从物联网的出现到云计算的兴起，互联网都是其中不可或缺的基石。一方面，互联网是物联网和云计算相互联系的纽带，另一方面，物联网又是互联网通过传感和识别系统向物理世界的延伸，其终极目标是对我们所处的现实世界进行智能化的管理。这一巨大的使命决定了它必须要有一个巨大的平台来支撑庞大的数据运算。随着社会的发展，未来的物联网技术势必会产生海量数据，而传统的硬件系统远远达不到数据的运算需求。而云计算就是这样一个进行海量数据分析处理的最适合的运算平台，在物联网的传输层和应用层运用云计算，将会最大限度的提高运行速度。
号称物联网“引擎”的云计算，将超强的计算能力推向了世界，实现了云计算和物联网的完美融合，这是一个非常伟大的创举，也有着诱人的前景。不过，物联网云还存在着一系列的没有解决的问题。对于物联网而言，标准、安全、协议和IP地址都没有一个统一的标准，这极大地影响了物联网产品的普及率和通用性。对云计算平台而言，数据安全和个人隐私保护等工作做得仍然不到位，物联网云的发展任重而道远。
1.云计算——物联网瓶颈的最佳突破口
云计算这个概念最早起源于戴尔数据中线解决方案、谷歌-IBM分布式计算项目和亚马逊E2C产品。云计算的“云”在很多情况下是代表互联网的，“云计算”的最初概念就是将计算能力放到互联网上。对于“云计算”的说法有很多种，每个领域的科学家，甚至每个行业对于“云计算”的定义都有很大的差别。目前，最权威性的是美国技术研究院的定义：“云计算是一种按照使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享，使这些资源能够被快速提供，而只需要很少的管理工作和服务互动。”
这个定义看上去比较难理解，实际上，我们只需要把云计算技术想象成一个平台就可以了。它可以容纳各种各样的应用，其中就包括物联网应用。我们之所以把云计算与物联网联系起来，主要还是因为物联网出现了发展瓶颈，而这个瓶颈产生的原因是物联网的最初概念。
2005年，物联网被提出以后，人们对它的认识并不全面，定义也相对比较狭义。麻省理工大学的研究员们当时认为：“物联网就是利用产品电子代码、网络互联技术和射频识别技术实现在任何地点和时间对任何物品的管理与识别。”这个概念是相对片面的，以致于让人们误以为物联网不需要与其他领域的技术或者事物产生联系。随着产业多元化的发展，关于物联网应用的整个生态领域都面临着新的挑战，传统的概念与定义已经完全不适应新时代的需求，跻身在物联网产业链的很多行业也开始出现不同的问题，发展瓶颈日益显现。其中，以下四类人群受到的影响最为明显。
第一，终端设备提供商，特别是传感器和无线射频技术的设备提供商。对他们来说，这些新技术虽然为行业带来了巨大的商机，但缺乏统一的规范标准，就像以前的3G网络一样，各大厂商为了自己的利益互不相让，而政府也不便于强制插手，最后导致本应统一的3G网络还是保留了3个标准。物联网的设备标准就更复杂了，几乎每一个厂家生产的无线射频和传感器设备都互不兼容，更不要说互联了。随着多元化进程的加快，人们坚守一个品牌“用到老”的时代早已过去，这就导致了基于物联网技术生产的终端设备适用面小，无法大规模地推广，也不能很好地普及和应用。
第二，物联网应用商。这些厂商致力于无线设备的互联和操作系统的研发，而事实上，终端设备的技术标准问题极大限制了他们。物联网应用的开发商当然想连接所有厂商的终端，也想使设备对任何系统都能适用，但事实却不是这样。物联网应用商的能力有限，最终还是要依靠设备厂家来研发设备，而设备厂商只会允许本品牌设备的互联。从产品利益最大化的角度考虑，这种做法并没有错，但却对应用本身造成了非常大的限制。与此同时，不同行业之间所涉及的领域不同，技术上的差别也非常巨大，因此，物联网的应用呈现出领域化，分工太过于明显。这就很容易造成个厂商之间的垄断，也会使物联网离万物互联的理念越来越远。
