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1、第第6章章物物联网网业务及及应用用M2M业务6.16.26.3物物联网网应用小用小结6.4物物联网典型网典型应用用6.1 M2M业务6.1.1M2M概述概述6.1.2M2M系系统架构和通信架构和通信协议6.1.3M2M支撑技支撑技术6.1.4M2M业务应用用6.1.5M2M发展展现状状6.1.1 M2M概述概述 M2M是现阶段物联网最普遍的应用形是现阶段物联网最普遍的应用形式，是实现物联网的第一步。式，是实现物联网的第一步。未来的物联网将是由无数个未来的物联网将是由无数个M2M系统系统构成，不同的构成，不同的M2M系统会负责不同的功能系统会负责不同的功能处理，通过中央处理单元协同运作，最终处理
2、，通过中央处理单元协同运作，最终组成智能化的社会系统组成智能化的社会系统。概述概述M2M的全称是的全称是机器对机器机器对机器（Machine-to-Machine），提供了设备实），提供了设备实时数据在系统之间、远程设备之间、机器时数据在系统之间、远程设备之间、机器与人之间建立无线连接的简单手段，实现与人之间建立无线连接的简单手段，实现人与机器、机器与机器之间畅通无阻、随人与机器、机器与机器之间畅通无阻、随时随地的通信时随地的通信。本本节内容体系内容体系l先介绍先介绍M2M的系统结构，包括的系统结构，包括M2M终端、终端、M2M管理管理平台和应用系统平台和应用系统l然后介绍然后介绍M2M的典型
3、通信协议的典型通信协议无线机器管理协议无线机器管理协议（WMMP）l进而对进而对M2M的关键支撑技术和业务应用领域进行介绍的关键支撑技术和业务应用领域进行介绍l并给出了一个并给出了一个M2M的应用实例的应用实例基于基于GPRS无线网络无线网络的远程自动雨量监测网络的远程自动雨量监测网络l最后分析最后分析M2M的产业和标准发展现状以及面临的问题的产业和标准发展现状以及面临的问题6.1.2 M2M系系统架构和通信架构和通信协议M2M业务流程涉及众多环节，其数据业务流程涉及众多环节，其数据通信过程内部也涉及多个业务系统包括通信过程内部也涉及多个业务系统包括M2M终端终端M2M管理平台管理平台应用系统
4、应用系统具体系具体系统结构构M2MM2M终端具有的功能端具有的功能接收远程接收远程M2M平台激活指令平台激活指令本地故障报警本地故障报警数据通信数据通信远程升级远程升级使用短消息使用短消息/彩信彩信/GPRS等几种接口通信等几种接口通信协议与协议与M2M平台进行通信平台进行通信终终端端设设备备（TE）:主主要要完完成成行行业业数数字字模模拟拟量量的的采采集集和转化和转化无无线线模模块块（MT，移移动动终终端端）:主主要要完完成成数数据据传传输输、终端状态检测、链路检测及系统通信功能终端状态检测、链路检测及系统通信功能行业专用终端行业专用终端无无线线调调制制解解调调器器:又又称称为为无无线线模模
5、块块，具具有有终终端端管管理理模模块块功功能能和和无无线线接接入入能力。用于在行业监控终端与系统间无线收发数据能力。用于在行业监控终端与系统间无线收发数据手手持持设设备备:通通常常具具有有查查询询M2M终终端端设设备备状状态态、远远程程监监控控行行业业作作业业现现场场和处理办公文件等功能和处理办公文件等功能。 M2M终端端类型型终端管理模端管理模块终终端端管管理理模模块块为为软软件件模模块块，可可以以位位于于TE或或MT设设备备中中，主主要要负负责责维维护护和和管管理理通通信信及及应应用用功功能能，为为应应用用层层提提供供安安全全可靠和可管理的通信服务可靠和可管理的通信服务。M2M管理平台为客
6、户提供统一的移动行管理平台为客户提供统一的移动行业终端管理、终端设备鉴权业终端管理、终端设备鉴权支持多种网络接入方式，提供标准化的支持多种网络接入方式，提供标准化的接口使得数据传输简单直接接口使得数据传输简单直接提供数据路由、监控、用户鉴权、内容提供数据路由、监控、用户鉴权、内容计费等管理功能计费等管理功能M2MM2M管理平台的功能管理平台的功能GPRS接入模块接入模块:使用使用GPRS方式与方式与M2M终端传送数据终端传送数据行行业业网网关关接接入入模模块块:负负责责完完成成行行业业网网关关的的接接入入，通通过过行行业业网网关关完完成成与与短短信信网网关关、彩彩信信网网关关的的接接入入，最最
7、终终完完成成与与M2M终端的通信终端的通信通信接入模块通信接入模块终终端端接接入入模模块块:负负责责M2M平平台台系系统统通通过过行行业业网网关关或或GGSN与与M2M终终端端收收发发协议消息的解析和处理协议消息的解析和处理数数据据库库模模块块:保保存存各各类类配配置置数数据据、终终端端信信息息、集集团团客客户户（EC）信信息息、签签约信息和黑约信息和黑/白名单、业务数据、信息安全信息、业务故障信息等白名单、业务数据、信息安全信息、业务故障信息等应用接入模块应用接入模块:实现实现M2M应用系统到应用系统到M2M平台的接入平台的接入业业务务处处理理模模块块:是是M2M平平台台的的核核心心业业务务
8、处处理理引引擎擎，实实现现M2M平平台台系系统统的的业务消息的集中处理和控制业务消息的集中处理和控制Web模块模块:提供提供Web方式操作维护与配置功能方式操作维护与配置功能 M2M平台平台 (按照功能划分按照功能划分) M2M M2M终端获得了信息以后，本身并不终端获得了信息以后，本身并不处理这些信息，而是将这些信息集中到处理这些信息，而是将这些信息集中到应用平台上来，由应用系统来实现应用平台上来，由应用系统来实现业务业务逻辑逻辑。 应用系用系统应用系用系统的主要功能的主要功能 把感知和传输来的信息进行分析和把感知和传输来的信息进行分析和处理，做出正确的控制和决策，实现智处理，做出正确的控制
9、和决策，实现智 能化的管理、应用和服务能化的管理、应用和服务M2MM2M终端可通过终端可通过GSMGSM、WCDMAWCDMA、TD-TD-SCDMASCDMA等不同的移动通信网络接入，通信等不同的移动通信网络接入，通信方式包括短信、彩信等。方式包括短信、彩信等。 为了屏蔽不同的通信网络、不同的为了屏蔽不同的通信网络、不同的通信方式的差异性，便于通信方式的差异性，便于M2MM2M终端设备快终端设备快速接入速接入M2MM2M系统，需要对系统，需要对M2MM2M终端设备与终端设备与M2MM2M管理平台之间的通信协议进行规范。管理平台之间的通信协议进行规范。通信通信协议M2MM2M的典型通信的典型通
10、信协议 中国移动提出的无线机器管理协议中国移动提出的无线机器管理协议 （WirelessMachineManagementProtocol，WMMP）WMMP协议 为实现行业终端与为实现行业终端与M2M平台数据通平台数据通信过程而设计，属于信过程而设计，属于与具体通信网络及与具体通信网络及通信接入方式无关的应用层协议通信接入方式无关的应用层协议，建立，建立在在UDP协议协议之上之上WMMP协议栈结构构 图6-2 WMMP协议栈结构采用采用UDPUDP协议传输？由于由于GPRS网络带宽较窄，延迟较大，网络带宽较窄，延迟较大，不适于采用不适于采用TCP协议进行通信。协议进行通信。采用采用UDP协议
11、无连接方式传输，其协议无连接方式传输，其优点是效率高、流量小、节省网络带宽优点是效率高、流量小、节省网络带宽资源，缺点是没有确认机制，有可能引资源，缺点是没有确认机制，有可能引起丢包。起丢包。采用采用UDPUDP协议传输？根据实际经验发现，通过在根据实际经验发现，通过在UDP的的上层应用层协议实现类似上层应用层协议实现类似TCP的包确认的包确认和重传机制，采用和重传机制，采用UDP方式传输，丢包方式传输，丢包率能控制在率能控制在1%以下，从而提高通信效率以下，从而提高通信效率及可靠性。及可靠性。WMMPWMMP协议通信方式通信方式长连接长连接，指在一个过程中可以连续发送指在一个过程中可以连续发
12、送多个数据包，如果没有数据包发送，需多个数据包，如果没有数据包发送，需要行业终端发送心跳包以维持此连接要行业终端发送心跳包以维持此连接短连接短连接，指通信双方有数据交互时，就指通信双方有数据交互时，就建立一个建立一个WMMP过程，数据发送完成后，过程，数据发送完成后，则断开此则断开此WMMP过程过程长连接和短接和短连接的比接的比较长连接长连接短连接短连接维持、监测链路的手段心跳包不需要心跳包来维持链路，但M2M终端仍然需要通过心跳包告知M2M平台它的运行状态，以便进行监控和故障报警操作流程通信双方以客户/服务器方式建立WMMP过程，用于双方信息的相互提交。当信道上没有数据传输时，M2M终端应每
13、隔时间C发送心跳包以维持此连接，当心跳包发出超过时间T后未收到响应，应立即再发送心跳包，再连续发送N-1次后仍未得到响应则结束此过程唯一的区别在于平台并非通过心跳包来判断终端链路的存在，而是判断终端是否处于工作状态。M2M终端平时处于下线状态，当本地由于数据需要传输或达到定时上线时间等类似策略时，行业终端作为客户端以客户/服务器方式建立WMMP过程参数配置参数C、T、N原则上应可配置参数T、N原则上应可配置应用范围长时间一直在线的企业不需要一直在线的企业应用WMMPWMMP协议主要主要实现的功能和流程的功能和流程M2M终端序列号的注册和分配终端序列号的注册和分配M2M终端登录系统终端登录系统M
