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基於雲端物聯網之智慧型系統 Intelligent System Based on Cloud and Internet Of Things

  • 作者:簡銘伸 追蹤
  • 出版社:漢世紀數位 出版社追蹤 功能說明
  • 出版日:2019/3/1
  • ISBN:9781625035035
  • 金石碼:2014020002331
  • 語言:中文繁體
  • 適讀年齡:全齡適讀
  • 定價:450 元
  • 特價:79356(可得紅利3點)
  • 紅利優惠價:77345(折抵說明)
  • 紅利可抵:11
  • 信用卡紅利:可折抵多家銀行 (扣抵說明)
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基於雲端物聯網之智慧型系統
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內容簡介 top

《基於雲端物聯網之智慧型系統》Intelligent System Based on Cloud and Internet Of Things


本書為一技術報告。主要介紹開源雲端運算平台的建立與物聯網系統整合。透過雲端運算資源在遠端建立虛擬機器,並基於虛擬機器與網際網路,結合位於在地端的物聯網感測元件及組件,經過智慧演算法的計算後,提供不同系統使用者客製化、差異化的服務。本技術報告主題內容分為:1. 前端物聯網IOT元件之設計與改良;2. 開源雲端運算平台建置;以及3. 整合物聯網與雲端之智慧型系統與服務開發。

透過電子產品編碼特性區分並辨識出各個物聯網感測元件及組件;本技術報告並提供安裝、設定等雲端服務套件之教學步驟,讀者可利用本技術報告內容自行建立雲端叢集服務,包含資訊或演算法服務之虛擬機器、Hadoop或雲端資料庫;而結合雲端運算智慧系統與在地端的物聯網設備,將可以更有效、更方便的提供使用者優質的服務模式。

作者top

  • 作者介紹


    簡銘伸

    簡銘伸,自2018年起任教於國立虎尾科技大學資訊工程系副教授迄今,2000年時自新竹國立交通大學電機與控制工程系學士畢業,2007年於高雄國立中山大學資訊工程系取得博士學位。畢業後於2007-2008之間,曾於飛信半導體股份有限公司與外商International Megatrend Smart Technology擔任技術顧問,並於2008年在高雄樹德科技大學電腦與通訊工程學系擔任助理教授。作者目前的主要研究領域包含物聯網、雲端運算、電子化教學與學習、以及人工智能系統。

目錄 top

基於雲端物聯網之智慧型系統-目錄導覽說明


  • 序、研究說明

    1. 研發理念
    1.1 研究動機
    1.2 技術研發理念
    1.3 技術內容大綱

    2. 學理基礎
    2.1 現階段物聯網概況
    2.2 雲端運算的學理基礎
    2.3 現階段雲端運算的組成架構
    2.4 現階段雲端運算的服務型態
    2.5 數位學習的服務型態

    3. 主題內容
    3.1 物聯網與雲端操作環境配置說明
    3.2 本研究的主題內容

    4. 方法與技巧
    4.1 物聯網IOT元件之設計與改良
    4.2 開源雲端運算平台建置
    4.3 開源雲端運算平台建置 – 硬體資源虛擬化技術的應用
    4.4 智慧型系統與服務開發

    5. 成果貢獻
    近七年所有專利

序/導讀 《基於雲端物聯網之智慧型系統》top

序、研究說明

以下就本技術報告在研發理念、學理基礎、主題內容、方法技巧、以及成果貢獻作一簡要說明

研發理念
Internet Of Things (IOT)物聯網技術,其目的為萬物皆可連上網際網路;但是且考量實際應用環境需求,相同感測元件於不同應用環境將會有不同的供電距離;利用參考著作中所列之2016年取得發明專利,IOT感測元件將可以獲得電力供應,則透過無線供電使IOT物件回傳感測資訊便成為可能。換言之,物聯網感測元件前端的資訊數據將可以回傳到後端進續處理。

而現今的網際網路應用,除了來自物聯網前端的資訊與數據,如何處理資訊與數據,並提供相對應的智慧型服務予處於遠端的使用者,亦相當重要。考量現實產業界對於大數據分析與處理、雲端智慧型服務等人才欠缺,而不同產業、不同公司之數據具有相異性與機密性,要針對數據做智慧型加值服務、分析並預測產業趨勢,都相當的困難;本技術理念透過開源作業系統,提供一般IT人員建構私有雲,無論是區域網路或廣域網路,依照使用者需求自行調整雲端資源與服務內容,透過整合物聯網技術與雲端運算,提供智慧型加值服務,並藉此降低數據分析應用服務的門檻,達到萬物皆可聯網、智慧型服務與系統普及的目的。

而雲端運算蓬勃發展無論是微軟Amazon、Google等跨國企業皆已投入相當多的人力與財力做開發,包含Amazon Elastic Compute Cloud(EC2)或Amazon Simple Storage Service(S3)雲端服務、Windows Azure的Windows Live Services雲端服務等,此類型的雲端環境建構多半具有大型資料中心(Data Center),如Amazon Web Services (AWS)、Google App Engine (GAE),且可能需要付費才能取得服務。考量產業的資訊機密性、安全性與管理方式,將公司區域網路內部資訊環境與運算皆於遠端的公有雲雲端平台做處理,變得並不可靠;再者,並非所有服務都能夠直接的於雲端運算平台上取的,部分的資訊分析與智慧型服務仍存在有客製化的需求;而考慮到實體運算資源、雲端環境、實際應用服務方式,要能一次規格化虛擬環境設定、大量頻繁性與重複性建立相同運算環境之虛擬機器,降低維護與管理成本,於企業是相當有吸引力的。而就現實產業環境中,要能夠自行建構雲端運算環境的資訊工程人員相當缺乏,利用虛擬化技術達到產業的資訊化與工業4.0環境,尚需更多的實際驗證與協助。

