物联网概论-第2章-物联网体系架构

物联网概论TheIntroductionoftheInternetofThings第2章物联网体系架构2.1物联网的基本组成2.2感知层2.3网络层2.4应用层

物联网是一个层次化的网络。物联网大致有3层，从下到上依次可以划分为感知层、网络层和应用层。在各层之间，信息不是单向传递的，也有交互或控制。在所传递的信息中，主要是物的信息，包括物的识别码、物的静态信息、物的动态信息等。物联网3个层次涉及的关键技术非常多，是典型的跨学科技术。2.1物联网的基本组成2.1物联网的基本组成网络层应用层感知层物联网的典型技术体系架构2.1物联网的基本组成识别物体采集信息实现物与物的通信物联网的感觉器官信息传递和处理物联网的神经中枢和大脑信息分析和处理做出正确决策和控制实现人机交互物联网的社会分工

感知层利用最多的是RFID、传感器、摄像头和GPS等技术，感知层的目标是利用上述诸多技术形成对客观世界的全面感知。

网络层是一个庞大的网络体系，用于整合和运行整个物联网。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心和信息处理中心等。

应用层形成了物联网的“社会分工”，这类似于人类社会的分工，应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，以不同的应用目的完成各自“分工”的物联网，实现各行业的智能化，从而实现整个世界的智能化。这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。2.1物联网的基本组成2.2.1感知层功能2.2.2物品标识与数据采集2.2.3自组织网络2.2.4信息短距离传输2.2感知层 感知层处于三层架构的最底层，是物联网发展和应用的基础，具有物联网全面感知的核心能力。作为物联网的最基本一层，感知层具有十分重要的作用。 物联网在传统网络的基础上，从原有网络用户终端向“下”延伸和扩展，扩大通信的对象范围，即通信不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与现实世界的各种物体之间的通信。2.2.1感知层功能

物联网感知层解决的就是人类社会和物理世界的数据获取和数据收集问题。感知层一般包括数据获取和数据短距离传输两部分，这两个部分有时交织在一起，同时发生、同时完成，很难明确区分。1.信息获取。首先，信息获取与物品的标识符相关。其次，信息获取与数据采集技术相关，数据采集技术主要有自动识别技术和传感技术。2.信息短距离传输。信息短距离传输是指收集终端装置采集的信息，并负责将信息在终端装置和网关之间双向传送。关键技术有自组织网络、短距离无线通信技术（尤指像蓝牙、ZigBee这类传输距离小于100m，速率低于1Mbit/s的中低速无线短距离传输技术）。2.2.1感知层功能标识符

物联网中的标识符应该能够反映每个单独个体的特征、历史、分类和归属等信息，应该具有唯一性、一致性和长期性，不会随物体位置的改变而改变，不会随连接网络的改变而改变。新的标识符必须支持现存的标识符。

现在许多领域已经开始给物体分配唯一的标识符，例如，EPC（电子产品编码）系统已经开始给全球物品分配唯一的标识符。且支持现存的条码编码体系。2.2.2物品标识与数据采集标识符应具有的特点：

足够大的地址空间，如EPC、IPv6全球唯一性永久性简单性可扩展和兼容性内嵌信息的简洁性2.2.2物品标识与数据采集标识符应具有的特点：

足够大的地址空间，如EPC、IPv6全球唯一性：由各国、各管理机构、各使用者共同制定管理制度，全球分段管理，共同维护、统一使用。永久性：一般的实体对象都是有使用周期的，当物品不存在时，曾分配给该物品的标识符不能重复使用或分配给其他物品，只能搁置起来。简单性：编码方案应该很简单，否则不适用，不易被广泛采用可扩展和兼容性：必须支持现存的编码体系，同时留有备用的空间，具有可扩展性，便于标识符的系统升级和可持续发展。简洁性：标识符内嵌信息应最小化，最大可能降低其成本，标识符是一个信息的引用者，要充分利用现有计算机网络和信息资源来存储物品的信息，通过标识符可以在网上找到该物品的信息。如IP地址。2.2.2物品标识与数据采集2.数据采集

在现实生活中，各种各样的活动或者事件都会产生这样或者那样的数据。这些数据是我们生产生活的基础依据。

数据采集主要有两种方式，一种是利用自动识别技术进行物体信息的数据采集，一种是利用传感器技术进行物体信息的数据采集。2.2.2物品标识与数据采集2.数据采集——自动识别技术

