第5章支撑层技术综述.ppt

物联网工程技术第5章 支撑技术;第5章 支撑技术;5.1 物联网中间件;物联网中间件的特点;处理流 物联网中间件通常采用程序逻辑及存储转发的功能来提供顺序的信息流，具有数据流设计与管理的能力。 ;物联网中间件的发展;5.2 云技术;云计算产生的背景;云计算的发展;云计算的特点;动态可扩展性 在云计算体系中，可以将服务器实时加入到现有服务器群中，提高“云”处理能力，如果某计算节点出现故障，则通过相应策略抛弃掉该节点，并将其任务交给别的节点，而在节点故障排除后可实时加入现有集群中。 高可靠性和安全性 自动处理失败节点；最可靠、最安全的数据存储中心，有全世界最专业的团队管理信息，有全世界最先进的数据中心保存数据，严格的权限管理策略；数据有多个副本备份。 ;高性价比 云计算对用户端的硬件设备要求最低，使用起来也???方便，软件不用购买和升级只需定制就可以了，而服务器端也可以用价格低廉的PC组成云，而计算能力却可超过大型主机，而用户在软硬件维护和升级上的投入大大减少。 ;数据、软件在云端(服务器端) 云计算模式下，用户的所有数据直接存储在云端，在需要的时候直接从云端下载使用；用户使用的软件由服务商统一部署在云端运行，软件维护由服务商来完成，当个人计算出现故障或崩溃，也不会影响该用户对其软件的试用，用户只需要换个PC就可以继续自己的工作，包括文档实时编辑和协作开发等。 超强的计算和存储能力 用户可以在任何时间、任意地点，采用任何设备登录云计算系统后就可以进行计算服务；云计算云端由成千上万台甚至更多服务器组成的集群具有无限空间、无限速度。 ;云计算架构;云计算的服务层次;云计算的技术层次;典型的云计算平台;（3）分布式结构化的数据表Bigtable ;亚马逊云计算平台AWS （1）存储系统Dynamo 下图为面向服务的亚马逊平台基本架构 ;（2）弹性计算云EC2 亚马逊弹性计算云服务（Elastic Compute Cloud，EC2）是亚马逊提供的云计算环境的基本平台。 EC2向用户提供了如下一些非常有价值的特性：灵活性、低成本、安全性、易用性、容错性 （3）简单存储服务S3 S3（Amazon Simple Storage Services）是亚马逊推出的简单存储服务。S3系统是构架在Dynamo之上的。;（4）简单队列服务SQS 简单队列服务（Simple Queue Service，SQS）是亚马逊为了解决其云计算平台之间不同组件的通信而专门设计开发的。 ;（5）简单数据库服务SimpleDB 随着简单数据库服务SimpleDB（SDB）的推出，亚马逊云计算服务平台提供的服务趋于多样化和全面化。与S3不同的是，SDB主要用于存储结构化的数据，并为这些数据提供查找、删除等基本的数据库功能。 如果将传统的关系数据库看成一张张表，SDB更像我们平时常接触到的文件夹的树状结构而不是表结构。 SDB为了系统的可用性采取了最终一致性数据模型。;5.3 GIS和GPS;全球定位系统GPS; GPS的定位原理实质上就是测量学的空间测距，定位利用在平均20200km 高空均匀分布在6个轨道上的24颗卫星，发射测距信号码和载波用户，通过接收机接收这些信号，测量卫星至接收机之间距离，通过一系列方程演算便可知地面点位坐标。 GPS的组成 GPS由三部分组成：GPS空间部分、地基监控站和GPS用户接收机部分。 GPS 空间部分由24颗分布在6个等间隔轨道上的卫星组成，卫星分布可保证全球任何地区任何时刻都不少于4颗卫星供观测。 ;地面监控站由均匀分布在美国本土和三大洋的美军基地上的5个监测站、一个主控站和三个注入站构成。该系统的功能是：对空间卫星系统进行监控、控制，并向每颗卫星注入更新的导航电文。 用户接收机通过接收多颗卫星的信号来解算出自身的位置，以实现定位和导航。 ;有关GPS工作的几个问题 （1）信号与多通道 为了获得位置坐标用户必须从4颗卫星获得信号，这可以通过两种不同的方法来实现： 单通道接收机：接顺序接收4颗卫星的信号，用户大约每5秒钟就可以获得一次定位信息，这种定位系统成本最低； 多通道接收机（以5通道为例）：5通道接收机可以通过4个通道锁住4颗卫星的信号，第5个通道用于获取低频导航数据。这种方法得到了最高的信噪比，因为任一给定的卫星信号都将被连续而不是在1/4 个工作周期内被接收。 ;（2）差分工作方式与独立工作方式 差分工作方式需要两台接收机，第一台接收机（即基准差分台）的位置准确已知，第二台通过第一台接收机的位置来修正自己的位置。通过计算测量距离与真实距离的误差，基准差分台能够计算出卫星数据中由电离层误差和星历表误差所产生的影响，将此信息传送到用户接收机时，便