【关键词】物联网云计算融合物联网云
“我们的世界正变得可以度量，我们的世界正变得相互关联，一切都正在变得更加智能”。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟了《ITU互联网报告2005：物联网》，应用了物联网的概念。报告指出，无所不在的物联网通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过互联网进行信息交换。2006年，谷歌首次提出“云计算”的概念，在业界引起了很大反响。无论承认与否，它们的出现都将极大地改变我们的生活。
事实上，物联网是互联网向物理世界的延伸，它将网络的终端由IT设备扩展到生活中的任何物品。对于互联网上的IT设备和资源，云计算技术可以对其进行统一整合和管理。
一、概述
1.1 物联网
物联网（The Internet of things）是新一代信息技术的重要组成部分。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。它是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网由感知层、传输层和应用层组成。感知层用于实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信终端模块将物理实体连接到网络层和应用层。传输层主要实现信息的传递、路由和控制，包括接入网和核心网，可以依托于公共电信网和互联网，或者行业专业通信网络。应用层包括应用基础设施、中间件和各种物联网应用。
物联网产业覆盖了传感感知、传输通道、运算处理、行业应用等领域，其应用领域从面向企业的智能交通、电力抄表等扩展到了面向公众的个人医疗、智能家居等遍及各行各业，但目前还处在创新起步阶段。
1.2 云计算
云计算概念是由Google提出的。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源；广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功能。
云计算的基本原理是，通过虚拟化技术使计算分布在大量的分布式计算机上，这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。
虚拟化、弹性规模扩展、分布式存储、分布式计算和多租户是云计算的关键技术。
1.3 物联网与云计算对比分析
通过以上分析可知，物联网就是互联网通过传感网络向物理世界的延伸，它的最终目标就是对物理世界进行智能化管理。物联网的这一使命，也决定了它必然要由一个大规模的计算平台作为支撑。
由于云计算从本质上来说就是一个用于海量数据处理的计算平台，因此，云计算技术是物联网涵盖的技术范畴之一。随着物联网的发展，未来物联网将势必产生海量数据，而传统的硬件架构服务器将很难满足数据管理和处理要求。如果将云计算运用到物联网的传输层与应用层，采用云计算的物联网，将会在很大程度上提高运行效率。可以说，如果把物联网当作一台主机的话，云计算就是它的CPU。
二、物联网与云计算的融合
云计算与物联网各自具备很多优势，如果把云计算与物联网结合起来构造成物联网云，我们可以看出，云计算其实就相当于一个人的大脑，而物联网就是其眼睛、鼻子、耳朵和四肢等。云计算与物联网的融合方式我们可以分为以下几种：
（1）单中心，多终端。此类模式分布范围的较小，各物联网终端（传感器、摄像头或3G手机等）把云中心或部分云中心作为数据/处理中心，终端所获得信息、数据统一由云中心处理及存储，云中心提供统一界面给使用者操作或者查看。这类应用的云中心一般为私有云，可提供海量存储和统一界面、分级管理等功能，对日常生活提供较好的帮助。主要应用在小区及家庭的监控、某些公共设施的保护等方面。
（2）多中心，大量终端。多中心、大量终端的模式较适合区域跨度加大的企业、单位。有些数据或者信息需要及时甚至实时共享给各个终端的使用者也可采取这种方式。这个模式的前提是我们的云中心必须包括公共云和私有云，并且他们之间的互联没有障碍。这样，对于保密性要求很高的事情，就可以较好地达到保密要求而又不影响信息的传播。
（3）信息、应用分层处理，海量终端。这种模式可以针对用户的范围广、信息及数据种类多、安全性要求高等特征来打造。对需要大量数据传送，但是安全性要求不高的，如视频数据、游戏数据等，我们可以采取本地云中心处理或存储。对于计算要求高，数据量不大的，可以放在专门负责高端运算的云中心里。而对于数据安全要求非常高的信息和数据，我们可以放在具有灾备中心的云中心里。
三、物联网云平台构建及使用模式
3.1 物联网云平台架构设计
物联网云的系统架构主要包含物联网云的硬件虚拟化框架、感知层设备、物联网应用中间件以及服务管理。各部分共同构成物联网应用的平台，为物联网应用的运营管理人员和终端用户服务。
（1）硬件虚拟化框架
硬件虚拟化框架定义了云计算平台所管理的服务器、存储设备、网络设备等物理硬件资源及相应的虚拟化方法和技术，并将上述资源以虚拟化的方式交付给用户。