14、2M终端退出系统终端退出系统M2M连接检查连接检查终端上线失败错误状态上报终端上线失败错误状态上报M2M终端按照终端按照M2M管理平台的要求上报采集数据、告警数据或管理平台的要求上报采集数据、告警数据或统计数据，以及向统计数据，以及向M2M管理平台请求配置数据管理平台请求配置数据M2M管理平台从管理平台从M2M终端提取所需的数据，或向终端下发控制终端提取所需的数据，或向终端下发控制命令和配置信息命令和配置信息M2M终端软件的远程升级终端软件的远程升级6.1.3M2M6.1.3M2M支撑技支撑技术 M2M系统结系统结构中涉及构中涉及5个个重要的支撑重要的支撑技术，如图技术，如图6-3所示。所示。
15、 图6-3 M2M系统的关键支撑技术 机器（机器（MachinesMachines）实实现现M2M的的第第一一步步就就是是从从机机器器/设设备备中中获获得得数数据据，然然后后把把它它们们通通过过网网络络发发送送出出去去。不不同同于于传传统统通通信信网网络络中中的的终终端端，M2M系系统统中中的的机机器器应应该该是是高高度度智智能能化化的机器的机器。机器高度智能化机器高度智能化即机器具有即机器具有“开口说话开口说话”的能力的能力信息感知信息感知信息加工（计算能力）信息加工（计算能力）无线通信能力无线通信能力机器高度智能化机器高度智能化实现方法实现方法生产设备的时候嵌入生产设备的时候嵌入M2M硬件
16、硬件对已有机器进行改装，使其具备与其他对已有机器进行改装，使其具备与其他M2M终端通信终端通信/组网能力组网能力M2MM2M硬件硬件是是使使机机器器获获得得远远程程通通信信和和联联网网能能力力的的部部件件。在在M2M系系统统中中，M2M硬硬件件的的功功能能主主要要是是进进行行信信息息的的提提取取，从从各各种种机机器器/设设备备那那里里获获取取数数据据，并并传传送送到到通通信信网网络络中中M2MM2M硬件硬件产品品嵌入式硬件嵌入式硬件可改装硬件可改装硬件调制解调器（调制解调器（Modem）传感器传感器识别标识（识别标识（LocationTags） 通信网通信网络 通信网络在整个通信网络在整个M2
17、M技术框架中处技术框架中处于核心地位，包括广域网（无线移动通于核心地位，包括广域网（无线移动通信网络、卫星通信网络、信网络、卫星通信网络、Internet、公众、公众电话网）、局域网（以太网、电话网）、局域网（以太网、WLAN、Bluetooth）、个域网（）、个域网（ZigBee、传感器、传感器网络）网络） 中中间件（件（MiddlewareMiddleware）M2M网关网关数据收集数据收集/集成部件集成部件M2MM2M网关网关是是M2M系统中的系统中的“翻译员翻译员”，它获，它获取来自通信网络的数据，将数据传送给取来自通信网络的数据，将数据传送给信息处理系统，主要的功能是完成不同信息处理
18、系统，主要的功能是完成不同通信协议之间的转换。通信协议之间的转换。数据收集数据收集/ /集成部件集成部件目的是将数据变成有价值的信息。目的是将数据变成有价值的信息。对原始数据进行不同加工和处理，并将对原始数据进行不同加工和处理，并将结果呈现给需要这些信息的观察者和决结果呈现给需要这些信息的观察者和决策者。策者。这些中间件包括：数据分析和商业这些中间件包括：数据分析和商业智能部件、异常情况报告和工作流程部智能部件、异常情况报告和工作流程部件、数据仓库和存储部件等。件、数据仓库和存储部件等。 应用用在在M2M系统中，应用的主要功能是系统中，应用的主要功能是通过数据融合、数据挖掘等技术把感知通过数据
19、融合、数据挖掘等技术把感知和传输来的信息进行分析和处理，为决和传输来的信息进行分析和处理，为决策和控制提供依据，实现智能化的策和控制提供依据，实现智能化的M2M业务应用和服务。业务应用和服务。6.1.4M2M6.1.4M2M业务应用用 从狭义上说，从狭义上说，M2M只代表机器和机只代表机器和机器之间的通信。我们认为器之间的通信。我们认为M2M的范围不的范围不应拘泥于此，而是应该扩展到人对机器、应拘泥于此，而是应该扩展到人对机器、机器对人、移动网络对机器之间的连接机器对人、移动网络对机器之间的连接与通信。与通信。M2MM2M应用用领域域现在，现在，M2M应用遍及电力、交通、应用遍及电力、交通、工
20、业控制、零售、公共事业管理、医疗、工业控制、零售、公共事业管理、医疗、水利、石油等多个行业，以及车辆防盗、水利、石油等多个行业，以及车辆防盗、安全监测、自动售货、机械维修、公共安全监测、自动售货、机械维修、公共交通管理等日常生活当中。交通管理等日常生活当中。电力行力行业无无线应用用电力抄表力抄表GPRSGPRS数据数据传输-流量流量监测系系统应用用M2MM2M应用用实例例M2M在气象监测领域的一个应用实例在气象监测领域的一个应用实例基于基于GPRS无线网络的远程自动雨量监无线网络的远程自动雨量监测网络测网络远程自程自动雨量雨量监测网网络l自动雨量站自动雨量站l数据通信网络数据通信网络（有线和无
21、线两（有线和无线两种方式）种方式）l数据中心工作站数据中心工作站l局地计算机网络局地计算机网络自自动雨量站雨量站作为系统的端站安装于各个观测点。作为系统的端站安装于各个观测点。无线自动雨量站无线自动雨量站传感器单元传感器单元单片机系统单片机系统GPRS数据终端单元数据终端单元有线自动雨量站有线自动雨量站传感器单元传感器单元单片机系统单片机系统局地微机系统局地微机系统数据通信网数据通信网络( (无无线) )自动雨量采集设备有多个，它们用自动雨量采集设备有多个，它们用各自的各自的GPRS数据终端将数据打成数据终端将数据打成IP包，包，经经GPRS空中接口接入无线空中接口接入无线GPRS网络，网络，
22、由移动服务商转接到由移动服务商转接到Internet，最终通过，最终通过各种网关和路由到达统一的数据处理中各种网关和路由到达统一的数据处理中心工作站。心工作站。数据通信网数据通信网络( (无无线) )GPRS终端向数据业务中心发送数据终端向数据业务中心发送数据是间断性发送，可以根据需要调整发送是间断性发送，可以根据需要调整发送数据的频率，这在一定程度上也降低了数据的频率，这在一定程度上也降低了无线信息传输费用。无线信息传输费用。无无线网网络设计过程中的关程中的关键问题l如何进行气象信息采集单元与如何进行气象信息采集单元与GPRS终端终端的连接的连接l如何根据具体无线网络情况合理设置如何根据具体
23、无线网络情况合理设置l如何进行数据打包发送并在数据中心工如何进行数据打包发送并在数据中心工作站实现接收作站实现接收数据通信网数据通信网络( (有有线) )有线雨量站中通过单片机把传感器有线雨量站中通过单片机把传感器获得的雨量信息用串行通信的方式送到获得的雨量信息用串行通信的方式送到局地微型机算机，计算机首先把数据进局地微型机算机，计算机首先把数据进行处理和编码，然后通过互联网把数据行处理和编码，然后通过互联网把数据信息送到有固定信息送到有固定IP的数据业务中心站的数据业务中心站数据数据处理中心工作站理中心工作站整个网络系统的主控部分，由一台主整个网络系统的主控部分，由一台主服务器和三台数据处理
24、服务器组成。主服务器和三台数据处理服务器组成。主服务器在公网上有固定的服务器在公网上有固定的IP地址，三台地址，三台数据服务器通过集线器与主服务器联网。数据服务器通过集线器与主服务器联网。6.1.5M2M6.1.5M2M发展展现状状M2M产业发展现状产业发展现状M2M标准化现状标准化现状M2MM2M产业发展展现状状 国内主要由中移动、电信和联通，国内主要由中移动、电信和联通，应用领域涉应用领域涉及电力、水利、交通、金融、气象等行业及电力、水利、交通、金融、气象等行业国外国外Vodafone目前在目前在M2M市场是全球第一，市场是全球第一，提供提供M2M全球服务平台以及应用业务，为企业全球服务平
25、台以及应用业务，为企业客户的客户的M2M智能服务部署提供托管，能够集中智能服务部署提供托管，能够集中控制和管理许多国家推出的控制和管理许多国家推出的M2M设备，企业客设备，企业客户还可通过广泛的无线智能设备收集有用的客户还可通过广泛的无线智能设备收集有用的客户数据户数据M2MM2M标准化准化现状状 技术标准制定技术标准制定主要是在：主要是在：欧洲电信标准协会欧洲电信标准协会（EuropeanTelecommunicationStandardsInstitute，ETSI）3GPP国内主要是在国内主要是在：中国通信标准化协会（中国通信标准化协会（CCSA）的泛在网技术）的泛在网技术委员会（委员会
26、（TC10）ETSIETSI的的M2MM2M标准化准化进展展ETSI专门成立了一个专项小组专门成立了一个专项小组（M2MTC）以研究如何对快速成长的）以研究如何对快速成长的M2M技术进行标准化技术进行标准化ETSIM2MTCETSIM2MTC的主要研究目的主要研究目标从端到端的全景角度研究机器对机从端到端的全景角度研究机器对机器通信，并与器通信，并与ETSIETSI内内NGNNGN的研究及的研究及3GPP3GPP已已有的研究进行协同工作有的研究进行协同工作ETSIM2MTCETSIM2MTC的的职责l从利益相关方收集和制定从利益相关方收集和制定M2M业务及运营需求；业务及运营需求；l建立一个端
