唐孝國，郭俊亮

（銅仁職業(yè)技術學院 貴州 銅仁 554300）

1 引言

現(xiàn)如今，物聯(lián)網技術已經廣泛應用于智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧教育、智能安防、智能家居、智慧城市等領域。隨著物聯(lián)網技術的不斷發(fā)展和普遍應用，必然會產生海量數(shù)據(jù)信息，如何有效存儲和處理這些海量數(shù)據(jù)，云計算技術就是最好的選擇，所以云計算與物聯(lián)網的結合應用就成為時代必然，從而推動了“物聯(lián)網云模式”的快速發(fā)展。

2 概念性探討

2.1 物聯(lián)網技術的概念

物聯(lián)網是從互聯(lián)網基礎上發(fā)展起來的新的網絡連接形態(tài)，被稱作信息科技產業(yè)的第三次革命，主要由感知層、網絡傳輸層和應用層構成。感知層主要是各種傳感器設備和各種終端設施系統(tǒng)，如智能家居設施和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等[1]。網絡傳輸層主要是指各種網絡設備，通過有線或者無線的方式實現(xiàn)短距離或者遠距離的傳輸，實現(xiàn)物體與物體之間的信息連接。應用層主要是指用于接收和處理信息、實現(xiàn)智能控制和管理的各種應用程序，最終為用戶提供便捷的服務。相比于互聯(lián)網時代，物聯(lián)網技術連接對象從通信設備擴展到了萬事萬物，借助先進的傳感技術、網絡技術和智能處理技術，實現(xiàn)物物相連。

2.2 云計算技術的概念

美國國家標準與技術研究院(NIST)對云計算定義為：“云計算是一種模型，可以實現(xiàn)隨時隨地、便捷地、按照實際需求從可配置的計算資源池中獲取所需的資源（例如網絡、服務器、存儲、應用程序集服務），資源可以快捷供給與釋放，使管理的工作量和服務提供者的介入降低至最少”。簡單來理解：云計算是將大量服務器的資源（主要包括VCPU、內存和存儲等）進行整合，再利用其核心技術——虛擬化技術，按照用戶的實際需求為用戶提供服務。云計算主要包括3種服務模式，即基礎架構即服務（Infrastructure as a Service，IAAS）、平臺即服務（Platform as a Service，PAAS）和軟件即服務（Software as a Service，SAAS）。IAAS服務，俗稱云主機服務，即用戶可以在云平臺上通過配置底層鏡像類型、內存大小、VCPU個數(shù)、硬盤大小和網絡資源來創(chuàng)建自己的云主機，在后續(xù)使用過程中，用戶還可以按照需求變化來動態(tài)更改這些配置。PAAS服務，是在IAAS服務的基礎上向上封裝，用戶不必再去考慮底層開發(fā)環(huán)境的部署，拿到云主機服務后可直接進行應用的開發(fā)。SAAS服務，就是在PAAS基礎上繼續(xù)往上封裝，用戶只需提出功能需求，云服務商直接幫你完成從基礎設施構建到平臺部署，再到完成應用開發(fā)的全部工作，用戶拿到云主機服務后可以直接投入生產使用[2]。

3 云計算在物聯(lián)網中應用的必要性

物聯(lián)網技術通過互聯(lián)網實現(xiàn)物物相連，產生大量的數(shù)據(jù)，而云計算技術剛好可以有效存儲和處理這些數(shù)據(jù)，可以說物聯(lián)網是數(shù)據(jù)的來源，數(shù)據(jù)是云計算的處理對象，所以云計算是支撐物聯(lián)網快速發(fā)展的關鍵。將云計算應用在物聯(lián)網中，既可以充分發(fā)揮自身價值，還能大大提升物聯(lián)網應用的實際效能。將云計算應用到物聯(lián)網中，主要有如下優(yōu)勢。

