論物聯網與大數據、雲計算、工業物聯網、區塊鍊

我們當今的時代飛速發展，物聯網、大數據、雲計算這些名詞在我們的生活中出現的越來越頻繁，看似高大上的三者其實卻和我們的生活息息相關。本篇文章就物聯網、大數據以及雲計算對三者之間的關系以及應用進行描述。工業物聯網和區塊鍊也進行了介紹。

（一）物聯網

（1）什麼是物聯網

物聯網（Internet of Things，簡稱IoT）是指通過各種信息傳感器、射頻識别技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監控、 連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網絡接入，實現物與物、物與人的泛在連接，實現對物品和過程的智能化感知、識别和管理。物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等的信息承載體，它讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象形成互聯互通的網絡。

（2）物聯網的特征

物聯網的基本特征從通信對象和過程來看，物與物、人與物之間的信息交互是物聯網的核心。物聯網的基本特征可概括為整體感知、可靠傳輸和智能處理。

整體感知—可以利用射頻識别、二維碼、智能傳感器等感知設備感知獲取物體的各類信息。

可靠傳輸—通過對互聯網、無線網絡的融合，将物體的信息實時、準确地傳送，以便信息交流、分享。

智能處理—使用各種智能技術，對感知和傳送到的數據、信息進行分析處理，實現監測與控制的智能化。

（3）物聯網處理信息的功能

(1)獲取信息的功能。主要是信息的感知、識别，信息的感知是指對事物屬性狀态及其變化方式的知覺和敏感；信息的識别指能把所感受到的事物狀态用一定方式表示出來。(2)傳送信息的功能。主要是信息發送、傳輸、接收等環節，最後把獲取的事物狀态信息及其變化的方式從時間(或空間)上的一點傳送到另一點的任務，這就是常說的通信過程。(3)處理信息的功能。是指信息的加工過程，利用已有的信息或感知的信息産生新的信息，實際是制定決策的過程。(4)施效信息的功能。指信息最終發揮效用的過程，有很多的表現形式，比較重要的是通過調節對象事物的狀态及其變換方式，始終使對象處于預先設計的狀态。

（4）關鍵技術

（1）射頻識别技術

射頻識别技術（Radio Frequency Identification，簡稱RFID）。RFID是一種簡單的無線系統，由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或标簽）組成。标簽由耦合元件及芯片組成，每個标簽具有擴展詞條唯一的電子編碼，附着在物體上标識目标對象，它通過天線将射頻信息傳遞給閱讀器，閱讀器就是讀取信息的設備。RFID技術讓物品能夠“開口說話”。

（2）傳感網

MEMS是微機電系統（ Micro - Electro - Mechanical Systems）的英文縮寫。它是由微傳感器、微執行器、信号處理和控制電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統。其目标是把信息的獲取、處理和執行集成在一起，組成具有多功能的微型系統，集成于大尺寸系統中，從而大幅度地提高系統的自動化、智能化和可靠性水平。

（3）M2M系統框架

M2M是Machine-to-Machine/Man的簡稱，是一種以機器終端智能交互為核心的、網絡化的應用與服務。它将使對象實現智能化的控制。M2M技術涉及5個重要的技術部分：機器、M2M硬件、通信網絡、中間件、應用。基于雲計算平台和智能網絡，可以依據傳感器網絡獲取的數據進行決策，改變對象的行為進行控制和反饋。

（5）應用

物聯網的應用領域涉及到方方面面，在工業、農業、環境、交通、物流、安保等基礎設施領域的應用，有效的推動了這些方面的智能化發展，使得有限的資源更加合理的使用分配，從而提高了行業效率、效益。 在家居、醫療健康、教育、金融與服務業、旅遊業等與生活息息相關的領域的應用，從服務範圍、服務方式到服務的質量等方面都有了極大的改進，大大的提高了人們的生活質量。

（6）存在的挑戰

（1）技術标準的統一與協調

傳統互聯網的标準并不适合物聯網。物聯網感知層的數據多源異構，不同的設備有不同的接口，不同的技術标準；網絡層、應用層也由于使用的網絡類型不同、行業的應用方向不同而存在不同的網絡協議和體系結構。建立的統一的物聯網體系架構，統一的技術标準是物聯網正在面對的難題。

（2）成本問題

各國對物聯網都積極支持，在看似百花齊放的背後，能夠真正投入并大規模使用的物聯網項目少之又少。譬如，實現RFID技術最基本的電子标簽及讀卡器，其成本價格一直無法達到企業的預期，性價比不高；傳感網絡是一種多跳自組織網絡，極易遭到環境因素或人為因素的破壞，若要保證網絡通暢，并能實時安全傳送可靠信息，網絡的維護成本高。

（3）管理平台問題

物聯網自身就是一個複雜的網絡體系，加之應用領域遍及各行各業，不可避免的存在很大的交叉性。如果這個網絡體系沒有一個專門的綜合平台對信息進行分類管理，就會出現大量信息冗餘、重複工作、重複建設造成資源浪費的狀況。每個行業的應用各自獨立，成本高、效率低，體現不出物聯網的優勢，勢必會影響物聯網的推廣。 物聯網現急需要一個能整合各行業資源的統一管理平台，使其能形成一個完整的産業鍊模式。

