1.2 云计算是物联网发展的基石
传感器网可以被看成是由传感模块+组网模块共同构成的一个网络,其中传感器就像人的感觉器官一样,仅仅感知信号,并不强调对物体的标识。物联网的概念相对来说比传感器网大一些,它主要是人感知物、标识物的手段,它包括了传感器网、二维码/一维码/RFID等。传感器网与物联网的共性特点是每个节点计算能力差、作用甚微,但通过网络整合后却能发挥巨大的作用。尤其是网络到达一定规模后,需要一个强大的、低成本的、可动态伸缩的、容错的计算平台作为“大脑”来支撑物联网的海量数据的计算(多源多处的感知信息的聚合、数据挖掘和智能分析等),云计算中心恰好具备这种计算平台所需要的特征和优势。
物联网具有行业应用的特征,依赖云计算对所采集到的各行各业的、数据格式各不相同的海量数据进行整合、管理和存储,并在整个物联网中提供计算服务,实现预测、决策,进而反向控制这些传感网络,达到控制物联网中客观事物运动和发展进程的目的。结合云计算技术的新一代数据中心拥有更可靠和严谨的虚拟化平台,而且这样的数据中心在规划、建设、运营、维护、管理等方面具备其特有的优势,在节能环保、高可靠性、高可用性、安全性、可管理性及高性能等方面可以满足物联网的发展需要。因此,云计算是物联网中不可缺少的计算模式,并且是以服务的方式提供的。
从物联网的结构来看,云计算将成为物联网的重要环节。物联网常见的层次结构包含以下几点:
(1)感知层。将物品信息进行识别、采集;
(2)传输层。通过现有的2G、3G及未来的4G通信网络将信息进行可靠传输;
(3)信息处理层。通过后台的云计算系统来进行智能分析和管理。
物联网与云计算的结合必将通过对各种能力资源共享(包括计算资源、网络资源、存储资源、平台资源、应用资源、管理资源、服务资源、人力资源)、业务快速部署、人与物交互新业务扩展、信息价值深度挖掘等多方面的促进来带动整个产业链和价值链的升级与跃进。
中国物联网专家委员会主任委员邬贺铨院士在2010年中国物联网大会上指出:“目前,物联网国内比国外热、政府比市场热、产业比应用热、股市比投资热,教育比科研热,硬件比软件热。物联网行业性太强,公众性和公用性不足,重数据收集,轻数据挖掘与智能处理,产业链长但分散,每一环节规模效益不够,行业进入门槛高,市场规模预期很大,部门利益格局分割市场,无法体现规模化,商业模式不清晰,安全性、可靠性、可管理性薄弱,信息共享与隐私保护的矛盾未得到重视。”只有突出智能服务的特征,才能建立起一个巨大的物联网产业。李国杰院士也曾指出:“智能电网、智能物流、智能交通等应用涉及十分复杂的动态环境优化问题。这是一个十分困难的系统科学问题,不是装几个传感器就能轻松解决的。发展物联网和嵌入式系统的关键是看系统的智能体现在什么地方。物联网和嵌入式系统有两个基本模式,即云计算模式和物计算模式。云计算模式是通过分布式的架构采集数据,然后集中进行信息处理。此模式一般用于宏观决策等信息处理的过程中,如智能电网、智能交通、智能物流、智能医疗等。系统的智能主要体现在处理中心,即需要较强的集中计算能力和高带宽,但终端设备比较简单。物计算模式强调实时控制,对终端设备的性能要求较高,如智能化的汽车电子、数控机床、安全监控系统、智能家居等。系统的智能主要体现在终端设备上,对集中处理能力和系统带宽要求比较低。”
当然,物联网与云计算的结合在实现了高效、灵活、方便和更多价值的同时,在人及信息的安全性、价值链形成过程中的利益分配均衡及可管理性;以及对人类的行为习惯和道德观念的影响等方面都存在着一定的风险和不确定性。