自动识别技术是一种高度自动化的信息与数据采集技术，是集计算机技术、通信技术、光、磁、无线、物理、机电等为一体的综合性技术。

自动识别技术的原理就是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。

自动识别技术包括条码技术、磁卡技术、射频识别技术、声音识别及视觉识别等。2.2.2物品标识与数据采集各种自动识别技术2.2.2物品标识与数据采集2.2.2物品标识与数据采集汉王作为国内一大厂商，推出了一款新一代电子词典汉王e典笔A10T，应用了汉王光学字符识别（OCR）技术和手写技术，以及嵌入式翻译系统，既可以扫描查询生词，也可以手写输入查询，快速实现中英互译2.2.2物品标识与数据采集 RFID

（RadioFrequencyIdentification射频识别）是物联网中最重要的自动识别技术。它利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息实现物体识别。 RFID系统包括电子标签（Tag）、读写器（Reader）和天线（Antenna）。2.数据采集——自动识别技术2.2.2物品标识与数据采集2.数据采集——自动识别技术商场的条码扫描系统就是一种典型的自动识别系统。售货员通过扫描仪扫描商品的条码，获得商品的名称和价格，后台系统通过计算给出商品的单价总价等信息显示在屏幕上，从而完成结算。银行卡支付过程也是自动识别技术的一种应用。RFID技术的工作原理：·电子标签进入读写器产生的磁场后，读写器发出射频信号·凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（有源标签或主动标签）·读写器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。2.数据采集——传感器技术

人借助于感觉器官来感知外界信息，然而单靠人自身的感官来研究自然现象和生产规律是远远不够的。需要利用传感器，所以传感器又被称为电五官。计算机（电脑）类似于人的大脑，而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不够的，计算机也还需要它们的“五官”—传感器。 传感器已经渗透到工业生产、宇宙开发、医学诊断、环境保护、资源探测、生物工程等个个领域。几乎每一个现代化项目都离不开各种各样的传感器。传感器可以监视和控制生产和生活过程中的各个参数，使设备工作在正常状态，使人的生活达到最好的质量。2.2.2物品标识与数据采集2.数据采集——传感器技术

在利用信息的过程中，传感器是获取自然和生产领域准确可靠信息的主要途径与手段。传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。

2.2.2物品标识与数据采集2.数据采集——传感器技术

温度传感器、湿度传感器、压力传感器、水位传感器、风速传感器、功率传感器等等。自动门：人体红外波 烟雾报警器：烟敏电阻测量烟雾浓度 数码相机：光学传感器捕获图像 电子秤：力学传感器压井盖：压力传感器2.2.2物品标识与数据采集目前无线移动网络主要有两种：1.基于网络基础设施的，如无线局域网2.无网络基础设施的，没有固定的路由器，网络中的节点可以随意移动，并以任意方式相互通信，一般称为自组织网络。2.2.3自组织网络

1.移动自组织网络

移动自组织网络是一种临时性的、自治、多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，网络中的各个节点不需要直接连接，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施（如基站、无线接入点）的情况下，通过中继的方式，在两个距离很远而无法直接通信的终端节点之间传送信息，提供终端之间的相互通信。2.2.3自组织网络移动自组织网络2.2.3自组织网络2.无线传感器网络

无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）就是一种自组织网络。无线传感器网络由随机部署在监测区域内的大量传感器节点组成，通过无线通信方式形成一个多跳自组织网络。

无线传感器网络是物联网的重要组成部分，将带来信息感知的一场变革。其应用在不断扩展，已经用于跟踪候鸟和昆虫的迁徙；研究环境变化对农作物的影响；监测海洋、大气、土壤的成分；监测农作物的虫害，土壤的酸碱度和施肥状况等。2.2.3自组织网络3.无线传感器网络与互联网的连接2.2.3自组织网络图2.5无线传感器网络的体系结构3.无线传感器网络与互联网的连接2.2.3自组织网络

无线传感器网络采集的信息需要上传给互联网，实现数据的远程传输。无线传感器网络中的传感器节点检测出数据，沿着其他节点“逐跳”进行传输，其传输过程可能经过多个节点处理，经过多跳之后到达汇聚节点，连入互联网，最后通过互联网或其他网络，信息到达用户远程管理终端。

