隨著物聯(lián)網產業(yè)的發(fā)展，其在科技和經濟領域的重要戰(zhàn)略性地位越來越被各國家和地區(qū)所重視，而其一些關鍵技術已經在相關領域得到應用。由于物聯(lián)網涉及到的行業(yè)領域很多，其構成的不同技術也存在不同的發(fā)展階段。本文從物聯(lián)網的技術構架及應用等方面對其進行了闡述，重點綜述物聯(lián)網的關鍵技術云計算在集團性企業(yè)主數(shù)據存儲方面的相關成果及應用。
1、國內外物聯(lián)網的起源與發(fā)展
物聯(lián)網起源于20世紀90年代末，于1999年由美國麻省理工學院(MIT)提出，旨在通過使用網絡無線射頻識別(RFID)系統(tǒng)將所有的物品通過射頻識別等信息傳感設備和互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。早期的物聯(lián)網是在RFID技術的基礎上發(fā)展而來的，其主要目的是在物流系統(tǒng)中代替條碼識別，實現(xiàn)信息采集的高效化、自動化。
其實早在2004年，日本就推出了基于物聯(lián)網的國家信息化戰(zhàn)略——“U-Japan”。希望通過催生新的科技信息革命，開拓以人為本，實現(xiàn)人、物之間的相互連接。“物聯(lián)網”概念的正式確立是在2005年rrU在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上，并且發(fā)布了《ITU Internet reports 2005——the Internet of things》。
ITU在報告中指出，物聯(lián)網是為了將信息和通信技術從連接人與人，擴展到連接任何物品。2009年6月18日，歐盟物聯(lián)網研究項目集合體CERP—IoT發(fā)表《物聯(lián)網策略研究路線圖》報告描述了物聯(lián)網的發(fā)展前景，對物聯(lián)網進行了定義，并且首次提出了對物聯(lián)網的發(fā)展管理設想。同年10月13日。韓國通信委員會發(fā)布了《物聯(lián)網基礎設施構建基本規(guī)劃》，將發(fā)展物聯(lián)網產業(yè)作為其新的經濟增長點，并提出了構建包括4大領域和12項詳細課題在內的物聯(lián)網發(fā)展方案。
我國的物聯(lián)網產業(yè)也在這樣的大環(huán)境下發(fā)展起來。2009年8月7日，溫家寶總理視察無錫時提出“感知中國”理念。2010年3月5日，溫家寶總理又在《政府工作報告》提出要將“加快物聯(lián)網的研發(fā)應用”納入重點產業(yè)振興。
2、物聯(lián)網的定義及主要特征
2.1物聯(lián)網的基本定義
由于物聯(lián)網所涉及到的領域很多，不同行業(yè)的學者對其定義的起點各不相同，對物聯(lián)網的描述還沒有達成共識。下面給出了幾個較有代表性的物聯(lián)網定義。
定義1：物聯(lián)網是未來網絡的一個重要組成部分，它是以標準、互通的通信協(xié)議為基礎，具有自我配置能力的全球性動態(tài)網絡設施。在這個網絡中，所有實質和虛擬的物品都有特定的編碼和物理特性，通過智能界面無縫鏈接，實現(xiàn)信息共享。
定義2：由具有標識、虛擬個性的物體/對象所組成的網絡。這些標識和個性運行在智能空間，使用智慧的接口與用戶、社會和環(huán)境的上下文進行連接和通信。
定義3：物聯(lián)網指通過信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網連接起來。進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡，它是在互聯(lián)網基礎上延伸和擴展的網絡。
由以上的幾個定義我們可以看出，目前。物聯(lián)網的概念較之其最初的概念有了較大的擴展。從最初的通過使用感知網絡連接物品與物品，實現(xiàn)智能化識別和管理；變成了將物品、人、環(huán)境等一系列物理實體與信息空間融合。實現(xiàn)一切事物的數(shù)字化、網絡化高效信息交互和融合。
2.2物聯(lián)網的主要特征
物聯(lián)網的主要特征包括3點：
(1)全面感知。全面感知特征體現(xiàn)在信息采集方面，物聯(lián)網通過射頻讀寫設備、二維碼識別設備、傳感器終端等不同的信息采集設備對所需的信息進行采集和獲取，
