物聯(lián)網(wǎng)和云計算

　　目前大部分人都認(rèn)同將物聯(lián)網(wǎng)分為3個層次，一是應(yīng)用層，二是網(wǎng)絡(luò)層，三是感知層。但未來的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該是一個由云+端組成的一個龐大網(wǎng)絡(luò)。隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署，各種終端被分布到各種各樣的基礎(chǔ)設(shè)施上收集信息，再通過各種網(wǎng)絡(luò)將這些信息發(fā)送到云端進(jìn)行計算和處理，經(jīng)過計算和處理的信息最后到了應(yīng)用層，為不同的領(lǐng)域提供支撐服務(wù)。

　　人類通過各種信息感應(yīng)、探測、識別、定位、跟蹤和監(jiān)控等手段和設(shè)備實現(xiàn)對物理世界的“感、知、控”，這一環(huán)節(jié)成為物聯(lián)網(wǎng)的前段；而基于互聯(lián)網(wǎng)計算的智能及對物理世界的反饋和控制成為物聯(lián)網(wǎng)的后端。當(dāng)下無論學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界，目光普遍聚焦在物聯(lián)網(wǎng)的前段，但物聯(lián)網(wǎng)的后端也同樣重要。從后端看，物聯(lián)網(wǎng)可以看作是一個基于互聯(lián)網(wǎng)的、以提高物理世界的運行、管理、資源使用效率等水平為目標(biāo)的大規(guī)模信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備實時感應(yīng)、高度并發(fā)和自主協(xié)同等特征。

　　云計算（Cloud Computing）為眾多用戶提供了一種新的高效率計算模式，兼有互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的便利、廉價和大型機(jī)的能力。它的目的是將資源集中于互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)中心，由這種云中心提供應(yīng)用層、平臺層和基礎(chǔ)設(shè)施層的集中服務(wù)，以解決傳統(tǒng)IT系統(tǒng)零散性帶來的低效率問題。云計算是信息化發(fā)展進(jìn)程中的一個階段，強(qiáng)調(diào)信息資源的聚集、優(yōu)化、動態(tài)分配和回收，旨在節(jié)約信息化成本、降低能耗、減輕用戶信息化的負(fù)擔(dān)，提高數(shù)據(jù)中心的效率。云計算出現(xiàn)的初衷是解決特定大規(guī)模數(shù)據(jù)處理問題，因此，它被業(yè)界認(rèn)為是支撐物聯(lián)網(wǎng)后端的最佳選擇，云計算為物聯(lián)網(wǎng)提供后端處理能力與應(yīng)用平臺。

　　云計算是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來的一種新型計算和服務(wù)模式，它是通過分布式計算和虛擬化技術(shù)建設(shè)數(shù)據(jù)中心或超級計算機(jī)，以租賃或免費方式向技術(shù)開發(fā)者或企業(yè)客戶提供數(shù)據(jù)存儲、分析以及科學(xué)計算等服務(wù)。廣義上講，云計算是指廠商通過建立網(wǎng)絡(luò)服務(wù)集群，向多種客戶提供硬件租賃、數(shù)據(jù)存儲、計算分析和在線服務(wù)等不同類型的服務(wù)。云計算的主要服務(wù)形式有以亞馬遜公司為代表的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，以Saleforce為代表的平臺即服務(wù)，以及以微軟公司為代表的軟件即服務(wù)等。

　　云計算的“云”就是存在于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器集群上的服務(wù)器資源，包括硬件資源（如服務(wù)器、存儲器和處理器等）和軟件資源（如應(yīng)用軟件、集成開發(fā)環(huán)境等）。本地終端只需要通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送一條請求信息，“云端”就會有成千上萬的計算機(jī)為你提供需要的資源，并把結(jié)果反饋給發(fā)送請求的終端。每個提供云計算服務(wù)的公司，其服務(wù)器資源分布在相對集中的世界上少量幾個地方，對資源基本采用集中式的存放管理，而資源的分配調(diào)度采用分布式和虛擬化技術(shù)。云計算強(qiáng)調(diào)終端功能的弱化，通過功能強(qiáng)大的“云端”給需要各種服務(wù)的終端提供支持。如同用電用水一樣，可以隨時隨地獲取計算、存儲等信息服務(wù)。

