物联网与云计算教学PPT

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1、陈志奎 博士、教授、博士生导师大连理工大学http:/物联网物联网与云计算与云计算2021-9-201目录目录v研究简介v物联网技术诞生的必然性v物联网的关键技术v云计算v物联网探讨http:/2021-9-202研究简介研究简介v网络科学理论复杂网络社会网络分析与挖掘生物网络网络数据处理不确定信息不完全信息感知压缩与信息提取v泛在网络技术物联网移动互联网网络安全与隐私保护v网络计算云计算社会计算v智能系统与应用http:/32021-9-20在研项目在研项目v物联网智能传输节点设备研发及产业化，大连市科技局，2011A17GX076，2011-2012.vTD-SCDMA增强型网络优化工具研

2、发，工信部重大专项2010ZX03001-001，2011-2012v飞行时序控制，火箭研究院，2010-2012v云计算中基于虚拟身份的用户和服务安全和私有信息管理技术研究信息安全分析、评估、加固，2010-v微波吸收材料的计算机优化设计及吸波性能可视化选择，2012-2013http:/42021-9-20近两年已完成的部分项目近两年已完成的部分项目v海洋管道超声导波检测样机研发，科技部重大专项（2008ZX05026-005-06）. 2008-2010v姿态控制系统辅助设计平台软件，火箭研究院，2010-2011vXBRL-RDB/XDB 数据库应用系统（日本东京Going公司），20

3、08-2011v基于物联网的地震灾情准实时评估系统（中央高校基本业务研究项目），2010-2011v无线传感网络基于室内的精确定位，（大连科技局，合作），2009-2011http:/52021-9-20平台建设平台建设v物联网与云计算v信息安全评估云安全v数字家庭与智慧社区云v物联网国际会议： www.ieee-Ithings.org www.ieee-iot.org http:/ithings.univ-fcomte.fr/http:/62021-9-20部分成果部分成果v发明专利：一种室内空间定位方法，授权号：200910011581.8，第一发明人，陈志奎一种污水处理中的远程自动控制方

4、法，授权号：200910306726.7，第一发明人，陈志奎膜生物反应器膜污染优化控制专家系统，授权号：200910012528.X，第二发明人，陈志奎一种智能家庭医保专家知识方法，受理号：200910303301.0，第一发明人，陈志奎一种家庭医保网关装置及协议转换方法，受理号：201010522072.4，第一发明人，陈志奎一种支持多通道多信道的物联网网关，受理号：CN201110281959.3，第一发明人，陈志奎一种基于上下文感知技术的物联网节点节能路由方法，受理号：CN201110120372.4，第一发明人，陈志奎一种支持多接口的即插即用传感器模块, 受理号：CN201210072

5、665.4，第一发明人，陈志奎http:/72021-9-20部分成果部分成果v软件著作权：软件著作权：数字家庭与社区联动信息管理系统软件1.0，授权号：2011SR064306，第一著作人, 陈志奎。v国际、国内标准：国际、国内标准：Internet标准草案：因特网标准草案Afec第一与第二版本：http:/tools.ietf.org/pdf/draft-chen-afec-00.pdf，http:/tools.ietf.org/pdf/draft-chen-afec-01.pdf 国家数字家庭标准副主任单位，一项数字家庭标准起草人，陈志奎。物联网标准，参与一项物联网标准（物联网ID标识）

6、，主要参与人，陈志奎。v著作与论文：著作与论文：专著：XBRL技术及其在财务报告中的应用，陈志奎，王秀坤，朴勇，中国科学出版社，出版中（2012），并已获得科学出版社的基金支持。论文： 每年SCI、EI、核心期刊10多篇正在编写物联网与云计算、物联网实验教程v产品产品数字家庭产品：物联网实验系列：http:/82021-9-20目录目录v研究简介v物联网技术诞生的必然性v物联网的关键技术v云计算v物联网探讨http:/2021-9-209技术、经济危机、社会危机技术、经济危机、社会危机v 历史经验表明，全球性经济危机往往催生重大科技创新突破和科技革命。根据经济长波理论，每一次的经济低谷必定会崔