(2)可靠傳送。隨著物聯(lián)網技術的發(fā)展，信息采集設備開始向分布式構建發(fā)展，要將分布的物體接人到信息網絡當中，實現(xiàn)實時的信息采集，必須依靠可靠的通信網絡。
(3)智能處理。由于物聯(lián)網存在海量信息，且由于采集設備型號、分布不同，采集到的信息也可能存在異構性和不可靠性。這就需要對海量的感知數(shù)據和信息進行分析并處理，實現(xiàn)智能化的決策和控制。
3、物聯(lián)網的技術體系及相關技術
3.1物聯(lián)網的技術體系
根據ITU在2007年于(Requirements for support of USNapplications and services in NGN environment)中提出的建議，可以將物聯(lián)網分為以下5個層次。
感知層：該層是通過各種不同的信息讀取設備和傳感器對物體的屬性、狀態(tài)等進行實時的采集辨識。
接入層：接入層主要是為信息進入互聯(lián)網提供接口技術，這種技術手段是多樣的，可以是通過移動通信技術、無線傳輸、有線傳輸技術等。
網絡層：網絡層的主要功能是利用現(xiàn)有的互聯(lián)網為采集到的信息提供高效、可靠、可信、安全的傳輸服務。
服務管理層：該層的主要功能是通過具有海量數(shù)據處理功能和計算功能的計算集群，對采集的數(shù)據進行文時的監(jiān)控和管理，為上層應用提供可靠的接口。
應用層：應用層根據不同行業(yè)以及應用環(huán)境的實際需求，差異化的定制符合其需要的應用服務。
隨著物聯(lián)網的不斷發(fā)展和軟硬件技術的不斷進步，信息感知網絡技術和云計算技術已經成為物聯(lián)網技術發(fā)展的主要瓶頸。
3.2物聯(lián)網的關鍵技術
3.2.1感知網絡
感知網絡主要包括傳感網絡和識別網絡，
(1)傳感器網絡。是指由大規(guī)模的分布式傳感器終端、基站以及信息監(jiān)控中心構成的系統(tǒng)。根據不同的應用需求，動態(tài)、協(xié)同的感知和采集網絡覆蓋區(qū)域的各類對象信息，用以支撐上層監(jiān)控和決策。他由傳感模塊和短距離傳輸模塊組成。其中傳感器模塊包括溫度、適度、壓力等多種傳感器，而短距離傳輸模塊包含無線傳輸和有線傳輸模塊。目前，國內外傳感器硬件技術已經發(fā)展的較為成熟，所以研究的重點集中在低功耗、高可靠性的短距離信息傳輸技術，其中ZigBee和WiFi是其中的主要傳輸技術。
(2)識別網絡。識別技術是以二維碼和RFID標簽的讀寫為基礎的。是實現(xiàn)全面感知的基礎。目前。國內外的條碼識別技術已經較為成熟，在各個行業(yè)得到廣泛的應用，可以實現(xiàn)精度較高的信息采集，但是由于條碼自身的諸多特性限制，包括不可修改，需接觸式讀取，容易被破壞等，不能很好地滿足信息識別的要求，而RFID正好克服了條碼中存在的問題。
無線射頻識別(radio frequencv identification，RFID)技術是一種能夠實現(xiàn)自動識別和數(shù)據獲取的技術。它的工作過程是閱讀器向RFID標簽發(fā)送能量，然后標簽向閱讀器返回數(shù)據，閱讀器解碼并向主機返回數(shù)據，
RFID技術具有如下特性：數(shù)據的讀寫功能：標簽容易小型化和多樣化；耐環(huán)境性；可重復使用；穿透性強；數(shù)據的記憶容量大。與傳統(tǒng)的條形碼相比。條形碼識別物品的種類。而RFID技術確定每一個單獨的物體對象。
但是由于RFID產業(yè)發(fā)展較晚，在硬件以及技術上都不夠成熟，其標簽以及讀寫設備成本較高，還不能在各個行業(yè)內普遍地推廣。所以在物聯(lián)網的感知網絡中，異構設備的協(xié)同合作現(xiàn)象還將長期存在。
3.2.2云汁算
云計算是一種將動態(tài)、可擴展的虛擬化計算資源進行整合，并通過互聯(lián)網提供出來的服務，包含5個特點：
(1)虛擬化：云計算的虛擬化特點是由于其呈現(xiàn)給用戶的是一個與物理資源相同功能和接口的虛擬資源，這個資源可能建立在一個或多個物理實體上，從而為用戶屏蔽了底層的物理細節(jié)。
(2)彈性的規(guī)模擴展：由于云計算采取～種按需分配的理念，可以根據使用者不同的需求，調整應用資源的分配，從而提高了資源的利用率。
