物联网与云计算2011-10-29

刘龙

物联网概念的发展历程

20052005

19991999

19981998MITMIT 的 的 Kevin AshtonKevin Ashton ：把：把 RFIDRFID 技术与传感器技术与传感器技术应用于日常物品中形成一个“物联网”技术应用于日常物品中形成一个“物联网”

EPC global EPC global 的的 Auto-IDAuto-ID 中心：物联网是成千上万的中心：物联网是成千上万的物品采用无线方式接入了物品采用无线方式接入了 InternetInternet 的网络。这是物的网络。这是物联网概念真正的提出。联网概念真正的提出。

ITUITU 报告：物联网是通过报告：物联网是通过 RFIDRFID 和智能计算等技术实现全世界设和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络。备互连的网络。

20082008 IBMIBM ：：互联网＋物联网＝智慧地球互联网＋物联网＝智慧地球

19951995Bill GatesBill Gates在在《《未来之路未来之路》》中提及物联网概念中提及物联网概念

Bill GatesBill Gates在在《《未来之路未来之路》》中提及物联网概念中提及物联网概念

物联网概念的发展历程

物联网概念

物联网（Internet of Things) Internet：计算机通过标准协议连接形成的全球性网络 Things：客观世界的物理实体 Internet of Things: 由可唯一标识的物理实体通过标准协议形成的全球性网络。

物联网是由具有自我标识、感知和智能的物理实体基于通信技术相互连接形成的网络，这些物理设备可以在无需人工干预的条件下实现协同和互动，为人们提供智慧和集约的服务。传感网是物联网的基础，是物联网的组成部分

相关概念澄清

M2M

传感网 物联网 泛在网络

智慧地球 应用层

通信对象

网络层

传感器 +近距离无线通信（低速、低功耗）

传感器网 +近距离无线通信RFID、二维码

近距离中高速通信内置移动通信模块各种终端

传感器网 +近距离无线通信RFID、二维码

近距离中高速通信内置移动通信模块各种终端通信终端：手机、上网卡等

物 - 物 物 - 物人 - 物

物 - 物人 - 物人 - 人

不包括一个或几个网络

初期：传输后期：融合，协同

多网络、多技术异构协同智能：

跨技术、跨网络、跨行业、跨应用

终端

基础网络

RFID

物联网的特征

全面感知全面感知 可靠传输可靠传输 智能处理智能处理

感知 传输 智能

利用 RFID 、传感器、二维码等能够随时随地采集

物体的动态信息。

通过网络将感知的各种信息进行实时传送。

利用云计算技术，及时地对海量的数据进行信息控制，真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通。

物联网的架构

物联网的架构

感知层是实现物联网全面的感知的核心能力是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本的问题

广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分关键在于为物联网应用特征进行优化和改进，形成协同感知的网络