通过虚拟化技术的引入，使运营在物联网云平台上的不同用户之间可以共享资源；提供弹性伸缩的资源需求，在降低运营成本的同时提高服务质量；引入服务器集群技术，提高物联网云平台的整体性能。
（2）感知层设备
感知层是物联网的皮肤和五官，主要用于识别物体、采集信息。感知层设备包括二维标签码和识读器、RFID标签和读写器、传感器终端以及实现终端互联互通的传感网络。感知设备通过网络接入云计算平台，并由物联网应用的中间件对其进行管理。
通过感知层设备，物联网可以给物体赋予“智能”，实现对物体的感知，人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体间的沟通和对话。
感知层涉及的关键技术有射频技术（RFID）、传感网络技术、纳米技术、智能嵌入技术等。
（3）物联网应用中间件
中间件是位于平台（硬件和操作系统）和应用之间的通用服务，针对不同的操作系统和硬件平台，他们可以有符合接口和协议规范的多种实现。中间件是物联网应用中的关键软件部件，是衔接相关硬件设备和业务应用的桥梁，其主要功能是屏蔽异构性、实现互操作和信息的预处理等。在物联网云平台中，物联网中间件与云计算相结合，利用虚拟化技术全面实现资源整合，这样，不仅能解决物联网中海量信息的过滤、整合、存储问题，还能解决物联网中不同应用系统的互操作问题。
在物联网云平台中，物联网应用的中间件主要实现终端设备接入、RFID/传感器事件管理、数据存储以及物联网应用等功能，它包含一系列相关的中间件产品。
（4）服务管理
服务管理是物联网云平台的核心架构，主要包括物联网云的自助服务门户/管理员门户、物联网应用和服务的生命周期管理。通过服务管理，服务提供商可以对IT物理硬件和虚拟化资源进行管理，用户可以通过自助服务门户进行业务定制、修改等操作；物联网云的服务管理还包括对感知设备的体系架构、事件以及分布式架构数据平台的管理、数据备份及恢复机制等功能。
四、物联网云使用模式
（1）物联网应用的开发/测试平台
对于物联网应用的开发商而言，如何快速获得物联网应用的开发和测试环境是其提高生产效率的关键。因此，物联网云的虚拟化资源和物联网应用中间件，可以为物联网应用开发商快速提供所需的应用开发和测试环境以及应用基础平台，加速物联网应用的开发和测试周期。
（2）物联网应用的运营平台
物联网应用的运营商希望在其基础平台上同时部署和运营多个物联网应用，从而利用应用的规模化效应来降低运营成本。其中，采用共享的终端设备接入和数据存储是其降低成本的重要方式。利用物联网应用的中间件，物联网云可以作为物联网设备的事件捕获和数据存储平台，以支持物联网应用的规模化运营。
（3）物联网应用的在线应用平台
对于用户而言，快速获取符合自身业务要求的物联网应用是其主要需求。物联网云可以提供满足人员或资产定位、物流追溯、业务流程监控和优化以及数据分析等多种场景的物联网应用。如：物联网应用用户登录云计算平台，从物联网云的服务目录中选择自己所需的物联网应用场景；云计算平台对所申请的应用场景进行自动化部署和配置，并将应用的访问信息返回给物联网应用用户；最后，物联网应用用户将其终端设备接入云计算平台，就可以开始物联网应用的使用。
云存储市场只现冰山一角
云存储说到底是一个服务的概念。存储最初只是主机的周边附件，之后慢慢演变成开放的网络存储，最终发展成一种服务。从存储设备到存储服务，在这一演变过程中，存储硬件只是基础之一，更重要的是存储软件的开发。
早在2000年，随着第一代互联网的兴起，云存储服务就已经诞生，但是并没有持续太久的时间。早期云存储服务的大起大落与当时的社会经济环境有关，也与当时的服务模式不成熟有关。之后，以亚马逊的崛起为标志，第二代云存储服务的浪潮席卷而来。亚马逊的云存储服务对于公有云服务的发展起到了推动作用。
如今，云存储的应用已经相当广泛。尽管如此，我们看到的只是冰山一角，云存储市场蕴藏着非常大的商机。过去，大量数据按照传统的计算模式和存储模式、使用。随着物联网以及下一代互联网的发展，人们不仅要求把数据存储起来并出去，而且希望进行数据交换和融合。只有经过这一过程，数据的潜在价值才能被充分挖掘出来。如果你只孤立地看待某一类数据，可能发现不了它有多大价值，但是如果把这些数据和其他相关数据放在一起，你就会发现这些数据的价值是多么可观。
把应用移到云中去
今天，智能环保、智能交通等应用都是相互割裂的。其实，这些应用所产生的数据是相互关联的。如果人们能把不同应用产生的数据整合在一起，那么就可以在更高的层面上掌控整个应用的大局。
物联网一般包括三层，即感知层、接入层和应用层。感知层和接入层可以实现数据采集，并将数据传送到数据中心。应用层负责处理和管理数据，并将这些数据真正使用起来。处理如此大量的数据，如果仍旧采用传统的存储模式，其成本是非常高的，而云存储能以更低的成本实现海量数据的存储。数据量越大，云存储的成本和效率优势就越明显。