27、到端的建立一个端到端的M2M高层体系架构（如果需要会制高层体系架构（如果需要会制定详细的体系结构）；定详细的体系结构）；l找出现有标准不能满足需求的地方并制定相应的具体找出现有标准不能满足需求的地方并制定相应的具体标准；标准；l将现有的组件或子系统映射到将现有的组件或子系统映射到M2M体系结构中体系结构中；lM2M解决方案间的互操作性（制定测试标准）；解决方案间的互操作性（制定测试标准）；l硬件接口标准化方面的考虑；硬件接口标准化方面的考虑；l与其他标准化组织进行交流及合作与其他标准化组织进行交流及合作ETSIM2MTCETSIM2MTC目前的研究工作目前的研究工作M2M业务需求（业务需求（T
28、S102689）：定义）：定义M2M业务应用对通信系统的业务应用对通信系统的需求，以及需求，以及M2M的典型应用场景。的典型应用场景。M2M功能架构（功能架构（TS102690）：定义）：定义M2M业务应用的功能架构以业务应用的功能架构以及相关的呼叫会话流程。及相关的呼叫会话流程。智能电表（智能电表（SmartMetering）的应用场景（）的应用场景（TS102691）：智能电）：智能电表的应用场景和相关技术问题。表的应用场景和相关技术问题。电子卫生保健（电子卫生保健（eHealth）的应用场景（）的应用场景（TS102732）：电子医疗）：电子医疗的应用场景和相关技术问题。的应用场景和相关
29、技术问题。消费者连接（消费者连接（ConnectedConsumers）的应用场景（）的应用场景（TS102857）：）：消费者连接的应用场景和相关技术问题。消费者连接的应用场景和相关技术问题。M2M定义（定义（TS102725）：）：M2M相关的定义和名词术语。相关的定义和名词术语。3GPP3GPP的的M2MM2M标准化准化进展展3GPP针对针对M2M的研究主要从移动网络出发，研究的研究主要从移动网络出发，研究M2M应用对网络的影响，包括网络优化技术等。应用对网络的影响，包括网络优化技术等。3GPP在标准制定过程中，也将在标准制定过程中，也将M2M称作机器类通信称作机器类通信（Machine
30、TypeCommunications，MTC）。在）。在2008年年5月，月，3GPP制定了研究项目制定了研究项目针对机器类通信的网针对机器类通信的网络优化（络优化（NetworkImprovementforMachineTypeCommunications，NIMTC）。）。3GPP于于2009年年11月制月制定的技术报告定的技术报告TS22.368中定义中定义MTC的一般需求，以及的一般需求，以及有别于人与人间通信的一些独特的业务需求，并详述有别于人与人间通信的一些独特的业务需求，并详述了为满足了为满足MTC的业务需求，网络优化需要做的一些工的业务需求，网络优化需要做的一些工作。作。3GP
31、P3GPP对于于M2MM2M的研究范的研究范围只讨论移动网的只讨论移动网的M2M通信；通信；只定义只定义M2M业务，不具体定义特殊的业务，不具体定义特殊的M2M应用；应用；无线侧和网络侧的改进，不讨论跟无线侧和网络侧的改进，不讨论跟SIM卡和卡和/或或SIM卡管理的新模型相关的内容卡管理的新模型相关的内容MTCMTC的一般的一般业务需求需求寻址寻址计费计费标识标识安全安全对对MTC设备的远程管理设备的远程管理MTCMTC独特的独特的业务需求需求lMTC设备易被偷盗设备易被偷盗/毁坏毁坏l时间控制时间控制l无线网络拥塞无线网络拥塞l核心网络拥塞核心网络拥塞l信令网络拥塞信令网络拥塞l访问控制访问
32、控制l低功耗低功耗l特定位置触发特定位置触发l漫游漫游MTC设备的端到端安全性设备的端到端安全性CCSACCSA的的M2MM2M标准化准化进展展中国通信标准化协会（中国通信标准化协会（CCSA）泛在网技）泛在网技术工作委员会（术工作委员会（TC10）包括总体组、感）包括总体组、感知延伸组、应用组和网络组知延伸组、应用组和网络组M2M应用通信协议技术要求由网络组进应用通信协议技术要求由网络组进行研究行研究CCSACCSA对M2MM2M标准化的两个方面准化的两个方面M2M业务的总体技术要求：包括业务的总体技术要求：包括M2M业务定义、业务特征、应用场景和业务定义、业务特征、应用场景和业务需求，业务
33、需求，M2M系统结构和接口、计费、系统结构和接口、计费、认证鉴权和网络管理等方面的技术要求。认证鉴权和网络管理等方面的技术要求。CCSACCSA对M2MM2M标准化的两个方面准化的两个方面M2M应用通信协议技术要求：包应用通信协议技术要求：包括括M2M终端设备与终端设备与M2M平台间、平台间、M2M平台与平台与M2M应用平台间的通信协议的协应用平台间的通信协议的协议概述、协议结构、报文定义、报文交议概述、协议结构、报文定义、报文交互机制、安全机制等。互机制、安全机制等。M2MM2M面面临的的问题 l缺乏完整的标准体系缺乏完整的标准体系l商业模式不清晰，未形成共赢的、规模化的商业模式不清晰，未形
34、成共赢的、规模化的产业链产业链l窄带网络限制了窄带网络限制了M2M业务的发展以及业务信业务的发展以及业务信息承载方式的多样性息承载方式的多样性lM2M业务运营支撑系统不完善，不能完全有业务运营支撑系统不完善，不能完全有效地支撑效地支撑M2M业务的运营业务的运营lM2M各行业间融合难度大各行业间融合难度大6.2 云云计算算 6.2.1云云计算介算介绍6.2.2云云计算算应用用实例例6.2.3物物联网与云网与云计算算主要内容主要内容本节主要介绍一种适合大规模信息处本节主要介绍一种适合大规模信息处理、管理、存储的新型计算基础设施理、管理、存储的新型计算基础设施云云计算。计算。 6.2.1 云云计算介
35、算介绍1云云计算定算定义及云参考模型：及云参考模型：云计算的含义：云计算中的云计算的含义：云计算中的“云云”主要是主要是指能够提供无穷资源（如计算、存储、带宽等）指能够提供无穷资源（如计算、存储、带宽等）的一种全新计算模式，通过云可以将计算能力、的一种全新计算模式，通过云可以将计算能力、网络基础设施、商业处理平台、存储空间、带宽网络基础设施、商业处理平台、存储空间、带宽资源等按照约定的服务水平协议（资源等按照约定的服务水平协议（ServiceLevelAgreement，SLA）有偿地提供给云客户，无论）有偿地提供给云客户，无论你身处何处、何时使用。这种模式将计算和处理你身处何处、何时使用。这
36、种模式将计算和处理能力转移到网络中，从而减少以往个人或公司维能力转移到网络中，从而减少以往个人或公司维护计算机软件、硬件、带宽、能源等资源的开销。护计算机软件、硬件、带宽、能源等资源的开销。众多的专家和学者根据各自的理解提出的众多的专家和学者根据各自的理解提出的云计算定义：云计算定义： 学者/机构年份云计算定义M. Klems2008云计算可以根据用户的需求在几分钟（甚至几秒钟）内，向用户提供相关的资源（服务器、存储、带宽等）来扩充用户目前所拥有的资源，而不是通常的几天或是几星期，因此云计算避免了用户自有服务器的各种问题，如服务器的资源闲置，或是过载R. Buyya 2008云是一种并行和分布
37、式处理系统，其中包括众多的相互连接和虚拟化的计算机，云所包含的资源都可以单位化成一些计算资源，动态地提供给云计算用户使用，同时云计算的提供者需要保证与云计算用户所达成的服务水平协议（SLA）R. Cohen 2008云计算囊括了众多的热门技术，如部署、负载均衡、按需提供、商业模式、架构（如Web2.0）。它是软件开发模式的下一阶段（software 10.0）。R. Cohen认为云计算可以描述为以互联网为中心的软件（Internet centric software）J. Kaplan 2008云计算能够向用户提供一系列基于Web的业务，这些业务能够提供各种各样的功能，用户通过量入为出（pa
38、y as you go）的方式支付所使用的功能。这些功能如果不通过云来提供的话，用户需要花费大量的资金来部署软件和硬件设备，并且需要专业的技术人员来维护这些设备。云计算实现了早期关于效用计算（utility computing）的设想，并且不需要复杂的技术学者/机构年份云计算定义K. Sheynkman2008云计算使硬件资源能够按照用户的消费需求，将计算能力和存储能力提供给用户。对公司来说，云计算能够根据业务和应用的需求提供简单的配置、部署、动态扩展和管理虚拟的硬件环境J. Pritzker2008云是一个巨大的、资源池，这些资源可以按需分配、虚拟化、计费Luis M. Vaquero200
39、9云是一个巨大的、易用的、易访问的虚拟资源池（如硬件、开发平台和/或业务）。这些资源可以动态地重新配置来调节负载，以达到最优的资源利用率。这些资源通常按照按需付费的方式使用，根据和用户达成的SLA来保证服务质量Ian Foster2008云计算是一种受规模经济驱动的大规模分布式计算模式。云计算中抽象的、虚拟的、可动态扩展的、可管理的计算能力、存储、平台和业务可以按需通过互联网提供给需要云计算的用户来使用美国国家标准技术研究院（NIST）2009云计算是一种能够通过网络以便利的、按需的方式来访问一个共享的资源池来获取计算资源（如网络、服务器、存储、应用和服务）的模式，这些资源可配置，并能够快速获