3.1 降低成本

由于云計算可以將大量的低端計算資源進行累積整合，避免了對單臺服務器過高性能的苛刻要求，大大提升了資源的利益率。另外，對于云資源來講，是可以實現(xiàn)彈性調度的，即用戶租用的資源在沒有用的情況下，云平臺是可以對這部分閑置的資源進行重復利用的，這從根本上決定了使用云計算來支撐物聯(lián)網應用，會具備較高的性價比。一是可以節(jié)約硬件成本。統(tǒng)一采用云計算平臺來支撐物聯(lián)網應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和計算處理，可以避免重復投資大量的物理服務器和網絡設備，節(jié)約大量的硬件成本，而且一旦業(yè)務量減少或者中斷，這些投資的物理設備再次被回收利用的價值幾乎是很小的，所以會造成較大的浪費。二是可以節(jié)約人力成本。如果不用云計算服務來承擔數(shù)據(jù)存儲和處理，那物聯(lián)網應用商將投入大量的人力成本去完成部署、管理和日常的維護工作，而且這個成本會隨著物聯(lián)網應用系統(tǒng)規(guī)模的增大而成倍增長，因為你需要部署的點越多，需要投資的物理設備和投入的運維管理人員的也會成倍的增多。

3.2 數(shù)據(jù)存儲更加安全可靠

云計算技術采用分布式存儲方式儲存數(shù)據(jù)信息。在儲存過程中，云計算技術具備一定的分類功能，將相關數(shù)據(jù)資料分類儲存，并使用數(shù)據(jù)冗余技術和安全技術，在很大程度上降低了數(shù)據(jù)丟失、被泄露或者被非法篡改的風險，保證了數(shù)據(jù)信息的完整性，從而有效保障了客戶數(shù)據(jù)的安全。簡單來說，對于一個云計算集群，至少可以保證在損壞任意一塊存儲卷的情況下，數(shù)據(jù)是可以保證絕對恢復的，而且集群中會部署備用存儲卷，一旦有存儲卷損壞，會立即被檢測機制識別，在將其清除的同時啟用備用存儲卷。

3.3 數(shù)據(jù)處理更加智能高效

現(xiàn)如今，物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)以及人工智能技術是一個統(tǒng)一整體，四者在整個高新技術體系中都有著不可替代的重要作用，因此，隨著科學技術的繼續(xù)發(fā)展，這些技術的結合性會越來越緊密。云計算利用極大的入口帶寬，可以快速收集分散在各地的傳感器數(shù)據(jù)，并利用高速網絡將數(shù)據(jù)傳送給邊緣節(jié)點，再由邊緣節(jié)點將數(shù)據(jù)傳入計算中心，極大提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎蛿?shù)據(jù)處理的時效性。再配合大數(shù)據(jù)處理技術和先進的人工智能算法，可以更加高效地管理和查找數(shù)據(jù)，使用戶快速得到自己想要的數(shù)據(jù)信息，并迅速做出明智決策[3]。另外，云計算容易集成強大的AI和大數(shù)據(jù)處理能力，相當于為物聯(lián)網系統(tǒng)增添了一個“大腦”的角色，使物聯(lián)網系統(tǒng)中的設備更加“智能”。

4 云計算在物聯(lián)網中的典型應用

4.1 智慧城市建設

隨著時代的快速發(fā)展，智慧城市已經逐漸成為新城市建設的標準，這離不開物聯(lián)網和云計算技術的結合應用。所謂智慧城市，就是通過大量的傳感設備，利用互聯(lián)網時刻感知城市的各個角落，從而實現(xiàn)城市的智能化監(jiān)控和管理。智慧城市的體系架構可分為感知層、網絡層和智慧應用層，這是典型的物聯(lián)網應用架構。感知層也叫基礎設施層，位于智慧城市的最底端，是各種數(shù)據(jù)的來源；網絡層負責數(shù)據(jù)的傳輸；應用層位于智慧城市的上層，負責為政府、企業(yè)和用戶提供監(jiān)控、管理和使用等便捷服務。這里面隱含了一個智慧城市的中間層，伴隨著城市智慧化規(guī)模的增大，需要存儲和處理數(shù)據(jù)量是巨大的，這必然需要云計算的支持，大量的物聯(lián)網數(shù)據(jù)傳到云計算服務平臺，完成存儲和處理后，再通過各種應用程序，實現(xiàn)信息的發(fā)布、管理和應用。

