物联网导论—数据库与物联网培训课件.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,.5.6,小组组员：,数据库,与,物联网,物联网导论数据库与物联网培训课件,第1页,2,数据库起源,与发展,物联网数据,特点,物联网与,数据库,数据库,与,物联网,物联网导论数据库与物联网培训课件,第2页,一.,数据库起源和发展,物联网导论数据库与物联网培训课件,第3页,数据库起源和发展,新兴数据库,关系数据库,早期数据库系统,物联网导论数据库与物联网培训课件,第4页,早期数据库系统,数据库起源于20世纪60年代，代表数据库主要有IBM,SABRE,、IMS，CullinetIDMS等。,SABRE全称Semi-Automated Business Research Environment，即半自动商用研究环境。,物联网导论数据库与物联网培训课件,第5页,SABRE起源,美国,航空,企业,乘客,需求,IBM,企业,物联网导论数据库与物联网培训课件,第6页,早期数据库系统,数据存放结构依赖于数据类型,因为数据都存放在磁带上，支持“查找”操作得付出相当大代价,3,1,2,“导航式数据库”特点,数据经过指针相互串联起来，为了访问到想要数据，可能需要遍历整个数据库,物联网导论数据库与物联网培训课件,第7页,数据库起源和发展,新兴数据库,关系数据库,早期数据库系统,物联网导论数据库与物联网培训课件,第8页,关系数据库,关系数据库（Relational database），是创建在关系模型基础上数据库，借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中数据。,物联网导论数据库与物联网培训课件,第9页,关系数据库,“关系数据库之父”,理论基础,1970年,刊物,Communication of the ACM,论文,“A Relational Model of Data for Large Shared Data banks”,（大型共享数据库关系模型）,物联网导论数据库与物联网培训课件,第10页,关系数据库,1974-1977年给数据库历史留下了极为浓墨重彩一笔。,在此期间，加州大学伯克利分校开发Ingres和IBM开发System R,引领了关系数据库数十年发展。,物联网导论数据库与物联网培训课件,第11页,关系数据库,Sybase,Oracle,SQL Server,IBMDB2,Ingres,System R,物联网导论数据库与物联网培训课件,第12页,关系数据库,关系数据库特点,以面向系统观点组织数据,含有高度数据和程序独立性,数据含有共享性,关系数据库允许多个用户同时访问,4,1,2,3,物联网导论数据库与物联网培训课件,第13页,数据库起源和发展,新兴数据库,关系数据库,早期数据库系统,物联网导论数据库与物联网培训课件,第14页,新兴数据库,关系数据库,银行交易,信息管理,订单处理,票务预定,物联网导论数据库与物联网培训课件,第15页,新兴数据库,计算机辅助设计（CAD,）,计算机辅助制造（CAM,）,地理信息系统（GIS）,动态网页,新挑战,物联网导论数据库与物联网培训课件,第16页,新兴数据库,缺乏对真实世界实体描述,缺乏对复杂查询有效处理,缺乏对Web应用有效支持,关系数据库缺点,物联网导论数据库与物联网培训课件,第17页,新兴数据库,“NoSQL”数据库,不要求数据库含有确定表模式,经过防止连线操作提升数据库性能,它针对非关系型、分布式数据存放,物联网导论数据库与物联网培训课件,第18页,新兴数据库,补充,不可替换,“NoSQL”数据库,关系数据库,“NoSQL”数据库和关系数据库关系,物联网导论数据库与物联网培训课件,第19页,20,数据库起源,与发展,物联网数据,特点,物联网与,数据库,数据库,与,物联网,物联网导论数据库与物联网培训课件,第20页,二.,物联网数据特点,物联网导论数据库与物联网培训课件,第21页,物联网数据处理,数据存放,数据查询,数据融合,物联网导论数据库与物联网培训课件,第22页,物联网数据存放,传感器所产生数据能够,存放在传感器内部 发送回网络网关,集中式存放,分布式存放,物联网导论数据库与物联网培训课件,第23页,物联网数据存放分布式,汇聚点,查询,查询结果,原始数据,中缝节点,存放节点,节点传感器,实心存放,空心只传递 不存放,数据汇聚点Sink,数据传输方向,传回：白色箭头,分发：橙色箭头,物联网导论数据库与物联网培训课件,第24页,汇聚点,查询,查询结果,原始数据,节点传感器,不存在存放节点,数据汇聚点Sink,数据传输方向,传回白箭头,物联网数据存放集中式,物联网导论数据库与物联网培训课件,第25页,分布式 VS 集中式,优点：,1.