云计算模式基础设施即服务课件

1、1内容提要 物联网与数字图书馆 物联网对信息检索的影响 云计算与数字图书馆 图书馆需要怎样的云 云计算与云服务平台 大数据与数字图书馆 大数据与数据策管 数字图书馆的发展趋势1内容提要 物联网与数字图书馆物联网对信息检索的影响 什么是物联网 RFID（电子标签）技术 组成(标签、读写器、天线)、有(无)源、寿命(510年) 频率(超)高频) 信息位长度 传感器技术 以RFID等传感器技术为核心的物联网 物联网对信息检索的影响 被动检索与主动发现2物联网对信息检索的影响 什么是物联网2RFID是什么？RFID：RFID是Radio Frequency Identification 的缩写，即射频

2、识别，俗称电子标签, 是利用无线射频信号实现非接触方式下的双向通信，完成对目标对象的自动识别和数据的读写操作。区别于其他的短距离无线通信技术在于RFID的被动工作模式，即利用反射能量进行通信。RFID是什么？RFID：RFID是Radio FrequeRFID是什么？ RFID技术具有无接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点 可广泛应用于诸如物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪、资产管理以及国防军事等领域，被公认为二十一世纪十大重要技术之一 二十一世纪十大重要技术包括：iPhone，社交网站，网格计算，外包，RFID ，虚拟技术 ，博客 ，绿色技术 ，VOIP ，网络视频。

3、RFID是什么？ RFID技术具有无接触、精度高、抗干扰、速 历史与发展 RFID在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大战期间 (上世纪40年代) 。 在第二次世界大战期间，英国为了识别返航的飞机，就在盟军的飞机上装备有高耗电量的主动式标签(Active Tag) 当控制塔上的探询器向返航的飞机发射一个询问信号后，飞机上的标签就会发出适当的响应，探询器根据接收到的回传信号来识别敌我 这是有记录的第一个RFID敌我识别系统IFF(Identify: Friend or Foe) ，也是第一个RFID的第一次实际应用 历史与发展 RFID在历史上的首次应用可以追溯到第二次世历史与发展1948年，

4、Harry Stockman发表了题为“利用反射功率进行通信”一文， 奠定了RFID系统的理论基础。历史与发展1948年，Harry Stockman发表了题为利用三极管作为开关的已调反向散射电路历史与发展利用三极管作为开关的已调反向散射电路历史与发展历史与发展上世纪70年代末期，美国开始将RFID技术转向民用。 RFID技术最先在商业上的应用是在牲畜身上。到了80年代，美国与欧洲的几家公司开始着手生产RFID标签。 今天，RFID技术已经被广泛应用于各个领域，从门禁管制、牲畜管理，到物流管理，都可以见到RFID的踪迹。历史与发展上世纪70年代末期，美国开始将RFID技术转向民用RFID的组成

5、 最简单的RFID系统：由标签（Tag）、阅读器（Reader）及天线（Antenna）组成，实际应用时需与计算机及应用系统（数据管理系统）相结合。RFID的组成 最简单的RFID系统：由标签（Tag）、阅读RFID的工作流程阅读器通过天线发送一定频率的射频信号, 当标签进入发射天线工作区域时产生感应电流, 标签被“催醒”; 同时，标签获得能量将自身编码等信息通过内置发送天线发送出去;RFID的工作流程阅读器通过天线发送一定频率的射频信号, 当无源标签获取能量的方法RFID的工作流程无源标签获取能量的方法RFID的工作流程利用三极管作为开关的已调反向散射电路RFID的工作流程利用三极管作为开关

6、的已调反向散射电路RFID的工作流程RFID的工作流程 阅读器天线接收到从标签发送来的信号, 经天线调节器传送到阅读器, 阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理 。 后台软件系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行相应的动作。RFID的工作流程 阅读器天线接收到从标签发送来的信号, 经电子物品监控民用波段电台GSM:900/1800/1900MHZ频段802.11b,11g:2.4GHzRFID的工作频率电子物品监控民用波段电台GSM:900/1800/1900M射频信号对物体的穿透能力射频信号对物体的穿透能力RFID的

7、工作频率RFID的工作频率各国超高频系统UHF的频率各国超高频系统UHF的频率标签与阅读器的耦合方式 电感耦合方式依据的是电磁感应定律，通过空间高频交变磁场实现耦合。一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有: 125KHz, 225KHz, 13.56MHz。识别作用距离小于lm，典型作用距离为10-20cm。 例如第二代身份证就工作在此模式下标签与阅读器的耦合方式 电感耦合方式依据的是电磁感应定律，通标签与阅读器的耦合方式 电磁耦合方式利用所谓的雷达原理模型，发射出去的电磁波碰到目标电子标签后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。 一般适合于高频、微波工