从数据服务的角度划分，云服务可以分成SaaS、PaaS和IaaS。在SaaS层面，云存储通常体现为应用服务。以谷歌地图为例，用户的数据被采集并显示在地图上。用户数据被采集后直接进入系统的底层，这就需要有基础架构层的支撑。如果每一个应用都自己做数据管理、数据检索和优化工作，以满足高带宽、低延时的要求，那么应用开发的工作量是非常巨大的。如果用一个平台级的服务去支撑这些应用，那么用户在应用层面的开发工作量就会大大减轻。
无线物联网、移动客户端会产生大量数据。不同客户端产生的数据都有自己的特性。用户需要把这些不同类型的数据按其本身的特性存储下来，然后再进行交换、融合。这一处理方式与传统的计算和存储模式大不相同。这也直接导致了云存储服务的兴起。
在搜索引擎方面，谷歌做得比较成功。搜索引擎本身就是一种服务。谷歌的搜索引擎除了可以被谷歌使用之外，其他用户是不是也能使用它的一部分，并与自己的应用相结合呢？云计算架构拥有自己的数据库。用户如何才能把数据库服务、缓存服务、安全服务等全都变成云上的服务呢？上述问题都值得深入思考。如果把所有的应用服务都变成云上的服务，那么这些应用服务就很容易被串联起来，人们在应用开发方面的工作量也会大大减轻。
数据交换与融合
云存储服务的最终目标是，不仅能够实现规模效应，而且能够支撑各种类型的数据。在这个基础上，如果能够进一步实现数据的融合，那么原始数据又会产生出新的数据。云存储服务还要能够实现海量数据的存储与管理，并且可以在用户需要时提供数据挖掘服务。
《物联网与云计算》一书，尝试从物联网和云计算融合发展角度，去介绍相关的云计算技术以及云计算的服务模式。本书阐述了云计算是物联网发展的基石，物联网融合云计算发展，将深刻改变我们的未来的观点，并以多个经典案例分析，阐述了云计算将成为物联网发展所必须的IT基础设施，云计算是物联网进行海量数据处理和分析的大脑，云计算平台将成为物联网业务的管理和运营平台，造就物联网海量应用的长尾效应并形成物联网应用良性发展的健康产业生态系统的发展趋势。
目录
第1章云计算是物联网发展的基石
1.1从互联网到物联网
1.2云计算是物联网的基石
1.3物联网的国内外发展趋势
1.3.1物联网应用的整体发展情况
1.3.2全球的物联网应用处于起步阶段
1.3.3发达国家处于领先地位
1.3.4我国物联网应用初创待发
1.3.5物联网应用的发展趋势
1.4物联网的发展深刻影响未来
第2章云计算的起源
2.1 Animoto的创业故事
2.2云计算是当今的热门名词
2.3云计算在中国
2.4云计算的前世今生
2.4.1高高在上的大型计算机时代
2.4.2合久必分：PC时代的到来
2.4.3分久必合：互联网让PC合在了一起
2.4.4合中有分，分中有合：云计算时代来临
第3章云计算的概念和特点
3.1云计算概念
3.2云计算的分类
3.2.1公有云和私有云
3.2.2 XaaS
3.3云计算的特点和优势
3.3.1快速满足业务需求
3.3.2低成本、绿色节能
3.3.3提高资源管理效率
3.4云计算与网格计算
3.5云计算中心和超算中心
3.6 Google云计算成功的秘诀之一
3.6.1 Google的蜕变
3.6.2一个简单的想法
3.6.3顺利启程
3.6.4 MapReduce
3.6.5初见成效
3.6.6幸运女神的降临
第4章云计算的服务形式和商业模式
4.1云平台和云服务
4.1.1云平台
4.1.2 Google App Engine
4.1.3云服务
4.2云计算的典型商业模式
4.2.1 Google在互联网领域的神话依赖于PaaS
4.2.2 Amazon的商业模式创新全面启动了IaaS服务
4.2.3 SalesForce.com的成功源于SaaS
4.3典型的云计算应用
4.4云计算的商业模式的成功秘密
4.4.1海量用户支持、良好用户体验促成互联网后向收费模式的成功
4.4.2“人人是服务的使用者”，“人人是服务的提供者”
4.4.3对大规模用户的海量数据计算成为可能
4.4.4 IT服务设施从硬件依赖转向软件依赖
4.5云计算的优势
4.6云计算的社会价值及其影响
4.6.1云计算对电子信息产业的影响
4.6.2云计算的价值
第5章云计算关键技术和开源社区
5.1云计算技术框架概述
5.2虚拟化技术
5.2.1什么是虚拟化
5.2.2虚拟化技术的分类
5.2.3云计算机时代下的虚拟化技术
5.2.4虚拟化打开了云计算的大门
5.3海量分布式存储技术
5.4并行编程模式
5.5数据管理技术
5.6分布式资源管理技术
5.7云计算平台管理技术
5.8云计算是一种多粒度和变粒度的计算
5.9绿色节能技术
5.10云计算和开源社区
5.10.1虚拟化平台软件Xen与KVM
5.10.2云基础设施管理平台Eucalyptus与OpenNebula
5.10.3分布式计算框架Hadoop
5.10.4云平台访问接口适配层libcloud与Dasein Cloud API
5.10.5开源精神
第6章云计算的产业现状和发展
6.1云计算的产业现状
6.2云计算产业市场分析
6.2.1美国市场走向成熟
6.2.2国内市场政府推动，喜中有忧
6.2.3现状原因：供给匮乏，需求乏力
6.3云计算的未来发展