数据存放在节点上，降低无须要数据传输,缺点：,1.不利于长时间任务,2.传感器故障时，内存中数据全部丢失,3.通信开销大,4.存在“热点”问题,优点：,1.数据能永久保留，不存在历史数据丢失,2.查询请求 X 网络,缺点：,1.数据不完整,2.传感器能量损耗大,物联网导论数据库与物联网培训课件,第26页,物联网数据查询方式,快照3 快照1 快照2 基态,快,照,查,询,连,询,查,续,物联网导论数据库与物联网培训课件,第27页,物联网数据查询案例,公交车,综合信息,处理平台,弯道,互联网,用户1,用户2,站,牌,站,牌,RFID标签,RFID标签,一个基于物联网公交车信息查询系统设计,物联网导论数据库与物联网培训课件,第28页,29,物联网数据融合,数据流,数据融合,数据流：,单个传感器产生数据,数据融合：,利用计算机技术对时序取得若干感知数据，在一定准则下加以分析、综合，以完成所需决议和评定任务二进行数据处理过程。,数据融合需要处理问题：,节点选择,融合时机,融合算法,物联网导论数据库与物联网培训课件,第29页,院系工作,全空间数据,数据包含确定和含糊，全空间和子空间，同时和异步，数字和非数字；它是多维多源，覆盖全频段。,不一样于组合,组合：外部特征,融合：内部特征,是系统动态过程中一个数据综合加工处理,互补过程,数据表示方式互补,结构上互补,功效上互补,不一样层次互补,数据融合关键,物联网数据融合,物联网导论数据库与物联网培训课件,第30页,传感器1,传感器2,传感器n,传感器端存放,数据汇聚点端存放,连续查询,快照查询,传感器,物联网数据融合,存放,查询,查询结果,数据流管理系统,(Data Stream Management System,DSMS),物联网导论数据库与物联网培训课件,第31页,物联网数据特点,海量性,多态性,关联性及语义性,物联网导论数据库与物联网培训课件,第32页,/10/2,1.单个物体,连续地产生数据,血压,血糖浓度,心率,体温,物联网数据特点海量性,物联网导论数据库与物联网培训课件,第33页,/10/2,2.多个物体,同时连续地产生数据,物联网数据特点海量性,物联网导论数据库与物联网培训课件,第34页,物联网数据特点多态性,光照度,海拔高度,温度,“绿野千传”森林检测项目,物联网导论数据库与物联网培训课件,第35页,物联网数据特点多态性,“绿野千传”森林检测项目,不一样网络 不一样数据格式,不一样设备 不一样数据精度,不一样测量时间和条件 不一样数据值,物联网导论数据库与物联网培训课件,第36页,物联网数据特点关联性及语义性,传感器1,传感器3,传感器2,传感器4,描述同一个实体数据在时间上含有关联性,描述不一样实体数据在空间上含有关联性,描述实体不一样维度之间含有关联性,不一样关联性组合会产生丰富语义,物联网导论数据库与物联网培训课件,第37页,物联网数据特点关联性及语义性,30,80,时间关联性,：该传感器发生故障/周围环境发生了特殊改变,空间关联性,：,周围传感器温度都上升附近极大可能发 生了森林火灾,周围传感器温度保持不变该传感器温度测量装置很可能发生故障,物联网导论数据库与物联网培训课件,第38页,1,2,3,1,2,3,1,2,3,物联网导论数据库与物联网培训课件,第39页,数据查询,数据融合,数据海量性,数据多态性,数据关联性,数据存放,物联网导论数据库与物联网培训课件,第40页,41,数据库起源,与发展,物联网数据,特点,物联网与,数据库,数据库,与,物联网,物联网导论数据库与物联网培训课件,第41页,/10/2,Company Logo,物联网与数据库,物联网、大数据与数据库关系,物联网与数据库,物联网环境下数据库系统挑战,物联网导论数据库与物联网培训课件,第42页,/10/2,物联网发展,人工,互联网,物联网,信息处理演进过程,在历史上，人们需要人工地去采集信息，然后以人工方式对信息处理，以文字后者口耳相传方式对信息进行,传输；,计算机以及互联网出现，将人们从繁重信息处理任务中解脱出来，实现了信息以及信息传输自动化；,无线传感网络出现，使信息搜集变得愈加全方面、愈加智能、愈加深入。