基于云計(jì)算平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘研究

湯勇峰

摘要；當(dāng)前信息社會(huì)環(huán)境下，信息產(chǎn)業(yè)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)條件，其中物聯(lián)網(wǎng)是全新信息技術(shù)的重要構(gòu)成部分，是實(shí)現(xiàn)智能化的核心技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)挖掘是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中較為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其價(jià)值體現(xiàn)在為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)大量增長(zhǎng)下提供強(qiáng)力補(bǔ)充。當(dāng)前基于海量數(shù)據(jù)的增加，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘正面臨著一定的挑戰(zhàn)，而云計(jì)算的出現(xiàn)為其提供了一個(gè)全新的發(fā)展方向。該文以云計(jì)算、物聯(lián)阿、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)特征與相互聯(lián)系為基礎(chǔ)，分析基于云計(jì)算平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算平臺(tái)；物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)挖掘

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）07-0218-02

物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前智能化社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要顯示，近幾年隨著科研事業(yè)的快速進(jìn)展下，物聯(lián)網(wǎng)以及從一個(gè)概念存在逐漸融入到現(xiàn)實(shí)生活中。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了人們生活與工作的智能化，極大的改變的了生活與工作方式，提升了辦事效率。而物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)依靠中的技術(shù)的支持，其中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)便是其中一個(gè)重要支撐條件，數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)了海量信息的獲取與挖掘，而這種信息能夠支撐物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際操作中的智能化實(shí)現(xiàn)。文中在云計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)上分析物聯(lián)阿數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)研究，其中包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘所面臨的挑戰(zhàn)、在云計(jì)算平臺(tái)中物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)技術(shù)以及實(shí)際應(yīng)用。

1云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)理論基礎(chǔ)

1）云計(jì)算理論

云計(jì)算是一種依賴于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)為用戶提供依據(jù)需求而明確服務(wù)的計(jì)算方式。而云計(jì)算命名的由來(lái)是由于整個(gè)服務(wù)資源的選自源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，且互聯(lián)網(wǎng)多會(huì)應(yīng)用云狀圖案對(duì)資源進(jìn)行顯示，因此被稱之為與計(jì)算。云計(jì)算基于其應(yīng)用技術(shù)的先進(jìn)性具備了以下幾大特征：第一，規(guī)模大。云計(jì)算中的云所顯示的便是差大的規(guī)模，當(dāng)前就谷歌云計(jì)算來(lái)看已經(jīng)擁有了100多萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，而其他較大型的搜索引擎也具備了數(shù)十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器。第二，虛擬化。云計(jì)算能夠支持用戶在任意位置或任意終端進(jìn)行服務(wù)器的登錄，所有操作在云空間進(jìn)行運(yùn)行，由此也便形成了虛擬性特征。第三，可靠性。云計(jì)算應(yīng)用數(shù)據(jù)多副本絨促以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來(lái)確保服務(wù)的可靠性。第四，通用性。云計(jì)算不會(huì)針對(duì)特定的應(yīng)用，在云支持下能夠創(chuàng)造出海量的應(yīng)用。第五，可延伸性。云計(jì)算的超大規(guī)模能夠支持其進(jìn)行動(dòng)態(tài)的伸縮，由此滿足各類應(yīng)用與用戶規(guī)模的增長(zhǎng)需求。

