科学论坛 云计算在物联网中的作用研究 陈磊 （南昌理工学院南昌３３００１３） 摘要：云计算这一新兴名词已经逐步进入了我们大众的视野，作为一种新的服务模式已然成为计算机科学领域的一个研究热点。本文在介绍与计 算概念、工作原理以及与物联网关系的基础上，探讨云计算在物联网中的应用及展望。运营管理系统借助云计算和物联网技术将企业的生产过程、调度监 控、事务处理、决策等业务过程进行数字化，通过各种信息系统网络加工生成新的信息资源，提供给各层次的人们洞悉、观察各类动态业务中的一切信息。 关键词：云计算物联网除污染 一、物联网的感念 与物之间反馈信息都和实际的物理环境息息相关，所以不能使用我们简单 意义上的逻辑时钟，而必须采用物理时钟同步 （２）商业可行性。建立物联网需要投入大量的资金。就目前来说，在中国 物联网：是指在现实世界中，那些具有一定的感知能力，识别能力或者 具有其他智能化特点的传感设备。除了我们刚才提到的传感器，ＲＦＩＤ以外， 像二维码，小范围的无线传输技术，或者一些移动通信的模块等等，都可以 算在其中的范围内。总的来说，物联网技术基本就是通过网络设施实现信息 的传输和管理的技术，从而让人们可以打破空间距离的限制，更好的实现隔 空交流或者是设备的控制。 二、云计算的概念 云计算：最大的特点就是建立在虚幻的基础上进行工作的。用一种比喻 说法，云就是网络、互联网的上的你一个人的活Ｎ个人帮你干。 狭义云计算指厂商通过分布式计算和ＩＴ基础设施的使用模式，以免费 或者按需租用方式向企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务。广 义云计算是指厂商利用互联网闲散计算和存储资源，为企业用户提供按需 即取的高效的服务方式。 １、云计算技术的基本原理 用户所进行加工的数据是保存在互联网的数据中心上面，并不存储在 本地。提供云计算服务的企业负责管理和维护这些数据中心的正常运转， 保证有够大的存储空间以及够强的计算能力，以此满足用户的需求使用。用 户使用的应用程序直接运行）在互联网的大规模服务器集群中。用户都可以 任意连接至互联网的终端设备，而不同受时间和地点的限制。就是借助大量 的计算机，将数据存储和应用在服务中心，用来完成存储和计算的工作过 程。 ２、云计算（Ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ），是一种基于互联网的计算方式，是通过互 联网上异构、自治的服务，利用互联网内各种闲散计算和存储资源，为个人 和企业用户提供按需即取的计算。云计算的资源是动态的、易扩展的、虚拟 化的，计算机终端用户不需要了角翠‘‘云计算”基础设施细节和专业知识，也无 需直接进行控制，只关注自己真正需要什么样的资源以及如何通过网络来 得到相应的资源和服务。 ３．云计算与物联网之间的关系 首先，物联网的发展离不开云计算，物联网对云计算有着很强的依赖 性。 云计算从两方面促进物联网的实现 一方面，它是物联网技术中的核心 部分。由于云计算通俗的说就是一个用于处理数据的计算平台，通过强大的 云计算技术可以使物联网中各类物品的实时动态管理和智能分析变得可 能。另一方面，随着物联网规模的迅速扩大，其发展自然和云计算结合起来。 当物联网中涉及的物品不多时，可能不需要云计算便可以进行数据的处理、 分析，但当整个行业都整合起来形成一个行业物联网时，就不能不在云计算 的基础上才能运行起来。 其次，云计算将互联网与物联网智能结合在一起。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内部的互联互 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。 最后，云计算（Ｃｌｏｕｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）是效用计算，网络存储等网络技术发 展相结合的产物。