第7章云计算数据中心及其度量维度
7.1云计算发展迅猛，市场初具规模
7.2云计算对数据中心建设带来挑战和机遇
7.3国外先进云计算数据中心
7.3.1 Google云计算数据中心的最佳实践
7.3.2 Facebook的绿色数据中心
7.4云计算数据中心的构建
7.4.1电子邮箱服务中心的构建
7.4.2搜索服务中心的构建
7.4.3视频服务中心的构建
7.4.4云存储服务平台的构建
7.5粗略评价数据中心健康性的5个指标
第8章云计算和物联网的关系
8.1云计算是物联网最具成本优势的IT基础设施
8.2云计算是物联网最具计算力和存储力的平台
8.3云计算是物联网数据挖掘的大脑
8.4云计算是构筑物联网长尾效应的开放平台
8.5云计算和物联网融合发展
8.5.1物联网和云计算融合发展第一阶段
8.5.2物联网和云计算融合发展的第二阶段
8.5.3物联网和云计算融合发展的第三阶段
第9章云计算和物联网融合应用案例
9.1云计算与无线城市
9.2云计算与交通物流
9.2.1智能交通
9.2.2智慧物流
9.3云计算与健康医疗
9.3.1医疗保健应用
9.3.2家庭社区远程医疗监护系统
9.3.3医院临床无线医疗监护系统
第10章物联网和云计算相融合的未来服务形式
10.1物联网业务模式分析
10.1.1物联网的商业机会
10.1.2物联网的商业应用类型及其应用系统组网方式
10.1.3物联网业务的商业运营模式和商业合作模式
10.1.4物联网的商业模型
10.1.5国内外运营商分析
10.2当前物联网应用模式所存在的问题及解决方案
10.2.1当前物联网应用模式所存在的问题
10.2.2以云计算技术融合物联网技术的物联网应用解决方案的分析
云计算实际上是对现有计算资源的一次再分配，其核心是将计算能力或计算服务，作为一种商品，出售给需要它的企业，从而为企业降低硬件采购成本，动态调节计算资源以应对起伏的数据服务需求，继而降低企业信息环节运营成本。云计算是未来信息服务的发展趋势之一，并且已经在世界范围内产生了广泛应用，有着很大的发展前景。
在2011全国“两会”期间，浪潮集团董事长兼CEO孙丕恕接受媒体采访时表示，现在可以把信息产业规划为四个时代：第一个是大型机时代；第二是个人电脑时代，这个时代硬件制造业达到了其发展的顶峰；第三个是互联网时代，信息技术也于此时变得家喻户晓；现在，则是以云计算为核心的第四代。因此，除了技术上的跨越外，由互联网转向云计算或者说物联网时代转变，将会彻底改变IT业的生存环境，催生更多创新的商业形式。
孙丕恕从总体上分析认为，在云计算领域，中国和国外的差距还没有那么大，大家基本处于同步，只是有条件好一点或者条件差一点的标准，但是没有实质上的差别。
与孙丕恕的观点相似，全国政协委员、中央财经大学证券期货研究所所长贺强更加看好云计算的实用性。贺强在接受媒体采访时表示：“今后一切复杂的计算、收集数据、计算过程都靠云计算中心完成了，你需要什么数据找它给你提供服务就可以，这可以节约大量资源，降低整个社会的信息流通成本。”并且，他将在此次全国“两会”上提议把云计算产业作为国家战略性新兴产业。
当然，面对诱惑如此之大的新兴技术领域，我国目前依然面临不少困难。首当其冲的是网络带宽。虽然经过了多年基础建设，我国宽带网络覆盖面已经有了很大改善，网速也有了明显提升，但相对于发达国家，我国网络整体带宽以及使用费用方面依然远未达到云计算的需求水平，很难承担超大规模的云计算数据传输任务。两会期间，就有多名人大代表提出国内通信费用过高，通信速度较慢的问题。但从我国现状来看，这个矛盾在短时间内应该难以解决。
具有企业家、科学家双重身份的邓中翰院士在接受媒体采访时表示自己比较看好云计算。他认为，过去十年全球计算架构发生了重大变化，正在从分散走向云计算，这种变化也同时为新的芯片和半导体产业带来巨大的发展机遇。因为，每一次国际大的变革都会诞生出一些新企业，这些新企业的技术和产品大都起到了填补新需求的需要。同时，邓中翰还透露，国家工程院正在制订到2030年在半导体高端芯片领域里面的规划和路线图，希望国家能够抓住“大的、全球性的、分散式的计算逐渐走向云计算”这样一个技术变革过程的机会。
在2011年全国两会期间，邓中翰拿出两个提案：提议制订中华人民共和国自主创新法，以及提议国家加大对半导体、集成电路等薄弱环节的支持力度。显然，邓中翰更加注重对于物联网的研究。
邓中翰对物联网产业做了一个估计，他认为，中国物联网相关产业今年可以达到千亿级别。物联网会把信息化渗透到日常工作和生活的每一个角落，具有广泛的应用前景，物联网距离人们的生活比之其他高新技术显然更加接近。从行业应用角度来说，涉及到自动控制、信息化、网络应用等，类似于部级大型的电网、交通枢纽方面的控制、以及高铁领域，都可以归结到物联网的应用，可以说，物联网无处不在。
当然，和其他专家一样，邓院士对物联网行业本身的规范化发展，也有一些担忧。物联网所包含的核心技术在国内外已经发展了许多年，相对比较成熟，但同时也造成了物联网行业门槛低，市场混乱等境况。相对于资本市场的追逐及政府的重视，物联网产业化，应用化步伐还相对滞后，未来还有很多政策、法规、产业孵化环境需要进一步完善。