2）物聯(lián)網(wǎng)理論

物聯(lián)網(wǎng)屬于全新信息技術(shù)的主要構(gòu)成部分，同時(shí)也是信息化時(shí)代發(fā)展的重要階段。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上所指的是經(jīng)由多種技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)物與物之間的連接，而這種連接形成了一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程與集中操控。物聯(lián)網(wǎng)雛形的出現(xiàn)可追溯到1990年，后期隨著各項(xiàng)理論與技術(shù)的不斷研發(fā)下，在近幾年已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在現(xiàn)實(shí)生活中，且被廣泛的應(yīng)用。其實(shí)際意義在于，經(jīng)由各項(xiàng)技術(shù)將多種物品與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)信息交換與通信，由此實(shí)現(xiàn)了物品的智能化，用戶可經(jīng)由遠(yuǎn)程終端進(jìn)行操控，便捷了人們的生活，同時(shí)也提升了各物品應(yīng)用的安全性。與互聯(lián)網(wǎng)對(duì)比物聯(lián)網(wǎng)具備了以下幾大特征；一方面表現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到多種感知技術(shù)；第二方面表現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)屬于建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的泛在網(wǎng)絡(luò)；第三方面表現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)的核心價(jià)值是提供不限定任何場(chǎng)合與時(shí)間的應(yīng)用場(chǎng)景與用戶的自由互換。

3）物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)

物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用過(guò)程中需要多個(gè)行業(yè)的參與，且需要政府方面所提供的支持，物聯(lián)網(wǎng)具備多種優(yōu)勢(shì)，可廣泛地應(yīng)用在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中技術(shù)建設(shè)始終是一大難題。就常規(guī)上來(lái)講，物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需要經(jīng)由以下幾個(gè)步驟：第一，對(duì)需要建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的物體屬性進(jìn)行識(shí)別，包括靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的屬性，其中靜態(tài)屬性可直接進(jìn)行存儲(chǔ)，而動(dòng)態(tài)屬性則需要應(yīng)用傳感器進(jìn)行探測(cè)；第二，對(duì)識(shí)別完成后的物體屬性進(jìn)行讀取，將讀取信息轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)識(shí)別數(shù)據(jù)；第三，將物體的信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸至信息處理中心，由處理中心實(shí)現(xiàn)物體與互聯(lián)網(wǎng)之間的通信。

2數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)界定與特征分析

2.1數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)概念

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)出現(xiàn)在二十世紀(jì)后期，雖然其出現(xiàn)時(shí)間不長(zhǎng)，但是對(duì)社會(huì)中各領(lǐng)域的發(fā)展形成了巨大的影響，也引起自有優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)挖掘從廣泛意義上來(lái)講所指的是從大量數(shù)據(jù)中經(jīng)由可靠的算法搜索隱藏其中信息的整個(gè)過(guò)程。數(shù)據(jù)挖掘與計(jì)算機(jī)科學(xué)存在著緊密的聯(lián)系，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)經(jīng)由統(tǒng)計(jì)、分析、情報(bào)檢索、機(jī)器學(xué)習(xí)等多種手段實(shí)現(xiàn)其實(shí)際價(jià)值。當(dāng)前數(shù)據(jù)挖掘在應(yīng)用到不同領(lǐng)域后，也被賦予了不同的概念。但就其應(yīng)用價(jià)值可從三個(gè)方面進(jìn)行概述，第一個(gè)方面為提供海量可靠信息；第二個(gè)方面為經(jīng)由數(shù)據(jù)挖掘所獲取的信息對(duì)人們具有較高的應(yīng)用價(jià)值；第三個(gè)方面為所獲取的信息能夠被人們理解與分析，并以此為根據(jù)做出決策。

2.2數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)特征

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)具備了分布廣、規(guī)模大、節(jié)點(diǎn)資源有限、安全性復(fù)雜等特征。其中分布廣主要是數(shù)據(jù)挖掘是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的一個(gè)構(gòu)成部分，而物聯(lián)網(wǎng)本身就具備的分布廣泛的特點(diǎn)，由此數(shù)據(jù)挖掘基于需要將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的地方，也便具備了分布廣的特點(diǎn)；規(guī)模大方面主要是物聯(lián)網(wǎng)中具有海量數(shù)據(jù)的傳輸與應(yīng)用，而數(shù)據(jù)挖掘作為數(shù)據(jù)分析與處理環(huán)節(jié)自然具備了規(guī)模大特點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)資源有限方面是給予物聯(lián)網(wǎng)較為龐大的數(shù)據(jù)鏈，需要設(shè)置多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，因此需要有能夠了速解決處理數(shù)據(jù)的中央節(jié)點(diǎn)，而節(jié)點(diǎn)資源并非無(wú)限，中央節(jié)點(diǎn)通常不需要所有的數(shù)據(jù)，但需要數(shù)據(jù)參數(shù)，由此對(duì)需求數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。