通过在云计算的技术支持下，物联网可以更好的增强自身 数据储存、分析、处理的能力，完善了在技术方面的某些缺陷。所以物联网对 云计算有着很强的依赖性和应用共享性。也是的使物联网的出现及发展成 为可能。 三、想要实现物与物及物与人之间的交流畅通无阻，物联网要解决的 问题还有很多。主要存在的问题有以下几点： （１）实时性与同步性。根据物联网的实时性与同步性的性质来说，它对 时钟同步的要求很高。与传统的无线网络不同，由于物联网中的物与物、人 开展物联网，没有政府的支持搭建无线网络和系统平台来推广物联网应用 的商品，所需的成本实在太大，而用户的接受度和企业的回报率都不可知， 因此其商业可行性就带上很大的风险。 （３）寻址问题。在物联网中出现的每个具体的物品，都需要有一个地址 来表示它。在当今物联网飞速发展的今天，物联网就需要更多的ＩＰ地址，并 且在ＩＰｖ４资源又即将耗尽，就需要ＩＰｖ６来支持，由于ＩＰｖ４网络的庞大的规模， 导致ＩＰｖ４向ＩＰｖ６过渡就需要漫长的过程，因此物联网一旦使用ＩＰｖ６地址，就 必然会与ＩＰｖ４存在兼容性的问题。 四、实现物联网的关键技术 １物联网的认知技术（感知技术） 物联网的智能化，简便了数据分析处理的过程，物体通过本身带有的信 息处理机制来迅速做出判断，也就是说一定程度上赋予了物体本身独立处 理与决定的能力。这意味着在物联网中应用的商品可以通过模拟人类的行 为应对外界的改变并做出决策来，即如同人一样，感知它所处的网络环境， 以此做出规划，采取相应的措施。 ２接入网技术 接入网是指市话端局或远端交换模块（ＲＬｓＵ）与用户之间的部分，主要 完成交叉连接、复用和传输功能。接入网一般不含交换功能。有时从维护的 角度将端局至用户之间的部分统称为接入网，不再计较是否包含ＫＳＵ。 云计算解决物联网的模型，是将集成在服务端的计算机通信网、电信软 交换通信网络、有线电视互动平台以及云存储和流媒体的服务，进行数据的 加密和压缩，使用电信公司创建的光网城市的硬件基础，通过互联网络的方 式连接家庭综合瘦终端，利用连接在瘦终端上的电视、笔记本、物联网应用 设备向用户提供服务。 在模型中，用户必须办理云计算平台上虚拟机的业务。通过申请存储空 间、ＣＰＵ、内存等虚拟硬件形成独立的计算机单元，用户可以使用连接在瘦 终端上的电视机作为计算机的显示器。按照用户向电信公司购买的产品不 同，可以给客户提供包括互联网应用、电话通讯、电视点播、视频或者高清视 频点播等的服务。 利用云计算核心服务器的高性能的计算服务：核心城域网出口的大带 宽；大容量、高性能的存储能力，将视频、电话、互联网直接整合在用户的虚 拟机中，是用户单点登录就能享受到三网整合的服务。３Ｇ手机用户通过高 速的ＥＶＤＯ网络也能登录到这个虚拟机中，获得和在家里相同的服务内容。 随着计算机技术的发展，高度集成化的芯片被广泛应用，目前国内各大 计算机硬件厂商都能大规模制作，只有网络收发器、闪存、多输入输出接口 的瘦终端，在２０１０年上海的联通营业厅已经开始使用瘦终端进行业务受理。 瘦终端本身不具有计算处理的功能，通过网络连接将远端云中的计算机资 源带入本地，将本地终端连接的资源挂接到云端，所有计算、通信和操作都 将在云中进行。 在该模型中设计了高清电视或者高清视频的播放，那么要求瘦终端具 备高清数据的解码能力，对于网络传输速率的要求就是压缩文件传输速率。 以流行的１０８Ｏｐ６０为例，按照Ｈ．２６４的压缩标准，如果是面向传输的，复杂度 和剧烈度一般的视频，较好的图像质量的情况下：１０８０ｐ６０约为８Ｍｂｐｓ～ ２０Ｍｂｐｓ，１０８０ｉ６０和７２Ｏｐ６０相同，约为４Ｍｂｐｓ￣ｌ０Ｍｂｐｓ，以上传输速率远低于 光网城市建成后的ＦＴＴＨ的传输速率，甚至传输１０８０ｉ６０的高清使用现有铜 缆网络也能支持。 当代城市污水处理综合运营管理系统利用目前蓬勃发展的云计算和物 ２４５ 一 科学论坛 节假日高速公路速度管理浅议 杜瑞强 （河南警察学院交通管理工程系教河南郑州４５００００） 从２０１２年国庆节开始我国高速公路遇春节、五一劳动节、国庆节实行了 高速公路免费通行。