學理基礎
而物聯網IOT感測元件,其運作除了本身的感測元件,仍然需要有一中介硬體,負責將感測元件所察知的環境參數數值,回傳給後端應用服務。因此為了能夠讓遠端物聯網IOT的所有硬體與電子元件正常工作,設計與改良供電充電方式是必然需要的;現實中已經有許多能夠自體發電供電的模式或是設備,例如:太陽能板、風力發電等,利用樞合多樣性綠色能源,適性化因地制宜,動態的調整供電方式,讓遠端物聯網IOT感測元件穩定運作;此外,依循EPC Global組織之標準,電子產品編碼EPC所使用之無線射頻辨識標籤RFID Tag,具備唯一編碼的特性(Unique ID),任何RFID標籤編碼都不會有所重複,因此能夠透過EPC編碼方式,區分各個物聯網IOT感測元件;而利用既有的USB溝通模式,於物聯網IOT感測元件上提供設備描述Device Description,則當感測元件連結上系統網路,便能夠主動提供元件之操作、設定、控制方式。

雲端運算技術,包含了傳統的分散式系統Distributed System以及平行處理Parallel Processing,透過將異質性的實體機器群組之後(Cluster),利用切割運算工作與適度的排程,將大量計算任務予以切割成多個子任務,交由多部計算主機執行的分散式計算(Distributed Computing)便順應而生,而多個子任務的運算結果最後統一合併(merge)成單一結果,也就是將集合個別獨立電腦的分散式系統以單一電腦型態提供給系統使用者的方式。而雲端運算更是基於網際網路,將系統中的軟體與硬體元件位於網際網路上,透過此方式所分享的運算資源、軟體與資訊將會透過預先安排或設定的網路,且彼此行為的溝通與協調僅透過訊息傳遞的方式,提供給使用者端的電腦或行動裝置,使運算不再局限於單一或特定機器,也不再局限於特定位置或區域,只要能夠連結上網路,任何時間地點都可以享受具有高效能的運算服務,即是雲端運算應用之學理定義。

除此之外,利用虛擬化技術,可以將運算資源如CPU、Memory、硬碟儲存空間等,皆予以整合為單一的運算資源池(resource pool),因此可以基於使用者的需求,自資源池中建構一虛擬化機器(虛擬機),提供如一實體電腦一樣的操作環境與方式,且能夠將所使用的環境紀錄,成為一特定虛擬機之運算資源環境標準,未來使用者可以直接使用預先規劃好運算資源的虛擬機。因此透過預先規劃,可以將虛擬機予以規格化,在大量相同運算資源規格、相同資訊應用服務之需求產生時,可以利用一次建立規格化虛擬機,大量開啟以提供頻繁且類似(或重複)之使用者需求或應用,也就是達到「一次規格化布建、大量頻繁性與重複性建立」的服務。

主題內容
本技術報告主題內容分為1.前端物聯網IOT元件之設計與改良;2. 開源雲端運算平台建置;以及3.整合物聯網與雲端之智慧型系統與服務開發。其中前端物聯網IOT元件之設計與改良,除了考慮物聯網IOT感測元件之電力供應來源的改良,還包含了新型專利的智慧電源開關,協助傳統開關控制之感測元件,能夠智能化,並且透過軟硬體的改良設計,將傳統家電、新型態智慧家電,可以透過網路做元件(或家電)辨識,提供資訊資料以便後續應用服務使用;而開源雲端運算平台建置,包含建構設定與安裝手冊,使技術人員可以依循步驟建立開源作業系統之叢集電腦環境用以擴增運算資源池之空間與容量,並且實際將虛擬化技術應用過程手冊化,利用不同的雲端虛擬層技術與套件,建構所需運算資源之對應虛擬機器;最後改良既有之演算法,在處理來自前端之物聯網元件資訊後,能夠相對應的提出智慧型系統與服務,針對不同服務需求與目的,於雲端上做資訊應用開發。在實際環境應用上,本技術報告屬於實際應用階段,在實際建置時仍淤要考慮硬體資源、網際網路環境等因素,以建立適合的應用服務。

方法與技巧
物聯網研究的技術核心在基於建立適當的傳輸與供電模組之後,利用充足的電力與網際網路的連線,將物聯網設備的資訊回傳給後堆雲端運算平台,使雲端運算平台可以透過建立其上的智慧型系統與服務開發,針對物聯網訊息做分析與服務的回應。
換言之,透過參考著作中相關發明專利(Antenna Structure、具有樞合天線模組之無線充電裝置、以及無線傳輸綠能系統及其組合方法)之電能供應、傳輸、蓄積,物聯網之感測設備將可以取得電力,成為智慧型應用服務的前端設備;相反的,多數的運作模式或服務方式都是把運算的需求改由後端雲端執行。本技術報告中,雲端技術分為三個部分:開源雲端運算平台建置、虛擬化技術應用、智慧型系統與服務開發。並且依照實際硬體環境與服務需求,建立不同假設或需求前提下之雲端智慧型應用服務。

詳細資料top

語言:中文繁體
規格:平裝
分級:普級
開數:22.9*15.2
頁數:200
出版地:台灣

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