【正文】 信息量無法形容，我們將面對的數據是非常巨大的。還有一項是我們 目前無線網絡里面用得比較多的，它的距離可能更短，專業(yè)詞匯叫“ ”，比方說大家經常會用到的藍牙，它使用的是這個協(xié)議，我們又把它稱之為“無線個域網”，個人的局部區(qū)域構成一個網絡，這是我們可能會碰到的一些通信技術。 它的其中一個應用， 無線傳感器網絡之中，這里面主要的還有一個網絡通信技術，前面我們也有提到，提到網絡通信的話，大家可能對這樣幾項會比較熟悉，每個人都會有手機，手機就是一種很典型的無線通信設備，目前，手機正處于 2G 到 3G 并用的一個時代，在 2G里面人類可以使用 GPRS 的數據通信技術，當然我們在通話的時候大部分都是用 GMS 網絡，其中也有數據通信功能是 GPRS，可能不搞這個東西的人，都是英文單詞的縮寫。在這個網絡系統(tǒng)里能夠自動地按照約定的協(xié)議進行感知信息、采集信息并且在結點之間，這個網絡一個一個的結點之間相互傳遞信息。 第二項技術是傳感器與無線傳感器網絡技術。還有，它存儲的信息是可以更改、更新的，用信息技術的專業(yè)詞匯來講是“可寫的”，你有新的信息還可以寫進去，這個是第一類，叫電子標簽技術。 從我的理解來看，物聯(lián)網的應用，它的目標是什么？它會使得我們將來的工作、生活、日常的經濟活動，尤其是工業(yè)生產、商業(yè)流通的環(huán)節(jié)變得更加地智能，更加地高效，因此它提供的一種渠道是信息世界跟物理世界的直接的連接，我們接觸信息世界比較多，我們日常的工作，很多工作或者說大部分工作都離不開計算機的支持，但工作本身卻又涉及到物理上的東西，這兩者之間如何銜接，物聯(lián)網就是為了解決這個問題。然后在 2020 年的時候，國際電信聯(lián)盟也發(fā)布了《 ITU 互聯(lián)網報告 2020：物聯(lián)網》，在這里面明確地提出了互聯(lián)網的概念和應用。 在 1998 年的時候，這是一個很典型的事件，美國的美國麻省理 工學院（ MIT），當時它跟 EPC 系統(tǒng)進行合作，什么是 EPC 呢？電子產品編碼，這是國際上，在商業(yè)連通區(qū)域的一個組織，它負責給全球的各類商品進行編碼，以便于各級貿易之間的相互識別、標識和電子化的術語交換。 比方說空氣的二氧化碳濃度、空氣的溫度、濕度，嵌入在人身上的隨身攜帶的一些加速度、高度等，這樣一些小型的電子化設備，我們統(tǒng)稱為傳感器，最后物聯(lián)網就是這樣一些些小的傳感器相互連接而構成的一個大規(guī)模的網絡。互聯(lián)網所連接的是一個個具有存儲能力，具有計算能力的計算機，這個區(qū)別是很大的。 另外一個，信息處理能力大幅提高。 其次，第三個原因，是網絡通信和信息處理能力大幅提高。 其次，它產生的第二個原因，也有當前在信息技術領域傳感器技術的逐漸成熟。其中之一，我們認為是經濟周期所催生的新技術。在此之中，大家可能還會了解一個，我們人跟人之間也會構成一個網絡，俗話說叫“人際網絡”，在專業(yè)上來講，我們把它稱之為叫“社交網絡”，在這個網絡中，人跟人之間產生一些社會聯(lián)系而構成的一個 網絡。 下面我們開始第一講內容，物聯(lián)網的基本概念。物聯(lián)網技術與應用之一物聯(lián)網的基本概念 魏貴義 博士 浙江工商大學教授 各位學員，大家好！物聯(lián)網技術與應用這門課程是“十二五”期間全省專業(yè)技術人員培訓的一門課程。這章里面我 們會講述物聯(lián)網的產生、興起，物聯(lián)網涉及到相關的關鍵技術以及物聯(lián)網在我們日常所看到的主要的一些應用，以及物聯(lián)網發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)。