8、作的远距离系统。作用距离大于lm，典型的作用距离为3-l0m。典型的工作频率有: 433MHz,915MHz, 2.45GHz, 5.8GHz。标签与阅读器的耦合方式 电磁耦合方式利用所谓的雷达原理模型，RFID与其他系统的比较RFID与其他系统的比较阅读器阅读器阅读器阅读器是RFID系统中最重要的基础设施 ：UHF频段的RFID阅读器可分为射频电路和基带电路两部分。射频电路部分用于完成高频调制信号的调制解调、发射接收。基带电路部分主要实现编解码、帧成形等功能，同时完成UHF RFID读写器与外部设备或者Host主机之间的通信接口的任务。阅读器阅读器是RFID系统中最重要的基础设施 ：UHF频

9、段的阅读器天线阅读器天线电子标签 电子标签是RFID主要核心部件，也称射频卡，用于存储物体的识别信息。内部包含一个电子芯片和一个微型天线。每个芯片都含有唯一的识别码，在实际的应用中，射频标签粘贴在待识别物体的表面。电子标签 电子标签是RFID主要核心部件，也称射频卡，用于存电子标签原理图电子标签原理图RFID标签的分类按供电方式分 :有源 (Active) 标签和无源 (Passive)标签按工作频率分:低频(LF)标签、高频(HF)标签、超高频(UHF)标签和微波(MW)标签按通信方式分:主动式标签(TTF)和被动式标签(RTF)按标签读写分:只读(R/O)标签、读写(R/W)标签和CPU标

10、签RFID标签的分类按供电方式分 :有源 (Active) 标 防碰撞技术 由于射频区域内所有标签的发射频率都一样，在阅读器的天线区域中有多个射频标签同时到达时，它们几乎同时响应阅读器的指令而发送信号。这样就会产生信道争用的问题，信号互相干扰，阅读器不能正确接收数据，也就不能正确识别标签，即发生了碰撞(Collusion) 必须找到一种防碰撞(Anti-Collusion)技术，以解决在识别多个目标时标签的数据在传输过程中相互冲突而导致阅读器难以识别的问题 防碰撞技术 由于射频区域内所有标签的发射频防碰撞技术 无线电通信系统中多路存取方式的几种形式 空分多路法（SDMA） 频分多路法（FDMA

11、） 时分多路法（TDMA） 码分多路法（CDMA）防碰撞技术 无线电通信系统中多路存取方式的几种形式RFID技术的协议标准标准化是指对产品、过程或服务现实和潜在的问题做出规定，提供可共同遵守的工作语言，以利于技术合作和防止贸易壁垒。射频标准体系是将无线技术作为一个大系统，并形成一个完整的标准体系表。 如果标准采用过早，有可能会制约技术的发展进步；如果标准出台过晚，则可能会限制其应用范围。尤其是世界的一些知名公司分别推出各自的标准，而标准之间互不兼容，表现在频段和数据格式上的差异，这会为RFID的大范围使用带来了困难。RFID技术的协议标准标准化是指对产品、过程或服务现实和潜在RFID技术的协议

12、标准 RFID标准大致包含四类：1. 技术标准(如符号、射频识别技术、IC卡标准等)；2. 数据内容标准(如编码格式、语法标准等)；3. 一致性标准(如印刷质量、测试规范等标准)；4. 应用标准(如船运标签、产品包装标准等)。其中编码标准和通信协议(通讯接口)是争夺得比较激烈的部分，它们也构成了RFID标准的核心。RFID技术的协议标准 RFID标准大致包含四类：全球两大RFID标准阵营(1) EPC Global（欧美）：总部设在美国麻省理工学院的Auto-IDCenter，领导组织是美国的EPC（电子产品代码）环球协会，在全球拥有上百家成员。旗下有沃尔玛集团、英国Tesco等企业，同时有I

13、BM、微软、飞利浦、德州仪器、Auto-ID Lab等公司提供技术支持。 (2) UID（Ubiquitious ID Center 日本）：由日系厂商组成，如NEC、日立、东芝等，少部分来自国外的著名厂商也有参与，如微软、三星、LG和SKT。比较而言，EPC Global由于综合了美国和欧洲厂商，在RFID技术标准制定中实力相对占上风。全球两大RFID标准阵营(1) EPC Global（欧美）RFID的行业应用RFID的行业应用下一代供应链技术入口主要优势 区域配送中心零售商店具有 RFID 功能的坚固耐用的移动数据终端制造厂避免手动库存管理准确管理库存提高存货可视性和可跟踪性减少库存量减

