和規(guī)則的的過程。。一般分分為描述述型數(shù)據(jù)據(jù)挖掘和和預(yù)測型型數(shù)據(jù)挖挖掘兩種種。（3）人人工智能能技術(shù)人工智能能是探索索研究用用各種機機器模擬擬人類智智能的途途徑，使使人類的的智能得得以物化化與延伸伸的一門門學(xué)科。。4．智能物物流小結(jié)結(jié)智能物流流可以優(yōu)優(yōu)化物流流管理流流程，提提高工作作效率，，降低企企業(yè)運營營成本，，同時加加快物流流信息反反饋速度度，避免免信息流流中斷，，提高物物流時效效性?？涂蛻綦娮幼雍灻麆t則保障了了簽收的的安全性性，提高高信息錄錄入的準準確性。。智能視頻頻監(jiān)控1．智能視視頻監(jiān)控控系統(tǒng)概概述智能視頻頻監(jiān)控技技術(shù)主要要包括對對視頻圖圖像序列列自動地地進行運運動對象象的提取取、描述述、跟蹤蹤、識別別和行為為分析等等。應(yīng)用場合合：軍隊、銀銀行、商商店、停停車場等智能視頻頻監(jiān)控的的優(yōu)點：：（1）24×7全天可可靠監(jiān)控控（2）提提高報警警精確度度（3）提提高響應(yīng)應(yīng)速度2．智能視視頻監(jiān)控控系統(tǒng)原原理及應(yīng)應(yīng)用（1）智智能視頻頻監(jiān)控系系統(tǒng)原理理及系統(tǒng)統(tǒng)流程智能視頻頻監(jiān)控以以數(shù)字化化、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化視頻頻監(jiān)控為為基礎(chǔ)，，但又有有別于一一般的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化視視頻監(jiān)控控，它是是一種更更高端的的視頻監(jiān)監(jiān)控應(yīng)用用。智能視頻監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)流流程（2）應(yīng)用用實例—煤煤礦安全生生產(chǎn)智能視視頻聯(lián)動監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)①視頻集集成控制將已有的工工業(yè)電視攝攝像頭和安安全監(jiān)控攝攝像頭統(tǒng)一一管理起來來②智能視視頻分析系系統(tǒng)智能視頻分分析系統(tǒng)的的功能主要要分為視頻頻動態(tài)偵測測、視頻靜靜態(tài)偵測、、重要區(qū)域域監(jiān)測三類類。③視頻聯(lián)聯(lián)動監(jiān)控系系統(tǒng)視頻聯(lián)動監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)需需要管理視視頻監(jiān)控畫畫面和聯(lián)動動監(jiān)控畫面面。（3）智能能視頻監(jiān)控控系統(tǒng)應(yīng)用用領(lǐng)域智能視頻監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)的的應(yīng)用領(lǐng)域域包括安全全相關(guān)類和和非安全相相關(guān)類。安全類相關(guān)關(guān)應(yīng)用：①①高級級視頻移動動偵測②物物體追蹤蹤③人物物面部識別別④車車輛識別⑤⑤非法法滯留這些應(yīng)用主主要是協(xié)助助政府或其其他機構(gòu)的的安全部門門提高室外外大地域公公共環(huán)境的的安全防護護人物面部識識別非安全相關(guān)關(guān)類應(yīng)用：：①人人數(shù)統(tǒng)計、、②人人群控制、、③注注意力控制制、④交交通流量量控制3．智能視頻頻監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)的關(guān)鍵技技術(shù)（1）移動動目標提取取移動目標提提取運動檢檢測是從圖圖像序列中中將變化區(qū)區(qū)域從背景景圖像中提提取出來。。兩種視頻分分析方法：：背景減除除法、時間間差分方法法（2）移動動目標跟蹤蹤等價于在連連續(xù)的圖像像幀間，創(chuàng)創(chuàng)建基于位位置、速度度、形狀、、紋理、色色彩等有關(guān)關(guān)特征的對對應(yīng)匹配問問題。