提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发

提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发

物联网应用层

物联网网络层

物联网感知层

物联网的架构

上层：互联网络 物联网的信息存储 物联网的计算决策

中层：泛在接入 无线网络（蜂窝、WiFi等） 有线网络

下层：物物网络 智能嵌入式设备 感知、标识和通信 协同、互动

接入网

互联网络

物物网络

云计算服务决策

移动、3G网络

WI FI、WIMAX

局域网络

感知网络

家居网络

个域网络

家居网络

智能交通

医疗监护

智能家居

环境监测

国防军事

防灾减灾

工业监控

物联网应用领域城市管理

城市管理

物联网

物联网应用频谱

物联网管理平台

移动 POS

金融

供应链

智能运输

工业自动化

智能建筑

消防

公共安全

环境保护

气象

数字化医疗

遥感勘测

军事

农业

林业 水务电力

煤炭

石化

物流、零售、自动服务

设备、安全、节能

生产、安全、防灾、水电油气

防火、勘察、报警

污染检测、报警

水质、水量、污染、安全

大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪

抄表、监控、节能

设备、临床、辅助诊断、病程

险情、油井、运输、管线

联动、消防栓、定位、调度

照明、信号、应急、灾害、识别

大地勘测、森林、地震、海洋

侦查、监控、定位、评估

降水、防洪、远程设备

交易、订单、跟踪、识别

通风、瓦斯、救灾定位

库存、车队、监控、导航、识别、货物

电子支付、实时信息

物联网—感知城市

智能交通

– 交通引导– Bus 通告–停车场信息获取– 事件发现 /处理 / 发布–车辆自身状况的发布–乘客通信和娱乐– 城市人员分布 /流动– 自动收费

17

智能交通物联网

人自身的通信过程：

智能交通物联网

人自身获取、处理信息的局限性：

智能交通物联网

物联网通信技术突破局限性：

发展智能交通物联网时机成熟

硬件与通信成本显著下降

ITS物联网所需的移动网络及无线通信技术已经成熟

政府要求、绿色环保交通理念的推广

移动通信网络 IP化，运营商积极投身物联网大潮

经济发展刺激交通的发展

ITSITS物联网物联网发展机遇发展机遇ITSITS物联网物联网发展机遇发展机遇

物联网发展过程中面临的五个主要技术问题

（ 1）技术标准问题 世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于 2006年成立了无线传感器网络标准项目组。 2009年 9月，传感器网络标准工作组正式成立了 PG1( 国际标准化 )、 PG2( 标准体系与系统架构 )、 PG3( 通信与信息交互 )、 PG4( 协同信息处理 )、 PG5( 标识 )、 PG6( 安全 )、 PG7( 接口 )和

PG8(电力行业应用调研 )等 8 个专项组，开展具体的国家标准的制定工作。 （ 2）安全问题 信息采集频繁，其数据安全也必须重点考虑。（ 3）协议问题 物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于 TCP/IP ，但在接入层面，协议类别五花八门， GPRS/CDMA 、短信、传感器、有线等多种通道，物联网需要一个统一的协议栈。 （ 4） IP地址问题 每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物联网需要更多的 IP 地址， IPv4 资源即将耗尽，那就需要 IPv6 来支撑。 IPv4向 IPv6 过渡是一个漫长的过程，因此物联网一旦使用 IPv6 地址，就必然会存在与 IPv4 的兼容性问题。 （ 5）终端问题。 物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不同行业需求千差万别，如何满足终端产品的多样化需求，对运营商来说是一大挑战。

云计算基础架构

Submit Requests

Paid Services Hardware Software

Service

StorageNetwork

Internet Cloud

User

云计算与传统 IT 成本对比

Classical Computing Buy & Own

Hardware, System Software, Applications often to meet peak needs.

Install, Configure, Test, Verify, Evaluate

Manage .. Finally, use it $$$$$....$(High Cost)

Cloud ComputingSubscribeUse

$ - pay for what you use, based on QoS

Every

18

mon

ths?

Pay a

s y

ou

Go

Saving about 80-95 % of the total cost

数据中心成本统计

云计算与传统 IT 成本对比

当前IT支出

100%

每年操作的成本 (21%)

折旧( - 91.6%)

劳动力成本( - 80.7%)

部署 (一次性 )

折旧 (和分摊 )

劳动力成本 ( 操作和维护 )

软件和其它成本 (- 20%)

软件和其它成本

传统方式 云计算方式

服务性的云计算

云服务分类

物联网产业链中的云计算

物理层感知层

设备制造

物理层感知层

设备制造网络传输网络传输 云计算云计算 软件服务软件服务 应用服务应用服务

传感器RFIDGPS

摄像机

传感器RFIDGPS

摄像机

移动通信网广电广播网宽带接入网

企业专网

移动通信网广电广播网宽带接入网

企业专网

SaaSPaaSIaaS

架构服务

SaaSPaaSIaaS

架构服务

应用软件中间件

系统集成

应用软件中间件

系统集成

测试认证运营管理

测试认证运营管理

上游上游 下游下游

物联网 + 互联网 + 云计算

谢谢！