普适计算、物联网、云计算与未来社会信息化需求分析

普适计算、物联网、云计算与未来社会信息化需求分析

摘要：21世纪是一个以网络计算机为核心的信息时代。数字化、网络化与信息化、经济全球化是21世纪的时代特征。随着信息技术的飞速发展，经济全球化不断加快。计算机技术跳出了机器本身，而以更平易近人的姿态，嵌入了普通人的生活，在更普遍的事物中发挥了重要作用。在当今计算机领域，围绕着与应用类似的发展方向，有三大主题正崭露头角，这三个主题密切相关、迅速发展，并且在很多业内人士看来即将为人们的社会生活带来前所未有的变革，这就是云计算、普适计算与物联网。

关键字：计算机技术、普适计算、物联网、云计算

一、定义

物联网，是基于互联网和射频技术的EPC系统，在计算机互联网的基础上，利用RFID(Radion Frequency Identification,射频识别)、天线数据通迅等技术，构造了一个实现全球物品信息实时共享的“Internet of things”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，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；其二，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。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络的融合

中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界

信息产业发展的第三次浪潮。

普适计算又称普存计算、普及计算（英

文中叫做pervasive computing或者

Ubiquitous computing）这一概念强调和环

境融为一体的计算，而计算机本身则从人们的视线里消失。在普适计算的模式下，人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。

云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。因此，云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力，拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。根据美国国家标准与技术研究院（NIST）定义是一种按使用量付费的模式，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池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。

二、特点、发展趋势与研究意义

普适计算的目标是：让计算机退居二线。计算能力将融入生活的

每一部分。普适计算也可以说是一种状态，在这种状态下，iPad等移动设备、谷歌文档或远程游戏技术Onlive等云计算应用程序、4G 或广域Wi-Fi等高速无线网络将整合在一起，清除“计算机”作为获取数字服务的中央媒介的地位。随着每辆汽车、每台照相机、电脑、每块手表以及每个电视屏幕都拥有几乎无限的计算能力，计算机将彻底退居到“幕后”以至于用户感觉不到它们的存在。我的认为普适计算处于高速发展时期，现代科技日新月异，有些技术已经超出想象，不用很久，我相信普适计算会迅速入侵我们生活，彻底改变我们的生活方式。生活中将无处不在处理设备，一个人将享受多台服务，人机交互更加自然、便捷，我们将真正的生活在科技的时代。

物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。国际电信联盟于2005年的一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。亿博物流咨询生动的介绍物联网在物流领域内的应用，例如一家物流公司应用了物联网系统的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还有剩余，告诉你轻重货怎样搭配；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，

然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。物联网的发展会使我们的社会形成一个整体，发生翻天覆地的变化，但是现在物联网的发展还面临着许多问题，其中包括隐私权和辐射的问题，而且以现有的技术将每个物品都植入芯片是不现实的，我认为物联网的发展需要一段时间来不断发展完善。

云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。云计算具有以下特点：（1）它提供了安全的存储空间用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。很多人觉得数据只有保存在自己看得见、摸得着的电脑里才最安全，其实不然。你的电脑可能会因为自己不小心而被损坏，而有机会接触你的电脑的不法之徒则可能利用各种机会窃取你的数据。反之，当你将文件云存储，你就再也不用担心数据的丢失或损坏。因为在“云”的另一端，有全世界最专业的团队来帮你管理信息，有全世界最先进的数据中心来帮你保存数据。同时，严格的权限管理策略可以帮助你放心地与你指定的人共享数据。这样，你不用花钱就可以享受到最好、最安全的服务，甚至比在银行里存钱还方便（2）客户端需求低，使用起来也最方便。云计算核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一

个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力（3）云计算为我们使用网络提供了几乎无限多的可能为存储和管理数据提供了几乎无限多的空间，也为我们完成各类应用提供了几乎无限强大的计算能力。个人电脑或其他电子设备不可能提供无限量的存储空间和计算能力，但在“云”的另一端，由数千台、数万台甚至更多服务器组成的庞大的集群却可以轻易地做到这一点。个人和单个设备的能力是有限的，但云计算的潜力却几乎是无限的。互联网的精神实质是自由、平等和分享。作为一种最能体现互联网精神的计算模型，云计算必将在不远的将来展示出强大的生命力，并将从多个方面改变我们的工作和生活。

