• 物聯網與云計算和海計算

    物聯網與云計算和海計算 百恒物聯 2018-12-01 739

      物聯網和云計算


      目前大部分人都認同將物聯網分為3個層次,一是應用層,二是網絡層,三是感知層。但未來的物聯網應該是一個由云+端組成的一個龐大網絡。隨著傳感器網絡大規模部署,各種終端被分布到各種各樣的基礎設施上收集信息,再通過各種網絡將這些信息發送到云端進行計算和處理,經過計算和處理的信息最后到了應用層,為不同的領域提供支撐服務。

      人類通過各種信息感應、探測、識別、定位、跟蹤和監控等手段和設備實現對物理世界的“感、知、控”,這一環節成為物聯網的前段;而基于互聯網計算的智能及對物理世界的反饋和控制成為物聯網的后端。當下無論學術界還是工業界,目光普遍聚焦在物聯網的前段,但物聯網的后端也同樣重要。從后端看,物聯網可以看作是一個基于互聯網的、以提高物理世界的運行、管理、資源使用效率等水平為目標的大規模信息系統。該系統具備實時感應、高度并發和自主協同等特征。

      云計算(Cloud Computing)為眾多用戶提供了一種新的高效率計算模式,兼有互聯網服務的便利、廉價和大型機的能力。它的目的是將資源集中于互聯網上的數據中心,由這種云中心提供應用層、平臺層和基礎設施層的集中服務,以解決傳統IT系統零散性帶來的低效率問題。云計算是信息化發展進程中的一個階段,強調信息資源的聚集、優化、動態分配和回收,旨在節約信息化成本、降低能耗、減輕用戶信息化的負擔,提高數據中心的效率。云計算出現的初衷是解決特定大規模數據處理問題,因此,它被業界認為是支撐物聯網后端的最佳選擇,云計算為物聯網提供后端處理能力與應用平臺。

      云計算是互聯網發展帶來的一種新型計算和服務模式,它是通過分布式計算和虛擬化技術建設數據中心或超級計算機,以租賃或免費方式向技術開發者或企業客戶提供數據存儲、分析以及科學計算等服務。廣義上講,云計算是指廠商通過建立網絡服務集群,向多種客戶提供硬件租賃、數據存儲、計算分析和在線服務等不同類型的服務。云計算的主要服務形式有以亞馬遜公司為代表的基礎設施即服務,以Saleforce為代表的平臺即服務,以及以微軟公司為代表的軟件即服務等。

      云計算的“云”就是存在于互聯網的服務器集群上的服務器資源,包括硬件資源(如服務器、存儲器和處理器等)和軟件資源(如應用軟件、集成開發環境等)。本地終端只需要通過互聯網發送一條請求信息,“云端”就會有成千上萬的計算機為你提供需要的資源,并把結果反饋給發送請求的終端。每個提供云計算服務的公司,其服務器資源分布在相對集中的世界上少量幾個地方,對資源基本采用集中式的存放管理,而資源的分配調度采用分布式和虛擬化技術。云計算強調終端功能的弱化,通過功能強大的“云端”給需要各種服務的終端提供支持。如同用電用水一樣,可以隨時隨地獲取計算、存儲等信息服務。

      物聯網和海計算


      海計算(Sea Computing)是2009年8月18日,通用汽車金融服務公司董事長兼首席執行官molina,在2009技術創新大會上所提出的全新技術概念。海計算為用戶提供基于互聯網的一站式服務,是一種最簡單可依賴的互聯網需求交互模式。用戶只要在海計算系統輸入服務需求,系統就能明確識別這種需求,并將該需求分配給最優的應用(或內容資源)提供商進行處理,最終返回給用戶相匹配的結果。與云計算的后端處理相比,海計算指的是智能設備的前端處理。海計算通過在物理世界的物體中融入計算與通信設備以及智能算法,讓物物之間能夠互聯,在事先無法預知的場景中進行判斷,實現物物之間的交互作用。海計算一方面通過強化融入在各物體中的信息裝置,實現物體與信息裝置的緊密融合,有效地獲取物質世界信息;另一方面通過強化海量的獨立個體之間的局部即時交互和分布式智能,使物體具備自組織、自計算、自反饋的海計算功能。海計算的本質是物物之間的智能交流,實現物物之間的交互。云計算是服務器端的計算模式,而海計算代表終端的大千世界,海計算是物理世界各物體之間的計算模式。

      簡而言之,海計算模式倡導由多個融入了信息裝置、具有一定自主性的物體,通過局部交互而形成具有群體智能的物聯網系統。該系統具有以下優點。

      (1)節能、高效。充分利用局部性原理,可以有效地縮短物聯網的業務直徑,即覆蓋從感知、傳輸、處理與智能決策,到控制的路徑,從而降低能耗,提高效率。

      (2)通用結構。通過引入融入信息裝置的“自主物體”,有利于產生通用的、可批量重用的物聯網部件和技術,這是信息產業主流產品的必備特征。

      (3)分散式結構。海計算物聯網強調分散式結構,較易消除單一控制點、單一瓶頸和單一故障點,擴展更加靈活。群體智能使得海計算物聯網更能適應需求和環境變化。

      中國科學院提出“海計算”這個新的計算模式,實質上是把智能推向前端。智能化的前端具有存儲、計算和通信能力,能在局部場景空間內前端之間協同感知和判斷決策,對感知事件及時做出響應,具有高度的動態自治性。海計算的每個“海水滴”就是全球的每個物體,它們具有智能,能夠協助感知和互動。億萬種物體組成物聯網系統,就如同海水滴形成大海一樣。

      物聯網涉及到全球的物體(包括人)及其應用需求,感知層數據的特性也各不相同,這些決定了物聯網的架構需要“云”和“海”相結合。一方面,在局部應用場景中,感知數據存儲在局部現場,智能前端在協同感知的基礎上,通過實時交互共同完成事件判斷、決策等處理,及時對事件做出反應。另一方面,云計算的“云”的后端提供面向全球的存儲和處理服務。物聯網的各種前端把處理的中間或最后結果存儲到云的后端。前端在本地處理過程中,在必要時需要后端的存儲信息和處理能力的支持,及時發送服務請求獲得云的后端支持。這具有良好的擴展性,既滿足前端實時交互,又滿足全球物體的互聯互通。
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