（4）安全性問題

傳統的互聯網發展成熟、應用廣泛，尚存在安全漏洞。物聯網作為新興産物，體系結構更複雜、沒有統一标準，各方面的安全問題更加突出。其關鍵實現技術是傳感網絡，傳感器暴露的自然環境下，特别是一些放置在惡劣環境中的傳感器，如何長期維持網絡的完整性對傳感技術提出了新的要求，傳感網絡必須有自愈的功能。 這不僅僅受環境因素影響，人為因素的影響更嚴峻。RFID是其另一關鍵實現技術，就是事先将電子标簽置入物品中以達到實時監控的狀态，這對于部分标簽物的所有者勢必會造成一些個人隐私的暴露，個人信息的安全性存在問題。不僅僅是個人信息安全，如今企業之間、國家之間合作都相當普遍,一旦網絡遭到攻擊,後果将更不敢想象。 如何在使用物聯網的過程做到信息化和安全化的平衡至關重要。

（二）大數據

（1）什麼是大數據

大數據(bigdata)，就是指種類多、流量大、容量大、價值高、處理和分析速度快的真實數據彙聚的産物。大數據或稱巨量資料或海量數據資源，指的是所涉及的資料量規模巨大到無法透過目前主流軟件工具，在合理時間内達到撷取、管理、處理、并整理成為幫助企業經營決策更積好目的的資訊。

（2）大數據的4V特點

即：數量Volume、多樣性Variety、速度Velocity、和真實性Veracity。

1、數據量大

數據一直都在以每年50%的速度增長，也就是說每兩年就增長一倍（大數據摩爾定律）

2、數據類型繁多

大數據是由結構化和非結構化數據組成的：

10%的結構化數據，存儲在數據庫中

90%的非結構化數據，它們與人類信息密切相關

3、處理速度快

4、價值密度低，商業價值高

（3）大數據發展的三個階段

（4）大數據關鍵技術

（5）大數據計算模式

（三）雲計算

（1）什麼是雲計算

雲計算實現了通過網絡提供可伸縮的、廉價的分布式計算能力，用戶隻需要在具備網絡接入條件的地方，就可以随時随地獲得所需的各種IT資源。

（2）雲計算的關鍵技術

雲計算關鍵技術包括：虛拟化、分布式存儲、分布式計算、多租戶等。

（3）雲計算數據中心

雲計算數據中心是一整套複雜的設施，包括刀片服務器、寬帶網絡連接、環境控制設備、監控設備以及各種安全裝置等。

數據中心是雲計算的重要載體，為雲計算提供計算、存儲、帶寬等各種硬件資源，為各種平台和應用提供運行支撐環境。

全國各地推進數據中心建設。

（4）雲計算應用

政務雲上可以部署公共安全管理、容災備份、城市管理、應急管理、智能交通、社會保障等應用，通過集約化建設、管理和運行，可以實現信息資源整合和政務資源共享，推動政務管理創新，加快向服務型政府轉型。

教育雲可以有效整合幼兒教育、中小學教育、高等教育以及繼續教育等優質教育資源，逐步實現教育信息共享、教育資源共享及教育資源深度挖掘等目标。

中小企業雲能夠讓企業以低廉的成本建立财務、供應鍊、客戶關系等管理應用系統，大大降低企業信息化門檻，迅速提升企業信息化水平，增強企業市場競争力。

醫療雲可以推動醫院與醫院、醫院與社區、醫院與急救中心、醫院與家庭之間的服務共享，并形成一套全新的醫療健康服務系統，從而有效地提高醫療保健的質量。

（5）雲計算産業

雲計算産業作為戰略性新興産業，近些年得到了迅速發展，形成了成熟的産業鍊結構，産業涵蓋硬件與設備制造、基礎設施運營、軟件與解決方案供應商、基礎設施即服務（IaaS）、平台即服務（PaaS）、軟件即服務（SaaS）、終端設備、雲安全、雲計算交付/咨詢/認證等環節。

大數據與雲計算、物聯網的關系

雲計算、大數據和物聯網代表了IT領域最新的技術發展趨勢，三者既有區别又有聯系。

（四）工業物聯網

工業物聯網可以定義為“機器、計算機和人員使用業務轉型所取得的先進的數據分析成果來實現智能化的工業操作”。

在這個工業4.0(Industry 4.0)或者“工業互聯網”的大背景下，工業物聯網成為(IIoT)數字化轉型中心舞台的一部分。數據是相關産品中的關鍵資産和生産資料，且在全球連接的産品(在整個生命周期中)的應用分析中是必不可少的功能。

工業物聯網是物聯網中最大的和最重要的組成部分，雖然從支出的角度來看現在消費者應用是物聯網最大的應用領域，而工業物聯網的應用主要是從2018年開始的，盡管如此，工業物聯網在整個物聯網的應用圖景中仍然在變得更加重要和先進。

工業物聯網指的是物聯網在工業的應用。工業互聯網涵蓋了工業物聯網，但進一步延伸到企業的信息系統、業務流程和人員。

工業物聯網是物聯網的一個具體方向的應用，是物聯網的一部分，劃分的應用也更加具體。

工業互聯網

工業互聯網有兩層意思，一是在企業内部實現工業設備（生産設備、物流裝備、能源計量、質量檢驗、車輛等）、信息系統、業務流程、企業的産品與服務、人員之間的互聯，實現企業IT網絡與工控網絡的互聯，實現從車間到決策層的縱向互聯。二是在企業間 實現上下遊企業（供應商、經銷商、客戶、合作夥伴）之間的橫向互聯；從産品生命周期的維度，要實現産品從設計、制造到服役，再到報廢回收再利用整個生命周期的互聯。 工業互聯網未來更多的是關注在設計，研發，制造，營銷和服務等方面，通過充分的融合，來提高整個工業系統和運行效率，工業互聯網最重要的是實現企業信息的數字化。

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