物联网行业的领军人物之一，全国政协委员、中国工程院院士邬贺铨对于国内物联网产业的发展表达了类似的担忧。邬贺铨说，目前国内的物联网“虚火”很大，一度出现国内比国外热、媒体比市场热、政府比企业热、股市比投资热、教育比科研热、包装比创新热等现象。相关资料显示，仅2009年，全国就有28个省市将物联网作为产业发展重点，80％以上城市将物联网列为主导产业，福州、深圳、昆山、杭州、成都、西安等城市也都加快了物联网发展的布局。邬贺铨指出，他在调研中发现，越来越多的地方政府争相发展物联网，但一些地方政府还没有真正弄清物联网产业的战略意义。
邬贺铨认为，物联网刚刚起步，从技术上和体制上都还没做好准备，各界对物联网蛋糕的制造过程要耐心一点。邬贺铨进一步指出：诸多核心技术还没有完全掌握在中国手中。中国自主知识产权的物联网技术还不够多，传感器甚至80％依赖进口，无锡应用物联网技术监视太湖蓝藻，其中进口的传感器价格更高达40万元，如此之高的成本严重限制了物联网的推广和应用。
关键词：健身服务平台;云计算与物联网;设计构建
中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）32-0062-02
本文构想设计如下：建立由多个健身检测器构成完整的健身数据监管系统，其中健身数据监管中心又包括云服务器、无线网络、健身数据库依旧健身指导服务器组成;健身检测器由微处理器、读卡器、健身知指导器、能量消耗检测器、运动状态监测器、运动器材调控器和微处理器等。
设计本着实时了解使用者的运动状态、运动能量消耗的目的;同坐做到精细合理的数据树立，通过云计算平台实现海量信息收集，从而将具有针对性、科学性的个性化建议反馈给运动体验者，为其提供真正私人定制的健身指导意见。
1 健身云服务平台建设目标
①利用物联网、云计算技术和Wifi、GPRS、3G无线移动通信网络技术形成物联网健身器械标准体系，通过对物联网健身器材用户身体状况的监测进行远程健身指导，以此保障用户健身活动的科学性[1]。
②通过物联网技术，实现健身指导者与参与者的直接联系，数字化整合有关健身锻炼指导的服务信息，通过网络实时发送至物联网健身器材的使用者，进行远程操作。同时在健身服务进行中，合理选用一些日常健身监测仪器，实现对健身者能量消耗、运动状态乃至生活规律的实时监测，真正做到科学健身个性化、私人化，有针对性地为其提供技术指导。
其次，健身组织包含了社会健身指导员、健身私教、健身参与者和健身服务企业等不同的角色，故在云健身服务平台推广活动开展中，要特别重视健身人群的活动开展，重视服务平台与用户、组织及家庭之间的沟通，重视评价管理和协调监督，以形成城市化的“网络全民健身俱乐部”为目的。
③云健身服务平台是基于云计算技术，用以服务大众的公共基础服务平台，所以要兼容不同人群、不同种类，并结合各种不同项目形式的健身终端来达到对不同规模、不同组织健身指导体系，以及多专业健康信息服务需求的满足。同时采用开放的共享模式，打破传统健身网络系统封闭式、独立式的信息孤岛模式，使用云计算技术部署分布式数据中心。最大化降低运行的成本、努力提高海量数据的应对能力、系统应用范围扩大化[2]。
2 基于云计算与物联网的健身服务平台设计技术
为使健身服务业务系统资源的利用效率达到最大化，应当采用动态方式，实现各种地应用系统灵活部署，建立真正基于云计算与物联网的云服务平台，以此满足业务需求以及健身服务工作的高强负荷，建造一个随时可进行扩展升级的主要资源池，同时通过云负载均衡技术科学化处理健身服务系统的种种问题。
2.1 建设目标
基于物联网健身器材的健身服务系统，其核心依然是健身服务。而提供网络健身服务的基础则是数据处理中心的网络服务器，即网络服务离不开服务器的技术支撑。
其中健身服务系统利用对健身的用户数据采集、分析计算使用者的个体差异，从而提供量体裁身的私人个性化健身服务[3]。由于物联网健身服务具有广域性，其配套服务器需要的数据实时存储要求能够完成数量巨大、类型繁多、来源不同的计算，并且健身服务时时变化的网络资源关系与其应用程序的存储、计算等等是息息相关的。传统WEB服务器集群的解决模式在信息现代化飞速发展的现今，想要实现信息全天候正常运行的维持支撑，已非易事。初期使用普通形式的WEB服务器及数据库系统没有问题，然而伴随着服务人群的快速增长的后期，要解决这一危机，只能使用云服务器模式。
由此可知，为更好地维护物联网健身服务，构建基于物联网健身器材的云服务平台是至关重要的，在其应用实施的过程，数据量逐渐增长，服务数据从微从无到有，配套服务器也需要完成从本地到云端的创新升级。
2.2 健身云服务平台构架具体实施方式
①使用OpenStack的云平台和KVM虚拟化技术等技术来建设健身服务系统的主要框架，使健身服务和大健身数据等业务处理效能提高。
②勘测好系统中的科学健身坚持机制和高效传播机制，可以通过复杂系统和复杂网络等方法来实现。