14、少仓储要求提高生产率 减少库存损耗提高对产品召回的响应自动更新供应系统更好的失窃检测下一代供应链技术入口主要优势 区域配送中心零售商店具有 RF零售店内可视性RFID 标签 每个物品零售商制造工厂 货架和仓库可视性快速补货损失和失窃防范问题货物层次上的标签供员工使用的手持式读取器适用于自动库存和物品跟踪的区域读取器解决方案每日库存可见性和每周、每月库存可见性更好的货架商品可售性解决产品缺货问题（平均缺货率 7.1%）结果商店 A商店 B零售店内可视性RFID 标签 每个物品零售商制造工厂 工业仓库库存跟踪问题 劳动/时间密集型库存流程代价高昂的误分拣和装运错误和过期产品损失的错误货站入口、传送

15、带和叉车处的 RFID借助地面上的 RFID 标签实现位置可视性解决方案装运、收货和检验处理时间缩短了 2 倍至 60 倍配送中心可节省 20% 的运营成本结果读取货架标签以验证正确的货盘放置位置地面上的标签可用于跟踪叉车位置工业仓库库存跟踪问题 劳动/时间密集下一代的机场技术 时间延长的登机和安全检查不可靠的流程难以确保旅客和行李准确匹配问题带有生物鉴定功能的支持 RFID 的安全卡 在旅客安全检查和登机时进行身份鉴定的读取器行李上的标签可用于旅客身份识别解决方案更出色的安全性提高了旅客安全检查和登机的速度和效率结果下一代的机场技术 时间延长的登机和安McCarran 国际机场问题航空标签M

16、cCarran 是第一家对所有行李、所有航空公司做出承诺的机场.需要尽快提高保障乘客安全的能力解决方案提高客户服务水平和安全性端到端的行李可视性。 优势拉斯维加斯的McCarran国际机场是美国最繁忙的七大机场之一 建立了基于RFID的高效率、低成本而且准确无误的行李跟踪系统，该系统使 McCarran 机场对行李跟踪的准确率几乎达到了 100%，而且可以自始至终地掌握行李的情况。 McCarran 国际机场问题航空标签McCarran 是第药品跟踪 要求跟踪处方药更好的供应链可视性问题 RFID 物品级标签 跟踪产品包装 装运的读取器解决方案实现处方药的跟踪防止失窃和假冒提高对到期药品和存货

17、量的控制结果药品跟踪 要求跟踪处方药问题 RF资产管理的系统架构阅读器阅读器出口1出口n天线服务器标签打印机+安全区域标签生成标签报警装置资产管理的系统架构阅读器阅读器出口1出口n天线服务器标签打印资产管理功能资产管理系统用户管理：设置三种用户：超级管理员、部门管理员及普通用户，具有不同的权限。资产管理：包括资产的录入、修改、标签打印等。 日志管理：记录用户操作、资产出入信息和警报信息。 报警管理：非法标签出入，系统自动报警。 系统管理：设置系统相应的参数。安全管理：设置资产的安全等级，对不同等级的资产采用不同的管理方式。 资产管理功能资产管理系统用户管理：资产管理：日志管理：报警管交通管理

18、高速公路ETC 系统 不停车收费系统 路径识别及通行费拆分问题交通管理 高速公路ETC 系统路径识别应用框架路径识别应用框架员工卡里程卡电子钱包储值券优惠券门禁卡会员卡信用卡票证公交 + 票务在线购物标准SIM卡RF 模块正面背面RFID与移动信息化的结合：RF-SIM 一张RF-SIM卡内可同时存放128张虚拟卡，如停车卡、驾驶证、公交卡、VIP卡、电子优惠券以及各类门票等员工卡里程卡电子钱包储值券优惠券门禁卡会员卡信用卡票证公交 物联网对信息检索的影响 物联网在数字图书馆中的推广应用 存在的瓶颈问题 标签的标准统一 应用软件的深度与广度 物联网将对数字图书馆产生极其深远的影响 自助借阅 自

19、动分拣 自动识别与定位 与移动信息化结合44物联网对信息检索的影响 物联网在数字图书馆中的推广应用44云计算与云服务平台 云计算模式IaaS基础设施即服务PaaS平台即服务SaaS软件及服务45云计算与云服务平台 云计算模式45云计算模式基础设施即服务 (Infrastructure as a Service)房子从哪里来: 自己建造买土地设计小区买材料建房屋配套设施和管理云计算模式基础设施即服务 (Infrastructure a云计算模式基础设施即服务 (Infrastructure as a Service)房子从哪里来:买土地设计小区买材料建房屋配套设施和管理租用云计算模式基础设施即服

20、务 (Infrastructure a云计算模式基础设施即服务 (Infrastructure as a Service)基础设施从哪里来: 自己建造机房服务器网络配套设置和管理 供电, 散热, 容灾云计算模式基础设施即服务 (Infrastructure a云计算模式基础设施即服务 (Infrastructure as a Service)基础设施从哪里来:机房服务器网络，机架配套设置和管理 供电, 散热, 容灾云基础设施任意平台WebsiteERPCRMData HouseHadoopIaaS云计算模式基础设施即服务 (Infrastructure a云计算模式平台即服务 (Platfor

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