常用的數(shù)學(xué)學(xué)工具：卡卡爾曼濾波波、Condensation算法及及動態(tài)貝葉葉斯網(wǎng)絡(luò)等等（3）目標標分類從檢測到的的運動區(qū)域域中將特定定類型物體體的運動區(qū)區(qū)域提取出出來，例如如分類場景景中的人、、車輛、人人群等不同同的目標。。分為基于運運動特性的的分類和基基于形狀信信息的分類類兩種目標標分類。（4）行為為識別目標的行為為識別是近近年來被廣廣泛關(guān)注的的研究熱點點，它是指指對目標的的運動模式式進行分析析和識別。。4．智能視頻頻監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)小結(jié)從應(yīng)用角度度來看，當(dāng)當(dāng)前的智能能視頻監(jiān)控控還是一種種高檔次應(yīng)應(yīng)用，主要要應(yīng)用于一一些特定場場合。從產(chǎn)業(yè)的角角度看，物物聯(lián)網(wǎng)概念念的正式提提出可以被被看做IT產(chǎn)業(yè)對安安防產(chǎn)業(yè)再再度吹響融融合的號角角。智能家居1．智能家居居系統(tǒng)概述述智能家居可可以定義為為一個目標標或一個系系統(tǒng)。使用到的技技術(shù)：計算算機技術(shù)、、數(shù)字技術(shù)術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通通信技術(shù)和和綜合布線線技術(shù)。智能家居系系統(tǒng)是為了了讓家居生活活更加安全全、舒適和和高效。2．智能家居居系統(tǒng)的組組成智能家居系系統(tǒng)由4部分組成：：智能家居控控制器主機機單元家庭通信網(wǎng)網(wǎng)主機單元元家庭設(shè)備自自動化單元元家庭安全防防范單元3．智能家居居系統(tǒng)的關(guān)關(guān)鍵技術(shù)（1）家庭庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的組建家庭內(nèi)部組組網(wǎng)，主要要是實現(xiàn)各各種信息家家電之間的的數(shù)據(jù)傳輸輸，把外部部連接傳入入的數(shù)據(jù)傳傳輸?shù)较鄳?yīng)應(yīng)的家電上上去，同時時可以把內(nèi)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳傳輸?shù)酵獠坎烤W(wǎng)絡(luò)（2）家庭庭網(wǎng)關(guān)的設(shè)設(shè)計在家庭內(nèi)部部提供不同同類型、不不同結(jié)構(gòu)子子網(wǎng)的橋接接能力，在在家庭外部部通過Internet將各各種服務(wù)商商連接起來來以提供實實時、雙向向的寬帶接接入，同時時還提供防防火墻的能能力，阻止止外界對家家庭內(nèi)部設(shè)設(shè)備的非法法訪問和攻攻擊。（3）家庭庭網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)應(yīng)用代理技技術(shù)網(wǎng)絡(luò)家電的的低成本、、高質(zhì)量和和高可靠性性是智能家家居系統(tǒng)設(shè)設(shè)計成功的的重要條件件，代理技技術(shù)是這一一方面的成成功應(yīng)用。。4．智能家居居系統(tǒng)小結(jié)結(jié)智能家居不不僅具有傳傳統(tǒng)的居住住功能，還還能提供舒舒適安全、、高效節(jié)能能、高度人人性化的生生活空間。。4．智能家居居系統(tǒng)小結(jié)結(jié)隨著人們生生活水平的的不斷提高高，人們不不斷的對居居住環(huán)境提提出更高的的要求，越越來越注重重家庭生活活中每個成成員的舒適適、安全與與便利，因因此從市場場需求的角角度看，智智能家居前前景廣闊。。智能交通如何解決交交通擁擠和和堵塞現(xiàn)象象幾乎成了了各國政府府最為棘手手的難題之之一。1．智能交通通系統(tǒng)概述述可以認為智智能交通系系統(tǒng)是將信信息技術(shù)應(yīng)應(yīng)