《電子技術應用》
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基于云計算下的物聯(lián)網運營平臺
來源:RFID中國網
摘要: 云計算的超大規(guī)模、虛擬化、多用戶、高可靠性、高可擴展性等特點正是物聯(lián)網規(guī)?;?、智能化發(fā)展所需的技術。如何推動物聯(lián)網發(fā)展,一直是業(yè)界關注的話題,對電信運營商來說,要主導物聯(lián)網發(fā)展,打造跨行業(yè)、跨區(qū)域的物聯(lián)網信息處理中心,就要考慮引入云計算技術,構建物聯(lián)網運營的云平臺。
Abstract:
Key words :

        近年來,在信息技術領域,云計算作為一種新興的計算模式被提出,并迅速從概念走向應用,云計算的成功應用之一是Google的搜索引擎,它的數(shù)據分布式存儲在各地的數(shù)據中心,當用戶發(fā)出搜索請求時,可以并行地從數(shù)千臺計算機上發(fā)起搜索并進行排名,將結果反饋給用戶。云計算的超大規(guī)模、虛擬化、多用戶、高可靠性、高可擴展性等特點正是物聯(lián)網規(guī)模化、智能化發(fā)展所需的技術。如何推動物聯(lián)網發(fā)展,一直是業(yè)界關注的話題,對電信運營商來說,要主導物聯(lián)網發(fā)展,打造跨行業(yè)、跨區(qū)域的物聯(lián)網信息處理中心,就要考慮引入云計算技術,構建物聯(lián)網運營的云平臺。
  目前,物聯(lián)網的應用領域正從面向企業(yè)的智能交通、電力抄表等發(fā)展到面向公眾的個人醫(yī)療、智能家居等,遍及各行各業(yè),但還處在創(chuàng)新起步階段,未大規(guī)模普及,美國權威咨詢機構FORRESTER預測,到2020年,世界上物物互聯(lián)的業(yè)務跟人與人通信的業(yè)務相比,將達到30比1,因此,物聯(lián)網被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務。
  電信網主導的物聯(lián)網發(fā)展模式
  物聯(lián)網產業(yè)覆蓋了傳感感知、傳輸通道、運算處理、行業(yè)應用等領域,其中涉及的技術包括RFID射頻識別、傳感器、無線網絡傳輸、高性能計算、智能控制等。云計算是將動態(tài)、易擴展且被虛擬化的計算資源通過互聯(lián)網提供出來的一種服務。
  電信運營商在物聯(lián)網中扮演什么角色呢?要回答這個問題,就要研究物聯(lián)網的體系結構,這里我們可以將物聯(lián)網抽象為感知單元、存儲單元、傳輸單元、計算控制單元、展現(xiàn)單元組成的一個“超級計算機”,其中感知單元是“鍵盤、鼠標”,感知的不是人的點擊,而是熱、力、光、電、聲、位移等信號;存儲單元是“內存、硬盤”,在物聯(lián)網中還包括嵌入到電子標簽或傳感網絡節(jié)點中的存儲設備,存儲單元保存感知采集到的各種信息,如溫度、濕度、電子標簽編碼等,以及這些信息的處理結果;傳輸單元是“總線”,將信息通過無線傳感網、電信網傳送到全球每一個角落;計算控制單元是“中央處理器CPU”,負責對信息進行集中大規(guī)??焖偬幚砗头治觯l(fā)送指令,進行指揮調度;展現(xiàn)單元是“顯示器”,通過電腦、手機或其他設備進行物聯(lián)網信息的展現(xiàn)。