40、取和释放。云模式能够提高可用性并且由5种基本属性、3种服务模式和4种部署模式组成NIST定义定义美国国家标准技术研究院美国国家标准技术研究院（NIST）的云计算定义被普遍接受，）的云计算定义被普遍接受，在这里主要介绍在这里主要介绍NIST关于云计算的定关于云计算的定义义（1）5种基本属性种基本属性云计算的业务可以描述为云计算的业务可以描述为5种基本属性，这种基本属性，这5种基本属性与传统计算方式的区别和联系如下。种基本属性与传统计算方式的区别和联系如下。 美国国家标准技术研究院的云计算定义图l按按需需自自助助服服务务（On-demandself-service）：客客户户可可以以根根据据需需求
41、求自自动动地地获获取取计计算算能能力力，例例如如服服务务器器计计算算时时间间和和网网络络存存储储空空间间，而而不不需需要要和和云云服服务提供商进行直接谈判。务提供商进行直接谈判。l广广泛泛的的网网络络接接入入（Broadnetworkaccess）：计计算算能能力力可可通通过过网网络络提提供供，并并通通过过标标准准机机制制进进行行访访问问，使使得得各各种种客客户户端端（例例如如移移动动电电话话、便便携携式式电电脑脑或或PDA）和和其其他他传传统统的的或或是是基基于于云云的的软软件件平平台台均可以使用云计算。均可以使用云计算。l资源池（资源池（Resourcepooling）：云计算服）：云计算
42、服务提供商的各种资源被池化，并通过多租务提供商的各种资源被池化，并通过多租户模式为多客户提供多样服务，并根据客户模式为多客户提供多样服务，并根据客户的需求动态提供或重新分配物理或虚拟户的需求动态提供或重新分配物理或虚拟化的资源。化的资源。l快快速速弹弹性性：服服务务规规模模可可以以快快速速、弹弹性性地地扩大或缩小。扩大或缩小。l按按量量计计费费的的服服务务：云云系系统统对对服服务务对对象象在在一一定定程程度度上上进进行行适适当当的的抽抽象象，并并提提供供服服务务计量能力。计量能力。（2）3种服务模式种服务模式 服务模式可以分为服务模式可以分为3种基本类型和其种基本类型和其他的派生模式。这他的派
43、生模式。这3种基本模式可以简写种基本模式可以简写为为“SPI 模式模式”，即分别为，即分别为Software，Platform or Infrastructure（as a Service）。）。lSoftwareasaService（SaaS）：云计算）：云计算提供商为用户提供的业务是运行在其云基提供商为用户提供的业务是运行在其云基础设施上的应用程序的使用能力。这种应础设施上的应用程序的使用能力。这种应用程序能被各种客户端设备通过用程序能被各种客户端设备通过Web形式形式访问，例如访问，例如Web浏览器。浏览器。lPlatformasaService（PaaS）：用户：用户可以将自己拥有的或
44、是购买的应用程序通可以将自己拥有的或是购买的应用程序通过使用云计算提供商提供的编程语言和工过使用云计算提供商提供的编程语言和工具部署到云基础设施上。具部署到云基础设施上。l 同样云用户也无法管理和控制底层云同样云用户也无法管理和控制底层云基础设施，包括网络、服务器、操作系统、基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储，但可以控制他们部署的应用程序和存储，但可以控制他们部署的应用程序和应用程序的配置环境。应用程序的配置环境。lInfrastructureasaService（IaaS）：云）：云计算提供商为客户提供处理能力、存储能计算提供商为客户提供处理能力、存储能力、网络和其他基本计算资源，用
45、户可以力、网络和其他基本计算资源，用户可以使用这些资源部署或运行他们自己的软件。使用这些资源部署或运行他们自己的软件。（3）4种部署模式种部署模式 公共云公共云 公共云可以把来自许多不同客户的作公共云可以把来自许多不同客户的作业在云内的服务器、存储系统和其他基础业在云内的服务器、存储系统和其他基础设施上混合在一起。避免了用户临时需要设施上混合在一起。避免了用户临时需要大规模的计算和存储资源而部署硬件和软大规模的计算和存储资源而部署硬件和软件资源的风险和开销。件资源的风险和开销。社区云社区云云基础设施被几个组织所共享，以支云基础设施被几个组织所共享，以支持某个具有共同需求（例如任务、安全需持某个
46、具有共同需求（例如任务、安全需求、策略域）的社区。社区云可以被该组求、策略域）的社区。社区云可以被该组织管理，也可以委托第三方管理。织管理，也可以委托第三方管理。 专用云专用云 专用云主要面向需要大规模数据处理、专用云主要面向需要大规模数据处理、存储的公司。专用云是由单个客户所拥有的存储的公司。专用云是由单个客户所拥有的基础设施，该客户完全控制哪些应用程序在基础设施，该客户完全控制哪些应用程序在哪里运行。一般来说专用云的扩展性没有公哪里运行。一般来说专用云的扩展性没有公共云高。共云高。 混合云混合云云基础设施由两个或两个以上相对独云基础设施由两个或两个以上相对独立的的云组成，为了保证数据和应用
47、程序立的的云组成，为了保证数据和应用程序的可移植性，通过标准化的接口或是专用的可移植性，通过标准化的接口或是专用技术为不同的云客户提供服务。技术为不同的云客户提供服务。混合云提供了一种灵活的措施为云用混合云提供了一种灵活的措施为云用户来决定如何在公共云和专用云上部署他户来决定如何在公共云和专用云上部署他们的应用，如果应用的数据量很小，但是们的应用，如果应用的数据量很小，但是需要很大的计算能力，那么混合云或许是需要很大的计算能力，那么混合云或许是一种比较好的选择。一种比较好的选择。上述上述4种云都有一种或两种的部署方式：种云都有一种或两种的部署方式：内部或外部。内部是指位于云拥有者的内内部或外部
48、。内部是指位于云拥有者的内部网络，享有和内部网络其他用户同样的部网络，享有和内部网络其他用户同样的网络安全策略，通常专用云一般都部署在网络安全策略，通常专用云一般都部署在内部。而外部是指部署在公有的网络上，内部。而外部是指部署在公有的网络上，公共云一般部署在外部。公共云一般部署在外部。（4）云）云计算参考模型算参考模型这里主要介里主要介绍云安全云安全联盟（盟（CSA）给出的一出的一种参考模型，如种参考模型，如图所示所示云计算参考模型IaaSIaaS是所有云业务的基础，是所有云业务的基础，PaaSPaaS建立在建立在IaaSIaaS之上，之上，SaaSSaaS建立在建立在PaaSPaaS之上。之
49、上。 IaaS:IaaS包括所有的基础设施资源，如云包括所有的基础设施资源，如云计算中的所有硬件资源。计算中的所有硬件资源。IaaS可以提供可以提供（或是不提供）对基础设施资源的抽象能（或是不提供）对基础设施资源的抽象能力，并且为这些抽象资源提供物理或是逻力，并且为这些抽象资源提供物理或是逻辑连接的功能。辑连接的功能。PaaS: PaaS在在IaaS和和SaaS之间提供了额之间提供了额外的一层，外的一层，PaaS是对开发环境抽象的是对开发环境抽象的封装和对有效服务负载的封装，主要封装和对有效服务负载的封装，主要用于构建应用程序开发环境、中间件用于构建应用程序开发环境、中间件和其他功能（如数据库
50、、消息功能、和其他功能（如数据库、消息功能、排队功能）。排队功能）。 SaaS:SaaS位于位于IaaS和和PaaS之上，为用户之上，为用户提供包括内容服务、内容呈现、商业应提供包括内容服务、内容呈现、商业应用和管理能力。典型用和管理能力。典型SaaS是是S和和GoogleApps，提供基本，提供基本商业服务，如电子邮件。商业服务，如电子邮件。2云云计算的算的发展展历史史 一般来说有一般来说有6个阶段个阶段:第第1阶段，用户通过终端共享一个大型阶段，用户通过终端共享一个大型机，那时的终端仅仅是一台显示器和一个机，那时的终端仅仅是一台显示器和一个键盘。键盘。第第2阶段，出现了可以独立运行的计算阶
51、段，出现了可以独立运行的计算机，用户不必再依靠大型机，但是这一阶机，用户不必再依靠大型机，但是这一阶段的计算机还不能联网。段的计算机还不能联网。第第3阶段，计算机网络的出现使得不同阶段，计算机网络的出现使得不同的计算机可以相互连接起来共享资源，但的计算机可以相互连接起来共享资源，但是这时的网络覆盖的范围还是比较有限。是这时的网络覆盖的范围还是比较有限。第第4阶段，阶段，Internet的出现使得不同的的出现使得不同的计算机网络可以相互地连接起来，用户可计算机网络可以相互地连接起来，用户可以通过以通过Internet来使用远程的应用和资源。来使用远程的应用和资源。第第5阶段，网格技术的出现，使得
52、计阶段，网格技术的出现，使得计算和存储资源可以更加方便地共享。算和存储资源可以更加方便地共享。第第6阶段，云计算的出现使得用户可阶段，云计算的出现使得用户可以通过更加便利的方式利用以通过更加便利的方式利用Internet使用使用各种的资源。各种的资源。客户端客户端/服务器（服务器（C/S）模式）模式P2P模式模式两种两种计算模式：算模式：计算模式演进图云计算充分利用了云计算充分利用了C/S结构结构和和P2P结构的优点结构的优点3云计算的组成云计算由应用程序、云客户端、基云计算由应用程序、云客户端、基础结构、云平台、业务、存储、计算能础结构、云平台、业务、存储、计算能力等部分组成。力等部分组成。
53、（1 1）应用程序用程序云用户只需通过简单终端以云用户只需通过简单终端以Web的形的形式来实时地使用云计算上的应用程序。式来实时地使用云计算上的应用程序。（2 2）云客）云客户端端云客户端也叫瘦终端，瘦主要是指云计云客户端也叫瘦终端，瘦主要是指云计算对客户端的要求很低，只要能够运行算对客户端的要求很低，只要能够运行Web浏览器（如浏览器（如Firefox、IE等）的终端就可以等）的终端就可以成为云客户端。成为云客户端。（3 3）基）基础结构构云计算的基础结构主要包括与计算云计算的基础结构主要包括与计算机和网络相关的硬件以及安装这些硬件机和网络相关的硬件以及安装这些硬件的房间等。一般来说，云计算
