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作者：雷玉堂著

出版社：电子工业出版社

出版时间：2015-07-01

书籍编号：30310373

ISBN：9787121263651

正文语种：中文

字数：558071

版次：1

所属分类：互联网+-大数据

版权信息

书名：安防＆云计算：物联网智能云安防系统实现方案

作者：雷玉堂

出版社：电子工业出版社

出版时间：2015-07-01

ISBN：9787121263651

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前言

随着光电信息技术、通信技术、微电子、微计算机及数字视频技术的发展，安防技术已由数字化、网络化、高清化、集成化，走向智能化，而形成智能安防技术。但这时的智能摄像机，就是一个智能传感器；近几年来，由于物联网与云计算技术的发展与应用，当智能安防监控技术融合物联网技术后，就变为物联网智能安防监控技术，这时的一个智能摄像机，就不仅是一个智能图像传感器，而是它能实现的智能化功能有多少，就代表它有多少个智能传感器，或多少个无线传感器网络节点。当物联网智能安防监控技术融合云计算技术后，就变为物联网智能云安防监控技术。而由于云计算是一种基于互联网的、以虚拟化方式共享资源的计算（服务）模式，通过资源和应用的集中部署与分散使用，从而实现低成本和个性化的信息服务。通过云计算，可以在后端通过发动网络内闲置节点进行智能化分析，从而以较小的设备投入，换回更多的智能化工作回报。由于物联网智能云安防监控技术扩大了后端的计算与分析处理能力，从而可增加更多的智能化功能，使安防技术更加智能。

由于“智慧”的三要素是更透彻地感知，更全面地互连互通，更深入地智能化服务。因此，安防技术发展到物联网智能云安防监控技术，实际就是人们经常说的“智慧安防”技术。这样，就把“智慧安防”具体化了，就不会像以前那样抽象而难理解了。所以，“智慧安防”技术，就是安防技术融合集成了智能技术、物联网技术、云计算技术后的物联网智能云安防技术，它也就是当前安防技术发展的方向。

目前，安防技术已从应用各学科技术的经典模式，向安防技术本身真正所需要的现代信息社会物联网智能云安防的智慧模式的转变。安全防范技术学科已由光电、电子、计算机、网络、通信等其他学科的应用技术，而发展成为一门物联网智能云安防独立的学科技术。

物联网智能云安防监控技术是一门多学科交叉的前沿学科的综合性的应用科学技术，具有良好的发展空间和广阔的应用前景。随着光电等高新科学技术的不断进步和更新，所有的前沿新技术迟早都会被移植或应用到物联网智能云安防监控技术中，传统的学科界限和专业界限将越来越淡化，各种高新技术的交叉渗透和融合将是物联网智能云安防监控技术未来发展的总趋势。显然，物联网智能云安防监控技术的提出，体现了大融合的理念，其综合管理平台，突破了将物理基础设施和信息基础设施分开的传统思维，具有很大的战略意义。

为推动物联网智能云安防技术的发展，为在这一领域领先于国际社会，本书从云计算与物联网智能安防技术的融合入手，在全面详尽地论述云计算技术的各个方面后，创新地介绍银行、学校、医院、城市环境、食品、药品安全的物联网智能云安防系统实现方案，以及一个智慧城市的智慧交通与整个城市的物联网全方位立体智能云安防大系统实现方案。并且，创新地提出物联网智能云安防监控技术就是“智慧安防”技术的新概念，是安防技术发展的方向。本书具体内容共分10章：安防&云计算概述，云计算的商业服务模式、产业优势及其标准化，云计算的虚拟化技术，云计算的存储技术，云计算的管理技术，云计算的编程模型及商用分布式计算技术，云计算的软件及中间件技术，云计算的安全技术，典型单位的物联网智能云安防系统实现方案，智慧城市物联网全方位立体智能云安防大系统实现方案。