感知层通过自动识别技术和传感器技术等获取的信息，需要进行短距离传输，以使信息采集点的装置协同工作，或使已采集的信息传递到网关设备。

信息短距离传输有多种方式，包括ZigBee技术、蓝牙（Bluetooth）技术、RFID（RadioFrequencyIDentification）技术、IrDA（InfraredDataAssociation红外数据组织）技术、NFC（NearFieldCommunication近距离无线通信）技术、UWB（UltraWideband）技术等。2.2.4信息短距离传输

ZigBee技术

ZigBee是一种短距离、低功耗的无线传输技术，采用分组交换和跳频技术，并且可使用3个频段，分别是2.4GHz的公共通用频段、欧洲的868MHz频段和美国的915MHz频段。ZigBee技术可以实现在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信，这些传感器只需很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点。主要应用于短距离范围、数据流量较小的业务。如PC外设（无线鼠标键盘游戏操纵杆），智能家居家用电器。2.2.4信息短距离传输

ZigBee技术

基于Zigbee无线电能管理系统

通过Zigbee无线组网对厂区内的配电房、行政、车间，以及各段工序的用电情况进行全程计量管理。把用户终端的一些电力参数（如电压、电流、功率、谐波、电能、开关量等），通过无线的方式传送给监控主机，进行集中采集、集中管理、集中调度，并提供日报、月报、年报的电能统计，帮助各部门了解用电情况。通过这些数据，就能制定每年、每月的节能计划，以达到建设节约型工厂，节约型社会的目的。

2.2.4信息短距离传输

ZigBee技术

技术特点：·数据传输速率低·低功耗·成本低·网络容量大·有效范围小·工作频段灵活·可靠性高·时延短·安全性高2.2.4信息短距离传输蓝牙技术蓝牙（Bluetooth）是一种无线数据与话音通信的开放性全球规范，和ZigBee一样，是一种短距离（一般10m内）的无线传输技术。蓝牙采用高速跳频和时分多址等先进技术，支持点对点及点对多点通信。主要应用于话音/数据接入、外围设备互连、个人局域网（PAN）等。

2.2.4信息短距离传输蓝牙技术蓝牙的技术特点：（1）同时可传输话音和数据（2）可以建立临时性的对等连接（AdhocConnection)（3）开放的接口标准2.2.4信息短距离传输IrDA红外连接技术IrDA（InfraredDataAssociation，红外数据组织）技术适用于需要短距离无线通信的场合，进行点对点的直线数据传输。红外通信的特点是成本低，连接方便，简单易用，兼容性好，在小型移动设备中得到广泛应用。如：电视、DVD遥控器2.2.4信息短距离传输2.3网络层

2.3.1网络层功能2.3.2接入网2.3.3互联网

物联网的网络层是在现有的网络和互联网基础上建立起来的。

网络层与目前主流的移动通信网、国际互联网、企业内部网、各类专网等网络一样，主要承担着数据传输的功能。 三网融合后，有线电视网和电力网也能承担数据传输的功能。2.3.1网络层功能

物联网的网络层包括接入网和核心网。

接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备，其长度一般为几百米到几公里，因而被形象地称为“最后一公里”。接入网的接入方式包括铜线接入、光纤接入、光纤同轴电缆混合接入、无线接入、以太网接入、电力网接入等多种方式。

核心网通常是指除接入网和用户驻地网之外的网络部分。核心网是基于IP的、统一的、高性能、可扩展的分组网络，支持移动性以及异构接入。2.3.1网络层功能

传统的接入网主要以铜缆的形式为用户提供一般的语音业务和数据业务。

物联网要满足未来不同的信息化应用，在接入层面需要考虑多种异构网络的融合与协同，将感知层感知到的信息无障碍、高可靠性地接入网络。2.3.2接入网1.无线接入技术

无线接入技术通过无线介质将终端与网络节点连接起来，具有建设速度快、设备安装灵活、成本低、使用方便等特点。考虑到终端连接的方便性、信息基础设施的可用性（不是所有地方都有固定接入能力）、监控目标的移动性，在物联网中无线接入技术已经成为最重要的接入手段。 目前最常用的无线接入技术有3G、Wi-Fi和WiMAX。2.3.2接入网1.无线接入技术

3G是支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术，它将无线通信与互联网结合，实现了网络的移动化，是物联网将物体信息接入互联网的重要平台。

Wi-Fi（WirelessFidelity，无线保真技术），是无线局域网的同义词。是一种可以将PC、手持设备等终端以无线方式连接的一种技术。其特点是速度快，组网成本低，覆盖范围比蓝牙大，通信距离远（几百米）。在家庭、办公室、小型企业和一些公共场所（机场、书店，咖啡店等）用的较多。2.3.2接入网1.无线接入技术