三、总结

普适计算、物联网、云计算这三者作为未来计算机技术发展的重要方面，看似毫不相关，但是相辅相承。从我的观点，我认为云计算、普适计算与物联网三个概念分别对应于传统计算机网络应用的三个组成部分：服务器、终端与传输网络。这三者结合为一个系统，让传统的计算机科学与计算机网络应用走出禁锢在漆黑机箱里的计算机实体，而嵌入到更加广泛与平凡的物体中去。这一系统将计算机渗透、嵌入到生活的方方面面的同时，将高速运算的服务器隐藏在广阔的后台，以使无处不在的计算达到高效、实时。

具体来看，在这一系统中云计算对应于传统服务器。它的核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。举一个最为通俗的例子，云计算就像是把拥有

超强运算能力的计算机集群嵌入到了大街小巷的墙壁里，并通过无线网络接受大街上传来的计算请求，并发射出运算结果。

普适计算的对象对应于传统终端。在这里，不同于以往单纯的信息接收者这一角色，终端自己获得了运算能力。普适计算被人俗称为“无处不在的计算”，它将计算嵌入到环境或者日常工具中去，从而使人更自然的和计算机交互。目前人们常见的智能XX电子产品，和极其普遍的嵌入式系统，都是普适计算的应用。紧接上一段落的例子，普适计算就像将计算机嵌入到大街小巷中飞驰的汽车中，实时在车内进行计算分析，从而反馈给乘客更安全、舒适与人性化的乘车体验。事实上，如今拥有这样能力的汽车已经多如牛毛，嵌入式的智能应用已经开始成为家庭轿车的主流配置。

最后，物联网对应于传统的传输网络，它将传统的计算机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。在前面所介绍的系统中，它就是连接云计算服务器端与普适计算终端的信息传输网络。通过这一网络，物与物之间形成了普遍而高效的信息化整体：低级别计算嵌入到日常工具终端，而高级别计算通过物联网与云端连接，物与物之间占主导地位的物理联系让步于更加复杂与有序的信息联系。再回到贯穿全文的例子，这就好比将大街小巷飞驰的汽车与周围墙壁里的运算服务器相连。服务器实时采集街道中车流数据，通过复杂的算法规划出最高效的车辆调度方案，从而控制街道中的红绿灯指示，甚至直接发送指示到飞驰的车内，从容地指挥交通。另一方面，车辆接到墙中服务器发来的行车指示，可以自发进行低端计算，

以更适合本车情况的方式调整车速、行车线路等。就这样，一个高度智能化的道路交通调度系统就顺应于云计算、普适计算与物联网的发展诞生了。

当然要达到前面自己想象的应用场景，目前这三方面应用的发展程度还远远不够。然而可以看到当代计算机应用已经再也不满足于囚禁在无生气的计算机实体中，而在疯狂地向着人们的日常生产生活蔓延。

未来社会将是一个信息化、科技化的社会，随处可见的智能设备，强大有无处不在的云让我们的生活更加方便。未来社会的信息一定是庞大的，无所不在的；未来社会信息的处理一定是迅速的，无时无刻的。我想科技的进步，技术的发展，终究是服务人类，以让人们的生活更舒适便捷，信息更加的安全为目的，归根到底一切的一切都是为了人类的生存发展。

参考文献：

[1] 李文清，郭宗良．物联网的成长与发展综述，网络与信息：2010.2,27

[2] 封松林，叶甜春．物联网/传感网发展初探，后IP时代与物联网：2010.01，10-13

[3] 孟祥茹，张金刚．EPC及物联网在我国推广应用的对策分析，现代物流：2009.1，41-42

[4] 朱仲英．传感网与物联网的紧张与趋势，微型电脑应用：2010.1，1-3

[5] 田晓芳．EPC物联网与信息共享技术的研究与实现，中国地质大学硕士毕业论文．2005.6

[6] 张为民.云计算：深刻改变未来[M].科学出版社.2009.

[7] 百度百科：普适计算、物联网、云计算

[8] TT中国：云计算资料大全

[9] 百度文库：计算机第三次革命浪潮：普适计算

[10] 刘云浩.从普适计算、CPS到物联网：下一代互联网的视界，香港科技大学.2009.12