文/ 工信部電子一所  王曉華

　　云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)是近期IT業(yè)界的兩個(gè)焦點(diǎn)。兩者都有美好的技術(shù)遠(yuǎn)景、規(guī)模龐大的潛在市場，能夠?qū)Χ喾N行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。學(xué)術(shù)界深入研究兩者發(fā)展所需的相關(guān)技術(shù)，不斷有創(chuàng)新型成果涌現(xiàn)；產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為兩者是繼互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)繁榮后又一個(gè)重要的IT產(chǎn)業(yè)增長點(diǎn)，具有巨大的市場帶動(dòng)效應(yīng)；政府不斷采取各種措施推動(dòng)它們的發(fā)展。據(jù)IDC咨詢公司預(yù)測，未來五年，IT云服務(wù)上的支出將增長3倍，到2012年將達(dá)到420億美元，占IT支出增長總量的25%。據(jù)2010年《中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展年度藍(lán)皮書》預(yù)測，物聯(lián)網(wǎng)2012年全球市場帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過1700億美元，2015年接近3500億美元。2011年發(fā)布的《2010～2011年中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展年度報(bào)告》則預(yù)計(jì)2011年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到2300億元，安防、交通和醫(yī)療3大領(lǐng)域有望在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中率先受益，成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場容量大、增長最為顯著的領(lǐng)域。

　　云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)兩者技術(shù)各有側(cè)重，適用領(lǐng)域也不相同。但當(dāng)云計(jì)算攜手物聯(lián)網(wǎng)共同發(fā)展，以云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算能力和靈活的資源使用方式支持物聯(lián)網(wǎng)嚴(yán)苛的大數(shù)據(jù)量計(jì)算要求時(shí)，將為市場發(fā)展、生活改善、技術(shù)進(jìn)步帶來更為美好的前景。本文簡要探討兩者的結(jié)合，旨在拋磚引玉，以期各界專家深入探討。

　　一、云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)簡介

　　在說明兩者的結(jié)合方式之前，首先介紹兩者的主要內(nèi)容和適用領(lǐng)域。云計(jì)算是一種基于網(wǎng)絡(luò)的、以虛擬化方式共享資源的計(jì)算模式，資源的部署和提供是可以按需動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)的。簡單地說，云計(jì)算允許用戶通過互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)隨地獲取各類計(jì)算資源（如計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力、應(yīng)用、服務(wù)等）。它體現(xiàn)了“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”的思想，將大量計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和軟件資源鏈接在一起，形成巨大規(guī)模的共享虛擬IT資源池，為遠(yuǎn)程終端用戶提供“召之即來，揮之則去”“大小規(guī)模隨意變化”“能力無邊界”的各種信息技術(shù)服務(wù)。云計(jì)算以其便利、經(jīng)濟(jì)、高效、可擴(kuò)展等優(yōu)勢吸引了各方目光，使企業(yè)、應(yīng)用能夠擺脫IT基礎(chǔ)設(shè)施的限制，更專注于自身的核心業(yè)務(wù)發(fā)展。

　　物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡(luò)。簡單說來，物聯(lián)網(wǎng)是使用各種信息傳感設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)把物品與物品結(jié)合起來形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，即“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。它包含兩層含義：第一，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，其核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)；第二，物聯(lián)網(wǎng)的用戶端不僅包括人，還包括物品，它實(shí)現(xiàn)了人與物品及物品與物品之間的信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)通過全球億萬種物品之間的互連，將不同行業(yè)、不同地域、不同應(yīng)用、不同領(lǐng)域的物理實(shí)體按照其內(nèi)在關(guān)系緊密地關(guān)聯(lián)在一起。使人們既可按應(yīng)用目的將人和物劃分為一個(gè)個(gè)子系統(tǒng)，也可將多個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)組成系統(tǒng)化網(wǎng)絡(luò)，并依據(jù)數(shù)據(jù)管理使之有效運(yùn)行。物聯(lián)網(wǎng)使小到飯盒、手機(jī)，大到飛機(jī)、輪船等巨量物體聯(lián)網(wǎng)互動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)活動(dòng)和人們生活方式的變革。