54、中的计算的房间等。一般来说，云计算中的计算机主要是一些便宜的且能够批量生产的机主要是一些便宜的且能够批量生产的服务器。服务器。（4 4）云平台）云平台云计算平台主要是指能够将各种云云计算平台主要是指能够将各种云应用部署在云计算上的方式，也叫应用部署在云计算上的方式，也叫PaaS。如使用开源。如使用开源Web应用架构的应用架构的Rails，S公司的私有公司的私有PaaSF，GoogleAppEngine（使用（使用Python和和Mosso）。）。（5 5）业务业务主要是指云客户使用云计算提业务主要是指云客户使用云计算提供的各种服务。供的各种服务。这些业务的共性是需要非常大的存这些业务的共性是需
55、要非常大的存储空间和处理能力，来为用户提供及时储空间和处理能力，来为用户提供及时准确的信息。另外一种业务是需要大量准确的信息。另外一种业务是需要大量的后台计算和处理能力。的后台计算和处理能力。（6 6）存）存储扩充存储能力仍是一笔大的开销，尤扩充存储能力仍是一笔大的开销，尤其是管理众多物理存储设备。使用云存储其是管理众多物理存储设备。使用云存储就不会带来很大的开销，并且能够带来很就不会带来很大的开销，并且能够带来很高的容错能力。高的容错能力。（7 7）计算能力算能力云计算能够提供的处理能力是极大的。云计算能够提供的处理能力是极大的。实际上对使用云计算的用户来说，云计算实际上对使用云计算的用户来
56、说，云计算可以提供近乎无穷的资源，而不仅仅限于可以提供近乎无穷的资源，而不仅仅限于计算和存储能力。计算和存储能力。4云计算的优缺点优点：优点：缺点：缺点：（1）成本方面）成本方面（1）安全问题）安全问题（2）网络方面）网络方面（2）控制问题）控制问题（3）创新方面）创新方面（3）开放性问题）开放性问题（4）可扩展性方面）可扩展性方面（5）环保和节能方面）环保和节能方面（1）成本方面）成本方面云计算的成本通常比传统企业数据云计算的成本通常比传统企业数据中心的成本低得多。云计算的成本节省中心的成本低得多。云计算的成本节省是建立在规模效应的基础上，即大量的是建立在规模效应的基础上，即大量的用户使用云
57、计算，从而极大地提升资源用户使用云计算，从而极大地提升资源的利用率。成本的节省是云计算的核心的利用率。成本的节省是云计算的核心优点。优点。（2 2）网）网络方面方面云计算意味着用户可以通过无处不云计算意味着用户可以通过无处不在的互联网使用云资源，并且互联网中在的互联网使用云资源，并且互联网中还有非常多的其他资源可以和云计算一还有非常多的其他资源可以和云计算一起使用。云客户可以根据应用的特点，起使用。云客户可以根据应用的特点，灵活的调用互联网的众多资源，提升应灵活的调用互联网的众多资源，提升应用的用户体验，进而获取更多的利益。用的用户体验，进而获取更多的利益。（3 3）创新方面新方面云计算和云解
58、决方案提供了一种创云计算和云解决方案提供了一种创新的计算模式。随着技术的发展，云计新的计算模式。随着技术的发展，云计算还会提供更多的别具特色的技术革新算还会提供更多的别具特色的技术革新或商业革新。而使用云计算的公司，就或商业革新。而使用云计算的公司，就会比使用传统企业数据中心的用户，创会比使用传统企业数据中心的用户，创造出更多更新颖的应用或是商业模式。造出更多更新颖的应用或是商业模式。（4 4）可）可扩展性方面展性方面可扩展性主要是指云客户可以根据可扩展性主要是指云客户可以根据用户对资源需要灵活地增加或减少软硬用户对资源需要灵活地增加或减少软硬件资源，而并不需要预先购买额外的资件资源，而并不需
59、要预先购买额外的资源，有非常灵活高效的扩展性。源，有非常灵活高效的扩展性。（5 5）环保和保和节能方面能方面 云计算是一种绿色计算模式。绿色云计算是一种绿色计算模式。绿色计算主要是指云计算的资源利用率非常计算主要是指云计算的资源利用率非常高，相对那些传统的企业数据中心，更高，相对那些传统的企业数据中心，更加地环保和节省能源。加地环保和节省能源。云计算具有显著的优点，也有如下云计算具有显著的优点，也有如下不可回避的缺点。不可回避的缺点。（1 1）安全）安全问题安全主要是指由于云客户并不能控安全主要是指由于云客户并不能控制云计算的内部设施，因此具有潜在的制云计算的内部设施，因此具有潜在的数据被窃取
60、的危险。虽然云计算提供了数据被窃取的危险。虽然云计算提供了加密、用户名、密码、身份管理等安全加密、用户名、密码、身份管理等安全措施，企业可能也并不愿意将机密的信措施，企业可能也并不愿意将机密的信息放到云上。息放到云上。（2 2）控制）控制问题云客户并不能控制所租用的云计算云客户并不能控制所租用的云计算资源的基础设施（物理计算机），另外资源的基础设施（物理计算机），另外用户或许会由于违反了一些规则，结果用户或许会由于违反了一些规则，结果发现账户被封了，或是云计算提供商破发现账户被封了，或是云计算提供商破产了等，导致用户不能继续使用云计算，产了等，导致用户不能继续使用云计算，或是丢失数据等。或是丢
61、失数据等。（3 3）开放性）开放性问题由于每个云计算提供商的平台可能由于每个云计算提供商的平台可能并不是公开的，而云客户如果使用云计并不是公开的，而云客户如果使用云计算必须按照云计算提供商提供的编程语算必须按照云计算提供商提供的编程语言和言和API来编写应用程序，那么云客户的来编写应用程序，那么云客户的应用程序在不同的云计算平台间移植就应用程序在不同的云计算平台间移植就会非常的困难。会非常的困难。1 1微软公司的微软公司的Windows Azure Windows Azure 2 2IBMIBM公司的公司的“蓝云蓝云” ” 3 3亚马逊公司的云亚马逊公司的云 4 4谷歌公司的云谷歌公司的云 6
62、.2.2 云云计算算应用用实例例1微微软公司的公司的Windows Azure WindowsAzure是微软基于云计算是微软基于云计算的操作系统，提供了的操作系统，提供了“软件软件+服务服务”的计的计算方法，用于帮助开发者开发可以跨越算方法，用于帮助开发者开发可以跨越云端和专业数据中心的下一代应用程序。云端和专业数据中心的下一代应用程序。Azure服服务平台包括了以下主要平台包括了以下主要组件：件： （1）WindowsAzure用于服务托管，以及可扩展用于服务托管，以及可扩展的存储、计算和网络的管理。的存储、计算和网络的管理。（2）MicrosoftSQLServices可以扩展可以扩展M
63、icrosoftSQLServer应用到云中的能力。应用到云中的能力。（3）Microsoft.NETServices可以便捷地创建基可以便捷地创建基于云的松耦合的应用程序。另外还包含访问控于云的松耦合的应用程序。另外还包含访问控制机制，可以保卫用户的程序安全。制机制，可以保卫用户的程序安全。（4）LiveServices提供了一种一致性的方法处理提供了一种一致性的方法处理用户数据和程序资源，使得用户可以在用户数据和程序资源，使得用户可以在PC、手、手机、机、PC应用程序和应用程序和Web网站上存储、共享和同网站上存储、共享和同步文档、照片、文件以及其他信息。步文档、照片、文件以及其他信息。（
64、5）MicrosoftSharePointServices和和MicrosoftDynamicsCRMServices，用于在云端提供针，用于在云端提供针对业务内容、协作和快速开发的服务，建立更对业务内容、协作和快速开发的服务，建立更强的客户关系。强的客户关系。2IBM公司的“蓝云”IBM在高性能并行机集群技术上有在高性能并行机集群技术上有着领导性的优势，世界上最快的高性能着领导性的优势，世界上最快的高性能计算机大多出自计算机大多出自IBM。IBM的的“蓝云蓝云”计算平台是一套软、计算平台是一套软、硬件平台，将硬件平台，将Internet上使用的技术扩展上使用的技术扩展到企业平台上，使得数据中
65、心使用类似到企业平台上，使得数据中心使用类似于互联网的计算环境。于互联网的计算环境。蓝云作为由蓝云作为由IBM云计算中心开发的云计算中心开发的企业级云计算解决方案，可以对企业现企业级云计算解决方案，可以对企业现有的基础架构进行整合，通过虚拟化技有的基础架构进行整合，通过虚拟化技术和自动化技术，构建企业自己的云计术和自动化技术，构建企业自己的云计算中心，实现企业硬件资源和软件资源算中心，实现企业硬件资源和软件资源的统一管理、统一分配、统一部署、统的统一管理、统一分配、统一部署、统一监控和统一备份。一监控和统一备份。3亚马逊公司的云公司的云Amazon的云计算主要包括的云计算主要包括AmazonS
66、3、AmazonSimpleDB和和AmazonEC2。（1 1）AmazonS3AmazonS3AmazonS3主要提供可靠的网络存储主要提供可靠的网络存储服务。服务。S3由对象和存储桶两部分组成。由对象和存储桶两部分组成。对象是最基本的存储实体。对象是最基本的存储实体。存储桶是存放对象的容器，每个桶存储桶是存放对象的容器，每个桶可以存放无数的对象。云平台上的应用可以存放无数的对象。云平台上的应用程序可以通过程序可以通过REST或者或者SOAP接口访问接口访问S3中的数据。中的数据。（2 2）AmazonSimpleDBAmazonSimpleDBAmazonSimpleDB是一种支持结构是