这一措施给广大民众带来了利用高速公路探家访友、出 行休闲娱乐的良机，同时也给道路交通安全管理工作带来了前所未有的压 力。湖北省在２０１２年黄金周期间，全省共发生道路交通事故５６００余起，发生２ 起一次死亡３人事故，事故死、伤人数较去年同期分别下降４８．８％、７３．９‰被 预判为“重灾区”的高速公路，与去年同期相比，虽然交通事故起数上升 ２３０％，但伤亡人数下降，且未发生长时间、大面积拥堵、滞留情况［１１。从这 数字——在高速公路上交通事故起数上升２３Ｏ％——我们能深刻感受到 开放的免费通行制度所带来的高速道路交通管理遇到了新的问题。 高速公路在免费通行期间的特点：早晨出行时间集中时段车辆多、易拥 堵；通往名胜景区道路车辆多：主要道路车流量大；７座以下小型轿车数量 一难点。按照交通工程学观点限制行车速度最大值的确定应当遵守８５％位车 速值。８５％位车速为公路限速最高值。“速度频率累积分布曲线的斜率在８５％ 处逐渐变缓，即是说大于８５％位车速的车辆其速度值大大超过８５％位车速， 离散性高，使交通流不稳定，所以在交通管理工作中应以８５％位车速作为制 定最大限制车速标准的参考值。”［３１。理论上的解释是：在８５ｖｄ￣＿车速以下 的车辆，速度区间相对地集中，超过８５％位车速的速度值离散性大，对交通 流的干扰大，这主要指的是同方向的汽车。也就是指有１５％的车辆要不断超 越８５％的汽车会带来不确定的危险。 纵观我国道路速度管理对速度的控制，遵守８５％位车速的比较少。“市 民李先生的爱车即将参加年审，近日他查询违章记录发现，从去年２月至今 年４月，自己竞在日兰高速泗水段１９４处有４次超速违章。当时自己的车速在 每小时１１０公里，而该路段实际上限速每小时１００公里。８日，记者了解到，日 兰高速济宁段有６处限速抓拍，从临沂竹园到曲阜限速１００公里，从曲阜到济 宁限速１１０－１２０公里。连日来，有不少市民反映，在日兰高速泗水泉林处，多 次被抓拍到超速。原因是这里限速ｉ００公里，而大多数驾驶员按照每小时Ｉ１０ 公里的速度行驶。部分驾驶员抱怨安装摄像头附近的限速标志不明显。也有 网友表示，同一条高速公路，为什么会有那么多限速不等的路段，日照限速 １２０公里，临沂限速１１０公里，济宁限速１００公里。一会限速１１０公里、一会限速 １００公里、一会限速１２０公里，谁能记得清｝【４】”这是来源齐鲁晚报的新闻。可 大；有不少小型车辆长期占压超车道；在拥挤的路段不少车辆敢于强行超 车、从应急车道超车等。从统计学规律来讲，车辆出行基数大也就容易引发 交通事故多。这也是上面在高速公路上交通事故起数上升２３０％的主要原 因，同时笔者认为在道路交通安全管理上造成交通事故起数上升的原因也 存在一个速度管理缺陷。 我国高速公路限速规定：高速公路限速标志标明的最高时速不得超过 百二十公里。这一规定使得全国范围内，高速公路上行驶的车辆不能以私 人心愿设想的自由速度行驶。在不少高速路段限速１００、８Ｏ等限速大量存 在。当然，这样的限速不少是出于道路线型、连续坡道、弯道等道路本身条件 一所限，同时在平缓的路面也有大量的人为强制规定。目的是想减少交通事故 的发生。 笔者认为节假日在大量平缓的路面，适当提高行车速度不会造成交通 事故的增加。交通总量等于车辆数量与占用道路时间的乘积。按照交通总量 消减原则，如果提高车速，可以明显的减少交通总量。在道路上交通总量的 大大减少意味着统计学概念中基数的迅速减小。节假日适当提高车辆速度， 会使得单个车辆占用道路的时间减少，当节假日成千上万的车辆数乘以这 个时间减少值的时候，数字会很大，也就是说，交通总量减少的很多，从理论 上说是会起到减少交通事故起数的作用。我国实际道路状况也允许车速提 以看到我国高速公路速度管理存在的问题。 提高速度到一定的速度值是有利于减少交通总量的，从而减少交通事 故。