第三，服务提供商。终端设备提供商和物联网应用商所面对的局限性已经影响到了服务商，他们只能针对少量且单一的应用进行经营。技术的匮乏导致服务商处处被动，不仅无法通过大范围的服务降低成本，也不能延伸到别的行业或者得到多远化应用进行增值服务。
第四，使用者。物联网所需的终端设备和应用资源巨大，成本也较高。应用物联网的用户虽然需要这些资源，但却难以支付使用初期需投入的高额费用，这对物联网业务的拓展的影响是巨大的。互联网能够发展如此之快的主要原因也是成本的降低，成本降不下来，普及就就成了空谈。还有一点就是，物联网应用有其复杂性，能够应用的资源也相对匮乏，这就导致了用户的个性化需求得不到满足，其使用物联网的业务愿景也很难实现。
这些问题在物联网概念提出后的数年内一直没有得到解决，后来，人们发现云计算可以有效解决上文提到的很多难题。利用云计算的动态数据交付能力以及运行、配置和管理工具，能够大幅度地增进物联网感知层数据的集成和共享，使更多应用的构建变得相对简单。此外，云计算可以提供超乎想象的超级计算能力，这对于物联网应用的分析和优化大有裨益，而在云计算帮助之下的物联网应用将提供给人们更加高效和优质的服务。
既然云计算对于物联网的发展这么有用，那么它们两者之间有什么区别和联系呢？2015年以后，“云计算”和“物联网”这两个名词经常出现，很多人觉得它们之间有着技术方面的联系，基本上一提到物联网就想到传感器和制造业，一提到云计算就想到电脑、二进制。其实，这些理论都是片面的，物联网和云计算之间并没有什么特别的联系，二者在以前也是独立存在的。只不过现在我们把物联网看成了云计算平台的一个基本应用，二者类似于淘宝和商家的关系，进了淘宝可能如虎添翼，但离开淘宝也能单独存活。同理，云计算和物联网的关系也是平台和应用的关系，物联网要想突破瓶颈、继续发展，就必须依赖云计算系统。为物联资源和信息的处理提供一个可靠的平台，而有了云计算系统的管理和集中数据处理能力，首先就能解决物联信息的存储问题。
可以这么说，没有云计算平台的物联网连存在的意义都没有。早在2010年，利用小范围的无线射频和传感器信息处理来整合数据的方法就已经趋于成熟，工业自动化控制系统的大规模运用就是一个例子。但这种系统无法进行广泛的整合，甚至不能称为物联网，惟有云计算技术，才能决定物联网技术的发展趋势，也只有云计算平台才能实现统一的数据管理，从而让物联覆盖领域最大化。万物互联的范围应该非常广阔，可以是汽车、火车，乃至超音速运行的飞机，也可以是手机、电视、空调等家用电器。甚至是茶杯、桌椅等家具。总之，万物互联才能称得上物联网，而单纯的小范围连接互动就显得太狭义了。
即便知道如何利用云计算平台来突破物联网的发展瓶颈，我们也不能掉以轻心，物联网只是云平台系统所支持的一个普通应用而已。也就是说，云计算平台对于物联网系统的任何应用都没有给予优先权，也不会关心应用的种类和价值，所以，物联网技术在突破瓶颈方面主要面临两个问题：一是云计算平台的发展程度，越成熟的平台越能提供完善的支持，目前来说，云计算平台离成熟期还有一段距离；二是物联网不能把云计算平台看成惟一的救命稻草，自身传感技术和无线射频技术的发展也很重要，完全依靠云计算平台而盲目地上马物联网项目会很容易陷入不可知的困境。当然，对于一些区域性的、对行业发展作用巨大的物联网项目还是要大胆尝试，这样既能在行业中提升竞争力，也能为全面整合数据提供宝贵的经验。毕竟，云计算平台对物联网的支持是巨大的。
2.物联网云——量身定做的平台
云计算平台虽然能在最大程度上促进物联网应用的普及和完善，但在很长一段时间内，物联网和云计算平台都是独立存在的，而且，物联网系统必须要迎合云计算平台的属性和信息处理方式。此外，一个云计算平台往往存在多个应用，有时候很难兼顾到关于物联网系统的应用。为了解决这个问题，物联网云的概念被提出。
