參考資料1從云計(jì)算到海計(jì)算論物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)(精)(編輯修改稿)
2025-07-16 17:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)算”［2］這個(gè)新的計(jì)算模式，實(shí)質(zhì)是把智能推向前端。智能化的前端具有存儲(chǔ)、計(jì)算和通信能力，能在局部場(chǎng)景空間內(nèi)前端之間協(xié)同感知和判斷決策，對(duì)感知事件及時(shí)做出響應(yīng)，具有高度的動(dòng)態(tài)自治性。海計(jì)算的每個(gè)“海水滴”就是全球的每個(gè)物體，它們具有智能，能夠協(xié)助感知互動(dòng)。億萬(wàn)種物體組成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，就如同海水滴形成大海一樣。 云海結(jié)合 物聯(lián)網(wǎng)涉及到全球的物體（包括人）規(guī)模，以及其應(yīng)用需求和感知層數(shù)據(jù)的特性，決定了物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)需要“云”和“?！毕嘟Y(jié)合。一方面，在局部應(yīng)用場(chǎng)景中，感知數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在局部現(xiàn)場(chǎng)，智能前端在協(xié)同感知的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)時(shí)交互共同完成事件判斷、決策等處理，及時(shí)對(duì)事件做出反應(yīng)。另一方面，云計(jì)算的“云”的后端提供面向全球的存儲(chǔ)和處理服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的各種前端把處理的中間或最后結(jié)果存儲(chǔ)到云的后端。前端在本地處理過(guò)程中，在必要時(shí)需要后端的存儲(chǔ)信息和處理能力的支持，及時(shí)發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求獲得云的后端支持。這具有良好的擴(kuò)展性，既滿足前端實(shí)時(shí)交互，又滿足全球物體的互聯(lián)互動(dòng)。 2 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 除了獲取、承載和處理超海量的感知信息這個(gè)顯著特征外，物聯(lián)網(wǎng)的另一個(gè)顯著特征就是具有決策和控制功能，能夠影響物體周?chē)沫h(huán)境或控制事件的進(jìn)程；就是通過(guò)對(duì)物理世界的感知，對(duì)感知信息的傳輸和處理，到對(duì)事件的判斷和決策，再回到控制執(zhí)行器進(jìn)行執(zhí)行動(dòng)作，從而對(duì)事件產(chǎn)生作用來(lái)影響事件的進(jìn)程，形成從物理世界到信息空間再到物理世界的循環(huán)過(guò)程?！ ?開(kāi)放式循環(huán)結(jié)構(gòu) 物聯(lián)網(wǎng)形成人機(jī)物的協(xié)調(diào)環(huán)境系統(tǒng)，包含從感知、傳輸、處理和控制的循環(huán)過(guò)程。物聯(lián)網(wǎng)由億萬(wàn)種物體、設(shè)備和人參與形成或與物理環(huán)境共存，這些對(duì)象之間存在極其復(fù)雜的關(guān)系（或稱為關(guān)系鏈）。一個(gè)事件往往受到多種因素影響，這些因素本身也是動(dòng)態(tài)變化的。如移動(dòng)車(chē)輛在移動(dòng)過(guò)程中所處局部環(huán)境具有高度動(dòng)態(tài)性，因?yàn)檐?chē)況、路況、周?chē)?chē)輛、無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)等一直在變化。多種因素均會(huì)影響車(chē)輛間產(chǎn)生碰撞，造成交通事件，通過(guò)智能的感知、通信和控制人們可以避免車(chē)輛碰撞。這使得物聯(lián)網(wǎng)的信息循環(huán)不同于傳統(tǒng)的閉環(huán)控制，而是開(kāi)放式的循環(huán)過(guò)程［3］。物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放式循環(huán)結(jié)構(gòu)如圖2所示。傳感設(shè)備的感知信息包括物理環(huán)境的信息和物理環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的反饋信息，執(zhí)行器改變物理實(shí)體狀態(tài)和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)物理環(huán)境的反饋。系統(tǒng)會(huì)預(yù)先設(shè)定控制語(yǔ)義。計(jì)算設(shè)備對(duì)物理信息進(jìn)行計(jì)算和判斷，當(dāng)判斷值在控制語(yǔ)義下滿足一定的觸發(fā)條件時(shí)，控制設(shè)備會(huì)發(fā)送命令給執(zhí)行器。 由于物理環(huán)境、感知目標(biāo)存在混雜性，信息設(shè)備存在一定的誤差，以及其狀態(tài)、行為存在不確定性等，對(duì)于循環(huán)結(jié)構(gòu)而言，會(huì)帶來(lái)獲取的感知信息的不準(zhǔn)確性，以及物體控制的不可靠性。因此，如何全面準(zhǔn)確地獲取感知信息，以及如何保證控制過(guò)程和結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，是開(kāi)放式循環(huán)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)重要方面。 智能前端 隨著微電子、計(jì)算和通信等技術(shù)的發(fā)展，在物體中嵌入微型的感知、處理和通信等功能部件成為可能。越來(lái)越多的物體成為物聯(lián)網(wǎng)的智能前端，帶動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)逐步應(yīng)用和發(fā)展。智能前端兼有感知信息的獲取、決策操作的執(zhí)行，以及諸多的處理和交互功能，是局部自治環(huán)境中的終端實(shí)體，也是物聯(lián)網(wǎng)的基本單元?！ ∠旅娼Y(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用之一智能交通來(lái)說(shuō)明前端的智能化。車(chē)輛安全系統(tǒng)能在人工干預(yù)或無(wú)需人工干預(yù)情況下，保證高速車(chē)輛的安全行駛，是智能交通的核心內(nèi)容。圖3所示是車(chē)輛安全協(xié)作系統(tǒng)架構(gòu)［4］示意圖。車(chē)輛通過(guò)傳感器、全球定位系統(tǒng)（GPS）等設(shè)備收集車(chē)輛自身與周?chē)h(huán)境的信息。計(jì)算模塊中的消息產(chǎn)生機(jī)制產(chǎn)生車(chē)輛狀態(tài)信息，并通過(guò)無(wú)線車(chē)載網(wǎng)絡(luò)將狀態(tài)消息廣播給周?chē)?chē)輛。車(chē)輛通過(guò)專(zhuān)用短距離信道（DSRC）接收鄰居車(chē)輛的狀態(tài)信息，根據(jù)自身和多個(gè)鄰居車(chē)輛的狀態(tài)信息，預(yù)測(cè)車(chē)輛之間及車(chē)輛與周?chē)h(huán)境之間的位置關(guān)系，以及可能發(fā)生的碰撞，及時(shí)調(diào)整車(chē)輛操作參數(shù)來(lái)提高車(chē)輛行駛的效率和保障安全。 圖3所示的架構(gòu)僅僅把
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