WiMAX（WorldwideInterperabilityforMicrowaveAcess,全球微波互连接入）。

WiMAX能实现更远的无线信号传输距离，达到50公里，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。

WiMAX提供更高速的宽带接入。WiMAX所能提供的接入速度可以达到70Mbps；2011年4月，IEEE通过了802.16m标准，下载速率可能超过300Mbps。2.3.2接入网2.有线接入技术

铜缆接入技术，是指在非加感的用户线上，采用先进的数字处理技术来提高双绞线的传输容量，向用户提供各种业务的技术。光纤接入技术是一种光纤到楼、光纤到路边、以太网到用户的接入方式，它为用户提供了可靠性很高的宽带保证。混合光纤/同轴网（HybridFiberCoax，HFC）也是一种宽带接入技术，它的主干网使用光纤，分配网则采用同轴电缆系统，用于传输和分配用户信息。电力网接入技术：技术还不成熟，成本较高，电力公司做宽带接入业务的较少。2.3.2接入网

互联网是由多个计算机网络按照一定的协议组成的国际计算机网络。

首先，互联网是全球性的；

其次，互联网上的每一台主机都需要有“地址”；

最后，这些主机必须按照共同的规则（协议）连接在一起。2.3.3互联网2.3.3互联网图2.7计算机网络的基本结构2.3.3互联网

互联网是由计算机网络相互连接而成。从计算机网络组成的角度来看，典型的计算机网络从逻辑上可以分为两部分：资源子网和通信子网。

资源子网由主计算机系统、终端、连网外部设备、各种信息资源等组成。资源子网负责全网的数据处理业务，负责向网络用户提供各种网络资源和网络服务。

通信子网由一些专用的通信控制处理机和连接它们的通信线路组成，完成网络数据传输、转发等通信处理的任务。

互联网数据通信能力强，网上的计算机是相对独立的，它们各自相互联系又相互独立。

互联网的功能主要有三个：数据通信、资源共享和分布处理。数据通信是计算机最基本的功能，能够实现快速传送计算机与终端、计算机与计算机之间的各种信息。计算机互联网络的目的就是实现网络资源共享。网络中的各计算机进行任务分担，分布处理，并行处理，可以充分利用网络资源，提高计算机的综合处理能力，增强网络处理问题的实时性。2.3.3互联网2.4应用层

2.4.1应用层功能2.4.2物联网中间件2.4.3物联网应用场景

物联网应用层解决的是信息处理和人机交互的问题，网络层传输而来的数据在这一层进入各行各业、各种类型的信息处理系统，并通过各种设备与人进行交互。 应用层由各种应用服务器组成（包括数据库服务器），还包括物联网管理中心、信息中心等。主要功能包括对采集数据的汇聚、转换、分析，以及用户层呈现的适配和事件触发等。 应用层要为用户提供物联网应用UI接口，包括用户设备（如PC、手机）、客户端浏览器等。 2.4.1应用层功能2.4.1应用层功能 对于信息采集，由于从末梢节点获取了大量原始数据，且这些原始数据对于用户来说只有经过转换、筛选、分析处理后才有实际价值。这些应用服务器根据用户的呈现设备完成信息呈现的适配，并根据用户的设置触发相关的通告信息。 应用层具有利用下一代互联网的能力对海量数据进行智能处理的云计算功能。当需要完成对末梢节点控制时，应用层还能完成控制指令生成和指令下发控制。2.4.1应用层功能应用层主要由二个子层构成：其一是物联网中间件，其二是物联网应用场景。

中间件是一种独立的系统软件，处于操作系统与应用程序之间，总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行和开发的环境，屏蔽底层操作系统的复杂性，使程序设计者面对简单而统一的开发环境，减轻应用软件开发者的负担。2.4.2物联网中间件 在早期，用户根据自己的应用需求，找系统集成商单独开发软件。由于不同用户需要实现的功能各不相同，软件开发也各不相同，开发周期较长，需求程度，服务质量得不到保证。主要取决于系统集成商的服务能力。2.4.2物联网中间件

物联网中间件通过标准接口提供标准化的服务，系统集成的周期短，服务质量能得到保证。物联网中间件应该是物联网的基础设施之一，在理想模式下，应该成为一个公共的服务资源系统。

