云計算在物聯網中應用

夏王霞 孟偉波

（1.三亞學院，海南 三亞 572022；2.91959 部隊170 艦，海南 三亞 572022）

0 前言

互聯網在短短幾年內已經呈現出了爆炸式的發展趨勢， 人們可以通過計算機等相互連接實現數據信息的快速傳遞與共享， 各類網絡通訊手段層出不窮。 在尋求應用多方面發展的同時， 人們也開始要求互聯網必須要更加的貼近我們的日常生活， 由此， 物聯網應運而生，從當初的概念提出到現如今的各種應用紛 紛呈現， 反映出了人們迫切的想要將新生的物聯網與現有的互聯網資源整合起來， 從而實現人類社會與物理系統的統一管理，以便于物聯網可以將新一代的IT 技術充分運用到各行各業當中。

云計算具有超大的規模、高擴展性、按需服務、虛擬化、 廉價以及方便等特點， 所以逐漸成為了互聯網發展的新方向。 而在物聯網和互聯網的整合過程中，需要一個或多個強有力的計算中心， 可以對整合網絡內的員工、 機器設備以及基礎設施等實施實時有效的管理和控制。 云計算的出現恰逢其時。 云計算與物聯網的相互結合，勢必將是一種趨勢。

1 云計算的概述

云計算是一種按使用量付費的模式， 這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網絡，服務器，存儲，應用軟件，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。

云是互聯網的一種比喻說法， 在計算機的流程圖中往往使用云狀的圖案來表示互聯網， 后來也常常用來表示互聯網和底層基礎設施的抽象。

1.1 云計算服務形式

云計算的服務形式主要分為以下幾個層次： 基礎設施即服務（IaaS），平臺即服務（PaaS）和軟件即服務（SaaS）。

IaaS (Infrastructure-as-a- Service)： 基 礎 設 施 即 服務。 用戶可以通過互聯網從完善的計算機基礎設施那里獲得相關的服務。 例如：硬件服務器租用。

PaaS(Platform-as-a- Service)：平臺即服務，是指將軟件研發的平臺作為一種服務方式，按照SaaS 的模式提供給用戶。因此，PaaS 也是SaaS 模式的一種應用。但是，PaaS 的出現同樣可以加快開發SaaS 應用的速度。例如：軟件的個性化定制開發。

SaaS(Software-as-a- Service)：軟件即服務，是一種通過網絡提供軟件的模式， 用戶不需要購買完整的軟件， 而是向提供商租用軟件， 來管理企業經營各種活動。 例如：陽光云服務器。

2 物聯網的概述

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分， 也是“ 信息化” 時代的重要發展階段。 其英文名稱是：“Internet of things（IoT）”。 顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網。 這有兩層意思：其一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網， 是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡； 其二， 其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相息。 物聯網通過智能感知、 識別技術與普適計算等通信感知技術， 廣泛應用于網絡的融合中， 也因此被稱為繼計算機、 互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網是互聯網的應用拓展， 與其說物聯網是網絡，不如說物聯網是業務和應用。

2.1 物聯網架構

與網絡OSI 參考模型類似， 物聯網也有一個參考模型，分3 層.即應用層：完成基于傳感器的服務發現和服務呈現。網絡層：即原有的互聯網基礎設施，為底層信息的遠距離傳輸提供支持。

感知層：完成信息的收集和簡單處理，由各類傳感器和RFID 組成。

2.2 物聯網應用模式

根據物聯網的實際用途可以劃分為兩種應用模式，即：

對象的智能標簽。 通過NFC、二維碼、RFID 等技術對特定的對象進行標識， 主要用于對對象個體的區分， 例如進入停車場時需要的磁卡以及超市中商品的二維碼等， 條碼標簽的基本用途就是用來獲得對象的識別信息； 而且通過使用智能標簽， 還能獲得對象物品中所存儲的擴展信息， 例如銀行卡上的金額和余額，二維碼中所包含的網址鏈接等。