7、生一些具有全新使用价值的新技术，从而带动新一轮的消费增长和高额产业投资，以推动新经济周期的形成。v 中国的改朝换代与技术的发展v 欧美工业化革命 蒸汽机器代替手工 电动机器代替蒸汽机器：1857年的世界经济危机，引发了以电气革命为标志的第二次技术革命； 1929年的世界经济危机，引发战后以电子、航空航天和核能等技术突破为标志的第三次技术革命； 1998年亚州金融危机，是因为互联网和新经济的出现使当时的危机能够快速地度过。http:/2021-9-2010新技术、新概念新技术、新概念v信息高速公路 1992-克林顿v云计算或框计算 目前的计算 以设备为中计算 普适计算，1992（pervasiv

8、e computing或者Ubiquitous computing）这一概念强调和环境融为一体的计算，而计算机本身则从人们的视线裡消失。在普适计算的模式下，人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。http:/2021-9-2011新技术、新概念新技术、新概念 普适计算是一个涉及研究范围很广的课题，包括分布式计算、移动计算、人机交互、人工智能、嵌入式系统、感知网络以及信息融合等等多方面技术的融合。 特点：以人为本的计算 重要依据和手段：Ubiquitous Access （无处不在的网络） 例子：停车、旅行、学习http:/2021-9-2012新技术、新概念新技术、新概念

9、v智慧地球 IBM 2009-奥巴马v感知中国 2009年8月-温家宝 2009年10月国务院批准v智慧网络：智慧网络的构建是一个伟大的过程，它必将改变我们的生存环境，也必将深刻地影响我们的生活、娱乐、工作、社交等几乎一切行为方式。http:/2021-9-20132021-9-2014http:/2021-9-2015http:/计算模式的演进计算模式的演进 计算模式每隔计算模式每隔15年发生一次变革，被称之为年发生一次变革，被称之为“十五年十五年周期定律周期定律”。这一判断就像摩尔定律一样准确：。这一判断就像摩尔定律一样准确：1965年前后是以系统性为特征的大型计算机时代；年前后是以系统性

10、为特征的大型计算机时代；1980年前后是以独立性为特征的个人计算机时代；年前后是以独立性为特征的个人计算机时代；1995年前后是以共同性为特征的互联网时代；年前后是以共同性为特征的互联网时代；2010年前后将以拟人性为特征的物联网时代。年前后将以拟人性为特征的物联网时代。2021-9-2016http:/物联网带给我们的问题物联网带给我们的问题v 科技革命来到，可没有感受到？！v 第三次信息浪潮来到，可没有感受到？！v 部门多多，那个是权威？v 会议多多，那个是权威？v 大单位单位多多，那个是可信的引领者？v 国家利益如何保障？（协议，技术）v 人人皆知，可又不知；v 门槛不高，又摸不着北，v

11、 感觉物联网又远又近v 对参与物联网又想又犹豫；v 期待的效益在哪里？v 物联网是“云”？ 还是“晕”？v网络安全问题，从互联网的虚拟空间拓展到物联网的物理空间，通过网络就可能实现对现实世界的攻击，信息安全和危机处置将面临的更大的挑战。v对计算机病毒的控制需要新的技术和策略，当一个连接到物理世界的物联网的网络上爆发病毒，将可能对现实世界造成损害。v个人权益保护和相应法律法规健全问题，“物联网”的目标驱动是更有效的控制和管理，无所不在的连接，可能使每个“物”、每个人成为一个节点。海量的现实世界信息自动进入网络，一切都将越来越“透明”，信息管理的权限设定将涉及个人隐私、基本的法律问题，甚至道德伦理

12、问题。2021-9-2018http:/目录目录v研究简介v物联网技术诞生的必然性v物联网的关键技术v云计算v物联网探讨http:/2021-9-2019v感知：ID发布机制与识别v物联网宏观架构v通信与组网v软件平台、中间件（ OSI网络层以上）v情报提炼数据挖掘，搜索引擎，数据融合v能源管理v安全v无线通信技术v时间同步，定位技术v操作系统v应用层技术v限制因素物联网物联网的核心技术的核心技术2021-9-2020http:/2021-9-2021http:/2021-9-2022http:/2021-9-2023http:/2021-9-2024http:/2021-9-2025http