　　二、云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合方式

　　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生、分析和管理的數(shù)據(jù)將是海量的，原始數(shù)據(jù)若要具備各種實(shí)際意義，需要可擴(kuò)展的巨量計(jì)算資源予以支持。而云計(jì)算能夠提供彈性、無限可擴(kuò)展、價(jià)格低廉的計(jì)算和存儲(chǔ)服務(wù)，滿足物聯(lián)網(wǎng)需求，兩者結(jié)合將是未來發(fā)展趨勢?？梢哉f，物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)需求構(gòu)建方，云計(jì)算是業(yè)務(wù)需求計(jì)算能力提供方。物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的結(jié)合問題，可從兩個(gè)角度觀察，一個(gè)是物聯(lián)網(wǎng)的角度，一個(gè)是云計(jì)算的角度。

　　從物聯(lián)網(wǎng)角度看，物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)通常被分為感知層、傳輸層、應(yīng)用層三層，由于云計(jì)算能夠提供計(jì)算智能服務(wù)，加上云計(jì)算則成為感知層、傳輸層、智能層、應(yīng)用層四層，如下圖所示。 

　　這一物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)將感知和傳輸作為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和傳輸，智能層負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、分析、挖掘已有數(shù)據(jù)，為應(yīng)用層提供及時(shí)、可擴(kuò)展、智能化的服務(wù)，保證應(yīng)用層的可靠性、安全性、可擴(kuò)展性。具體來說，感知層依靠各種信息傳感設(shè)備識(shí)別物體，采集信息。目前比較流行的傳感設(shè)備有：傳感器、RFID標(biāo)簽、二維碼標(biāo)簽、攝像頭等等。傳輸層通過各類有線、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸信息，目標(biāo)是滿足大量、實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)的傳輸需求。目前的主流技術(shù)包括：通信網(wǎng)絡(luò)、無線專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)及融合網(wǎng)絡(luò)。智能層主要通過對(duì)傳感數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)匯聚、分解、合并等處理和服務(wù)，在數(shù)字/虛擬空間內(nèi)創(chuàng)建物理世界所對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)視圖。在這一層次，需要對(duì)海量數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的基礎(chǔ)服務(wù)。云計(jì)算提供的服務(wù)與這些需求吻合。應(yīng)用層面則是直接面對(duì)終端用戶，提供定制的服務(wù)和信息等供其使用。

　　從云計(jì)算角度看，由于云計(jì)算能夠提供存儲(chǔ)、計(jì)算、部署、應(yīng)用等各種高質(zhì)量低價(jià)格的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，可滿足物聯(lián)網(wǎng)多種層次的需求，兩者甚至可共用數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。因此，物聯(lián)網(wǎng)可作為云計(jì)算的一種具體應(yīng)用看待，如下圖所示。 

　　無論從物聯(lián)網(wǎng)還是云計(jì)算的角度看兩者結(jié)合方式，其本質(zhì)都是一樣的，物聯(lián)網(wǎng)提出需求，云計(jì)算提供相應(yīng)的低價(jià)高質(zhì)服務(wù)。

　　三、云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的應(yīng)用前景 

　　物聯(lián)網(wǎng)使物體與物體、物體與人之間的互聯(lián)關(guān)系向系統(tǒng)化、實(shí)用化方向發(fā)展，而云計(jì)算使IT服務(wù)和軟件應(yīng)用從“專業(yè)化”迅速向“大宗商品化”方向發(fā)展，向社會(huì)提供計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。兩者結(jié)合，一個(gè)提供應(yīng)用方向，一個(gè)提供資源支持，互為支撐，更可能構(gòu)建一個(gè)美好的技術(shù)社會(huì)遠(yuǎn)景。

　　以智能電網(wǎng)為例。我國設(shè)計(jì)從2009年開始一直到2016年要建成一個(gè)統(tǒng)一、堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算在整個(gè)電網(wǎng)的發(fā)、出、變、配、調(diào)、用等方面都可以得到很大的應(yīng)用。比如說用電環(huán)節(jié)，通過各種傳感設(shè)備設(shè)計(jì)分向電表，收集各類用電信息，通過云計(jì)算分析出各段線路用電的高峰、低谷，使電廠、電力公司根據(jù)大家用電的高峰期和低谷期逐段定制電價(jià)，高峰期的電價(jià)高一些，低谷期電價(jià)低一些，使電價(jià)實(shí)時(shí)變動(dòng)，平滑電網(wǎng)壓力。 

　　以環(huán)境保護(hù)為例。如利用各種傳感設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測太湖的水質(zhì)，檢測葉綠素、含氧量等情況，建立水質(zhì)預(yù)警模型，通過云計(jì)算提供的資源平臺(tái)處理數(shù)據(jù)，當(dāng)判斷出即將發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā)時(shí)，通報(bào)環(huán)保局等相關(guān)部門，提醒其采取必要措施。

