前言
当今世界正处于新一轮技术创新浪潮引发的新一轮工业革命的开端,科技革命和产业变革带来的创新推动了信息技术在经济和社会领域的渗透和应用。作为重要的战略性新兴产业,物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展成果,它正在以各种方式改变我们的生活,渗透到教育、家居、健康、运输、零售、制造等领域中。物联网连接着各种传感器和智能终端,随着物联网产业规模的指数级增长,万物都将被联网,连接到网络的设备数量也正在迅速增加。同时,物的所有轨迹都可以被记录,一切皆被数字化,所有的物联网设备每时每刻都在产生大量的数据,促使全球数据总量急剧增长。这些海量数据是社会和企业的宝贵财富,能够帮助企业实时监控业务或设备的运行情况,生成各种维度的报表,而且通过大数据分析和机器学习,对业务进行预测和预警,能够帮助社会或企业进行科学决策、节约成本并创造新的价值。
未来将是一个充满数据的世界。在掌握数据便是掌握财富的时代,物联网创造的价值也将会越来越高。物联网数据具有非结构化、碎片化、时空域等特性,因此其需要新型的数据存储和处理技术。而大数据技术可以支持物联网系统中海量数据的深度应用。物联网帮助收集来自感知层、传输层、平台层、应用层的众多数据,然后将这些海量数据传送到云平台进行分析加工。物联网大数据的获取、传输、存储、分析、挖掘及应用等面临着许多技术挑战。
本书共分为13章,比较系统、全面地介绍了大数据环境下的物联网技术体系架构、数据感知与数据融合、协同信息处理、大数据管理架构与关键技术,以及融合了大数据技术的物联网系统的智能化演进和应用等内容,各章主要内容如下。
第1章首先对物联网的概念演化与内涵进行了解析,其次介绍了物联网产业的发展历程、物联网系统与大数据技术的深入融合,最后对物联网产业面临的挑战与机遇进行了分析。
第2章介绍了物联网系统的技术架构,并从物联网系统的概念模型出发,分别结合物联网的功能体系架构、通信参考架构、数据参考架构、应用体系架构及安全参考模型,从多个角度对物联网技术体系架构进行了分析。
第3章描述了感知设备及其数据采集过程,给出了感知数据的基本特性,并对物联网系统中信息融合的必要性、概念模型和融合过程等内容进行了介绍。
第4章介绍了物联网多个实体互相配合、共同完成任务或提供服务的协同信息处理过程,给出了协同信息处理的参考模型及其实例。
第5至10章具体介绍了物联网系统的大数据管理架构及NoSQL数据库、计算批处理、交互式查询、流式计算、数据交换和共享等关键技术。
第11章结合国家标准GB/T 36468—2018,介绍了物联网系统的性能评价原则和性能评价指标体系,性能评价指标体系中包括系统架构、安全和功能类指标的编制细则。
第12章介绍了人工智能的发展历程、人工智能技术与物联网的融合并对智能物联网的发展前景进行了展望。
第13章结合智能交通物联网的发展,给出了智能物联网的典型应用——自动驾驶汽车及智能交通物联网与自动驾驶汽车的协同。
在本书的编写过程中,无锡物联网产业研究院的吴明娟博士、钱维林博士、陈书义博士,中国电子技术标准化研究院的徐冬梅高级工程师,交通运输部科学研究院信息中心的曹剑东总工程师等给予了大量的帮助,在此对这些专家表示衷心的感谢。
由于作者水平有限,加之时间仓促,本书存在不少缺点和错误,望专家和读者批评指正。
编著者