物联网中间件还是一个基础的“管理”平台，可以提供数据管理、通信管理和设备管理等。同时，物联网中间件也是一个具备各种“能力”的平台，例如具有定位能力、短信能力等。2.4.2物联网中间件应用场景：见P342.4.3物联网的应用场景2.4.3物联网的应用场景

物联网是一个数以亿计物物相连的巨大的动态网络，“物”具有完全的通信和计算能力，这需要一个普适计算和云计算的环境。可以提高处理复杂问题的能力，提高社会的信息化水平，实现真实世界与虚拟世界的融合。2.4.4物联网应用所需的环境

1999年，IBM提出普适计算的概念，又称普存计算、普及计算，欧洲的有些组织团体则叫环境智能。

普适计算即为无所不在的，随时随地可以进行计算的一种方式。IBM特别强调计算资源普存于环境当中，人们可以随时随地获得需要的信息和服务。2.4.4物联网应用所需的环境1.普适计算

科学家表示，普适计算的核心思想是小型、便宜、网络化的处理设备广泛分布在日常生活的各个场所，计算设备将不只依赖命令行、图形界面进行人机交互，而更依赖“自然”的交互方式，计算设备的尺寸将缩小到毫米甚至纳米级。 实现普适计算的基本条件是计算设备越来越小，方便人们随时随地佩带和使用。在计算设备无时不在、无所不在的条件下，普适计算才有可能实现。2.4.4物联网应用所需的环境1.普适计算

科学家表示，普适计算的核心思想是小型、便宜、网络化的处理设备广泛分布在日常生活的各个场所，计算设备将不只依赖命令行、图形界面进行人机交互，而更依赖“自然”的交互方式，计算设备的尺寸将缩小到毫米甚至纳米级。 实现普适计算的基本条件是计算设备越来越小，方便人们随时随地佩带和使用。在计算设备无时不在、无所不在的条件下，普适计算才有可能实现。2.4.4物联网应用所需的环境1.普适计算 普适计算的目的是建立一个充满计算和通信能力的环境，同时使这个环境与人们逐渐地融合在一起，在这个融合空间中人们可以随时随地、透明地获得数字化服务。 在普适计算环境下，整个世界是一个网络的世界,数不清的为不同目的服务的计算和通信设备都连接在网络中，在不同的服务环境中自由移动。在这个世界中，计算机遍布在我们周围，但我们意识不到它们的存在。2.4.4物联网应用所需的环境1.普适计算 传统模式下，企业建立一套IT系统不仅仅需要购买硬件等基础设施，还有买软件的许可证，需要专门的人员维护。当企业的规模扩大时还要继续升级各种软硬件设施以满足需要。对于企业来说，计算机等硬件和软件本身并非他们真正需要的，它们仅仅是完成工作、提供效率的工具而已。对个人来说，我们想正常使用电脑需要安装许多软件，而许多软件是收费的，对不经常使用该软件的用户来说购买是非常不划算的。可不可以有这样的服务，能够提供我们需要的所有软件供我们租用？这样我们只需要在用时付少量“租金”即可“租用”到这些软件服务，为我们节省许多购买软硬件的资金。我们每天都要用电，但我们不是每家自备发电机，它由电厂集中提供；我们每天都要用自来水，但我们不是每家都有井，它由自来水厂集中提供。这种模式极大得节约了资源，方便了我们的生活。面对计算机给我们带来的困扰，我们可不可以像使用水和电一样使用计算机资源？这些想法最终导致了云计算的产生。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算 通俗的理解是，云计算的“云“就是存在于互联网上的服务器集群上的资源，它包括硬件资源（服务器、存储器、CPU等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境等），本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息，远端就会有成千上万的计算机为你提供需要的资源并将结果返回到本地计算机，这样，本地计算机几乎不需要做什么，所有的处理都在云计算提供商所提供的计算机群来完成。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算 云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众，使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源。云计算模式即为电厂集中供电模式。在云计算模式下，用户的计算机会变的十分简单，或许不大的内存、不需要硬盘和各种应用软件，就可以满足我们的需求，因为用户的计算机除了通过浏览器给“云”发送指令和接受数据外基本上什么都不用做便可以使用云服务提供商的计算资源、存储空间和各种应用软件。这就像连接“显示器”

