基于大数据、物联网及云计算技术的系统整合研究

张永群

（吉林省公安厅，吉林 长春 130000）

0 引 言

云计算（Cloud Computing）是在互联网发展基础上实现相关服务的新型模式，主要应用于互联网相关服务中。它的发展与互联网的动态易扩展特性分不开。云计算属于虚拟化的信息资源，代表的是网络和互联网等虚拟程序。云计算的应用可使用户体验到近10万亿次/秒的超级运算能力。大数据技术的应用战略和意义不在于对海量信息数据的处理，而是处理的专业化程度，从根本上实现数据功能的提升，优化现有的数据系统。如果把大数据比喻为一种产业，那么创造产业盈利的关键在于数据“加工能力”的提升[1]。云计算强大的计算能力甚至能够被用来模拟核爆炸，还能预测气候变化和经济市场的发展趋势。分别论述物联网、云计算和大数据的基本概念，并以此为依据探讨三者的关系及其在实际生活中的具体应用。

1 物联网、云计算、大数据概念区分

1.1 物联网

物联网这一概念出现时，其工作流程被定义为通过射频识别（RFID）和红外线感应器等信息传感设备按照相关规定和协议来实现互联网间的连接和物品信息的交换。信息传感设备还包括全球定位系统、激光及气体扫描器感应器等，以此实现智能化的识别、定位、管理和监控[2]。后来，它被重新定义为信息化时代下所有信息技术和互联网技术的融合，并以此为依据实现物物之间、环境和状态信息的实时共享，实现智能化信息的收集和传递。物联网能够实现所有信息技术的融合，其发展具有跨时代的意义。

物联网发展的关键是传感器技术，也是计算机发展的关键性技术。计算机在数据处理过程中运用的技术都是通过数字信号来实现的。传递的模拟信号需要进行转换，计算机信号的转换需要传感器来实现。RFID标签属于传感器技术的一种，通过融合现有的无线射频技术和嵌入式技术实现应用。因具备自动识别物品的功能，它被应用于物品物流管理中。嵌入式系统技术是计算机软硬件、电子应用技术和传感器技术的综合。经过多年的研发和完善，由该系统开发的智能终端产品越来越多，并开始应用于航天航空、卫星系统等高端技术的研发中。

经典应用案例——“翼机通+”。“翼机通+”是为办公便利而设计的，能够实现手机刷考勤、门禁及消费。虽然“翼机通+”的原始受理版是一款明确定义的移动办公App，但相关功能借助其他设备在其他场合也可实现。“翼机通+”能够实现一机多用，这一理念与物联网的基本概念具有一致性，是物联网应用的具体体现，用户只需通过手机或者相关设备就能改变原有的多卡时代。

1.2 云计算

云计算是指通过使用量付费，具有使用便利、操作性强的优势，能按使用需要自主访问网络，自行进入资源共享池。可配置的计算资源包括网络、存储、服务器和应用软件等。云计算可快速提供所需资源，只需要投入相关的管理工作，就能够实现整个流程的顺利运行，并实现与服务商直接进行信息交互的功能[3]。云端就是网络资源，云计算的实现以云端获取的网络资源为基础。当前的云计算是指IT基础设备的交付和使用，并通过网络实现资源的按需分配。资源的获取具有易扩展的特性，通过硬件、软件和网路平台来实现。将能够提供信息资源的网络称为“云”，“云”中所涵盖的资源能够无限扩展，随时获取，并能够按照需要进行使用和拓展。从广义来说，云计算主要是指信息服务的交付，通过网络实现按需和易扩展的形式使需求者获得所需的服务。

经典应用案例——苹果icloud。苹果icloud看似单纯属于云端硬盘，但它能让使用者轻松访问所有的应用设备，同时对设备上的内容进行同步储存。常见设备内容有图片、文件、邮件、音乐和联系人等。此外，苹果icloud在完成文件修改后可将所有内容同步到设备，以实现文件内容的备份和修改[4]。使用者还可以自主选择免费5G存储空间。