3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘面臨的挑戰(zhàn)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自身所具備的特征，在數(shù)據(jù)挖掘中也具備了一定的優(yōu)勢(shì)，但是新技術(shù)在數(shù)據(jù)挖掘中應(yīng)用較多，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)據(jù)挖掘中也面臨著一定的挑戰(zhàn)，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。第一，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)具有一定的規(guī)則，但是由于其規(guī)則過(guò)多也相對(duì)較為繁雜，經(jīng)由中央模式對(duì)分布式數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘的方式效果并不理想。第二，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)規(guī)模較大，需要及時(shí)給予可靠的處理，而當(dāng)前處理模式對(duì)硬件要求較高，若硬件不能夠符合要求則可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。第三，數(shù)據(jù)需求的節(jié)點(diǎn)不斷增加，需求與供給之間存在著一定的矛盾。第四，給予物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存在著諸多外在影響因素，包括數(shù)據(jù)傳輸安全性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾[私性、法律約束等因素。將所有數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)在相同的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中這一渠道顯然不具備可靠性。

基于上述幾點(diǎn)問(wèn)題充分顯示出，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程中，當(dāng)前所具備的以及應(yīng)用的多種技術(shù)與手段存在著一定的弊端，針對(duì)此需要不斷地進(jìn)行更為深入的研究，以尋找到更為有效的解決方案。

4基于云計(jì)算平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析

4.1物聯(lián)網(wǎng)感知層

物聯(lián)網(wǎng)感知層也就是實(shí)現(xiàn)感知作用，具體是依賴于目標(biāo)區(qū)域范圍內(nèi)設(shè)置大量數(shù)據(jù)采集點(diǎn)予以實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)節(jié)點(diǎn)是經(jīng)由傳感器與攝像頭以及其他相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，所采集到的數(shù)據(jù)需要依賴于物聯(lián)網(wǎng)感知層所具備的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備進(jìn)行集中處理，將所需要的數(shù)據(jù)傳遞至各節(jié)點(diǎn)，再經(jīng)由集中儲(chǔ)存后再次通過(guò)傳輸層傳遞至云計(jì)算平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理中心，實(shí)現(xiàn)整個(gè)感知層的職能。

4.2物聯(lián)網(wǎng)傳輸層

物聯(lián)網(wǎng)傳輸層是所有數(shù)據(jù)傳遞的中間環(huán)節(jié)，其中涵蓋著傳感器、無(wú)限網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備與技術(shù)，經(jīng)由多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接，形成高效率無(wú)縫數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)，能夠更為有效地將物聯(lián)網(wǎng)感知層所收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，由此實(shí)現(xiàn)全方位的互通互聯(lián)目標(biāo)。就其實(shí)際工作內(nèi)容來(lái)分析，所指向的是將多種屬性的監(jiān)測(cè)處理設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)傳輸功效，對(duì)各設(shè)備與節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳播。

4.3數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算平臺(tái)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的核心環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)自身具有一定的異構(gòu)性與海量性特點(diǎn)，由此在數(shù)據(jù)層內(nèi)將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所收集到的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)項(xiàng)儲(chǔ)存處理與分析的能力是基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)的重點(diǎn)。數(shù)據(jù)層內(nèi)部涵蓋了數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)兩個(gè)主要部分，其中數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)化所指的是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)性的數(shù)據(jù)化進(jìn)行轉(zhuǎn)化，存儲(chǔ)方面所指向的是應(yīng)用Hadoop所構(gòu)建的平臺(tái)中I-IDFS系統(tǒng)進(jìn)行分布式存儲(chǔ)，由此將物聯(lián)網(wǎng)中大量的數(shù)據(jù)能夠可靠的存儲(chǔ)在各個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中。

