基于云计算的物联网关键技术学习报告

基于云计算的物联网关键技术学习报告

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一、云计算与物联网的概念与原理

1、云计算

1.1云计算的概念

云计算是一种新兴的基于互联网的商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。

1.2云计算的原理

云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上。根据需求访问计算机和存储系统。

3.云计算的技术架构

一般来讲，云计算的主要思路是对基础资源虚拟化形成的资源池，进行统一的调度和管理，为用户提供包括从下到上的3个层次的服务：基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。云计算平台可以分为3个逻辑层次和一个

云管理平台。

最底层是基础资源层包括物理资源和虚拟资源。它的主要功能是抽象物理硬件资源，包括计算、存储和网络等硬件资源，在资源层实现自动化的资源管理和优化，并为外部使用者提供各种各样的IaaS，使得硬件资源可以很容易的被访问和管理。

第二层是平台层，从云计算架构而言，平台层位于资源层和应用层之间，平台层是运行在资源层之上的一个以软件为核心，为应用服务提供开发、测试和运行过程中所需的基础服务，包括WEB和应用服务器、数据库以及管理支撑服务等的层次。基础设施层所需要解决的是IT资源的虚拟化和自动化管理问题，而平台层需要解决的是如何基于资源层的资源管理能力提供一个高可用的、可伸缩的且易于管理的云中间件平台。它包括两部分：云平台框架和云平台服务组件。

最上层是应用层，是运行在平台层上的应用的集合，提供具体业务应用。每一个应用都对应一个业务需求，实现一组特定的业务逻辑，并且通过服务接口与用户交互。总的来说，应用层的应用可以分为三大类：第一类是面向大众的标准应用，比如GOOGLE的文档服务Google Docs等；第二类是为了某个领域的客户而专门开发的客户应用，比如Salesforce CRM；第三类是由第三方的独立开发商在云计算平台层上开发的满足用户多元化需求的应用。

云管理平台为业务系统提供灵活的部署、运行与管理环境，屏蔽底层硬件、操作系统的差异，为应用提供安全、高性能、可扩展、可管理、可靠、可监控和可伸缩的全面保障，降低开发、测试、部署、运行和维护应用系统的成本。云管理平台包括三大部分容：一是管理功能，二是用户服务功能，三是调度监控功能。

2.物联网

2.1物联网的概念

“物联网”是指各类传感器和现有的“互联网”相互衔接的一种新技术。它是通过信息传感设备，并按约定的协议，把任何物品通过互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化管理的一种网络。由此概念可以看出，物联网的核心和基础仍然是互联网，是对互联网的延伸和扩展；其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行信息交换和通讯。

2.2物联网的原理

物联网中利用的主要技术就是射频自动识别(RFID)技术，以该技术为支撑，实现物品的自动化识别，并通过计算机互联网的传输作用，达到信息的互联与共享的目的。从层次上可将物联网的结构划分为以下三个层次:

(1)信息感知层网络。信息感知层网络是一个包括RFID、条形码、传感器等设备在的传感网，主要用于物品信息的识别和数据的采集；

(2)信息传输层网络。信息传输层网络主要用于远距离无缝传输由传感网所采集的海量数据信息，将信息安全传输至信息应用层；

(3)信息应用层网络。信息应用层网络主要通过数据处理平台及解决方案等来提供人们所需要的信息服务以及具体的应用。

二、云计算与物联网的关系

1.物联网与云计算——应用与平台——主机与CPU

云计算与物联网这两个名词总是同时出现，大家在直觉上会认为这两者在技术上是有关系的。其实不然，物联网和云计算之间是应用与平台的关系。

通过前面对物联网的介绍可以知道，物联网就是互联网通过传感网络向物理世界的延伸，它的最终目标就是对物理世界进行智能化管理。物联网的这一使命也决定了它必然要由一个计算平台作为支撑。

由于云计算从本质上来说就是一个用于海量数据处理的计算平台，因此，云计算技术是物联网涵盖的技术畴之一。随着物联网的发展，未来物联网将势必产生海量数据，而传统的硬件架构服务器将很难满足数据管理和处理要求，如果将云计算运用到物联网的传输层和应用层，采用云计算的物联网，将会在很大程度上提高运作效率。可以说，如果将物联网比作一台主机的话，云计算就是它的CPU了。

2.云计算是物联网的核心

建设物联网的三大基石，包括：（1）传感器等电子元器件；（2）传输的通道（比如电信网)；（3）高效地、动态的、可以大规模扩展的技术资源处理能力。其中，第三个基石：“高效地、动态的、可以大规模扩展的计算处理能力”正是通过云计算模式帮助实现。运用云计算模式，使物联网中数以兆计的各类物品的实时动态管理、智能分析变得可能。物联网通过将射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术等新技术充分运用在各行各业之中。将各种物体充分连接，并通过无线等网络将采集到的各种实时动态信息送达计算处理中心，进行汇总、分析和处理，从而将各种物体连接。

3.云计算是互联网和物联网融合的纽带

物联网和互联网的融合，需要更高层次的整合，需要“更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的智能化”。这同样也需要依靠高效的、动态的、可以大规模扩展的计算机资源处理能力，而这正是云计算模式所擅长的。同时，云计算的创新型服务交付模式，简化服务的交付，加强物联网和互联网之间及其部的互联互通，可以实现新商业模式的快速创新$促进物联网和互联网的智能融合。

三、云计算在物联网中的应用

在我们日常生活中，我们与Internet接触的同时，就已经