基于云的宠物监护系统设计与实现文献综述

1. 文献综述（或调研报告）：

云计算服务是当前一大技术热点，各大互联网供应商正在以极快的速度丰富各自的云市场，具体表现为在各自的云市场上发布云计算服务，比如企业上云、云网络管理等。云计算改变了技术的访问，管理和交付方式[1]。我们许多现代活动已经由云计算进行技术支持，比如网络社交、新闻推送应用、云音乐等。人们普遍认为，云计算将来可以用于公用事业服务[1]。其实这个预测已经开始得到印证了，现在，许多公共事业已经已经用上了云计算服务，效果比较显著的有通信、新闻业、交通、运输等行业。

物联网(IoT)正在成为下一个互联网相关革命，它实际代表了一种现代方法，通过不断地将每个物理设备更改为准备提供智能服务的智能替代方案，逐步消除实际和数字域之间的界限[2]。物联网中的所有智能设备，传感器等作为一个对象组合起来形成通信网络，都有各自的身份[3]。这些物品不仅包括日常使用的电子设备，还包括食品、材料、零件等种形式的实际物件，甚至商业和文化[4]。这些对象能够创建请求并更改其状态，因此，可以监控，跟踪和计算所有物联网设备[5]。

现阶段云计算和物联网有各自的优势和难处。物联网设备的存储能力和计算能力有限，但云计算有着无限的存储能力和计算能力；云计算作为管理分析大数据的一种手段，非常依赖大量真实可靠的数据，恰好物联网设备是可以作为大数据的来源。

表1. 物联网与云计算优势和难处的互补[6]

云上可用的大量资源对物联网非常有帮助，而云也可以以一种更加动态和分布式的方式获得更多公众信息以改善其对现实世界对象的局限性[3]。物联网和云是两项相对具有挑战性的技术，并且正在结合以改变网络互联服务的当前和未来环境。将物联网集成到云中是克服处理、存储能力和性能、安全性、隐私性、可靠性等问题的最佳方法。云带来的改变：

• 通过更加动态和分布式的方式扩展其对现实世界的对象的限制，并为不同的现实生活场景中提供新服务。
• 简化设备的使用，降低了终端用户使用应用程序和服务的门槛。
• 简化了物联网数据收集和处理的流程，并为复杂的数据处理和部署提供了快速、低成本的安装和集成[7]。

基于云的物联网是一个平台，允许以经济高效的方式智能地使用应用程序，信息和基础设施。文献的讨论集中在基于云的物联网范例及其新的应用场景而产生的架构。架构的感知层用于识别对象并聚集从周围环境收集的数据，网络层的主要目标是将收集的数据传输到互联网/云，应用层为不同的服务提供接口。

图2. 基于云的物联网架构[1]

文献还讨论了基于云的物联网面临的挑战，以下关注几个此次课题需要解决的挑战。

• 安全和隐私

基于云的物联网设备需要将数据传输到云端，如何兼顾保证数据完整性，又能保护用户隐私，这至关重要[8]。要始终保证提供适当的授权规则和政策，确保只有授权用户才能访问敏感数据。

• 异构性

基于云的物联网方法还面临应用层应对设备，平台，操作系统和服务的广泛异构性的普适[9]。在应用层完成跨平台适配是必要的。

• 大数据

应用程序的整体性能严重依赖于此数据管理服务的属性[6]。寻找一个完美的数据管理解决方案，使得云去管理大量数据，也是一个主要问题。基于云的物联网方法涉及管理和处理来自不同地点和异构资源的大量数据，而且应用需要实时执行复杂的任务[10]，比如对来自不同操作系统的数据的预处理、分析和反馈等。

• 性能

在许多情景中，应以高反应性实现服务和数据提供，及时性可能受到不可预测事项的影响，恰恰实时应用程序对性能效率非常敏感[8]。虽然基于云的物联网范例带来了新的应用程序设计，在云端将来自现实世界的数据集成和分析到物联网对象中，但是物联网设备必须面对连接问题和延迟动态。

参考文献：

[1] R. Buyya, C. Shin, S. Venugopal, J. Broberg, and I. Brandic, “Cloud computing and emerging IT platforms: Vision , hype , and reality for delivering computing as the 5th utility,” Futur. Gener. Comput. Syst., 2009, pp. 599–616.