在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)內(nèi)部，針對(duì)不同的目標(biāo)需要收集不同的數(shù)據(jù)類型對(duì)其進(jìn)行顯示，在特定環(huán)境下，同一種目標(biāo)同樣會(huì)選擇不同的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行表現(xiàn)，基于此數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)化的作用主要為表現(xiàn)保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性，同時(shí)避免異構(gòu)性的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)化中基于其他不確定因素有所損壞，由此實(shí)現(xiàn)確保數(shù)據(jù)挖掘可靠性的目的。數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)化在整個(gè)系統(tǒng)中的價(jià)值主要是作為數(shù)據(jù)層與感知層之間的連接線角色存在，經(jīng)由數(shù)據(jù)包的解碼與轉(zhuǎn)換將不同屬性的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需要的數(shù)據(jù)類型，同時(shí)將其以分布式手段存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)處理中心。

4.4數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)層

數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)層內(nèi)部涵蓋數(shù)據(jù)準(zhǔn)備模塊、數(shù)據(jù)挖掘引擎模塊、用戶模塊幾個(gè)部分。其中數(shù)據(jù)準(zhǔn)備模塊中涵蓋著對(duì)數(shù)據(jù)的情況、轉(zhuǎn)變、數(shù)據(jù)規(guī)等環(huán)節(jié)；數(shù)據(jù)挖掘引擎模塊中涵蓋著數(shù)據(jù)挖掘算法集、模式評(píng)估等環(huán)節(jié)；用戶模塊中涵蓋著數(shù)據(jù)挖掘知識(shí)的可視化展現(xiàn)技術(shù)?；谥R(shí)挖掘類型的差異性，數(shù)據(jù)挖掘引擎模塊具備了區(qū)分、關(guān)聯(lián)、聚類、趨勢(shì)分析、偏差分析、類似性分析等特征。而提供以上所述的功能核心環(huán)節(jié)為數(shù)據(jù)挖掘模塊中的算法集所具備的多種功能算法，在Hadoop平臺(tái)中數(shù)據(jù)挖掘算法需要對(duì)傳統(tǒng)所應(yīng)用的數(shù)據(jù)挖掘算法進(jìn)行一定程度的調(diào)整，也就是實(shí)現(xiàn)算法并行化的處理。

用戶模塊是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)用戶的直接接觸端，基于其擔(dān)負(fù)著將系統(tǒng)顯示轉(zhuǎn)化為用戶可識(shí)別顯示的重要責(zé)任，需要具備一定的友好性，也就是一定的人性化，使用戶能夠便捷的應(yīng)用用戶界面進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘的目的，同時(shí)也能夠獲取到能夠理解的知識(shí)。為提升數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)的可移植性，在用戶服務(wù)底層模塊加入了一個(gè)開放接口模塊，由此能夠使得第三方調(diào)用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)的功能，使物聯(lián)網(wǎng)具備更為豐富的應(yīng)用，同時(shí)提升其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

5結(jié)論

云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)均屬于信息化社會(huì)的先進(jìn)產(chǎn)物，是社會(huì)發(fā)展的一大表現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)引起自身的多種優(yōu)勢(shì)被廣泛地應(yīng)用在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中。但是，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)發(fā)展進(jìn)程較為緩慢，主要是由于物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需要應(yīng)用到多種技術(shù)，而技術(shù)建設(shè)始終是一個(gè)難題，為此，在本文中對(duì)基于云計(jì)算平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)效果進(jìn)行了全面分析，為進(jìn)一步推動(dòng)基于云計(jì)算基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)提供理論參考。