和“主机”的电线无限长，从而可以把显示器放在使用者的面前，而主机放在远到甚至计算机使用者本人也不知道的地方。云计算把连接“显示器”和“主机”的电线变成了网络，把“主机”变成云服务提供商的服务器集群。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算 在云计算环境下，用户的使用观念也会发生彻底的变化：从“购买产品”到“购买服务”转变，因为他们直接面对的将不再是复杂的硬件和软件，而是最终的服务。用户不需要拥有看得见、摸得着的硬件设施，也不需要为机房支付设备供电、空调制冷、专人维护等等费用，并且不需要等待漫长的供货周期、项目实施等冗长的时间，只需要把钱汇给云计算服务提供商，我们将会马上得到需要的服务。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算

云计算是一种基于因特网的超级计算模式，在远程的数据中心，几万甚至几千万台电脑和服务器连接成一片。因此，云计算甚至可以让你体验每秒超过10万亿次的运算能力，如此强大的运算能力几乎无所不能。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按各自的需求进行存储和运算。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算云计算的特点：数据、软件在云端(服务器端)超强的计算和存储能力虚拟化技术灵活定制动态可扩展性高可靠性和安全性高性价比2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算数据、软件在云端(服务器端)：

云计算模式下，用户的所有数据直接存储在云端，在需要的时候直接从云端下载使用；用户使用的软件由服务商统一部署在云端运行，软件维护由服务商来完成，当个人计算机出现故障或崩溃，也不会影响该用户对其软件的使用，用户只需要换个PC就可以继续自己的工作，包括文档实时编辑和协作开发等。超强的计算和存储能力：

用户可以在任何时间、任意地点，采用任何设备登录云计算系统后就可以进行计算服务；云计算云端由成千上万台甚至更多服务器组成的集群具有无限空间、无限速度。虚拟化技术:现有的云计算平台的最大的特点是利用软件来实现硬件资源的虚拟化管理、调度及应用。灵活定制:在云计算时代，用户可以根据自己的需要或喜好定制相应的服务、应用及资源，云计算平台可以按照用户的需求来部署相应的资源、计算能力、服务及应用。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算的特点：动态可扩展性:在云计算体系中，可以将服务器实时加入到现有服务器群中，提高“云”处理能力，如果某计算节点出现故障，则通过相应策略抛弃掉该节点，并将其任务交给别的节点，而在节点故障排除后可实时加入现有集群中。高可靠性和安全性：自动处理失败节点；最可靠、最安全的数据存储中心，有全世界最专业的团队管理信息，有全世界最先进的数据中心保存数据，严格的权限管理策略；数据有多个副本备份。高性价比：云计算对用户端的硬件设备要求最低，使用起来也最方便，软件不用购买和升级只需定制就可以了，而服务器端也可以用价格低廉的PC组成云，而计算能力却可超过大型主机，而用户在软硬件维护和升级上的投入大大减少。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算的特点： 云计算系统运用了许多技术，其中以编程模型、数据管理技术、数据存储技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术最为关键。 尽管云计算模式具有许多优点，但是也存在的一些问题，如数据隐私问题、安全问题、软件许可证问题、网络传输问题等。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算１）

数据隐私问题：如何保证存放在云服务提供商的数据隐私，不被非法利用，不仅需要技术的改进，也需要法律的进一步完善。２）

数据安全性：有些数据是企业的商业机密，数据的安全性关系到企业的生存和发展。云计算数据的安全性问题解决不了会影响云计算在企业中的应用。

３）

用户使用习惯：如何改变用户的使用习惯，使用户适应网络化的软硬件应用是长期而艰巨的挑战。4）

网络传输问题：云计算服务依赖网络，目前网速低且不稳定，使云应用的性能不高。云计算的普及依赖网络技术的发展。

2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算

由于云计算技术范围很广，目前各大IT企业提供的云计算服务主要根据自身的特点和优势实现的。典型云计算平台有：（1）Google

的云计算平台Google

App

Engine

（2）IBM“蓝云”计算平台

（3）Amazon的弹性计算云Amazon

EC2

（4）微软云计算：Windows

Azure

2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算

Google的硬件条件优势，大型的数据中心、搜索引擎的支柱应用，促进Google云计算迅速发展。

“蓝云”解决方案是由IBM云计算中心开发的企业级云计算解决方案。该解决方案可以对企业现有的基础架构进行整合，通过虚拟化技术和自动化技术，构建企业自己拥有的云计算中心，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、统一监控和统一备份，打破应用对资源的独占，从而帮助企业实现云计算理念。

