物联网与云计算的融合应用研究*

孟敏

无锡工艺职业技术学院 江苏 无锡 214206

引言

物联网是通过将物理世界的物体、信息、环境、服务等通过各种信息感知技术和通信技术，实时地感知并传输到互联网上，以实现对物体、环境及服务的全面感知。物联网中的物就是传感器，这些传感器将收集到的信息进行采集和传递，以实现对物体或环境的全面感知。云计算是指通过互联网将物理设备、软件、数据和服务聚合成一个统一的资源池，用户只需要通过网络就能享受到这些资源，而不需要关注资源本身的处理过程。物联网和云计算这两个技术的融合应用能够解决当前物联网中面临的技术难题，提高网络服务质量，促进物联网技术的发展。

在物联网应用过程中，需要借助大量的传感器采集信息来实现对物体的全面感知。但是由于传感器技术本身存在着一定的局限性，例如传感器价格昂贵、受环境影响较大等因素，因此无法实现大规模的设备部署。此外，由于传感器获取到的信息只是一些离散式的数据，这些数据在传输过程中容易受到干扰而产生数据丢失、异常等问题。因此需要利用云计算技术来弥补传感器收集到的离散式数据在传输过程中产生的数据丢失问题。

目前针对物联网技术中存在的问题提出了相应解决方案。其中较为典型的是将传感器部署在特定环境中，如矿山、机场等环境中。通过对环境中各种因素进行分析和研究后可以对这些因素进行预测并做出相应反馈，从而指导人们更好地利用环境资源。但是这种方案也存在着一些问题[1]：首先这种方案需要在一定程度上破坏现有互联网的网络环境；其次是传感器获取到数据后需要进行及时处理才能获得准确数据，而这又需要建立在强大的计算能力基础上；最后是由于传感器获取到的数据具有一定程度上的偶然性和不准确性。

云计算技术为物联网技术提供了新思路，它能有效地解决上述问题。云计算利用互联网将物理设备、软件、数据和服务聚合成一个统一的资源池进行管理和处理。与物联网技术类似，云计算也可以实现传感器数据采集、传输、存储以及处理等功能；与物联网技术不同之处在于物联网主要是面向最终用户提供服务，而云计算主要是面向提供服务平台和应用系统。因此将物联网技术与云计算技术融合起来，可以有效地解决上述问题。

1 物联网概述

物联网是将所有需要连接的物理设备和信息设备通过网络连接起来，让这些设备能够通过网络实现信息共享、交互以及协作。物联网技术分为两种类型：一种是感知型物联网，主要应用于对物理世界中物体进行感知；另一种是网络型物联网，主要应用于对虚拟世界中的信息进行感知[2]。物联网技术的应用可以提高社会生产效率、保障生产安全以及提高工作人员工作效率等。物联网技术的发展与计算机网络技术密切相关，计算机网络技术的发展为物联网技术提供了平台支撑，同时物联网技术也为计算机网络技术提供了发展动力。

1.1 技术分类

物联网技术的发展分为3个阶段，第一阶段为感知型物联网，即通过各种信息感知技术来实现对物体的感知，包括射频识别技术、全球定位系统技术、二维码识别技术以及激光扫描等。第二阶段为网络型物联网，即通过互联网实现对物体的连接，包括传感器网络、传感网、互联网以及移动互联网等。第三阶段为智能化物联网，即通过人工智能技术实现对物体的控制。主要是在网络基础上实现物与物之间的信息共享和交互，包括智能传感器网络、智能信息处理系统以及智能管理系统等。

1.2 应用领域

物联网技术应用领域非常广泛，它可以应用于工业、农业、交通、物流以及医疗等领域。在工业领域，物联网技术可以应用于生产过程中的生产设备监控，实现对生产设备的远程控制和管理。在农业领域，物联网技术可以应用于农业生产过程中的自动灌溉、土壤检测以及植物生长管理等[3]。在交通领域，物联网技术可以应用于智能交通系统，通过传感器、无线网络和数据库等技术实现对交通流量和车辆行驶状态的实时监测。在医疗领域，物联网技术可以应用于健康档案管理以及远程医疗等。此外，物联网技术还可以应用于环境保护、资源管理和能源管理等方面，实现对城市公共资源的有效管理。

1.3 应用优势

物联网技术的应用优势主要体现在：首先，物联网技术的应用可以形成一个巨大的信息网络，不仅能够将各种物体信息进行有效整合，还能实现信息共享和资源共享。其次，物联网技术的应用可以实现对物体和信息的远程控制，通过计算机网络可以实现对物体和信息的远程操控。最后，物联网技术具有较强的感知能力，通过对物体和信息进行实时感知可以实现对物体和信息进行远程操控。此外，物联网技术还具有较强的成本控制能力，能够有效节约社会资源。

2 云计算概述

云计算是一种将计算任务分布在大量计算机组成的网络中，提供动态可伸缩的网络计算环境。云计算主要采用分布式存储、分布式计算和分布式服务。云计算的本质是将大量的数据计算任务分布在大量的计算机上进行处理，这种计算方式数据通过网络将这些数据传输到网络中各个服务器上进行处理，可大幅度降低网络带宽及服务器资源的利用率，提高计算效率和服务质量。