13、:/2021-9-2026http:/2021-9-2027http:/2021-9-2028http:/2021-9-2029http:/2021-9-2030http:/2021-9-2031http:/目录目录v研究简介v物联网技术诞生的必然性v物联网的关键技术v云计算v物联网探讨http:/2021-9-2032GoogleGoogle云计算数据中心云计算数据中心User CentricvData stored in the “Cloud”vData follows you & your devicesvData accessible anywherevData can be shar

14、ed with othersmusicpreferencesmapsnewscontactsmessagesmailing listsphotoe-mailscalendarphone numbersinvestments云计算的技术背景云计算的技术背景 云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。 云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即

15、服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。云计算的特点云计算的特点http:/362021-9-20海量数据存储海量数据存储海量数据存储v 虚拟化技术v 动态可扩展：通过动态扩展虚拟化的层次达到对应用进行扩展的目的。实时将服务器加入到现有的服务器机群中 ，增加“云”的计算能力。v 按需部署：云计算平台可以按照用户的需求部署资源和计算能力。v 高灵活性：各种IT资源，例如，软件、硬件、操作系统、存储网络等所有要素通过虚拟化，放在云计算虚拟资源池中进行统一管理。v 高可靠性：虚拟化技术使得用户的应用和计算分布在不同的物理服务器上面，即使单点服务器崩溃，仍然可以通过动态 扩展功能部署

16、新的服务器作为资源和计算能力添加进来，保证应用和计算的正常运转。v 高性价比：云计算采用虚拟资源池的方法管理所有资源，对物理资源的要求较低。可以使用廉价的PC组成云，而计算性 能却可超过大型主机。云计算的三大服务云计算的三大服务v海量数据存储v高性能计算v按需服务 按需服务一直是市场追求的目标。当前个人、企业及政府的软、硬件资源有限，然而面临的问题却越来越复杂。构建一套云计算平台，实现用户按需提供服务的模式。用户只需要提出存储以及处理要求，根据用户的要求自动协调、硬件资源，为用户提供廉价的计算平台、网络资源，同时避免传统计算模型的浪费。有助于推进市场发展，符合用户满意需求http:/2021-

17、9-2037云计算的关键技术云计算的关键技术v动态可重构、自动化部署、资源监控、虚拟化技术、高性能存储技术、处理器技术v当前已存的三大关键技术 数据存储技术 ：Google的GFS（Google File System，非开源）以及HDFS（Hadoop Distributed File System，开源）。 数据管理技术 ：Google的BigTable，以及Hadoop 开发团队正在开发类似BigTable的开源数据管理模块。 分布式编程与计算 ：Map-Reduce技术http:/2021-9-2038 云计算的应用领域云计算的应用领域v SAAS。2008年中国SaaS市场规模198

18、.4亿元。其中工具型软件190.5亿元。管理型软件7.9亿元。 Zoho与数字星空战略合作联手推出(百会)在线应用平台v 中小企业信息化。（4200万，其中3800万个体户）八百客800APP、阿里软件、用友伟库网、金蝶友商网。 金蝶友商网有15万注册用户。定位于在线管理服务专家，提供的“在线会计”，免费记账工具“储钱罐”。争取两年盈亏平衡。目前企业用户对SAAS认知度只有4.8%。 v 大企业 企业云/公共云？v 政府/地方信息化：电信运营商与地方政府的合作，三大运营商与各省政府签署战略合作协议，承诺在五年内投资总额将超过一万亿！ 云计算？v IBM“智慧地球” 云计算提供动态基础设施v 新

19、媒体的支撑环境“智慧地球智慧地球”应用应用Smart traffic systems Smart water management Smart energy gridsSmart healthcareSmart food systems Intelligent oil field technologies Smart regionsSmart weather Smart countriesSmart supply chains Smart citiesSmart retail云计算支撑平台云计算支撑平台云计算为物联网提供支撑平台云计算为物联网提供支撑平台 互联网互联网重叠网动态基础设施重叠网动