　　以衛(wèi)生保健為例?，F(xiàn)在人們覺得身體不舒服了，才去醫(yī)院看醫(yī)生，這種模式相當(dāng)于醫(yī)院是一個(gè)平臺(tái)，所有人都去醫(yī)院看醫(yī)生、看病，而且是有了病情反映才看，生病了但沒有表現(xiàn)出來的情況下無法提前防治，浪費(fèi)了大量醫(yī)療資源。將來將一些傳感設(shè)備佩戴在人體上，對(duì)生理參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，利用云計(jì)算提供的計(jì)算資源和專家系統(tǒng)實(shí)時(shí)判斷、處理個(gè)人身體情況，做到治未病，則不僅對(duì)個(gè)人，對(duì)整個(gè)社會(huì)都將是極大的資源節(jié)約。

　　這樣的應(yīng)用還有很多，社會(huì)前景也極為誘人。最顯見的，兩者結(jié)合將推動(dòng)資源共享，包括計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲(chǔ)資源、平臺(tái)資源、應(yīng)用資源、管理資源、服務(wù)資源、人力資源等等。但是也應(yīng)看到，要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)還有很多待解的問題。

　　四、云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合亟待解決的問題

　　技術(shù)總能帶給人們很多的想象空間，作為當(dāng)前較為先進(jìn)的技術(shù)理念，物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算的結(jié)合存在著很多可能性，也有很多需要解決的問題。

　　1. 規(guī)模問題

　　規(guī)?；窃朴?jì)算與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的前提條件。只有當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模足夠大之后，才有可能和云計(jì)算結(jié)合起來，比如行業(yè)應(yīng)用：智能電網(wǎng)、地震臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測等等需要云計(jì)算。而對(duì)一般性的、局域的、家庭網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，則沒有必要結(jié)合云計(jì)算。如何使兩者發(fā)展至相應(yīng)規(guī)模，尚待解決。

　　2. 安全問題

　　無論是云計(jì)算還是物聯(lián)網(wǎng)，都有海量的物、人相關(guān)的數(shù)據(jù)。若安全措施不到位，或者數(shù)據(jù)管理存在漏洞，它們將使我們的生活無所遁形。使我們面臨黑客、病毒的威脅，甚或被恐怖分子輕易跟蹤、定位，這勢必帶來對(duì)個(gè)人隱私的侵犯和企業(yè)機(jī)密泄露等問題。破壞了信息的合法有序使用要求，可能導(dǎo)致人們的生活、工作陷入癱瘓，社會(huì)秩序混亂。因此，這就要求政府、企業(yè)、科研院所等各有關(guān)部門運(yùn)用技術(shù)、法律、行政等各種手段，解決安全問題。

　　3. 網(wǎng)絡(luò)連接問題

　　云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)都需要持續(xù)、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，以傳輸大量數(shù)據(jù)。如果在低效率網(wǎng)絡(luò)連接的環(huán)境下，則不能很好工作，難以發(fā)揮應(yīng)用的作用。因此，如何解決不同網(wǎng)絡(luò)（有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)）之間的有效通信，建立持續(xù)、大容量、高可靠的網(wǎng)絡(luò)連接，需要深入研究。

　　4. 標(biāo)準(zhǔn)化問題

　　標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)任何技術(shù)的統(tǒng)一規(guī)范，由于云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)都是由多設(shè)備、多網(wǎng)絡(luò)、多應(yīng)用通過互相融合形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，需要把各系統(tǒng)都通過統(tǒng)一的接口、通信協(xié)議等標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系在一起。這將是在兩者發(fā)展中不斷發(fā)展，有效健全的問題。

　　五、小結(jié)

　　云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)都是當(dāng)前的熱門話題，也具有很多共性。兩者的結(jié)合能夠通過對(duì)各種能力資源共享、業(yè)務(wù)快速部署、人物交互新業(yè)務(wù)擴(kuò)展、信息價(jià)值深度挖掘等多方面的促進(jìn)，帶動(dòng)整體信息社會(huì)產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的升級(jí)與躍進(jìn)。但兩者結(jié)合也存在規(guī)模性、安全性、網(wǎng)絡(luò)連接、標(biāo)準(zhǔn)化等問題，需漸進(jìn)穩(wěn)步發(fā)展。