67、一种支持结构化数据存储和查询操作的轻量级数据库化数据存储和查询操作的轻量级数据库服务。服务。SimpleDB的存储模型分三层：域、的存储模型分三层：域、项、属性。用户的数据按照域进行逻辑项、属性。用户的数据按照域进行逻辑划分。划分。SimpleDB提供两种服务访问方式：提供两种服务访问方式：REST接口和接口和SOAP接口。接口。（3 3）AmazonEC2AmazonEC2AmazonEC2是一种云基础设施服务。是一种云基础设施服务。该服务基于服务器虚拟化技术，致力于该服务基于服务器虚拟化技术，致力于为用户提供大规模可靠可伸缩的计算运为用户提供大规模可靠可伸缩的计算运营环境。营环境。AMI的
68、运行环境是一个大规模的虚拟的运行环境是一个大规模的虚拟机运行环境，拥有庞大规模的物理机资机运行环境，拥有庞大规模的物理机资源池和虚拟机运行平台。源池和虚拟机运行平台。4谷歌公司的云谷歌公司的云谷歌（谷歌（Google）是最大的云计算使）是最大的云计算使用者，向企业开放了他们的用者，向企业开放了他们的“云云”。Google搜索引擎建立在分布于搜索引擎建立在分布于200多多个地点、超过个地点、超过100万台服务器的支撑之上。万台服务器的支撑之上。云计算三大法宝：云计算三大法宝：GFS、MapReduce和和BigTable4谷歌公司的云谷歌公司的云BigTable数据模型图 云云计算三大法宝：算三
69、大法宝：GFS、MapReduce和和BigTable （1）GoogleFileSystem文件系统文件系统（2）MapReduce分布式编程环境分布式编程环境（3）分布式大规模数据库管理系统）分布式大规模数据库管理系统BigTable（1 1）GoogleFileSystemGoogleFileSystem文件系文件系统GFS是一个可扩展的分布式文件系是一个可扩展的分布式文件系统，用于大型的、分布式的、对大量数统，用于大型的、分布式的、对大量数据进行访问的应用。据进行访问的应用。集群中的节点失效是一种常态，不集群中的节点失效是一种常态，不是一种异常，是一种异常，GFS将其作为常见的情况将其
70、作为常见的情况加以处理。加以处理。Google文件系统中的文件读写模式文件系统中的文件读写模式和传统的文件系统不同。大部分文件的和传统的文件系统不同。大部分文件的更新是通过添加新数据完成的，而不是更新是通过添加新数据完成的，而不是改变已存在的数据，在一个文件中随机改变已存在的数据，在一个文件中随机的操作在实践中几乎不存在，一旦写完，的操作在实践中几乎不存在，一旦写完，文件就只可读，很多数据都有这些特性。文件就只可读，很多数据都有这些特性。一个一个GFS集群包含一个主服务器和集群包含一个主服务器和多个块服务器，被多个客户端访问。大多个块服务器，被多个客户端访问。大文件被分割成固定尺寸的块，在每个
71、块文件被分割成固定尺寸的块，在每个块创建的时候，服务器分配给它一个不变创建的时候，服务器分配给它一个不变的、全球唯一的的、全球唯一的64位块句柄对它进行标位块句柄对它进行标识。识。GFS结构通过服务器端和客户端的联合设计通过服务器端和客户端的联合设计GFS客户端代码被嵌入到每个程序里，客户端代码被嵌入到每个程序里，它实现了它实现了Google文件系统文件系统API，帮助应用，帮助应用程序与主服务器和块服务器通信，对数程序与主服务器和块服务器通信，对数据进行读写。据进行读写。客户端跟主服务器交互进行元数据客户端跟主服务器交互进行元数据操作，但是所有的数据操作通信都是直操作，但是所有的数据操作通信
72、都是直接和块服务器进行。接和块服务器进行。GFS对应用支持达对应用支持达到性能与可用性最优。到性能与可用性最优。（2 2）MapReduceMapReduce分布式分布式编程程环境境MapReduce是是Google实现的一套大实现的一套大规模数据处理的编程规范规模数据处理的编程规范Map/Reduce系系统，用于大规模数据集（大于统，用于大规模数据集（大于1TB）的并）的并行运算。行运算。Map/Reduce通过通过“Map（映射）（映射）”和和“Reduce（化简）（化简）”这样两个简单的这样两个简单的概念来参加运算，用户只需要提供自己概念来参加运算，用户只需要提供自己的的Map函数以及函
73、数以及Reduce函数就可以在集函数就可以在集群上进行大规模的分布式数据处理。群上进行大规模的分布式数据处理。程序编写人员能够不用去顾虑集群程序编写人员能够不用去顾虑集群的可靠性、可扩展性等问题。的可靠性、可扩展性等问题。（3）分布式大）分布式大规模数据模数据库管理系管理系统BigTable构建于上述两项基础之上的第三个构建于上述两项基础之上的第三个云计算平台就是将数据库系统扩展到分云计算平台就是将数据库系统扩展到分布式平台上的布式平台上的BigTable系统。系统。BigTable使使用结构化的文件来存储数据。用结构化的文件来存储数据。它不是一个关系型的数据库，它不它不是一个关系型的数据库，
74、它不支持关联或是类似于支持关联或是类似于SQL的高级查询，的高级查询，取而代之的是多级映射的数据结构。取而代之的是多级映射的数据结构。 BigTable 数据格式数据格式 在在BigTable模型中的数据模型包括行模型中的数据模型包括行列以及相应的时间戳，所有的数据都存列以及相应的时间戳，所有的数据都存放在表格中的单元里。放在表格中的单元里。BigTable的内容按行来划分，将多的内容按行来划分，将多个行组成一个小表，保存到某一个服务个行组成一个小表，保存到某一个服务器节点中。这一个小表就被称为器节点中。这一个小表就被称为tablet。 BigTable 数据格式数据格式应用程序用程序 Doc
75、sDocs除了这三个部分之外，除了这三个部分之外，Google还建还建立了分布式程序的调度器、分布式的锁立了分布式程序的调度器、分布式的锁服务等一系列相关的云计算服务平台。服务等一系列相关的云计算服务平台。Google在其云计算基础设施之上建在其云计算基础设施之上建立了一系列新型网络应用程序。立了一系列新型网络应用程序。其中典其中典型的型的Google云计算应用程序就是云计算应用程序就是Google推出的推出的Docs网络服务程序。网络服务程序。Docs可通过浏览器的方式访问远端可通过浏览器的方式访问远端大规模的存储与计算服务。大规模的存储与计算服务。GoogleDocs是一个基于是一个基于W
76、eb的工具，的工具，有简单易用的文档权限管理，记录所有有简单易用的文档权限管理，记录所有用户对文档所做的修改。用户对文档所做的修改。GoogleDocs的的这些功能令它非常适用于网上共享与协这些功能令它非常适用于网上共享与协作编辑文档，能够替代作编辑文档，能够替代MicroOffice相应相应的部分功能。的部分功能。GOOGLE Docs 首页 6.2.3 物联网与云计算物联网是走向智能社会的一个重要物联网是走向智能社会的一个重要步骤，物联网将逐渐融入到我们工作和步骤，物联网将逐渐融入到我们工作和生活的方方面面，提供更多智能服务。生活的方方面面，提供更多智能服务。物联网的一个特点是能把周围世界
77、的物联网的一个特点是能把周围世界的任何事物连接起来，从而形成一个巨大任何事物连接起来，从而形成一个巨大的网络，的网络，物物联网网物联网时代可以将一切的物质进行物联网时代可以将一切的物质进行信息化，比如说物质的位置、大小、状信息化，比如说物质的位置、大小、状态等，都可以通过物联网转化为信息进态等，都可以通过物联网转化为信息进行储存。行储存。人们再通过对信息的重组、挖掘等人们再通过对信息的重组、挖掘等处理产生知识并用于智能控制。处理产生知识并用于智能控制。物物联网网云计算与物联网结合云计算的优点使物联网的各种应用云计算的优点使物联网的各种应用都可以建立在云计算平台上。物联网的都可以建立在云计算平台
78、上。物联网的终端计算能力和存储空间有限，但却有终端计算能力和存储空间有限，但却有很强的联网能力。很强的联网能力。而云计算有强大的计算能力、接近而云计算有强大的计算能力、接近无限的存储空间，支撑各种软件和信息无限的存储空间，支撑各种软件和信息服务，能够与物联网很好地结合。服务，能够与物联网很好地结合。6.3 物物联网典型网典型应用用6.3.1智能物流智能物流6.3.2智能智能视频监控控6.3.3智能家居智能家居6.3.4智能交通智能交通6.3.1智能物流智能物流 1智能物流系统概述智能物流系统概述智能物流是指货物从供应者向需求者智能物流是指货物从供应者向需求者的智能移动过程的智能移动过程，为供方
79、提供最大化的利为供方提供最大化的利润，为需方提供最佳的服务，最大限度地润，为需方提供最佳的服务，最大限度地保护好生态环境，形成完备的智能社会物保护好生态环境，形成完备的智能社会物流管理体系。流管理体系。2智能物流系统组成及特点智能物流系统组成及特点（1）系统的组成：）系统的组成：结构结构1按物流功能划分：按物流功能划分：对物流设备进行监控的智能系统；对物流设备进行监控的智能系统；对物流信息资源进行处理的智能系统；对物流信息资源进行处理的智能系统；为客户提供服务的智能系统；为客户提供服务的智能系统；对物流系统进行监控与管理的智能系统。对物流系统进行监控与管理的智能系统。结构结构2按物流服务管理划