  在物聯(lián)網“超級計算機”抽象模型中,我們可以看出電信運營商扮演的是傳輸單元的角色,通過無線傳輸技術,將傳感單元與計算控制單元、顯示單元、存儲單元關聯(lián)起來。雖然由隨機分布的集成由傳感器、數(shù)據處理單元和通信模塊的微小節(jié)點通過自組織的方式構成的傳感網絡也具有通信功能,但不具備物與物的全球聯(lián)通能力,因此電信運營商在物聯(lián)網中的傳輸?shù)匚皇遣豢商娲模绻粷M足于做傳輸單元,那在整個物聯(lián)網產業(yè)鏈中電信運營商將淪為簡單的通道提供者,難以發(fā)揮主導作用。實際上,在當前傳感網絡還處于發(fā)展起步階段不具規(guī)模效應前,電信運營商應利用已有的技術和資源優(yōu)勢,積極向物聯(lián)網計算控制單元延伸,掌控物聯(lián)網的核心點和制高點,像運營電信網一樣運營物聯(lián)網,主導物聯(lián)網未來的發(fā)展。
  如何構建基于云計算的物聯(lián)網運營平臺
  電信運營商要主導物聯(lián)網發(fā)展,掌控物聯(lián)網的計算控制能力,就需要構建物聯(lián)網運營平臺,作為無線傳感網絡與互聯(lián)網之間重要的本地化中央信息處理中心,集成產業(yè)鏈的上下游系統(tǒng),為客戶提供一站式電信級物聯(lián)網運營服務。
  物聯(lián)網運營平臺主要的功能包括:業(yè)務受理、開通、計費,網絡節(jié)點配置和控制,信息采集、存儲、計算、展示、行業(yè)的應用集成等。
  物聯(lián)網運營平臺顯示的云計算特征,適合采用云計算技術建立基于云計算的物聯(lián)網運營平臺,其體系架構主要由以下幾部分構成:云基礎設施、云平臺、云應用、云管理。
  云基礎設施。通過物理資源虛擬化技術,使得平臺上運行的不同行業(yè)應用以及同一行業(yè)應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,這樣利用率較低,而是所有客戶共用一個跨物理存儲設備的虛擬存儲池;提供資源需求的彈性伸縮,例如在不同行業(yè)數(shù)據智能分析處理進程間共享計算資源,或在單個客戶存儲耗盡時動態(tài)地從虛擬存儲池中分配存儲資源,以便用最小的資源來盡可能滿足客戶需求,在減少運營成本的同時,提升服務質量;通過服務器集群技術,將一組服務器關聯(lián)起來,使它們在外界從很多方面看起來如同一臺服務器,從而改善平臺的整體性能和可用性。
  云平臺是物聯(lián)網運營平臺的核心,實現(xiàn)了網絡節(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,實現(xiàn)對海量數(shù)據的分析處理,以滿足大數(shù)據量且實時性要求非常高的數(shù)據處理要求。

  云應用實現(xiàn)了行業(yè)應用的業(yè)務流程,可以作為物聯(lián)網運營云平臺的一部分,也可以集成第三方行業(yè)應用,但在技術上應通過應用虛擬化技術,實現(xiàn)多租戶,讓一個物聯(lián)網行業(yè)應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)據的安全性。
  云管理由于采用了彈性資源伸縮機制,用戶占用的電信運營商資源是在隨時間不斷變化的,這就需要平臺能提供按需計費的支持能力,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。另外,還需要提供用戶管理、安全管理、服務水平協(xié)議(SLA)等功能。
  由于上面提出的基于云計算的物聯(lián)網運營平臺架構是面向各行各業(yè)、大數(shù)據量、高性能計算的信息處理系統(tǒng),而在現(xiàn)階段物聯(lián)網應用還未大規(guī)模普及的情況下,電信運營商在建設物聯(lián)網運營平臺時,不需要也不可能一步到位,因此可以采用分步實施的策略:首先,從提供無線傳輸通道、網絡節(jié)點配置和監(jiān)控功能入手,與傳感器廠商、行業(yè)應用廠商共同配合,為客戶提供物聯(lián)網服務。在這個階段,可以將物聯(lián)網運營平臺部署在云基礎設施上,實現(xiàn)資源的虛擬化和彈性伸縮,從而在小規(guī)模應用下最大限度地降低成本。其次,以一至兩個行業(yè)為突破口,將云平臺的網絡節(jié)點配置和監(jiān)控功能向計算功能延伸,采用分布式計算等技術實現(xiàn)行業(yè)計算模型,包裝成對外服務;同時與行業(yè)應用提供商合作,由行業(yè)應用提供商按云平臺接口標準規(guī)范開發(fā)云應用,集成到云平臺上,形成物聯(lián)網運營平臺的平臺服務化和應用服務化雛形。最后,不斷拓展云應用的行業(yè)領域,優(yōu)化云平臺服務和計算模型,提升云管理能力,以增強物聯(lián)網運營平臺應對業(yè)務量不斷增長的要求。這是個長期發(fā)展的過程,物聯(lián)網應用和用戶的規(guī)模越大,建在云計算上的物聯(lián)網運營平臺的作用也越明顯,也就越能發(fā)揮電信運營商在物聯(lián)網產業(yè)鏈中的價值。
  物聯(lián)網運營平臺架構在云計算之上,既能夠降低初期成本,又解決了未來物聯(lián)網規(guī)模化發(fā)展過程中對海量數(shù)據的存儲、計算需求。通過基于云計算的物聯(lián)網運營平臺的建設,將讓電信運營商從提供簡單的網絡傳輸通道轉向提供物聯(lián)網發(fā)展所需的計算和控制能力,從而在物聯(lián)網產業(yè)鏈中占據主導地位。

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