20、态基础设施/虚拟化（云计算支撑）虚拟化（云计算支撑）面向服务的互联网面向服务的互联网物联网物联网感知中国感知中国TMS物物流流能能源源电电网网交交通通铁铁路路农农业业食食品品资资源源水水油油医医疗疗保保健健现代服务业现代服务业BPS办办公公电电子子商商务务交交互互视视频频网络新媒体网络新媒体HBS高高清清视视频频网网络络电电视视台台三三屏屏联联动动43v物联网标准 物联网工作组v云计算标准 IETF工作组 ITU-T标准工作组 2021-9-2044http:/目录目录v研究简介v物联网技术诞生的必然性v物联网的关键技术v云计算v物联网探讨http:/2021-9-2045 准确的理解物联网应

21、该是准确的理解物联网应该是Intelligent Interconnection Of Things(IIOT)，体现出了，体现出了“智慧智慧”和和“泛在网络泛在网络”的含义。的含义。2021-9-2046http:/2021-9-2047http:/ 物联网强调的是信息的自动提取，而信息的种类可概物联网强调的是信息的自动提取，而信息的种类可概括为：括为： 传统的物理量传感器，如温度传感器、压力传感器、传统的物理量传感器，如温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、液位传感器等；位移传感器、速度传感器、液位传感器等； 广义的物理量传感器，如用电量、用气量信息提取广义的物理量传感器，如用电

22、量、用气量信息提取传感器、光纤震动传感器、位置信息等；传感器、光纤震动传感器、位置信息等； 化学量传感器，如监测空气质量、河流水质量以及化学量传感器，如监测空气质量、河流水质量以及饮用水质量构成的传感器等；饮用水质量构成的传感器等； “图像图像”信息采集传感器，用于视频监控、智能信息采集传感器，用于视频监控、智能家居、模式识别等；家居、模式识别等； 确认身份信息的传感器，如确认身份信息的传感器，如RFID、一维条码、二、一维条码、二维条码等。维条码等。2021-9-2048http:/ 网络技术的成熟与发展，催熟了物联网之应用。互联网络技术的成熟与发展，催熟了物联网之应用。互联网、网、2G、3

23、G移动通信网、移动通信网、WiFi、WiMAX接入网、接入网、Zigbee、Mesh传感网以及广播网等，构成了无处不在、传感网以及广播网等，构成了无处不在、广泛应用、相互补充的泛在网络。多种网络技术的共融广泛应用、相互补充的泛在网络。多种网络技术的共融互通，是物联网应用发展必须面对的重要课题。互通，是物联网应用发展必须面对的重要课题。2021-9-2049http:/v物联网已经成为信息科技产业化的第三次浪潮。物联网已经成为信息科技产业化的第三次浪潮。v事实上她只是反映了学科交叉、技术集成的科学事实上她只是反映了学科交叉、技术集成的科学发展必然趋势。发展必然趋势。v我们应该积极投身于这个浪潮之

24、中，发挥自身优我们应该积极投身于这个浪潮之中，发挥自身优势，在物联网大系统中占领一席之地，其目标是势，在物联网大系统中占领一席之地，其目标是使得国家利益最大化。使得国家利益最大化。v但是必须清醒地认识到，物联网的发展是个长期但是必须清醒地认识到，物联网的发展是个长期的过程，不是一蹴而就的。盲目跟风和冷眼旁观的过程，不是一蹴而就的。盲目跟风和冷眼旁观都是不可取的。都是不可取的。v我们盼望物联网发展路线图，呼唤我们盼望物联网发展路线图，呼唤“感知中国感知中国”的引领者，向往中国物联网新产业的出现。产业的引领者，向往中国物联网新产业的出现。产业应用是物联网的生命所在。应用是物联网的生命所在。v而我们每个人在物联网的大框架中找准自己的位而我们每个人在物联网的大框架中找准自己的位置是至关重要的。置是至关重要的。物联网发展是一个长期过程物联网发展是一个长期过程LOGO2021-9-2053http:/