4.2 智慧校園建設

隨著網絡技術的發(fā)展和各種智能化產品的普遍應用，校園建設正在由傳統(tǒng)意義上的數(shù)字化校園建設向智慧化校園過渡，這又是一個物聯(lián)網、云計算和大數(shù)據(jù)技術的典型結合應用。物聯(lián)網技術利用各種感知設備和傳感設備，采集校園各個場所的數(shù)據(jù)信息。各種數(shù)據(jù)再通過局域網、以太網和校園無線Wi-Fi接入校園中的私有云服務器集群或者遠端服務器集群，利用云計算強大的分布式存儲和計算能力完成數(shù)據(jù)處理，從而為師生提供服務。例如，通過無線傳感器和控制器，可以自動調節(jié)教室和道路照明燈的明亮程度；通過攝像頭和紅外傳感器，可以對重點區(qū)域進行安全監(jiān)控并實現(xiàn)自動報警；利用智慧校園網，還可實現(xiàn)門禁、消費、考勤和學習效果的智能化管理，提高師生的生活質量和工作效率。

4.3 智能家居系統(tǒng)

智能家居系統(tǒng)旨在將家庭中的各個家用設備，通過網絡與智能化管理系統(tǒng)進行通信，從而實現(xiàn)對家用設備設施的智能化監(jiān)控和管理，為人們的日常生活提供便利，這也是一個在互聯(lián)網基礎上的典型物聯(lián)網應用[4]。傳統(tǒng)的智能家居因為技術成熟度問題，智能化只體現(xiàn)在一些單獨系統(tǒng)上，如門禁系統(tǒng)、語音識別系統(tǒng)和安保系統(tǒng)等，這些子系統(tǒng)之間是獨立的，沒有統(tǒng)一的協(xié)議和數(shù)據(jù)接口，不能實現(xiàn)資源共享，用戶需要下載各子系統(tǒng)軟件進行管理操作，智能化程度并不是很高。究其原因，對于傳統(tǒng)的智能家居模式，各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都存儲在各自的控制管理設備中，考慮到資金投入和性價比，數(shù)據(jù)存儲量和計算處理能力是非常受限的。將云計算引入到智能家居系統(tǒng)后，家庭中各個智能子系統(tǒng)產生的大量物聯(lián)網數(shù)據(jù)將統(tǒng)一存放在云服務器平臺上，用戶直接通過網絡遠程調用云計算中心的數(shù)據(jù)和計算能力完成信息的交換和處理，從而實現(xiàn)對家庭設備設施的統(tǒng)一智能化控制和管理。

5 云計算在物聯(lián)網中應用面臨的主要問題

要實現(xiàn)云計算在物聯(lián)網中的完美結合應用，還有很多困難和挑戰(zhàn)需要去解決。其中，最主要的就是安全問題。對于云計算，因為用戶的所有數(shù)據(jù)都存儲在云服務器上，對于云服務商而言，這些數(shù)據(jù)都是透明的，任何機密的信息都有可能在不經意間暴露出來。而且，用戶是通過公網去訪問這些數(shù)據(jù)，那就必然存在被黑客攻擊的風險。所以，如何確保用戶數(shù)據(jù)的安全問題，如何加強對用戶私密信息的保護，成了云計算平臺必須要面對和解決的問題。一方面要在技術研究上入手，攻關安全技術的瓶頸性難題；二要從管理上下功夫，完善制度，用實際表現(xiàn)讓用戶相信能夠確保數(shù)據(jù)安全。

6 結語

云計算與物聯(lián)網技術的結合應用已經涵蓋到經濟社會發(fā)展的方方面面，為人們的生活提供了一系列便捷的服務，成為人們生產生活中不可或缺的存在。將云計算應用在物聯(lián)網技術中，既能夠擴大物聯(lián)網技術的應用范圍，也能從根本上提升各類信息資源的利用率，充分將兩者的應用價值進行有效結合，更好地改善人民生活，造福社會?？傊?，云計算與物聯(lián)網技術的結合應用，既是大勢所趨，也將是歷史必然。