基于云计算的物联网技术研究

邓斌

（四川工业科技学院，四川 德阳618500）

1 基于云计算的物联网关键技术

1.1 射频识别技术。在物联网应用及发展过程中，射频识别技术占据了重要地位。射频识别是一项简单的无线电系统，主要由询问装置及应答装置组成。物体上的标签有唯一电子编码，可以通过识别编码内容，获取到设备的具体信息，及时获取到物体位置以及其周边环境情况。

1.2 传感网络。物联网系统中的传感网络主要有微传感装置、微执行装置，信号处理及控制电路等部件组成，需要全面获取信息，对信息进行统一处理及执行，从根本上提升系统运行期间的智能化及智慧化水平[1]。

1.3 M2M系统框架。M2M系统框架是物联网系统中的重要组成部分，可以为机器终端提供更加智能的网络化服务，使对象能够受到智能化控制。 M2M系统框架主要应用云计算平台及智能网络系统，借助传感器网络，对收集到的数据进行全面分析决策，用以改变对象行为及控制方式[2]。

1.4 云计算。云计算技术主要就是将多个成本降低的计算系统整合成一个具有强大计算功能的整体运行系统，可以为网络终端用户提供强大计算服务能力，降低用户数据处理负担，为用户提供更加可靠的信息。

2 云计算与物联网连接方式

现阶段将云计算应用在物联网系统中，对完善物联网功能，保障物流网数据高效利用意义重大。云计算技术可以有效解决物联网系统内部信息不可靠问题，避免服务器经常出错，对数据造成严重不利影响[3]；同时，云计算技术可以有效控制物联网成本，帮助相关行业供需最大化经济效益，突破服务器访问次数限制。现阶段我国云计算与物联网技术日渐成熟，实际应用范围不断扩大，云计算与物联网的连接形式增多[4]。为从根本上提升云计算技术在物联网应用期间的积极作用，需要结合物联网运行特征，选择适宜的云计算与互联网连接方式。具体来说，云计算与物联网连接形式主要分为以下几种类型：第一，单中心、多终端连接形式。此种连接形式的原中心大多为私有云构成，可以为用户提供同一界面，增强系统的存储能力及分级管控能力。下图为单中心、多终端连接形式结构图。

第二，多中心、大量终端连接。该种连接方式的云中心主要由共有云及私有云共同组成，二者可以实现相互管控，使得系统数据能够得到更加充分的连接；第三，信息应用分层、海量终端。此种云中心由共有云及私有云共同组成，其在实际运行过程中，具有实用性的用户广、信息种类多、安全性能高等优势。

3 打造云计算下的物联网可信环境

云计算技术能够充分应用分布式处理、运行处理与网格计算功能，将存储于分布式计算机内部的数据与处理器资源有机整合在一起，从根本上提升分布式计算水平[5]。同时，云计算技术还具备较强的计算功能，可以应用协调调度对策，为终端用户及相关分布式计算机提供更加强大的计算服务。在建立起云计算下物联网可信环境过程中，需要运用聚类算法对移动互联网用户数据进行聚类处理，获得不同用户群体。对此些数据进行加速比分析，描述滨并行算法运行时间减少而获得的性能，验证物联网系统运行过程中的算法性能。加速比公式为S=Ts/Tp。其中，Ts主要就是单个节点上求解问题花费的时间、Tp主要就是P 个相同点并行算法求解问题是花费的时间。本文分别选择2 个、4 个、6 个、8 个节点作为计算资源节点，观察其对物联网系统最终数据处理结果造成的影响，实验结果如下表及曲线图所示。

从图表中A、B、C、D四个数据及试验结果表示，在增加集群节点个数的情况下，物联网系统处理时间相应减少，说明增加集群节点个数是提升物联网系统数据处理能力，构建可信系统运行环境的重要保障。为使构建起的物联网环境更加可信，需要增强物联网系统内部的可扩展能力。运用并行算法的可扩展性，计算出加速比喻子节点数值的比值，所用公式为E=S/P。其中，S指加速比、P 为节点数。在节点数增加的情况下，曲线图的稳定值稍微下降，则可认定为物联网节点处具有良好的可扩展行能。如并行曲线下降过快，则说明节点可扩展性能较差。通过可扩展性试验方式，获得以下曲线图。说明为保障物联网系统运行环境可信度高，需要增强节点的数量以及可扩展性能。

4 基于云计算的物联网技术安全管控

将云计算与物联网技术结合在一起已然成为当前信息行业重点研究课题。通过加强物联网系统信息安全管控力度，能够为各领域信息服务厂商提供更大的发展空间，使云计算技术可被高效应用在聚合信息化安全投资中。经过实际调查研究发现，物联网系统不同结构所遭受的外界干扰情况不同。物联网感知层在运行过程中，经常会出现数据拥挤、物理破坏、碰撞攻击等问题；网络层会遭受方向误导攻击、黑洞攻击以及失步供给[6]；应用层会在外部运行设施出现故障问题的情况下，运行状态异常，隐私数据容易被不法分子窃取。

4.1 建立数据在线备份服务系统

为增强云计算系统的数据安全管理水平，可建立起数据在线备份服务系统，确保该系统能够兼容感知层的各类异构平台，满足云计算存储设备的扩展性及存储性功能。在备份服务系统设计过程中，还需要细致分析网络传输效率，切实保障数据内部安全。

4.2 数据动态加密研究

数据动态加密研究的思想起源于私密动态，主要就是在不知道解密函数前提下，对数据进行加密处理及计算。在物联网系统中，通过整数环上加法、乘法同态加密机制，可以使加法、乘法通态保障两个变量加密后的计算结果相同。当前国外IBM研究人员已经研发出了一种完全同态加密方案，使得云计算商业模式安全度进一步提升，用户可以在自己的客户端进行数据执行权限，且不会暴露原有数据。注重建立起Linux环境下的云计算平台，使云计算数据挖掘算法能够在保障物联网系统安全运行中发挥出重要作用。下图为Linux环境下的云计算平台结构。

4.3 物联网终端编码与寻址

为使物联网系统内部数据的安全性能够得到全面管控，还应当利用云计算计算，做好物联网终端的编码与寻址工作。下图为三种寻址方式的对比分析。

IPV6 是当前云计算下的物联网必然发展趋势，但由于我国在此方面的研究经验较少，因此使用IPV4 具有更高的经济效益与使用价值。在物联网选址过程中，为有效解决IPV4 地质受限问题，可以利用NATTTT将物联网的私有IP 更改为公有IP 的网络映射。借助域名方式对物联网内部海量的终端设备进行标识与辨认，防止出现因IP 地址过长导致终端用户应用难度较大问题出现。

结束语

总而言之，与其他发达国家相比，我国云计算与物联网技术的连接工作尚且处于起步阶段，取得的研究成果较少。为确保云计算技术能够在物联网系统的发展及完善过程中发挥出重要作用，还需要注重分析物联网系统运行期间的数据孤岛问题症结所在，避免建立起过于理想化、庞大化的物联网架构体系，认真做好信息基础设施的优化及完善工作，切实增强物联网系统的运行安全性，增强各类信息资源实际利用率。