　　物聯(lián)網(wǎng)和海計算

　　海計算（Sea Computing）是2009年8月18日，通用汽車金融服務(wù)公司董事長兼首席執(zhí)行官molina，在2009技術(shù)創(chuàng)新大會上所提出的全新技術(shù)概念。海計算為用戶提供基于互聯(lián)網(wǎng)的一站式服務(wù)，是一種最簡單可依賴的互聯(lián)網(wǎng)需求交互模式。用戶只要在海計算系統(tǒng)輸入服務(wù)需求，系統(tǒng)就能明確識別這種需求，并將該需求分配給最優(yōu)的應(yīng)用（或內(nèi)容資源）提供商進(jìn)行處理，最終返回給用戶相匹配的結(jié)果。與云計算的后端處理相比，海計算指的是智能設(shè)備的前端處理。海計算通過在物理世界的物體中融入計算與通信設(shè)備以及智能算法，讓物物之間能夠互聯(lián)，在事先無法預(yù)知的場景中進(jìn)行判斷，實現(xiàn)物物之間的交互作用。海計算一方面通過強(qiáng)化融入在各物體中的信息裝置，實現(xiàn)物體與信息裝置的緊密融合，有效地獲取物質(zhì)世界信息；另一方面通過強(qiáng)化海量的獨立個體之間的局部即時交互和分布式智能，使物體具備自組織、自計算、自反饋的海計算功能。海計算的本質(zhì)是物物之間的智能交流，實現(xiàn)物物之間的交互。云計算是服務(wù)器端的計算模式，而海計算代表終端的大千世界，海計算是物理世界各物體之間的計算模式。

　　簡而言之，海計算模式倡導(dǎo)由多個融入了信息裝置、具有一定自主性的物體，通過局部交互而形成具有群體智能的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點。

　?。?）節(jié)能、高效。充分利用局部性原理，可以有效地縮短物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)直徑，即覆蓋從感知、傳輸、處理與智能決策，到控制的路徑，從而降低能耗，提高效率。

　?。?）通用結(jié)構(gòu)。通過引入融入信息裝置的“自主物體”，有利于產(chǎn)生通用的、可批量重用的物聯(lián)網(wǎng)部件和技術(shù)，這是信息產(chǎn)業(yè)主流產(chǎn)品的必備特征。

　?。?）分散式結(jié)構(gòu)。海計算物聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)分散式結(jié)構(gòu)，較易消除單一控制點、單一瓶頸和單一故障點，擴(kuò)展更加靈活。群體智能使得海計算物聯(lián)網(wǎng)更能適應(yīng)需求和環(huán)境變化。

　　中國科學(xué)院提出“海計算”這個新的計算模式，實質(zhì)上是把智能推向前端。智能化的前端具有存儲、計算和通信能力，能在局部場景空間內(nèi)前端之間協(xié)同感知和判斷決策，對感知事件及時做出響應(yīng)，具有高度的動態(tài)自治性。海計算的每個“海水滴”就是全球的每個物體，它們具有智能，能夠協(xié)助感知和互動。億萬種物體組成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，就如同海水滴形成大海一樣。

　　物聯(lián)網(wǎng)涉及到全球的物體（包括人）及其應(yīng)用需求，感知層數(shù)據(jù)的特性也各不相同，這些決定了物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)需要“云”和“?！毕嘟Y(jié)合。一方面，在局部應(yīng)用場景中，感知數(shù)據(jù)存儲在局部現(xiàn)場，智能前端在協(xié)同感知的基礎(chǔ)上，通過實時交互共同完成事件判斷、決策等處理，及時對事件做出反應(yīng)。另一方面，云計算的“云”的后端提供面向全球的存儲和處理服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的各種前端把處理的中間或最后結(jié)果存儲到云的后端。前端在本地處理過程中，在必要時需要后端的存儲信息和處理能力的支持，及時發(fā)送服務(wù)請求獲得云的后端支持。這具有良好的擴(kuò)展性，既滿足前端實時交互，又滿足全球物體的互聯(lián)互通。