③通过REST等转换技术，创立IOS及安卓客户端，保证APP与系统服务器端数据实时传输，实现移动健身服务;同时通过调用REST接口来对对数据进行解析;将数据存为 JSON格式实现传输与交互业务数据。
④通过云负载均衡技术和MongoDB数据库技术建立底层数据库。
⑤采用Spring技术的控制系统中海量健身数据业务逻辑。
3 基于云计算与物联网的健身器材应用场景与方案
在众多健身选择中，俱乐部健身易受时间、空间的束缚，无法全身心投入;个人健身则缺乏有效指导，且较为单调乏味，而家庭健身实现了便捷性与舒适性的有机结合，较之以上两种方式更具有健身优势。所以下文就以家庭健身为例，对健身进行器材和场景等方面的研究分析。
3.1 面向社区的家庭健身解决方案
关键词：云计算；物联网；数据挖掘
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）35-8189-03
近年来在信息技术领域，出现了两个非常热门的技术——云计算和物联网。云计算最典型应用为谷歌搜索引擎，谷歌的数据的器分别部署在全球数据中心，用户所发送请求会并行的在所有的数据服务器中进行执行，并且将结果安排名反馈给用户。而物联网技术作为实现物物资源信息传送和共享的技术，虽然目前在交通领域、电力领域、智能家居等领域广泛应用，但还处于初期发展阶段，没有实现规模应用。据美国权威咨询机构FORRESTER预测，物物互联的业务将在2020年是人与人通信的30倍。因此物联网技术应用前景广大[1]。
1 物联网和云计算两大技术融合
物联网要想发展壮大，是离不开云计算平台的支持的，与此同时云计算平台也需要物联网为其提供大量用户，因此，物联网与云计算的结合应用是其未来发展的必然趋势。所以，要想使物联网与云计算的发展能够得到保障，必须对基于云计算的物联网进行相关的研究，这也是其能够发展的必要条件。
首先规模化是其结合基础。云计算中心对接入网络的终端要求具有普适性，这就解决了物联网的M2M应用的广泛性带来的问题。需要注意的是，物联网只有在具备相当的规模之后，其优势方能凸显。通过物联网能够实现对生产生活有用的业务和应用。其次提升物联网与云计算技术结合的实用价值，具体如何实现云计算的服务与物联网支撑。为了实现两者的融合，使该产业得以发展，需要现实技术的支撑以及对产业链进行价值平衡的建设。最后推动资源共享。物联网与云计算结合，传统计算机厂商能快速进入终端用户服务领域，物联网的主要作用就是促进数据计算资源与终端用户的结合。物联网与云计算的结合同样也需要可靠严谨的虚拟化平台的支撑，并且对数据中心的功能提出了更高的要求。
2 云计算在物联网中应用关键技术研究
云计算在物联网中结合方式研究，根据云计算技术中云中心、终端、应用的组合架构方式构成信息应用分层处理，海量终端，在下图中的云中心有两部分构成，一是共有云，一是私有云。这种云中心的特点主要是用户范围广，数据的种类增加，其安全性能也更高了。大大提升了平台应用的领域和数据种类，特别是提升基于云计算的物联网平台的安全性能。
本文所构建的基于云计算的物联网平台主要涉及如下关键技术：于云计算的数据挖掘算法研究、基于云计算的物联网关键技术、物联网接入网关轻量级关键技术研究。其中基于云计算的数据挖掘算法研究包括数据挖掘算法的并行算法研究与实现、用户聚类和用户个性化推荐的分布式应用的构建和实现等[3]。相关国际组织的工作和进展。基于物联网的可信环境的构建、终端编码与寻址研究、基于等级划分的物联网网关接入安全策略的研究等都是基于云计算的物联网关键技术。
1） 基于云计算的数据挖掘算法研究
基于云计算的数据挖掘算法的分布式文件系统HDFS是分布式计算平台Hadoop的基础和核心组成之一，首先需要深入研究分布式计算平台Hadoop中的分布式文件系统HDFS，具体包括：HDFS的write-one-read-many访问模型及其对于并行计算、HDFS的Master/Slave架构以及Namenode和Datanode的划分机制；HDFS文件系统的层次结构及其Namespace；
同时对Hadoop中的并行计算算法MapReduce进行研究，具体包括：MapReduce的应用程序处理流程及其核心组成，包括应用程序启动器、JobTracker、TaskTracker等；MapReduce的应用程序接口，包括Mapper、Reduce、InputFormat、OutFormat、Combiner类等；MapReduce的通讯过程及其RPC实现机制；MapReduce的解决死锁等问题的错误处理机制[4]；
在上述研究的基础上，搭建基于Hadoop的云计算集群平台，主要包括：硬件（网络）环境配置、HDFS中的目录结构设置、Name Node和Data Node配置[5]、SSH安装配置、Hadoop的环境变量设置、Hadoop的配置文件参数设定、Hadoop的各种服务等。
2） 数据挖掘算法的并行算法研究与实现
对类数据挖掘算法需要进行相应的MapReduce改造。并对该算法的每个MapReduce过程的定义具体的实现。在Hadoop平台下进行编码。对实现的数据挖掘并行算法进行测试。在上述云计算平台中，研究并实现以下算法的MapReduce化：