我国现行高速公路限速数值在不少地区偏低，不利于节假日大量小型车 辆集中出行安全，已引起一定的交通拥堵。应当通过８５％位车速的调查，结 合道路实际安全情况，合理调整速度控制，提高出行车辆的快速、舒适、安 全。■ 参考文献 【１】武汉长假高速交通事故起数增２３０％伤亡人数下降 ｈｔｔｐ：／／ｎｅｗｓ．ｃｈｉｎａ．ｃｏｍ／ｄｏｍｅｓｔｉｃ／９４５／２０１２１００８／１７４６４０５０．ｈｔｍｌ ［２１节约能源：法国高速路限速想法引争议一一中华人民共和国驻法兰 西共和国大使馆经济商务参赞处 ｈｔｔｐ：ｌｉｆｔ．ｍｏｆｃｏｍ．ｇｏｖ．ｃｎ／ａａｒｔｉｃｌｅ／ｊｍｘｗ／２００５０９／２００５０９００３３９６４７．ｈｔｍｌ 升，不少高速道路都已经得到扩路改善。参考国际上的做法，德国高速公路 基本上是不限速的。这说明高速道路安全更多的是驾驶人个人素质的管理， 而不限速大大的减少了交通总量，也就减少了统计学中的数量基数。法国高 速公路限速最大值是１３０ｋｍ／ｈ，高于我国的道路速度管理规定。可以看出我 国的速度管理空间可以提升。 车辆速度限制有利于保证行车安全，但是限速最大数值的确定是一个 ［３１李作敏主编，饺通工程学》人民交通出版社ＩＳＢＮ７—１１４—０３６５２—３ ２００３年７月第２版第４７页。 【４】同一路段竟有４次超速记录（图）一网易新闻中心 ｈｔｔｐ：／／ｎｅｗｓ．１６３．ｃｏｍ／１３／１００９／１３／９ＡＯＥＤ９０Ｕ０００１４ＡＥＤ．ｈｔｍｌ 联网技术，以集团化管理的城市污水处理公司下属的分布在各地的污水处 理厂、泵站的生产设备、在线仪表、自控系统作为物联网中的感知层：通过无 线网络、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络及通用数据采集平台建立网络传输及通讯，实现感知 层数据的实时采集、传输、存储，形成物联网中的网络层：通过部署基于云计 算的综合运营管理系统，实现综合运营管理应用，建立应用层的云计算架构 体系，从而形成完整的基于云计算的城市污水处理综合运营管理系统。 城市污水处理综合运营管理系统的建立将辅助实现集约化管理的目 标，各厂生产运行实时隋况通过感知层及网络层传输到公司运营管理中心， 各类运行情况一目了然，公司运营管理中心可对各厂运行进行实时有效监 管：各类生产运行数据智能汇总到公司运营管理中心，每日、每周、每月生产 产过程、调度监控、事务处理、决策等业务过程进行数字化，通过各种信息系 统网络加工生成新的信息资源，提供给各层次的人们洞悉、观察各类动态业 务中的一切信息，以作出有利于生产要素组合优化的决策。使企业资源合理 配置，实现实时运行监视告警、企业形象展示、生产精细化管理、生产优化调 度、经营成本分析、日常办公管理、辅助经营决策等综合管理应用。提升企业 技术管理水平，达到优化管理模式、降低运行成本、提高办公效率等目的，以 使企业能适应瞬息万变的市场经济竞争环境，求得最大的经济效益。● 参考文献 【１］李金朋，程城，‘杨国强．高校信息化建设现状与对策分析 ．光盘技 术，２００９，（７）：１１－１３． ［２］王亮，吴福朝．基于一维标定物的多摄像机标定硼．自动化学报， ２００７，３３（３）：２２５—２３１ 运行情况直观展现，公司运营管理人员可实时掌握运行情况，实现综合调度 与管理；各厂在出现疑难的工艺问题时，公司的专家团队可通过运营管理中 心大屏进行远程查看与诊断，实时传递会商结果及处理方案，提高处理效 率；各厂统一使用公司服务器上的工艺仿真模拟、优化调度专家系统等，充 分结合了云计算与物联网的优势与特点，实现工艺优化和调度决策。 城市污水处理综合运营管理系统借助云计算和物联网技术将企业的生 ２４６ ［３］无线传感器网络安全研究与分析［［ＥＢ／ＯＬ１．２００７．ｈｔｔｐ：ｌｌｗｗｗ．ｅｅｐｗ． ｔｏｍ．ｃｎ／ａｒｔｉｃｌｅ／６１２３１．ｈｔｍ 作者简介：陈磊，安徽人，南昌理工学院团委办公室主任，研究方面：电 子商务。