所谓“物联网云”，就是完全针对物联网应用的测试、开发、运营和更新所设计的云计算平台或解决方案。物联网云不仅具有传统云计算平台的灵活扩展和动态交付功能，还可以为物联网的网络层、应用层、传输层以及感知层提供帮助。换言之，物联网云就是针对物联网应用而开发的特殊云计算平台，它可以为物联网应用提供数量巨大的存储和计算资源，还能对已有的资源进行数据处理和分析。与此同时，物联网云还为应用提供了各种集成的接口，大大节省了应用从开发结束到交付的等待时间，从而降低成本；并将设备提供商、应用开发商、服务运营商以及行业用户集合在一起，构成一个完整的生态系统，推动物联网产业的飞速发展。
物联网云具有如此强大功能的原因主要是自身体系结构的完善，它包括感知设备、服务管理、物联网应用中间件以及硬件虚拟化构架。这些应用相辅相成，构成了为管理人员和用户服务的体系架构。
第一，硬件虚拟化框架。所谓“硬件虚拟化”，就是对用户隐藏了真实存在的电脑硬件，取而代之的是一个虚拟可操作的抽象计算平台。而硬件虚拟化框架则将用户所管理的硬盘、服务器、网络设备等真实存在的硬件用相应的虚拟化技术隐藏，转换为便于用户分析和操作的抽象平台。
如同现在的虚拟键盘技术，真实的键盘隐藏后，利用软件使键盘在操作系统中重新显现出来。目前，瑞典某研究团队将谷歌眼镜和智能手环相结合，研发出了一种新式的虚拟键盘，该虚拟键盘可以利用光束在用户面前模拟出一个只有用户才能看到的键盘，并且可以像真实的键盘那样操作，这种“黑科技”的出现靠的就是硬件虚拟化框架。
第二，感知设备。感知设备不单单包括传感器，无线射频器、控制器等智能终端都涵盖在其中。此外，能够使终端实现互联互通的传感网络也是感知设备的一部分，它是物联网应用接入云计算平台的桥梁。
第三，物联网应用中间件。它不仅可以管理感知设备，还能够实现各种终端设备的接入，完成无线射频、传感器管理、硬盘存储和物联网应用等功能。物联网应用中间件可以支持不同型号、厂商、通讯方式、通讯规则和不同数据格式的终端设备，突破了不同规则所带来的开发、扩展和维修局限。
目前最常用的物联网中间件叫做JCR SYSTEM，它除了具备良好的可扩展性外，还拥有独特的智能故障处理、数据分析运算、多任务共通处理、开放式设备监督、标准化信息输出等重要技术。物联网应用中间件的功能模块如下图：
图11-2-1 物联网应用中间件的功能模块
第四，服务管理。管理的范围比较笼统，不仅对各个真实的物理硬件和虚拟化资源进行管理监控，还包括对整个的体系架构、分布式架构信息平台以及各类事件的管理与整合。
对于整个物联网系统的产业而言，物联网云为物联网应用提供了接近完善的硬件架构，让云平台上的物联网应用可以得到大规模推广。除此之外，物联网还可以作为各种应用的孵化器和交付平台，吸引更多的物联网开发商入驻。物联网云的出现可以使开发商迅速获取应用所需的测试资源和环境，从而把100%的精力投入到核心业务的研究中。这样能节省开发成本，有利于开发商们扩大经营规模。同时，更多的用户可以在物联网云的平台上获得适合自己的个性化服务和应用，有助于物联网应用的推广和发展，也能促进物联网应用的不断丰富和更新。
在未来，物联网系统将会高度智能化，甚至会拥有意识形态。这就需要复杂的信息处理、应用环境和海量的数据存储，也对物联网硬件的资源管理能力提出了非常高的要求。而融合云计算平台的物联网云，不仅可以快速创建适应应用的硬件设施环境，还可以根据应用负载的逐渐变化而灵活调节调配资源。所以，物联网云既是物理网应用大规模发展的前提，也是物联网系统向“高度智能化”发展的基础。
3.物联网云的“用户群”
物联网云具有相当高的灵活性，可以根据不同用户的需要，提供不同的使用方法和模式，主要包括以下几个方面：
第一，对于开发商。物联网应用的开发商具备一定的技术和资源，缺少的是能够对应用进行开发和测试的环境。而物联网云具有虚拟化硬件和物联网应用中间件，可以为物联网应用的开发商迅速提供各种复杂的开发和测试环境以及基础应用平台，大大缩短了应用的开发周期和测试时间。具体操作步骤如下：
（1）云计算平台的管理人员根据开发商的要求组建适合物联网应用的开发和测试环境模板，然后定义其所需的物联网应用中间件和虚拟机环境。
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