最近又興起了物聯(lián)網，顧名思義，不同的物體之間能夠構成一個網絡。互聯(lián)網的成功，從 90 年代中后期開始，掀起了一場信息技術的革命，也對我們的社會經濟產生了一 個極大的推動作用。我們日?？梢钥吹胶芏喾N的傳感器，這其中因為 IC 芯片的性能更加強，及其做得更加小型化，使得能夠在不同的物體上能夠比較方便地部署，并且你也能夠高效地處理相應的信息，這樣也使得物跟物 之間進行連接，相互傳遞信息成為可能。當前 ,不同的、各種各樣的網絡通 信技術發(fā)展得非常迅速，其中又以短距離的無線通信技術發(fā)展尤為迅速。計算機發(fā)展非?？?，當前我們一臺個人使用的電腦已經相當于十年前、二十年前的一個大型服務器的計算能力了，當然與之相適應的，人們所需要的數據也越來越多，現在每個人所擁有的數據可能是十年前一個大公司、一個大部門 所有數據的總和，甚至還要多?？梢哉f，物聯(lián)網的核心和基礎本質上還是互聯(lián)網，因為它是在互聯(lián)網基礎上的一個延伸和擴展的網絡，它的核心還是計算機技術，相當于是把互聯(lián)網從計算機的世界向整個的物理世界的一個延伸，延伸到我們日常所居住的非信息化的這樣一個世界。 物聯(lián)網有人給它們做了一個定義，這個定義可能也不是非常完備，它是指物聯(lián)網是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡，我們稱之 為“物聯(lián)網”。它在這里能做什么呢？他們開展了一個項目，稱之為“ AutoID”，從字面的意思來理解是自動化的商品編碼的識別，當時主要應用在類似于沃爾瑪這種全球具有供應鏈的、具有商品的物流的這樣的大型商業(yè)集團，為他們的商品的物流過程的監(jiān)控和管理而使用。 2020 年的時候，歐洲也出臺了一個叫《物聯(lián)網 2020》的報告，在這個報告里面也分析了未來物聯(lián)網的發(fā)展的各種階段，以及在不同階段中的一些應用。 三、物聯(lián)網涉及的主要信息技術 第一講的第三個內容，物聯(lián)網這里面涉及到大量的信息技術，這里我們只挑其中幾個主要的給大家簡單介紹一下。 電子標簽技術也分為很多種類型，具體類型大家可以參照我們的教材，我就不做仔細講解了。傳感器大家可能知道，它能夠感受被測量的一些物體，并按照一定的規(guī)律轉換成可用的一些數字信號的一些裝置，傳感器本身是日常不變的，家里有 家里小孩子量的體溫表，這就是一個傳感器，它里邊按照體溫能夠顯示一定的數字，還有很多人家里有老人可能會有電子血壓儀，像這都屬于傳感器。在這個過程之中，還有信息的一些處理和應用，這個是無線傳感器網絡。還有 3G，3G 網是我們所說的 GDMA，這里面的標準設置很多，這里面就不細講。 除此之外，還有一個是大規(guī)模數據和大規(guī)模計算的技術，這個也是信息技術。在這個前提之下，大規(guī)模數據處理的技術就變得非常地迫切。當時， MIT 做了 AutoID 這個項目，它是應 用在物流領域，用來自動監(jiān)控商品的流動。 第三個，身份識別，類似于我們現在身份證，現在這里面都加入了 IC 芯片，還有在防偽、資產管理、交通、食品，食品大家比較關注食品安全，包括植物性的、動物的，從它的生產過程，從它的流通過程加入 物聯(lián)網的話都能夠進行監(jiān)控。其實在種植業(yè)也應用非常廣泛，當然，需要有精細化的能源，需要用到物聯(lián)網的技術，如果你粗放型的生產的話，當然也沒什么用。 