[2] Atlam H F , Alenezi A , Alharthi A , et al. Integration of Cloud Computing with Internet of Things: Challenges and Open Issues[C]// 2017 IEEE International Conference on Internet of Things (iThings) and IEEE Green Computing and Communications (GreenCom) and IEEE Cyber, Physical and Social Computing (CPSCom) and IEEE Smart Data (SmartData). IEEE, 2018.

[3] S. M. Babu, A. J. Lakshmi and B. T. Rao, 'A study on cloud based Internet of Things: CloudIoT,' 2015 Global Conference on Communication Technologies (GCCT), 2015, pp. 60-65.

[4] B. B. P. Rao, P. Saluia, N. Sharma, A. Mittal and S. V. Sharma, 'Cloud computing for Internet of Things amp; sensing based applications,' 2012 Sixth International Conference on Sensing Technology (ICST), Kolkata, 2012, pp. 374-380.

[5] J. Zhou et al., 'CloudThings: A common architecture for integrating the Internet of Things with Cloud Computing,' Proceedings of the 2013 IEEE 17th International Conference on Computer Supported Cooperative Work in Design (CSCWD), 2013, pp. 651-657.

[6] A. Botta, W. De Donato, V. Persico, and A. Pescapeacute;, “Integration of Cloud computing and Internet of Things: A survey,” Futur. Gener. Comput. Syst., vol. 56, 2016, pp. 684–700.

[7] Dash, Sanjit Kumar, Subasish Mohapatra, and Prasant Kumar Pattnaik. 'A survey on applications of wireless sensor network using cloud computing.' International Journal of Computer science amp; Engineering Technologies, 2010, pp. 50-55.

[8] G. Suciu A. Vulpe S. Halunga O. Fratu G. Todoran V. Suciu 'Smart Cities Built on Resilient Cloud Computing and Secure Internet of Things' 19th Int. Conf. Control Systems and Computer Science (CSCS) 2013, pp. 513-518.

[9] H. F. Atlam, A. Alenezi, R. J. Walters, and G. B. Wills, “An Overview of Risk Estimation Techniques in Risk-based Access Control for the Internet of Things,” in 2nd International Conference on Internet of Things, Big Data and Security, 2017, pp. 1–8.

[10] Diacute;az, Manuel, Cristian Martiacute;n, and Bartolomeacute; Rubio. 'State-of-the-art, challenges, and open issues in the integration of Internet of things and cloud computing.' Journal of Network and Computer Applications, 2016, pp. 99-117.

1. 文献综述（或调研报告）：

云计算服务是当前一大技术热点，各大互联网供应商正在以极快的速度丰富各自的云市场，具体表现为在各自的云市场上发布云计算服务，比如企业上云、云网络管理等。云计算改变了技术的访问，管理和交付方式[1]。我们许多现代活动已经由云计算进行技术支持，比如网络社交、新闻推送应用、云音乐等。人们普遍认为，云计算将来可以用于公用事业服务[1]。其实这个预测已经开始得到印证了，现在，许多公共事业已经已经用上了云计算服务，效果比较显著的有通信、新闻业、交通、运输等行业。

物联网(IoT)正在成为下一个互联网相关革命，它实际代表了一种现代方法，通过不断地将每个物理设备更改为准备提供智能服务的智能替代方案，逐步消除实际和数字域之间的界限[2]。物联网中的所有智能设备，传感器等作为一个对象组合起来形成通信网络，都有各自的身份[3]。这些物品不仅包括日常使用的电子设备，还包括食品、材料、零件等种形式的实际物件，甚至商业和文化[4]。这些对象能够创建请求并更改其状态，因此，可以监控，跟踪和计算所有物联网设备[5]。

现阶段云计算和物联网有各自的优势和难处。物联网设备的存储能力和计算能力有限，但云计算有着无限的存储能力和计算能力；云计算作为管理分析大数据的一种手段，非常依赖大量真实可靠的数据，恰好物联网设备是可以作为大数据的来源。

表1. 物联网与云计算优势和难处的互补[6]