基于的基本算法包括Word Count、TF-IDF、排序、距离计算（Euclidean，Manhattan）。聚类算法采用K-means，Canopy，Graph Mining（the Shortest Path）。分类与预测方法包括KNN，Naive Bayesian，SVM，BP Neural Network、Locally-Weighted Linear Regression（LWLR）、Logistic Regression。所采用的关联规则为Apriori；然后协同过滤：User-Based Collaborative Filtering（CF），Item-Based CF。网页解析：VIPS，DOM-Tree。解析效果评测数据为天网200G或SogouT 1TB的网页数据，随机取出若干网页进行人工测评，正文提取的准确率在90%以上。爬虫：通过一个URL种子列表，可以爬取其链接的其它网页，爬取的停止条件（最多层数，URL模式等）可以配置。
根据数据挖掘算法的处理流程，进行MapReduce过程的处理：
MapReduce过程对每个过程进行实现，如Mapper和Reducer类、定义输入输出格式化InputFormat和OutFormat类、定义组合类Combiner等；通过调整MapReduce的过程函数定义和参数来提高其并行度。
最终实现具有高度并行的分布式数据挖掘算法，算法处理数据的能力和集群中的机器数量成近似线性的关系。
3）用户聚类和用户个性化推荐的分布式应用构建
想要构建用户聚类以及用户个性化推荐的分布式应用，首先是对其应用业务进行分析，通过对其内部以及外部的资源进行评估和组织以对其业务问题进行界定。针对应用种类的不同，对不同数据进行理解，根据应用需要对相关数据采用爬虫、网页解析、分词等技术对数据进行获取以及确认。处理已经获取的数据方法一般包括数据格式化、数据重构、数据整合、数据的量化处理等等。对独立性变量进行选择时，要对分类模型进行建立，以不同的数据挖掘算法达到对用户进行分群的目的。
根据聚类的结果，对业务进行合理的解释，针对具体的用户群的特质制定个性化方案。
基于以上研究内容，在上述云计算平台上，研究基于并行运算挖掘算法的用户聚类和用户个性化推荐应用的构建。该研究将首先综合爬虫、网页解析、分词、分类技术，对网页进行分类，然后通过聚类、关联规则、协同过滤等算法，进行用户聚类，在对用户聚类的结果进行合理的业务解释后，将针对各个聚类的用户群的特点，进行用户个性化推荐方案的制定和实现[6]。
3 如何构建基于云计算的物联网运营平台
物联网的运营平台就是无线传感网络与互联网之间一种本地化中央信息处理中心。对物联网的运营平台进行构建，就是为了对产业链的上下游系统进行集成，从而使客户能够享受到电信级物联网运营服务。其主要功能有：受理业务、开通、计费，配置和控制网络节点，采集存储、计算、展示相关信息。物联网运营平台具有的云计算的特征，基于云计算的物联网运营平台其体系架构主要由以下几部分构成：云基础设施、云平台、云应用、云管理。
云基础设施就是为实现资源的共享。它通过物理资源虚拟化技术，使得平台上的行业应用在不同客户间实现资源的共享。这样操作的优势在于：一是提高了存储空间的利用率，改变了以往要为每个用户分配一个固定的存储空间的做法，使用户能够共用一个跨物理存储设备的虚拟存储池；二是资源需求的弹性大大增加了，减少了运营成本，并使服务质量有所提升，例如当分析处理不同行业数据，并进行资源共享时客户可以动态地从虚拟存储池中分配存储资源，使资源的利用率得到了大大的提高；三是改善了平台的整体性能和可用性，通过对服务器集群技术的使用，使这个平台更像同一台服务器。
云平台是物联网运营平台的核心，它实现了对网络节点的配置和控制、信息的采集和计算功能，在实现上可以采用分布式存储、分布式计算技术，实现对海量数据的分析处理，以满足大数据量及实时性要求非常高的数据处理要求。
云应用实现了行业应用的业务流程，是物联网运营云平台的一部分，也可以作为集成第三方行业应用。它通过应用虚拟化技术使多个不同租户能够实现共享存储、计算能力等资源，在降低运营成本的同时使得资源的利用率大大提高，并且保证了户数据的安全性。
目前，物联网与云计算技术相结合的发展模式是研究工作者的主要愿景之一，对于物联网的建设者来讲，在对行业应用进行发展时一定要注意免 “孤岛”的形成，要做到未来的智能物联网络的互联互通。在具体的操作中，要注重体系可行性，避免系统过于庞大和理想化。要对信息基础设施不断的进行创新设计以及优化，使物联网基础更加健壮与安全。
参考文献：
[1] 梅海涛.基于云计算的物联网运营平台浅析[J].电信技术，2011（5）.
[2] 吴劲松，陈孚.电信运营商云计算发展探讨[J].广东通信技术，2011（4）.
[3] 徐雷，张云勇，房秉毅，程莹.电信运营商的云计算发展研究[J].电信科学， 2010（S1）.
[4] 李晓明，张彬，贾巧丽.物联网发展趋势分析[J].中国新通信，2011（19）.