這里邊有一個例子，有可能大家聽說過，浙江大學的學生曾經做過一件在外界看來很噱頭的一件事 情，他們實驗室的一個飲水機會自動地發(fā)微博，這件事情，很多人看完這個新聞以后會覺得這是一個噱頭，浙江大學的學生真是沒事干，整天搞這些沒有意義的東西，但是在我們對物聯(lián)網感興趣，或者說還有點研究的人看來，這不是噱頭，這很有意義。如果說你家的空調會自 動地告訴你，我現在制冷效果不好了，你應該給我換氟利昂了，你應該給我清洗了，這樣一來的話，你會發(fā)現你的家庭生活、家居會變得更加地智能，這也是物聯(lián)網的一個很重要的應用。 可以在人的身上安裝不同的傳感器，對人的健康的一些參數進行監(jiān)控，然后再把這些數據通過物聯(lián)網的網絡通訊技術傳到相應的醫(yī)療保健中心、社區(qū)醫(yī)院或者是醫(yī)院，這樣的話就可以做有針對性的、重點的監(jiān)護。 第五個，在平安城市建設上，這個可能大家都很清楚，部署在大街小巷的各種監(jiān)控的探頭，這里面能夠為社會治安創(chuàng)造安全的城市生活環(huán)境起到重要作用。當然也不用悲觀，我們只能說讓它做得越來越好，要一次性解決這個問題還是很難的。 當然，我們目前也有人的智能跟機器智能結合的，比方說，我們現在有一個，在杭州已經有了，公交車到站，大家可以看到，像快速公交，你在站臺上看的時候，它會不斷地在顯示信息，下一輛車距離這里還有多少 遠，還需要幾分鐘能到站，這些信息是怎么得來的？怎么計算出來的？怎么定位的？這里面都有物聯(lián)網在其中起著作用。像物聯(lián)網，從溫總理在無錫講過之后，所謂的“感知中國”，無錫的一個中心，從中央政府到各層政府都對物聯(lián)網產業(yè)非常重視，浙江省也把物聯(lián)網產業(yè)作為了“十二五”期間的一個戰(zhàn)略新興產業(yè)的一個重要組成部分， 這個是在宏觀政策方面的一個引導，這對物聯(lián)網發(fā)展來講是個好的機會。 物聯(lián)網的發(fā)展面臨一個比較好的機遇，但也是存在很多的挑戰(zhàn)。還有，很重要，這里面的一些安全管理的規(guī)范和一些配套的政策、法規(guī)，物聯(lián)網將來作為一個產業(yè)發(fā)展所面臨的一些重大的挑戰(zhàn)。 一、什么是云計算 什么是云計算？大家可以看到報紙、新聞，最近云計算非常熱門，但云計算跟我們個人有什么關系嗎？我問幾個問題，大家使用過網盤嗎？有沒有誰開過網店？你會利用互聯(lián)網的搜索引擎來查找信息嗎？比方說百度、谷歌，你使用過華數的網絡視頻點播嗎？如果你用過的話，你會感覺當你使用這些功能的時候，計算機的后臺是怎么來為你服務的？當眾多的人同時來使用這項功 能的時候，提供這個服務的公司，它是來如何來提供這些資源、提供這些設備、軟件、網絡的呢？這后面都蘊含著云計算的概念。起初是賣書的，現在它也開辟出一個叫“云計算”的服務，當大家有信息需要存儲的時候可以租用它的存儲資源，當你的公司需要部署一個網站，你可以找它，可以租用它的服務器，這個現在已經成為亞馬遜公司非常重要的一項服務內容，這是云計算。 什么是云計算呢？我們給它一個簡單的定義，它是指由多臺服務器所組成的一個計算機網絡，能夠在遠程的位置為用戶提供所需要的服務，當然這個服務主要是計算跟存儲。 二、為什么需要云計算 為什么會產生云計算呢？我們要了解一下計算機的大規(guī)模計算的發(fā)展歷史。 網格計算這個詞比較專業(yè)，是大部分的專業(yè)人士在使用的，一般公眾很少接觸到。 為什么我們會需要云計算？無論是個人也好，還是企業(yè)用戶也好，在使用計算機的時候都有一個特征，他的需求是這樣波形的 ，在有的時候需要很多，有的時候需要很少。