1. 物聯(lián)網(wǎng)概述
根據(jù)現(xiàn)在較通用的定義,物聯(lián)網(wǎng)是指通過射頻識別(RFID)、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,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。簡而言之,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,其核心和基礎(chǔ)仍是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò),其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間的信息交換和通信。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域從面向企業(yè)的智能交通、電力抄表等擴展到了面向公眾的個人醫(yī)療、智能家居等,遍及各行各業(yè),但目前還處在創(chuàng)新起步階段,未大規(guī)模普及。美國權(quán)威咨詢機構(gòu)Forrester預(yù)測,到2020年,世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù),跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比,將達到30∶1,因此物聯(lián)網(wǎng)被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)覆蓋了傳感感知、傳輸通道、運算處理、行業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域,其中涉及的技術(shù)包括RFID射頻識別、傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、高性能計算、智能控制等。
2. 物聯(lián)網(wǎng)云平臺建設(shè)需求
構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)運營云平臺,作為無線傳感網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)之間重要的本地化中央信息處理中心,物聯(lián)網(wǎng)云平臺需具備以下功能。
(1)業(yè)務(wù)受理、開通、計費功能
要成為物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的服務(wù)提供商,需要建立一套面向客戶、傳感器廠商、第三方行業(yè)應(yīng)用提供商的運營服務(wù)體系,包括組織、流程、產(chǎn)品、支撐系統(tǒng),其中支撐系統(tǒng)應(yīng)具備業(yè)務(wù)受理、開通、計費等功能,能夠提供物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的快速開通服務(wù)。
(2)信息采集、存儲、計算、展示功能
物聯(lián)網(wǎng)云平臺需要支持通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)采集傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上的物品感知信息,進行格式轉(zhuǎn)換、保存和分析計算。相比互聯(lián)網(wǎng)相對靜態(tài)的數(shù)據(jù),在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,將更多地涉及基于時間和空間特征、動態(tài)的超大規(guī)模數(shù)據(jù)計算,并且不同行業(yè)的計算模型不同。這些應(yīng)用所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)對物聯(lián)網(wǎng)運營平臺的采集、存儲、計算能力都提出了巨大的挑戰(zhàn)。
(3)行業(yè)的靈活拓展應(yīng)用模式
不同行業(yè)的業(yè)務(wù)規(guī)則和流程不同,其應(yīng)用的功能和計算需求也有差別,例如在大氣環(huán)保監(jiān)控應(yīng)用中,需要根據(jù)大氣環(huán)境監(jiān)測設(shè)備上采集到的降塵、一氧化碳、二氧化硫等數(shù)據(jù),按一定的指標計算規(guī)則進行分析計算,得出分析結(jié)果,展現(xiàn)到監(jiān)控中心計算機或監(jiān)控人員手機上;而在電力抄表應(yīng)用中,對于采集到的用戶電表讀數(shù),將會用于計算當月用電量和電費,生成電費賬單,進而支持收費銷賬。
因此物聯(lián)網(wǎng)云平臺不可能是一個封閉自運行的應(yīng)用系統(tǒng),需要具備第三方行業(yè)應(yīng)用的集成能力即要能提供給第三方合作開發(fā)者靈活拓展的云端應(yīng)用開發(fā)API接口,從而能夠滿足不同行業(yè)應(yīng)用的差異化功能要求。
3. 基于X5Cloud云平臺的物聯(lián)網(wǎng)運營云平臺體系架構(gòu)設(shè)計
針對物聯(lián)網(wǎng)運營平臺的云計算特征,考慮引入云計算技術(shù)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)運營平臺?;赬5Cloud云平臺的物聯(lián)網(wǎng)運營平臺主要包括如下幾個部分。
(1)云基礎(chǔ)設(shè)施
通過引入物理資源虛擬化技術(shù),使得物聯(lián)網(wǎng)運營平臺上運行的不同行業(yè)應(yīng)用以及同一行業(yè)應(yīng)用的不同客戶間的資源(存儲、CPU等)實現(xiàn)共享。例如不必為每個客戶都分配一個固定的存儲空間,而是所用客戶共用一個跨物理存儲設(shè)備的虛擬存儲池。
提供資源需求的彈性伸縮,例如在不同行業(yè)數(shù)據(jù)智能分析處理進程間共享計算資源,或在單個客戶存儲資源耗盡時動態(tài)從虛擬存儲池中分配存儲資源,以便用最少的資源來盡可能滿足客戶需求,減少運營成本的同時提升服務(wù)質(zhì)量。
引入服務(wù)器集群技術(shù),將一組服務(wù)器關(guān)聯(lián)起來,使它們在外界從很多方面看起來如同一臺服務(wù)器,從而改善物聯(lián)網(wǎng)運營平臺的整體性能和可用性。
(2)云平臺(X5Cloud云服務(wù)平臺和X5 SDK)
這是物聯(lián)網(wǎng)運營云平臺的核心,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置和控制、信息的采集和計算功能,在實現(xiàn)上可以采用分布式存儲、分布式計算技術(shù),實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的分析處理,以滿足大數(shù)據(jù)量且實時性要求非常高的數(shù)據(jù)處理要求。
根據(jù)不同行業(yè)應(yīng)用的特點,行業(yè)應(yīng)用中的計算功能從其業(yè)務(wù)流程中剝離出來,設(shè)計針對不同行業(yè)的計算模型,然后包裝成服務(wù)提供給云應(yīng)用調(diào)用,這樣既實現(xiàn)了接入云平臺的行業(yè)應(yīng)用接口的標準化,又能為行業(yè)應(yīng)用提供高性能計算能力。
(3)云應(yīng)用
云應(yīng)用實現(xiàn)了行業(yè)應(yīng)用的業(yè)務(wù)流程,可以作為物聯(lián)網(wǎng)運營云平臺的一部分,也可以集成第三方行業(yè)應(yīng)用(包括但不限于智能家居、遠程抄表、水質(zhì)監(jiān)控等等),但在技術(shù)上應(yīng)通過應(yīng)用虛擬化技術(shù),實現(xiàn)多租戶,讓一個物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的多個不同租戶共享存儲、計算能力等資源,提高資源利用率,降低運營成本,而多個租戶之間在共享資源的同時又相互隔離,保證了用戶數(shù)據(jù)的安全性。
(4)云管理 (X5Cloud Web Console)
由于采用了彈性資源伸縮機制,用戶占用的云平臺運營商資源是在隨時間不斷變化的,因此需要平臺支持按需計費,例如記錄用戶的資源動態(tài)變化,生成計費清單,提供給計費系統(tǒng)用于計費出賬。