本书是继“安防新技术及系统系列精品丛书”之一《安防&智能化——视频监控系统智能化实现方案》与丛书之二《安防&物联网——物联网智能安防系统实现方案》之后的第三本，它融合了创新成果和新技术，理论实践并重，内容系统全面、层次分明，可作为公安院校、安防院校及一些理工院校与一些职业技术学院的安防技术（或安防工程）、视频监控、智能建筑、智能交通、应用电视、应用电子、光电工程、质量工程、网络工程、应用电视、应用电子等专业的教材与教学参考，也可供从事上述专业的科研人员、工程技术人员、管理人员参考。

本书是雷玉堂及其学生们和有关公司负责人共同完成的。其中，武汉乐通光电公司总经理罗辉编写了2.3节；武汉昱升光器件公司总经理明志文编写了2.4节；广州天网安防科技公司总经理邱亮南编写了2.5节；公安部第3研究所郑国刚副研究员编写了8.3节；海军工程大学处长白雪飞博士编写了8.6节；美国HP新加坡公司高级工程师、武汉乐通光电深圳高新技术研究所特约研究员雷军与黄晓曦博士分别编写了8.4节与8.5节；乐通光电深圳高新技术研究所的杨中东博士编写了7.1节，周宇翔工程师编写了4.4节，其余为雷玉堂编写与统稿完成。

本书在编写过程中参考了国内外的相关书籍及技术资料，并根据本书体系的需要，在有的章节内采用了其中的部分内容，这些都将在书末以参考文献形式给出，本人在此向同行作者们表示最衷心的感谢！但需说明的是，还有的部分内容来源于互联网，由于未能准确查明原创作者及出处，因而未能在参考文献中列出，敬请谅解。欢迎与本人联系，以便更正。

由于安防监控技术发展迅速，涉及的学科范围很宽，加上作者的知识局限与时间紧迫，难免出现错误与不足，敬请专家学者、技术工作者、教师与学生们提出批评指正。

编 著 者

2015年5月

第1章 安防&云计算概述

当前，云计算（Cloud Computing）被认为是继微型计算机、互联网后的第三次IT革命，是互联网发展的大趋势。它不仅是互联网技术发展、优化、组合的结果，也为信息化社会带来了全新的服务与商业模式，将对人类社会生活带来重大变革。现在，世界上越来越多的国家把云计算发展提升到了国家战略层面，我国也将它作为新一代信息技术，列为“十二五”规划扶持的战略新兴产业，各级政府和社会各界对此均高度重视，并开始积极探索。

本章简述云计算的基本概念、基础技术等，后面再分7章对云计算的商业服务模式、产业优势，云计算的核心、软件与中间件、安全等技术，以及其典型应用等予以展开论述；最后两章再探索云计算在物联网智能安防技术中的应用，并构思出信息社会安防需求的新的物联网智能云安防系统在银行等典型单位与智慧城市中的实现方案。

1.1 云计算技术概述

1.1.1 云与云计算的基本概念

1.云的含义及其特性

1）云的含义

云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在示意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。由于互联网上的云计算服务特征和自然界的云、水循环具有一定的相似性，因此，用“云”来表示，是一个相当贴切的比喻。

当前，云代表了信息时代的未来，并越来越成为IT业界关注的焦点。实际上，云有许多定义，这些定义反映了人们对云的不同理解和侧重面。一个较为简要和深入的云定义是：云是一种能够在Internet上通过按需购买与按使用付费的业务模式交付和使用全球级、高度可扩展及灵活服务的方式。该定义一针见血地指出：云是一种服务交付和使用方式。这一点最深刻和集中地揭示了云的本质，加强了“一切皆可作为服务交付”的发展愿景，即云能够把整个IT体系架构的所有层次，从底层的物理设备、应用开发和运行的平台、提供业务功能的软件直到支持企业运营的业务流程等，都作为服务，随时、随地按照需要交付使用。