云計算最初提出來的時候，它最大的賣點，云計算服務的使用者可以按需使用資源，當然也是按需付費，這是我們?yōu)槭裁葱枰朴嬎?，因為存在這樣一個需求跟供應的成本的關系。當時，我們現在非常赫赫有名的公司 —— 蘋果公司，也開始做電腦了，它做電腦就叫個人電腦，當時 IBM 對它們不屑一顧，個人需要使用電腦嗎？好像完全沒有必要，這么強大的設備 ，放在家里。 隨著個人計算機的普及和計算使用的范圍的擴展，這個時候變成分布式的。把這個概念引入到我們的計算機領域來，大家想想看，當我有需要存儲信息 ，就像你今天拍了幾張照片，我要放到電腦里去，什么時候我還要拿出來看一下，我要去打印出來，是不是也可以用電一樣，我只要有個計算機，我把它開起來以后，把照片導入到計算機，它會自動幫我存儲到某個地方，當我需要的時候能夠自動取下來，現在個人電腦存這些東西都沒問題，都如果這個數量很大呢？如果你是出去拍很多的視頻呢？高清的呢？那你個人電腦用起來就沒那么快了，你的存儲量，你的計算能力可能都不夠了，這個時候能不能像電一樣，它是放在互聯(lián)網中的，你不知道的某個地方，當你需要的時候你就可以用，把電網的這樣一個啟示、方法用到計算機 領域里面來。這再提一下，我們在前面的概念和前面這兩講里面會涉及到一些技術問題。 第二類，“私有云”，它是為某個客戶單獨使用而建的，因而提供對數據的安全性、服務資料都要能夠進行有效的控制，這個客戶就可以擁有在這些計算機有關的設備，并且可以控制這個設備上，這個設備如何使用，可以運行哪些程序，這種也有。 從云計算系統(tǒng)，它能夠提供的服務的層次來看的話，可以分成三層。 第二類叫平臺即服務，這個平臺跟我講的基礎設施是有區(qū)別的，平臺，它包含了運行在物理的服務 器上的一些系統(tǒng)化的軟件。怎么用它呢？它自己買好服務器，把軟件系統(tǒng)全部裝好，然后你只要到它那兒去注冊一個帳號，你就可以把財務系統(tǒng)的東西都導入到它那里，它幫你做賬， 你自己做，但所有的數據都在它那兒，你要做什么報表，它的軟件會幫你產生，你不需要去買它的軟件，你就去租它這個軟件，專業(yè)上叫租它這個軟件服務，這就使得很多小企業(yè)方便了，你不用去買服務器，也不用去買財務軟件就可以管理自己的財務了，這是叫軟件即服務。我先講第一個，叫 資源虛擬化。這里資源可以包含幾方面：一個是計算資源， CPU、內存，你不能說你 CPU 就兩個 G 的主頻，你還分給兩個人說，每個人給你兩個G，這是做不到的，你物理資源就不能滿足，但可以說我可以分給兩 個人，每個人說我提供一個 1G 的 CPU 給你， 1G+1G=2G。 第三個技術，相對比較專業(yè)一點，叫分布式計算。大家知道，信息不是存在你自己的電腦里的時候你怎么相信這是安全的，我記得最早的時候，我聽過一個報告是李開復講的，李開 復當時還在微軟還是谷歌，記得不是特別清楚了，他快要辭職的時候，一年以后他就辭職自己出來干了，他就講了一個安全性的問題，信息存儲在我們自己的電腦上，你認為就安全嗎？他所舉的例子并不比把數據存放在一個云計算的存儲中心更安全，因為我們個人電腦的防護能力跟一些大型數據中心相比還是有很大差距的。第一個谷歌，它的搜索引擎是建立在分布于 200 多個地點、超過 100 萬臺服務器的支撐之上，這些設施的數量正在迅猛增長。 亞馬遜同時還為美國有一個報紙叫《紐約時報》，提供云計算服務。 第二服務，跟那個一樣，也是叫存儲服務，存儲服務的話，它有一個叫開放式存儲，這是針對個人用戶，大量的圖片、音頻、視頻，還有其他的一些文檔資料的存儲，這里面是多少？這里它沒有明確標價，但有一個它明確標