2004年春天，《微电脑世界》(PCWorldChina)曾经邀请了日本Ubiquitous网络计算技术研究所所长、东京大学教授坂村健先生在当时的年度技术趋势大会上作主题演讲，在他的演讲中，就对未来的物联网进行了详细描绘，而当时日本相关物联网的很多研究已经进入了实地试验阶段，在超市、食品加工管理、药品管理等领域进行着小范围的实地应用研究。
其实国内基于物联网基础理论的小的闭环应用系统也已经在探索或者应用阶段，高速公路不停车收费系统、铁路车辆调度系统、动物追踪管理、危险品追踪管理、学生进出校门管理，都是基于物联网理论的应用探索。
但所有的这些应用仍停留在闭环应用阶段，使用着各自独立的标准和系统，离“网”还有相当的距离。
物联网是一个国家工程甚至是世界工程，需要标准化的数据库、标准化的软硬件和数据接口、互联互通的网络平台、还有统一的物体身份标识和编码系统，才能让遍布世界每个角落的物体接入网络，被世界识别、掌握和控制。
这不是一个单纯的技术问题，涉及世界范围内的政策、法律、标准、文化等方方面面，所以广义的物联网似乎非常遥远。
前不久听了一位专家级领导的有关“云计算”的报告，他认为云计算就是前些年热炒的网格计算的一个概念延伸和变换，只是网格计算的发起和炒作者是研究机构，而如今是GooSe、IBM等技术厂商在推广云计算，包装手法和宣传方式高于研究机构。从网格计算到云计算就是一个“穿马夹”的游戏。
网格计算和云计算都强调计算资源和能力的连接、整合、集中、共享以及按需分配，网格计算更面向行业、大企业和专业应用，而云计算则同时会惠及“大众百姓”。
有人预言，云计算时代计算将从PC时代重回大型机时代。这基本可以看成是对PC的一种误解。
关键词：云计算 物联网 西南少数民族地区 畜牧业信息化
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0012-01
物联网与云计算是信息技术的发展热点，是“十二五规划”的重要科学技术，将对各行业未来发展产生巨大变革。西南少数民族地区应当抓住机遇，大力提升科技生产力，提高其社会经济发展水平。畜牧业作为西南少数民族地区的传统主导产业，有其独特资源优势，应用物联网与云计算等新一代信息技术，将促进其向现代畜牧业快速转变。
云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing）、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机和网络技术发展融合的产物，它通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，使得数据中心的运行将与互联网更相似。能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。物联网就是物物相连的互联网。物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。随着物联网业务量的增加，对数据存储和计算量的需求将带来对“云计算”能力的要求。工信部“十二五”规划把云计算平台和物联网的发展都作为了新一代信息技术发展的重点领域。云计算与物联网技术的发展将引起各行业的巨大变革。
就畜牧业的信息化建设来讲，会带来更及时更准确的海量信息，要求实现智能化的远程监控与跟踪，这是目前的系统平台所无法处理的。目前西南少数民族地区畜牧业的信息化水平还处于初级阶段，通过与通信运营商合作，大力建设3G、GPRS、光缆、固话、互联网等通信设施。通过“金农工程”推进电子政务，初步建成门户网站群和信息采集系统，提供市场信息、技术培训等信息服务。在未来云计算与物联网等新一代信息技术飞速发展的环境下，单纯的信息服务是无法满足少数民族地区畜牧业信息化发展需求的，这既是严峻的挑战，也是重大的发展机遇。利用云计算与物联网技术，可以进一步完善畜牧管理部门职能，实现OA办公、视频会议、生产统计、疫情监控、畜产品安全、监测预警、动物溯源、草原防火、专家资源、“3S”监控调度等。可以达到集约化自动生产，实现圈舍监控、饲料配方、牲畜投料、牧草收储、耳标脚环溯源等精准化、科学化和智能化。
目前关于云计算与物联网技术在畜牧业信息化建设中的应用研究已经有了一些理论成果和应用工具。中国畜牧业经济专业委员会主办了“首届现代奶业信息化管理及云计算研讨会”，并了我国首个奶牛牧场云计算管理系统―― “新牛人X6”，通过牧场管理系统，RFID智能识别系统，在畜牧业养殖、畜产品加工及流通和食品追溯领域提供智能化产品与解决方案。励源公司研发了多款牛用RFID电子耳标、监测计步器、自动电子秤、智能手持设备等。还有“肉牛育种数字化云服务平台”，利用智能设备在各育种场采集数据并上传到全国育种数据平台，育种平台可以对数据进行综合运算，并允许畜牧所的专家进行数据分析，最终将育种选种结果反馈给各育种场以指导生产。“禽育种云服务平台”，客户端利用智能手持机及RFID笼位标记卡，各种重量传感器、温湿度传感器将鸡舍的信息、种鸡产蛋信息自动实时上传到服务平台中来，平台即可对数据进行分析处理，提供选种育种信息。新的成果和新的技术应用到西南少数民族地区畜牧业的信息化建设中，必将带来巨大经济效益。针对西南少数民族地区畜牧业的特点，合理应用云计算与物联网等新一代信息技术，研发适宜的管理平台和管理模式，显得非常重要。
西南少数民族地区的信息化建设进程缓慢、落后，存在人才缺乏、资金投入少、设备技术手段落后，缺乏政策支持等问题，尽管近年来取得了飞速发展，但薄弱的基础设施仍然与其迫切的发展需求存在巨大反差：此外，交通不便、气候环境多变、农林畜牧为主业、地域分布宽广、多民族聚居、社会政治环境复杂，基于以上因素，其畜牧管理迫切需要信息化的高水平、高速发展。但恰恰在信息化建设方面却非常落后，与其他地区差距特别明显。因此急需高度重视，发现关键问题，针对性的解决相关瓶颈限制，加快其信息化进程。未来云计算与物联网技术将是新一代信息技术的发展和应用重点，西南少数民族地区不应落后在新时代的起跑线上，必须抓住机遇，大力发展现代信息化畜牧业。
参考文献
[1] Lei Chen；Mitchell Tseng；Xiang Lian， Development of foundation models for Internet of Things[J].Frontiers of Computer Science in China，2010（3）.
[2] 朱会霞，王福林，索瑞霞.物联网在中国现代农业中的应用[J].中国农学通报，2011（2）：310-314.
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