云是一种IT方法，一般有内建IT基础设施及支持与外包服务。云相对于传统的应用模式之间的差别如表1-1所示。

表1-1 云与内建IT、外包服务形式之间的对比

因此，云技术（Cloud Technology）是基于云计算商业模式应用的网络技术、信息技术、整合技术、管理平台技术、应用技术等的总称，可以组成资源池，按需所用，灵活便利。

2）云的特性

根据上述的云定义，可以非常自然地推测出云所必须和应该具备的各种特性，如表1-2所示。

表1-2 云的特性

2.云计算的演进

云计算的演进如图1-1所示。经过近30年的发展，信息产业终于又回到将运算资源集中管理的模式。但与过去的大计算机时代不同的是，现在是以云（网络、浏览器）为基础，且终端的PC智能也远比过去更为强大。在此基础上，奠定了云计算的诞生。

图1-1 云计算的演进

3.云计算的含义与工作原理

1）云计算的含义

什么是云计算？为什么要叫云计算？比较流行的一个说法就是，因为网络工程师在画图的时候，总是喜欢用一朵云来表示互联网，所以就把这种基于互联网的新型计算方式称为云计算。由前述可知，之所以叫作云，是因为它和云有相似点。显然，云的规模比较大；且其规模是可以动态扩展的，可大可小；云在空中是飘来飘去的，没法知道它的确实的方向和地点，但它又确实地存在于某一个地方。

说到云计算的定义，目前还没有统一，有很多种形式。但有句话概括得比较清楚：云计算就是将硬件和软件当作资源，而不是一种产品，它是以服务的方式提供出来的，用户通过互联网按需使用这些服务。因此，一般都把云计算比喻成自来水厂的“水”或者电网里的“电”，拿来就用，用多少就付多少钱。

当前，云计算主要有如下几个权威的定义。

（1）维基百科的定义。云计算将IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下，通过Internet获取需要的服务。

（2）IBM的定义。云计算就是一种共享的网络交付信息服务的模式，客户看到的只有服务本身，而不用去关心实现服务的底层基础设施，云计算是一种革新的IT运用模式。

（3）中国云计算网的定义。云计算是分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展，或者说是这些科学概念的商业实现。

（4）Wiki的定义。云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。

（5）美国国家标准与技术研究院（NIST）的定义。云计算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。

（6）周洪波博士的定义。云计算是一种分布式并行计算系统，由一组通过各种网络技术相互连接的虚拟化的计算资源组成，通过用户和服务商预先制定的服务协议，作为一个动态的计算资源实体来提供各种服务。

对比上述定义可以发现，云计算定义主要由以下几个角度给出：从云计算用户的角度给出定义，即用户在不了解具体实现的情况下通过Internet获取服务；从云计算发展脉络的角度给出定义，主要说明了云计算的历史；从云计算提供者的角度给出定义，定义了云计算的后台实现方式以及管理模式。但是，这些定义都仅从一个方面来定义，并不完善。结合上述定义，可以总结出云计算的一些本质特征，即分布式的计算和存储特性、高扩展性、用户友好性、良好的管理性、用时付费等。

在综合多个云计算的定义之后，虽然NIST的定义比较完整，并已获得国际上大多数制定云计算标准组织的认可，但笔者觉得还是能简单地概括为好。由此，给云与云计算下了如下定义：云是一个包含大量可用的虚拟资源的资源池；云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的分布式并行计算的计算模式。

总之，云计算是一种通过网络以便捷、按需的形式从共享的可配置的计算资源池中获取服务的业务模式。云计算技术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。

云计算是分布式计算、互联网技术、大规模资源管理等技术的融合与发展，云计算与相关技术的联系如图1-2所示。其研究和应用是一个系统工程，涵盖了数据中心管理、资源虚拟化、海量数据处理、计算机安全等重要问题。

图1-2 云计算与相关技术的联系

目前，“云计算”的概念被大量运用到生产环境中，如国内的“阿里云”与云谷公司的XenSystem，以及在国外已经非常成熟的Intel和IBM，各种“云计算”的应用服务范围正日渐扩大，其影响力将无可估量。

2）云计算的基本原理

云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似，

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