80、分：按物流服务管理划分：前台顾客服务智能系统；前台顾客服务智能系统；作业执行智能系统；作业执行智能系统；企业规划管理智能系统。企业规划管理智能系统。（2）案例）案例铁路物资智能配送铁路物资智能配送铁路物资流通网面临的问题：与全国铁路物资流通网面临的问题：与全国物资流通条块相重、纵横交错、相互竞物资流通条块相重、纵横交错、相互竞争；网络内部相继出现了物资采购分散、争；网络内部相继出现了物资采购分散、储备重复、库存控制困难、流通费用过储备重复、库存控制困难、流通费用过高、信息反馈速度过慢等缺陷。高、信息反馈速度过慢等缺陷。铁路物资智能配送的目的：运输组织铁路物资智能配送的目的：运输组织的优化，如防
81、止空载、提高满载率，人的优化，如防止空载、提高满载率，人员和物流设施的效益优化员和物流设施的效益优化铁路物资流通网体系：铁路物资流通网体系：对铁路物资配送设备进行监控的智能系对铁路物资配送设备进行监控的智能系统统对配送信息资源进行处理的智能系统对配送信息资源进行处理的智能系统对客户进行服务的智能系统对客户进行服务的智能系统对配送系统进行管理的智能系统对配送系统进行管理的智能系统（3）智能物流系统的特点：）智能物流系统的特点：智能化智能化柔性化柔性化一体化一体化社会化社会化3智能物流主要支撑技术智能物流主要支撑技术 智能物流系统只有在物流技术、智能智能物流系统只有在物流技术、智能技术和相关技术的
82、支持下才能得以实现，技术和相关技术的支持下才能得以实现，是这些技术的有机结合。是这些技术的有机结合。（1）自动识别技术）自动识别技术自动识别技术是以计算机、光、机、自动识别技术是以计算机、光、机、电、通信等技术的发展为基础的一种高电、通信等技术的发展为基础的一种高度自动化的数据采集技术。度自动化的数据采集技术。自动识别技术在自动识别技术在20世纪世纪70年代初步形年代初步形成规模，经过近成规模，经过近40年的发展，已经发展年的发展，已经发展成为由条码识别技术、智能识别技术、成为由条码识别技术、智能识别技术、光字符识别技术、射频识别技术、生物光字符识别技术、射频识别技术、生物识别技术等组成的综合
83、技术，并正在向识别技术等组成的综合技术，并正在向集成应用的方向发展。集成应用的方向发展。条码识别技术条码识别技术目前使用最广泛的自动识别技术，它目前使用最广泛的自动识别技术，它是利用光电扫描设备识读条码符号，从是利用光电扫描设备识读条码符号，从而实现信息自动录入。而实现信息自动录入。较常使用的码制有：较常使用的码制有：UPC条码、条码、128条码、交插二五条码、三九条码、库德条码、交插二五条码、三九条码、库德巴条码等。巴条码等。生物识别技术生物识别技术 是利用人类自身是利用人类自身生理或行为特征进行身生理或行为特征进行身份认定的一种技术份认定的一种技术。 人们已经发展了人们已经发展了虹膜识别技
84、术、视网膜虹膜识别技术、视网膜识别技术、面部识别技识别技术、面部识别技术、签名识别技术、声术、签名识别技术、声音识别技术、指纹识别音识别技术、指纹识别技术六种生物识别技术。技术六种生物识别技术。虹膜识别技术射频识别（射频识别（RFID） 射频识别射频识别（RFID）技术是近几年）技术是近几年发展起来的现代自动识发展起来的现代自动识别技术。别技术。 它可以识别高速运动它可以识别高速运动物体，也可以同时识读物体，也可以同时识读多个对象，具有抗恶劣多个对象，具有抗恶劣环境、保密性强等特点。环境、保密性强等特点。RFID标签（2）数据仓库和数据挖掘技术）数据仓库和数据挖掘技术它是一个面向主题的、集成的
85、、非易它是一个面向主题的、集成的、非易失的、时变的数据集合。失的、时变的数据集合。数据仓库的目标是把来源不同的、结数据仓库的目标是把来源不同的、结构相异的数据经加工后在数据仓库中存构相异的数据经加工后在数据仓库中存储、提取和维护，支持全面的、大量的储、提取和维护，支持全面的、大量的复杂数据的分析处理和高层次的决策支复杂数据的分析处理和高层次的决策支持。持。数据挖掘是从大量的、不完全的、数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的及随机的实际应用数有噪声的、模糊的及随机的实际应用数据中，挖掘出隐含的、未知的、对决策据中，挖掘出隐含的、未知的、对决策有潜在价值的知识和规则的过程。一般有潜在价值的
86、知识和规则的过程。一般分为描述型数据挖掘和预测型数据挖掘分为描述型数据挖掘和预测型数据挖掘两种。两种。（3）人工智能技术）人工智能技术人工智能是探索研究用各种机器模拟人工智能是探索研究用各种机器模拟人类智能的途径，使人类的智能得以物人类智能的途径，使人类的智能得以物化与延伸的一门学科。化与延伸的一门学科。4智能物流小结智能物流小结智能物流可以优化物流管理流程，提智能物流可以优化物流管理流程，提高工作效率，降低企业运营成本，同时高工作效率，降低企业运营成本，同时加快物流信息反馈速度，避免信息流中加快物流信息反馈速度，避免信息流中断，提高物流时效性。客户电子签名则断，提高物流时效性。客户电子签名则
87、保障了签收的安全性，提高信息录入的保障了签收的安全性，提高信息录入的准确性。准确性。6.3.2智能视频监控智能视频监控1智能视频监控系统概述智能视频监控系统概述智能视频监控技术主要包括对视频图智能视频监控技术主要包括对视频图像序列自动地进行运动对象的提取、描述、像序列自动地进行运动对象的提取、描述、跟踪、识别和行为分析等。跟踪、识别和行为分析等。应用场合：应用场合：军队、银行、商店、停车军队、银行、商店、停车场场等等智能视频监控的优点：智能视频监控的优点：（1）247全天可靠监控全天可靠监控（2）提高报警精确度）提高报警精确度（3）提高响应速度）提高响应速度2智能视频监控系统原理及应用智能视频
88、监控系统原理及应用（1）智能视频监控系统原理及系统流程）智能视频监控系统原理及系统流程智能视频监控以数字化、网络化视频智能视频监控以数字化、网络化视频监控为基础，但又有别于一般的网络化监控为基础，但又有别于一般的网络化视频监控，它是一种更高端的视频监控视频监控，它是一种更高端的视频监控应用。应用。智能视频监控系统流程（2）应用实例）应用实例煤矿安全生产智能视频联煤矿安全生产智能视频联动监控系统动监控系统视频集成控制视频集成控制将已有的工业电视摄像头和安全监控将已有的工业电视摄像头和安全监控摄像头统一管理起来摄像头统一管理起来智能视频分析系统智能视频分析系统智能视频分析系统的功能主要分为视智能视
89、频分析系统的功能主要分为视频动态侦测、视频静态侦测、重要区域频动态侦测、视频静态侦测、重要区域监测三类。监测三类。视频联动监控系统视频联动监控系统视频联动监控系统需要管理视频监控视频联动监控系统需要管理视频监控画面和联动监控画面。画面和联动监控画面。（3）智能视频监控系统应用领域）智能视频监控系统应用领域智能视频监控系统的应用领域包括安智能视频监控系统的应用领域包括安全相关类和非安全相关类。全相关类和非安全相关类。安全类相关应用：安全类相关应用：高级视频移动高级视频移动侦测侦测物体追踪物体追踪人物面部识别人物面部识别车车辆识别辆识别非法滞留非法滞留 这些应用主要这些应用主要是协助政府或其他机是
90、协助政府或其他机构的安全部门提高室构的安全部门提高室外大地域公共环境的外大地域公共环境的安全防护安全防护人物面部识别人物面部识别非安全相关类应用：非安全相关类应用：人数统计、人数统计、人群控制、人群控制、注意力控制、注意力控制、交通交通流量控制流量控制3智能视频监控系统的关键技术智能视频监控系统的关键技术（1）移动目标提取）移动目标提取移动目标提取运动检测是从图像序列移动目标提取运动检测是从图像序列中将变化区域从背景图像中提取出来。中将变化区域从背景图像中提取出来。 两种视频分析方法：背景减除法、时两种视频分析方法：背景减除法、时间差分方法间差分方法（2）移动目标跟踪）移动目标跟踪等价于在连续
91、的图像帧间，创建基于等价于在连续的图像帧间，创建基于位置、速度、形状、纹理、色彩等有关位置、速度、形状、纹理、色彩等有关特征的对应匹配问题。特征的对应匹配问题。 常用的数学工具：卡尔曼滤波、常用的数学工具：卡尔曼滤波、Condensation算法及动态贝叶斯网络等算法及动态贝叶斯网络等（3）目标分类）目标分类 从检测到的运动区域中将特定类型物从检测到的运动区域中将特定类型物体的运动区域提取出来，例如分类场景体的运动区域提取出来，例如分类场景中的人、车辆、人群等不同的目标。中的人、车辆、人群等不同的目标。 分为基于运动特性的分类和基于形状分为基于运动特性的分类和基于形状信息的分类两种目标分类。信
92、息的分类两种目标分类。（4）行为识别）行为识别目标的行为识别是近年来被广泛关注目标的行为识别是近年来被广泛关注的研究热点，它是指对目标的运动模式的研究热点，它是指对目标的运动模式进行分析和识别。进行分析和识别。4智能视频监控系统小结智能视频监控系统小结从应用角度来看，当前的智能视频监从应用角度来看，当前的智能视频监控还是一种高档次应用，主要应用于一控还是一种高档次应用，主要应用于一些特定场合。些特定场合。从产业的角度看，物联网概念的正式从产业的角度看，物联网概念的正式提出可以被看做提出可以被看做IT产业对安防产业再度产业对安防产业再度吹响融合的号角。吹响融合的号角。6.3.3智能家居智能家居1
