基于云計算的物聯網技術研究

王偉韓 支紀元

【摘?要】綜合國力的發展迅速，我國的物聯網技術的發展也有了改革。物聯網（InternetofThings，IoT）代表了下一代互聯網，它包含數百萬個節點，這些節點將代表從不同設備到web服務器的對象。它協調了計算機和通信的新進展，制造了因特網的改進。物聯網識別和控制現有網絡中的對象，為將物理世界直接混合到基于計算機的系統中創造機會，從而提高效率、準確性和經濟效益物聯網中的數據可分為地址/唯一標識符、RFID數據流、位置數據描述數據、傳感器網絡數據、環境數據等。數據挖掘是從不同角度分析數據并將其壓縮為有用信息的過程。它結合了從大數據中發現新的、創新的、有趣的和有用的模式，并應用算法挖掘隱藏的數據。數據挖掘使用了許多不同的術語，如數據庫中的知識發現（KDD）、從原始數據中提取知識、模式分析和信息獲取。任何數據挖掘過程的目的都是建立一個模型，該模型能夠有效地預測或描述最適合它的大數據，并且還可以推廣到新數據。目前，物聯網產生的繁雜的數據，缺乏有效的管理方法。云和集群技術提供了解決這些問題的思路。因此，數據挖掘和云計算技術的集成是非?，F實可行的。

【關鍵詞】云計算;物聯網技術;研究

引言

我國國土遼闊，自然資源充裕且潛力巨大。但是不同地區所擁有資源程度千差萬別。礦產資源多分布于華北，西北及西南等經濟不發達地區，而工業和能源消費卻集中于東部沿海地區。電力工業不斷發展，歷經三次跨越式的電力體制改革，電力結構得到了進一步的優化，發電供應能力持續增強。

1泛在電力物聯網的概念

1.1泛在電力物聯網的定義

泛在物聯是指無論在何時何地，人和物之間都可以產生信息的互聯和交互。而泛在電力物聯網是指電力用戶及其設備、電網企業及其設備、發電企業及其設備、供應商及其設備、以及人和物的信息互聯和交互。基于此，泛在電力物聯網可形成巨大的能源生態體系。利用生態體系內的共享數據及相關的大數據等技術，可搭建多功能的共享平臺。循環漸進，可形成良性循環的生態發展模式，持續為整個行業和社會創造更多的發展機遇。

1.2泛在電力物聯網的特征

泛在電力物聯網具有泛在化，智能化，平臺化和共享化的特點。泛在化指未來泛在電力物聯網連接范圍廣泛，將融合電力光纖網絡，移動通信網絡等;智能化指電力業務終端和消費終端的移動通信技術將日益信息化;同時隨著智能芯片和軟件、硬件的不斷升級，各個終端設備的傳輸和處理數據的準確性和即時性將得到提升;平臺化指泛在電力物聯網將會形成一個巨大的綜合服務平臺?？梢砸幏督涌诤图夹g連接的標準化，提升工作效率;共享化，指在泛在電力物聯網的發展過程中，整個能源生態體系將產生海量的數據資源并實現能源數據共享服務。另一方面，泛在電力物聯網和智能電網都屬于第三代電力系統。同以超高電壓、大機組、互聯電網為特征的第二代電力系統相比，第三代電力系統具有接納大規?？稍偕茉措娏Φ哪芰?能源網絡的安全性，可靠性更高、能源供應系統的配置更加靈活、終端能源的利用效率得到大幅度提升;電網覆蓋范圍進一步擴大，通過搭建包含能源、信息和電力的綜合能源系統，實現城鄉的覆蓋，可以進一步提高用電需求側的響應速度。泛在電力物聯網的建設，將會有力推動能源結構的優化和能源消費的轉型，是能源革命和綠色發展的重要環節。

2基于云計算的物聯網技術安全管控

將云計算與物聯網技術結合在一起已然成為當前信息行業重點研究課題。通過加強物聯網系統信息安全管控力度，能夠為各領域信息服務廠商提供更大的發展空間，使云計算技術可被高效應用在聚合信息化安全投資中。經過實際調查研究發現，物聯網系統不同結構所遭受的外界干擾情況不同。物聯網感知層在運行過程中，經常會出現數據擁擠、物理破壞、碰撞攻擊等問題;網絡層會遭受方向誤導攻擊、黑洞攻擊以及失步供給;應用層會在外部運行設施出現故障問題的情況下，運行狀態異常，隱私數據容易被不法分子竊取。

2.1建立數據在線備份服務系統

為增強云計算系統的數據安全管理水平，可建立起數據在線備份服務系統，確保該系統能夠兼容感知層的各類異構平臺，滿足云計算存儲設備的擴展性及存儲性功能。在備份服務系統設計過程中，還需要細致分析網絡傳輸效率，切實保障數據內部安全。

2.2數據動態加密研究

數據動態加密研究的思想起源于私密動態，主要就是在不知道解密函數前提下，對數據進行加密處理及計算。在物聯網系統中，通過整數環上加法、乘法同態加密機制，可以使加法、乘法通態保障兩個變量加密后的計算結果相同。當前國外IBM研究人員已經研發出了一種完全同態加密方案，使得云計算商業模式安全度進一步提升，用戶可以在自己的客戶端進行數據執行權限，且不會暴露原有數據。注重建立起Linux環境下的云計算平臺，使云計算數據挖掘算法能夠在保障物聯網系統安全運行中發揮出重要作用。

2.3物聯網終端編碼與尋址

為使物聯網系統內部數據的安全性能夠得到全面管控，還應當利用云計算計算，做好物聯網終端的編碼與尋址工作。下圖為三種尋址方式的對比分析。IPV6是當前云計算下的物聯網必然發展趨勢，但由于我國在此方面的研究經驗較少，因此使用IPV4具有更高的經濟效益與使用價值。在物聯網選址過程中，為有效解決IPV4地質受限問題，可以利用NATTTT將物聯網的私有IP更改為公有IP的網絡映射。借助域名方式對物聯網內部海量的終端設備進行標識與辨認，防止出現因IP地址過長導致終端用戶應用難度較大問題出現。

結語

物聯網可以采用集中式或分布式架構。大多數現有的物聯網數據挖掘解決方案只能使用集中式體系結構。然而，分布式體系結構（Fog計算）由于能夠減少大量終端設備在Internet上的網絡流量而變得越來越流行。文章提出的方法使數據挖掘算法在不同的物聯網體系結構中的應用成為可能。我們使用的方法是將數據挖掘算法分解為功能塊，并將它們映射到參與者上。所提出的模型提高了數據分析的性能，減少了終端設備和云之間的網絡流量。

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（作者單位：河南工學院）