2.1 云计算的三种基本模式

云计算模式主要有三种，分别是IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）和SaaS（软件即服务）。

基础设施即服务模式（IaaS）是基于硬件资源的虚拟化的计算模式，通过虚拟化技术将物理资源转变成逻辑上可共享的资源池。IaaS模式可以把用户需求看作是一系列动态可变的逻辑组件，通过网络进行整合，用户可以按需获取相应的服务。

平台即服务模式（PaaS）是IaaS和PaaS基础上发展起来的一种新型云计算模式，将应用软件作为一种服务按需提供给用户。

2.2 云计算的典型应用

第一基础设施即服务，是指将计算、存储和网络等基础设施资源作为一种公共产品向用户提供。目前，在云计算的架构中，用户需要租用基础设施来进行软件开发、系统部署和应用软件测试等工作。为用户提供了虚拟化、自动化管理和按需付费等功能，满足了用户对资源的灵活需求，让用户不必购买或维护计算机硬件。

第二平台即服务，是指将操作系统、数据库等核心软件和编程语言以及与之相关的平台软硬件资源作为一种服务向用户提供[4]。目前主要是为企业提供一种计算资源池来对其资源进行管理和调度，同时支持应用程序的开发、部署和运行。

第三软件即服务，是指以软件即服务方式向用户提供软件。通过网络将应用程序、软件和数据等功能通过互联网提供给用户使用，具有按需付费、高效率等特点。这种新的计算模式和服务模式正得到越来越广泛的应用。

3 云计算与物联网的融合发展趋势

云计算与物联网融合发展的趋势主要表现在3个方面：首先，物联网与云计算将会进一步融合，并形成统一的信息服务平台；其次，物联网与云计算将会产生更多的数据资源，并形成大数据分析及挖掘技术；最后，物联网与云计算将会从融合发展逐步向分离发展方向过渡。具体来讲，在物联网方面，随着物联网技术的不断发展，未来将会形成统一的信息服务平台；在云计算方面，随着云计算技术的不断发展，未来将会形成大数据分析及挖掘技术；在物联网方面，随着物联网技术的不断发展，未来将会形成统一的数据资源。

4 物联网与云计算的融合

物联网技术和云计算技术的融合将物联网技术与云计算技术进行了有机结合，并在应用上展现出了巨大的价值。物联网技术是互联网的延伸，物联网与云计算技术的融合可以促进物联网技术的发展，在物联网中使用云计算技术可以有效提高网络服务质量，促进物联网技术的发展。

物联网与云计算结合后，传感器网络将会成为一种重要的信息采集工具。传感器网络能够感知物理世界中的各种信息，这些信息经过传感器网络传至计算机中，计算机可以对这些数据进行分析并从中提取出有用的信息[5]。传感器网络主要是由一些感知节点、传输节点和中心控制节点组成的一个网状结构，每个感知节点都是一个小“路由器”，这些“路由器”组成了一个覆盖整个城市范围的感知系统。传感器网络通过互联网将各类信息传至互联网中，然后由云计算中心对这些数据进行处理和分析。同时，传感器网络还可以把收集到的数据传输至云端中，利用云计算中心的云计算平台对这些数据进行分析和处理。通过传感器网络和云计算中心这两个平台对城市环境进行实时感知，可以提高城市环境监控的能力，加强城市管理的精细化程度。

物联网与云计算结合后，能够促进物联网技术更加普及化发展。目前我国已经建立了不少智慧城市项目，这些项目都是基于物联网技术和云计算技术实现的。我国许多智慧城市建设项目都是通过云计算平台进行开发和管理的。在智慧城市项目中，需要建立一个统一的云平台来对各种传感器采集到的数据进行集中管理和处理[6]。这些数据包括传感器采集到的各种数据、各类数据之间存储和传递过程中所产生的各种数据、各类传感器采集到的数据之间通过互联网传送所产生和存储在云平台中的各种数据以及各类传感器采集到了这些数据之后所产生和存储在云平台中的各种数据等。通过物联网和云计算这两个技术之间的结合应用，可以将这些海量数据有效地整合起来，并通过云计算中心对这些大数据进行有效处理和分析，从而得出更为准确可靠、具有代表性和说服力的分析结果。

通过物联网技术能够实现对现实生活中各种事物进行全面感知，并通过云计算中心对这些感知信息进行处理和分析。将物联网技术和云计算技术融合应用到智慧城市中后，就能够实现对城市中各种事物进行全面感知。将物联网技术与云计算技术融合应用到智慧城市建设中去，以提高智慧城市建设质量、推动智慧城市发展。

5 结束语

综上所述，物联网和云计算的融合应用能够解决当前物联网技术中面临的一些难题，实现对物体、环境和服务的全面感知。通过物联网和云计算的融合应用，能够使物联网与云计算相互协同，实现从数据采集到数据分析再到数据应用的全流程智能化、自动化，同时提高网络服务质量和效率，促进物联网技术的发展。此外，随着物联网应用领域的不断扩大，物联网与云计算之间的融合应用也将更加广泛，从而使我国物联网技术得到快速发展。