1.3 大数据

大数据是大规模的数据集合内容，规模大到无论是数据的获取、管理还是分析，都超出了传统数据库软件工具的能力范围。大数据所具有的数据特征体现在海量的数据内容、快速的数据流转、多样化的数据类型及数据价值密度低等方面。大数据的种类繁多，数据的流量和容量都较大，应用价值很高，具体数据的处理与分析速度快，是真实数据汇聚的产物[5]。大数据也被称为巨量资料，具有海量的数据资源，涉及的资料规模和数量都巨大到无法通过主流软件工具来实现短时间内的管理和整理。大数据具有多样性Variety、真实性Veracity、数量Volume及速度Velocity四大应用特点。

经典应用案例——尿不湿和啤酒。美国沃尔玛超市将尿不湿和啤酒放在一起展销，这种现象形成的主要原因是网络数据的反馈。一般情况下，去超市购买婴儿尿不湿的人群主要主要是年轻的父亲，购买生活用品成为这些年轻人下班后的日常。统计显示，在20～40岁这一年龄段中，有将近40%的人会在下班后购买啤酒。根据这一结果可以得出，将尿不湿和啤酒放置在一起，被购买几率将会提高，这一推理在实际中也取得了显著成效。如果按照理性思维考量，这两种物体不会产生任何交集，但通过网络信息数据的分析和统计，这一规律被赋予了商业价值。

2 大数据、云计算及物联网的关系

2.1 大数据和云计算的关系

站在技术的角度，大数据和云计算有着密不可分的联系。大数据的处理和挖掘，需要分布式架构体系来实现。因大数据内存的巨大，想要通过单台计算机进行处理是不现实的。因此，要通过云计算实现海量数据的分布式挖掘，基础是云计算的分布式处理、分布式数据库、云存储和虚拟化技术的应用。云时代的发展让大数据逐渐得到了关注，这是因为云计算能够对大数据进行处理。大数据主要是用来形容公司在发展和运营过程中所创造的非结构化数据和半结构化数据，其分析会与云计算联系在一起。想要实现对大型数据集的实时分析，需要通过类似MapReduce的框架对成百上千的电脑进行数据分配。大数据的运用需要通过特殊的技术进行有效处理。随着信息技术的发展，目前适用于处理大数据的技术包括大规模的并行处理数据库、分布式文件系统、分布式数据可、可扩展的存储系统和云计算平台等[6]。

2.2 物联网和云计算的关系

云计算在数据处理过程中承担的责任相当于人的大脑，是当前物联网技术的中枢神经。所有业务和服务的实现，都需要通过云计算。它的应用涉及互联网，以此为基础提供动态、易扩展及虚拟化的数据资源。当前，所有物联网服务器都被部署在网络云端，通过云计算提供各个应用层的服务。云计算所能提供的层析服务如下：（1）IaaS基础设施服务，主要是由消费者通过internet从现有的计算机设施中获取服务，如硬件服务器的租用；（2）PaaS平台服务，即通过软件研发作为数据平台的一种服务，主要运作流程是将SaaS模式直接提交给用户，所以从某种意义上来说，PaaS属于SaaS模式的一种，但PaaS的应用能够加快SaaS现有的开发速度，如实际应用中的软件个性化开发；（3）SaaS软件服务，需要通过internet来实现，避免用户购买软件，使用户直接向供应商进行软件租用，如实际应用中的亚马逊。

2.3 大数据、云计算和物联网的关系

物联网是互联网的运动神经系统。云计算是互联网的核心硬件层和核心软件层的集合，也是互联网的中枢神经[7]。大数据代表了互联网的信息层（数据海洋），是互联网智慧和意识产生的基础。物联网、传统互联网及移动互联网都在源源不断向互联网大数据层汇聚数据，而云计算与物联网推动了大数据的发展。

3 结 论

综上所述，云计算的应用为大数据的发展提供了技术基础，大数据为云计算的应用提供了环境和支持：云计算的应用为物联网的发展提供了海量数据的存储能力，物联网也为云计算的应用提供了广阔空间；物联网是大数据的主要来源，大数据技术的发展也为物联网的数据分析提供了技术支持。