93、智能家居系统概述智能家居系统概述智能家居可以定义为一个目标或一个智能家居可以定义为一个目标或一个系统系统。使用到的技术：计算机技术、数字技使用到的技术：计算机技术、数字技术、网络通信技术和综合布线技术。术、网络通信技术和综合布线技术。 智能家居智能家居系统是为了系统是为了让让家居生活更加家居生活更加安全、舒适和安全、舒适和高效高效。2智能家居系统的组成智能家居系统的组成智能家居系统智能家居系统由由4部分组成：部分组成：智能家居控制器主机单元智能家居控制器主机单元家庭通信网主机单元家庭通信网主机单元家庭设备自动化单元家庭设备自动化单元家庭安全防范单元家庭安全防范单元3智能家居系统的关键技术智能家
94、居系统的关键技术（1）家庭内部网络的组建）家庭内部网络的组建家庭内部组网，主要是实现各种信息家庭内部组网，主要是实现各种信息家电之间的数据传输，把外部连接传入家电之间的数据传输，把外部连接传入的数据传输到相应的家电上去，同时可的数据传输到相应的家电上去，同时可以把内部数据传输到外部网络以把内部数据传输到外部网络（2）家庭网关的设计）家庭网关的设计在家庭内部提供不同类型、不同结构在家庭内部提供不同类型、不同结构子网的桥接能力，在家庭外部通过子网的桥接能力，在家庭外部通过Internet将各种服务商连接起来以提供实将各种服务商连接起来以提供实时、双向的宽带接入，同时还提供防火时、双向的宽带接入，同
95、时还提供防火墙的能力，阻止外界对家庭内部设备的墙的能力，阻止外界对家庭内部设备的非法访问和攻击。非法访问和攻击。（3）家庭网络中应用代理技术）家庭网络中应用代理技术网络家电的低成本、高质量和高可靠网络家电的低成本、高质量和高可靠性是智能家居系统设计成功的重要条件，性是智能家居系统设计成功的重要条件，代理技术是这一方面的成功应用。代理技术是这一方面的成功应用。4智能家居系统小结智能家居系统小结智能家居不仅具有传统的居住功能，智能家居不仅具有传统的居住功能，还能提供舒适安全、高效节能、高度人还能提供舒适安全、高效节能、高度人性化的生活空间。性化的生活空间。4智能家居系统小结智能家居系统小结 随着人
96、们生活水平的不断提高，人们随着人们生活水平的不断提高，人们不断的对居住环境提出更高的要求，越不断的对居住环境提出更高的要求，越来越注重家庭生活中每个成员的舒适、来越注重家庭生活中每个成员的舒适、安全与便利，因此从市场需求的角度看，安全与便利，因此从市场需求的角度看，智能家居前景广阔。智能家居前景广阔。6.3.4智能交通智能交通如何解如何解决交通拥挤决交通拥挤和堵塞现象和堵塞现象几乎成了各几乎成了各国政府最为国政府最为棘手的难题棘手的难题之一之一。1智能交通系统概述可以认为智能交通系统是将信息技术可以认为智能交通系统是将信息技术应用于交通的设计、规划、管理的一种应用于交通的设计、规划、管理的一种
97、新型交通系统。新型交通系统。 主要功能表现在三个方面：顺畅功能、主要功能表现在三个方面：顺畅功能、安全功能、环境功能。安全功能、环境功能。2智能交通系统的体系结构智能交通系统的体系结构国际上公认的智能交通系统的服务领国际上公认的智能交通系统的服务领域为七个方面：先进的交通信息服务系域为七个方面：先进的交通信息服务系统、先进的交通管理系统、先进的公共统、先进的交通管理系统、先进的公共交通系统、先进的车辆控制系统、货运交通系统、先进的车辆控制系统、货运管理系统、电子收费系统、紧急救援系管理系统、电子收费系统、紧急救援系统。统。（1）先进的交通信息服务系统（）先进的交通信息服务系统（AITS）AIT
98、S建立在完善的信息网络基础上。建立在完善的信息网络基础上。交通参与者通过装备向交通信息中心交通参与者通过装备向交通信息中心提供各地的实时交通信息。系统得到这提供各地的实时交通信息。系统得到这些信息并通过处理后向交通参与者提供些信息并通过处理后向交通参与者提供出行相关信息。出行相关信息。（2）先进的交通管理系统（）先进的交通管理系统（ATMS）该系统是一个可以实现车辆行驶时间该系统是一个可以实现车辆行驶时间测定、交通事故检测、道路自动收费、测定、交通事故检测、道路自动收费、信号自动控制以及交通流量自动控制的信号自动控制以及交通流量自动控制的实时交通管理系统。实时交通管理系统。（3）先进的公共交通
99、系统（）先进的公共交通系统（APTS）该系统的目的是促进公共交通管理者该系统的目的是促进公共交通管理者和使用者之间的相互协助，加强公共交和使用者之间的相互协助，加强公共交通管理部门之间的相互协作，实现公共通管理部门之间的相互协作，实现公共交通运输的智能化。交通运输的智能化。（4）先进的车辆控制系统（）先进的车辆控制系统（AVCS）分为两个层次：一是车辆辅助安全驾分为两个层次：一是车辆辅助安全驾驶系统，二是自动驾驶系统。驶系统，二是自动驾驶系统。（5）货运管理系统）货运管理系统货运管理系统是指以高速道路网和信货运管理系统是指以高速道路网和信息管理系统为基础，利用物流理论进行息管理系统为基础，利用
100、物流理论进行管理的智能化的物流管理系统。管理的智能化的物流管理系统。（6）不停车收费系统（）不停车收费系统（ETC）使用者将一张内部装有芯片的通行卡使用者将一张内部装有芯片的通行卡（即（即IC卡或卡或RFID卡）安装在汽车的指定卡）安装在汽车的指定位置，这样当汽车通过收费站的不停车位置，这样当汽车通过收费站的不停车收费车道时，该车道上安装的读取设备收费车道时，该车道上安装的读取设备与车上的卡进行相互通信，自动在预交与车上的卡进行相互通信，自动在预交帐户上将本次通行费扣除。帐户上将本次通行费扣除。（7）紧急救援系统）紧急救援系统它的基础是它的基础是ATIS、ATMS和有关的救和有关的救援机构和设
101、施。援机构和设施。通过通过ATIS和和ATMS将交通监控中心与将交通监控中心与职业的救援机构连成有机的整体，为道职业的救援机构连成有机的整体，为道路使用者提供车辆故障现场紧急处置、路使用者提供车辆故障现场紧急处置、拖车、现场救护、排除事故车辆等服务。拖车、现场救护、排除事故车辆等服务。3智能交通系统的关键技术智能交通系统的关键技术实现智能交通系统的关键技术除了传实现智能交通系统的关键技术除了传统的网络技术和通信技术以外，还包括统的网络技术和通信技术以外，还包括显示技术、自动车辆识别技术、数据库显示技术、自动车辆识别技术、数据库技术和自动控制技术。技术和自动控制技术。（1）显示技术）显示技术应用
102、场所：公共场所的信息显示，如应用场所：公共场所的信息显示，如车站站牌、车内信息显示板。车站站牌、车内信息显示板。功能：监控现场情况、规划辅助设计功能：监控现场情况、规划辅助设计系统动态模拟显示、企业经营管理有关系统动态模拟显示、企业经营管理有关信息的显示、显示特定的信息信息的显示、显示特定的信息要求：显示数字地图信息；显示街道要求：显示数字地图信息；显示街道上的有运营车辆；按要求任意缩放、组上的有运营车辆；按要求任意缩放、组合、切换显示内容；显示数据、表格及合、切换显示内容；显示数据、表格及图形；实时显示监控的图像信息。图形；实时显示监控的图像信息。（2）自动车辆识别技术）自动车辆识别技术自动
103、车辆识别（自动车辆识别（AVI，AutomationVehicleIdentification）是当车辆通过某）是当车辆通过某一特定地点时，自动将该车身份识别出一特定地点时，自动将该车身份识别出来的技术。来的技术。（3）数据库技术）数据库技术 数据库是在计算机中按照一定组织方数据库是在计算机中按照一定组织方式存储在一起的、相互有关的、为用户式存储在一起的、相互有关的、为用户共同关心的全部数据的集合。共同关心的全部数据的集合。（4）自动控制技术）自动控制技术自动控制是应用自动化仪表或控制装自动控制是应用自动化仪表或控制装置代替人工自动的对机器设备或过程进置代替人工自动的对机器设备或过程进行控制，
104、使之达到预期的状态或性能要行控制，使之达到预期的状态或性能要求。求。4智能交通系统小结智能交通系统小结智能交通具有如下特点：行业市场成智能交通具有如下特点：行业市场成熟度较高、行业传感技术成熟、政府扶熟度较高、行业传感技术成熟、政府扶持力度大。持力度大。 智能交通系统理论方面的突破是发展智能交通系统理论方面的突破是发展智能交通系统的基础，具有非常重要的智能交通系统的基础，具有非常重要的意义。意义。6.46.4物物联网网应用小用小结物联网产业覆盖了传感感知、传输通物联网产业覆盖了传感感知、传输通道、运算处理、行业应用等领域，其中道、运算处理、行业应用等领域，其中涉及的技术包括涉及的技术包括RFI
105、D射频识别、传感器、射频识别、传感器、无线网络传输、高性能计算、智能控制、无线网络传输、高性能计算、智能控制、云计算等。云计算等。物联网相关设备制造业服务产业保持物联网相关设备制造业服务产业保持快速发展，但物联网的发展也面临很多快速发展，但物联网的发展也面临很多困难，核心技术尚不成熟，标准体系尚困难，核心技术尚不成熟，标准体系尚在建立过程中，并且物联网业务和应用在建立过程中，并且物联网业务和应用的规模和领域比较小，没有形成成熟的的规模和领域比较小，没有形成成熟的商业模式，应用成本较高。商业模式，应用成本较高。物联网的发展不仅需要加快突破核心物联网的发展不仅需要加快突破核心关键技术，形成较为完备物联网技术体关键技术，形成较为完备物联网技术体系，加快物联网标准体系建设，更为重系，加快物联网标准体系建设，更为重要的是积极引导和推广物联网业务和应要的是积极引导和推广物联网业务和应用。用。