(3)分布式存儲：云存儲的目標是利用平臺上的多臺服務器存儲單元，替代單一服務器進行信息存儲的功能，從而實現(xiàn)對存儲資源的抽象和統(tǒng)一管理，通過這種方式，能最大限度地利用存儲資源。
(4)分布式計算：與分布式存儲類似，云計算將大型的運算任務分成多個細粒度的子任務，并且在多個計算節(jié)點上進行調度和計算，從而實現(xiàn)海量數(shù)據的分析和處理功能。
(5)多租戶：云平臺區(qū)別于普通局域網和信息中心的最主要特征是其通過互聯(lián)網使大量用戶能夠共享同一堆棧的軟硬件資源，并且根據每個用戶的需要分配資源，而不影響其他用戶的使用。
3.2.3管理和支撐技術
隨著物聯(lián)網的發(fā)展，為了為其提供可靠的良好的發(fā)展和運行環(huán)境，要求對網絡的可知性、網絡管理和安全保障的相關技術進行研究。
(1)測量分析。隨著物聯(lián)網的復雜性不斷提高，其可測性成了網絡研究的基本問題，需要一種高效的檢測機制。
(2)網絡管理。由于物聯(lián)網的感知網絡具有異構性，且其傳輸網絡具有開放性和自治性。使得物聯(lián)網存在著與其他網絡所’不同的特性。需要研究出新的管理模式來保證其高效穩(wěn)定的運行。
(3)安全保障。由于物聯(lián)網的開放性、包容性和匿名性，所以其信息的安全性也同樣非常重要，需要一種有效的安全構架，喇實現(xiàn)其信息的機密性、真實性、完整性和抗抵賴性。
3.3物聯(lián)網技術在企業(yè)主數(shù)據流轉中的應用
集團型企業(yè)業(yè)務繁多，數(shù)據量巨大，形成了一個龐大的企業(yè)內部云環(huán)境，利用云計算分布式計算相關技術對集團型企業(yè)中主數(shù)據流轉的相關過程進行優(yōu)化能大大提高企業(yè)運營的效率，更好地為社會服務。
云有公用云與私有云之分。公用云是指那些以即用即付的方式提供給公眾的云。私有云是指不對公眾開放的企業(yè)或組織內部數(shù)據中心的資源。私有云平臺是整合企業(yè)內部的資源為企業(yè)自己服務的云計算平臺，這里我們主要介紹的應用是私有云的技術。
相對于公有云而言，私有云部署在企業(yè)內部，其數(shù)據安全性，系統(tǒng)可用性都自主控制。私用云的相關應用，已成為大型企業(yè)其部署IT系統(tǒng)的主流模式，企業(yè)主數(shù)據流轉的關鍵環(huán)節(jié)是各個子系統(tǒng)之間消息的交換以及進程之間的通信，通信技術的優(yōu)劣直接影響主數(shù)據流轉的速度及效率，繼而影響企業(yè)的運轉。
在私有云系統(tǒng)中，組件之間存在很大差異，所使用的平臺和語言也有明顯差異，因此將系統(tǒng)各個計算組件進行整合是企業(yè)主數(shù)據流轉的核心問題。
以往基于事件處理的消息系統(tǒng)不能完成系統(tǒng)組件解耦合，開發(fā)者往往需要學習大量的通信知識，使得系統(tǒng)維護和開發(fā)工作異常困難。分布式計算相關技術能很好地解決這個問題。在此我們提出一種基于消息的通信技術，消息中問件技術(MOM)。它是一種使用消息傳輸機制實現(xiàn)進程間通信的方法，一種存儲轉發(fā)通信技術。
消息中間件技術能夠使得應用程序分布在不同的異構系統(tǒng)中，可以減少程序和網絡協(xié)議的復雜度。在這種云環(huán)境下，消息將被發(fā)送至系統(tǒng)消息服務器中，服務器將消息存放至若干隊列中，并等待接收者的請求提取消息或者直接推送給發(fā)送方。基于消息中間件通信中的所有對象都是異步的，其控制的通信對象和實體沒有直接聯(lián)系，其生命周期容易控制，并降低了程序的復雜度，大大提高企業(yè)主數(shù)據流轉的效率。
基于消息的中間件技術可以方便地實現(xiàn)組件之間的同步和異步通信模式，完善通信的需求，使各個系統(tǒng)組件僅僅通過消息隊列或者消息內容進行聯(lián)系，從而將各個系統(tǒng)組件獨立出來，完成了復雜系統(tǒng)之間解耦合的需要，使不同的計算組件之間的通信協(xié)議和規(guī)定可以完全由相對應的開發(fā)者設計和實現(xiàn)。明顯增強系統(tǒng)的擴展性。
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