Amazon（亚马逊）是互联网上最大的在线零售商，为了应付交易高峰，不得不购买了大量的服务器。而在大多数时间，大部分服务器闲置，造成了很大的浪费，为了合理利用空闲服务器，Amazon建立了自己的云计算平台弹性计算云EC2（elastic

compute

cloud），并且是第一家将基础设施作为服务出售的公司。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算 目前，适于云计算应用的浏览器主要有Google的Chrome浏览器、Firefox火狐浏览器以及InternetExplorer8等。 目前国内专注于云计算领域研究与开发的知名企业主要有：万网、阿里云、盛大云、华云。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算 云计算系统中的云客户端需要一个简单的操作系统和功能完善的浏览器。当需要某种服务时，只需要通过浏览器连接到提供云计算服务的提供商即可。显然，使用什么样的操作系统并不十分重要，无论是Windows、Linux还是Mac都可以，因为云计算的所有应用都是通过浏览器在云端中执行的。因此，在云计算应用中，浏览器将成为云计算的大门。只有通过这扇大门才能享受云计算提供的服务。浏览器作为云计算系统与用户之间交互的载体，相当于目前操作系统的用户界面，将直接影响着人们对云计算的应用及其评价。

Google公司非常有先见之明。在2006年推出GoogleApps云计算服务之后，针对云计算应用这个不同于过去的特殊计算模式，在2008年9月发布了Chrome,中文名称为谷歌浏览器，也可以说是云计算操作系统。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算Chrome浏览器界面2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算图7-9Firefox浏览器界面 2006年10月，Google公司推出了在线办公软件服务Google文档（GoogleDocs）。已经推出了文档编辑、电子表格、幻灯片演示、日程管理等多个功能的编辑模块，能够替代MicrosoftOffice相应的一部分功能。它使用户能够在线创建和编辑文档，并与其它用户实时协作。当前，GoogleDocsGoogleDocs云计算服务方式，比较适合多个用户共享以及协同编辑文档，不但为一组人员共同创作提供了方便，关键是不受地域的限制。 使用GoogleDocs非常简单，就像使用其它Google网络服务一样，用户不需要下载或安装另外的软件。只需一台接入互联网的计算机以及可使用Google文件的标准浏览器即可。2.云计算应用示例

针对普通用户，Microsoft在Windows7中提供了许多在线服务功能，譬如WindowsLive、OfficeLive和XboxLive等。Web中的WindowsLive提供了一个在线平台，让用户可以在其中查收电子邮件、与朋友聊天、保存并共享照片和文件；集Messenger、Hotmail以及其它许多功能于一身的WindowsLive，从一个地方，就可以轻松畅游整个网络世界。2.云计算应用示例WindowsLive主页界面云计算将促进物联网的发展和实现：

物联网需要进行大量而快速的运算，需要高效的、动态的、可以大规模扩展的计算资源处理能力，而云计算高效率的运算模式恰好可以满足物联网的需求，云计算的发展可以促进物联网和智慧地球的实现，反过来，物联网的发展也会推动云计算的进步。2.4.4物联网应用所需的环境2.云计算 云空间是一个可以存放数据的网络存储平台。用来备份一些重要的文件、文档、图片等。有人理解云空间就是网盘的升级版，网盘，又称网络U盘、网络硬盘，是一些网络公司推出的在线存储服务。向用户提供文件的存储、访问、备份、共享等文件管理功能。 你在A机上传文件，到B机上下载文件.如此，对于一些小型文件的异地传输便方便了.不用再带什么U盘了.（只要能上网，使用起来十分方便。和qq空间类似，在你换了电脑，只要有账号在，里面的东西就可以方便使用了。 手机云空间可以把联系人、短信、通话记录、图片、云便签，手动或自动同步到云空间里。云空间

云社区就是基于云技术发展起来的一种社区模式。是指在“云时代”基于云计算应用并结合移动互联网、物联网技术对社区进行智能化管理的新型社区，是建立智慧城市的重要组成部分。 2013年开年之际，布乖社区首次基于阿里巴巴旗下阿里云转型成为国内第一个云社区论坛。网站架设与储存全部基于云计算和云储存，大大节省了论坛中动态页面的消耗与储存管理的不方便。云社区

国内品牌TCL、康佳、海尔、海信、创维、长虹、清华同方这7家国产彩电巨头，在2011年8月相继推出了自己旗下的“云电视”。

云电视是应用云