對象的智能控制。 物聯網可以以云計算平臺和智能網絡為基礎， 根據使用傳感器網絡所獲得的數據進行決策，或者改變對象的行為從而進行控制和反饋

3 云計算在物聯網中應用

云計算的服務模式主要是SaaS、IaaS、PaaS 三種。那么， 在物聯網中的應用的服務模式也將會是這三種模式的延伸。

3.1 SaaS 在物聯網中應用

SaaS(軟件即服務)在云計算的服務方式主要是為用戶提供軟件的服務， 能夠讓多個用戶共享云端所有的軟件和數據信息資源。

3.2 PaaS 在物聯網中應用

PaaS(平臺即服務)，在云服務中的應用則是由云服務提供商為用戶提供一個通用的平臺的服務。 在物聯網中， 將物聯網的所形成的通用資源網絡平臺提供給用戶將是PaaS 在物聯網的的服務模式。 將物聯網的能力進行標準化和通用化， 形成統一的接口和平臺，通過云計算的方式提供給用戶，也就是云計算PaaS 模式在物聯網的應用。

3.3 IaaS 在物聯網中應用

IaaS （基礎設施即服務）， 是將基礎設施提供給用戶， 可以讓用戶自己搭建平臺和設計應用的服務。 在物聯網中的應用是運用云計算的海量數據信息存儲能力和強大的數據處理能力， 用于處理物聯網中的海量數據信息，實現物理資源的共享。IaaS 的基礎設施是虛擬化的、底層無關的，對于物聯網的應用來說，無需考慮內部的結構， 為降低應用成本提供了支持。 為智能化的物聯網提供了支持。

4 云計算在校園物聯網中應用

隨著校園無線網絡的快速發展， 物聯網在學校管理工作中的應用越來越廣泛，例如，學校的教學管理、人事管理， 學生管理、 圖書館管理等都可以應用到物聯網。 在教學管理上，我們可以利用物聯網，創建一個數據安全， 共享資源的實踐設施智能化管理教學系統， 從而實現現實教學環境與虛擬學習環境的對接。在人事和學生管理上，我們可以將RFID 標簽嵌入到教職工和學生的校園卡中， 以此來確定教職工和學生所處的具體位置， 從而實現對教工及學生的實時考勤和管理。 在圖書館的管理工作上， 我們同樣可以利用物聯網，將RFID 標簽嵌入到相應的圖書中，從而實現圖書的自主借閱工作。

校園物聯網的云平臺總體設計結構如下圖所示，總的云計算架構可分為應用層、 網絡層和感知層。 應用層是云計算最高層， 主要完成基于傳感器的服務發現和服務呈現， 根據不同用戶在校園物聯網中的不同需求， 把一些相關的服務， 組成可以滿足用戶需求的應用子系統。 例如，學校的教學管理、人事管理，學生管理、 圖書館管理等子系統。 網絡層即原有的互聯網基礎設施， 主要作用為底層信息的遠距離傳輸提供支持，即完成物聯網里面信息的傳輸、交互和匯聚，并支撐應用層的運行，如管理控制，信息服務，數據交換，應用程序， 虛擬服務器等； 感知層是整個物聯網的末稍部分， 主要是完成各種信息的收集和簡單處理，例如，校園一卡通、圖書等。

圖校園物聯網應用平臺

5 總結

物聯網與云計算的相互結合， 必將對各自所擁有的資源進行共享 （包括計算資源、 網絡資源、 存儲資源、平臺資源等）、業務快速部署、人物交互新業務擴展、 信息價值深度挖掘等多方面的促進帶動整個產業鏈和價值鏈的升級與躍進。 物聯網強調物物相連，即設備終端與設備終端相互連接， 云計算則能夠為連接到自身的設備終端提供極其強大的運算和處理能力，可以降低終端本身的復雜性。 云計算和物聯網都是為了滿足人們日益增長的需求而誕生的， 都是為了更好的為人們的便捷生活提供服務。