,物联网导论数据库与物联网培训课件,第43页,/10/2,城市交通信息处理演进,在没有互联网之前，要想知道城市当前交通情况，只能经过实地勘察或像其它人问询方式得到答案,有了互联网，相关信息会被志愿者或者交通观察员监测到，并放在网上供人们查阅,有了无线传感网络，全部交通信息都会被传感器自动侦测，自动联网更新。实时交通情况被“一网打尽”,举例说明：,人工,互联网,物联网,物联网导论数据库与物联网培训课件,第44页,/10/2,物联网基本概念,物联网世界,物联网将使得工业、农业、节能环境保护、商贸流通、交通能源、公共安全、社会事业、城市管理、安全生产等关乎人们衣食住行方方面面都会变得智慧起来。,比如：在冷链物流中应用物联网技术，除了能够实现全程实时温度监控，还能在无需打开冷藏装置情况下，即可快速批量读取温度信息。另外，经过安装,RFID,电子标签，能够实现产品防伪追溯，而且在仓储步骤，实现自动移仓、盘仓等仓库管理，降低人工犯错率并节约大量时间。,物联网导论数据库与物联网培训课件,第45页,/10/2,物联网、大数据与数据库关系,物联网产生大数据,数据库支撑物联网,大数据引发数据库变革与发展,.,物联网导论数据库与物联网培训课件,第46页,/10/2,物联网产生大数据,据美国报导，物联网一分钟能够产生非常多东西，苹果下载,2,万余次，一分钟会上传,10,万条新微博，全世界物联网上虚拟网络上，产生了大量数据。,国外这些企业数据量不一定有中国大，中国淘宝网在双十一一天创收,10.5,亿，新浪微博晚上有,100,万以上响应请求，中国联通也进行大数据搜集，他们以前给用户每一个月发一个帐单，很多用户认为我没有上这么多，中国联通改制就详细统计客户上网统计一秒钟,83,万条。,物联网、大数据与数据库关系,物联网导论数据库与物联网培训课件,第47页,/10/2,Company Logo,物联网产生大数据,物 联 网 应 用 版 图,物 联 网 分 析 大 数 据,文字、图片、音频、视频等数字化信息呈指数式增加，大数据时代已经降临。全球信息总量每两年约增加一倍，全球创建和复制数据总量有1.8ZB，预计年将到达35ZB，是现在50倍。,*1TB(太字节)=1024GB,1PB(拍字节)=1024TB,1EB(艾字节)=1024PB,1ZB(泽字节)=1024 EB,物联网导论数据库与物联网培训课件,第48页,/10/2,大数据引发数据库行业变革与发展,数据库市场成形于上个世纪,80,年代。近年来伴随云计算、大数据应用兴起，面对暴发式增加海量数据，传统数据库已难以应对,;,面对以视频、图片、文字等非结构化数据为主大数据，传统商业智能系统和数据分析软件缺乏有效地分析工具和方法。大数据引发数据库行业变革。,物联网、大数据与数据库关系,物联网导论数据库与物联网培训课件,第49页,/10/2,大数据引发数据库行业变革与发展,大数据引发数据库行业架构创新。美国著名数据库科学家迈克尔,斯通布雷克,(Michael Stonebraker),指出，行业技术发展趋势是由一个架构支持全部应用转变为用各种架构支持多类应用。在大数据和云计算背景下，这一理论造成了数据库市场大裂变：数据库市场分化为三大阵营，包含,OldSQL(,传统数据库,),、,NewSQL(,新型数据库,),和,NoSQL(,非关系型数据库,),。,物联网、大数据与数据库关系,物联网导论数据库与物联网培训课件,第50页,/10/2,Company Logo,中国数据库软件市场现实状况与发展,，中国数据库软件市场规模到达53.15亿元，同比增加14.84%。未来，在大数据等一系列原因影响下，中国数据软件市场规模将以超15%增加率保持较为稳定增加，预计年中国数据库软件市场规划将到达83.44亿元，年复合增加率达16.22%。,中国数据库软件市场发展规模与预测,物联网导论数据库与物联网培训课件,第51页,/10/2,数据库支撑物联网,-,数据库支撑物联网，,数据库作用,包含,搜集传感性数据,，还有,实物跟虚拟物要结合起来,。比如，今天北京交通堵塞，不过并不知道堵塞原因，假如政府公布消息和市民微博公布消息结合起来就知道发生什么事，物联网要过滤，过滤要有一定模式。,-,要实现真正物联网，需要海量,地址,，海量,带宽,，海量,存放,，而且需要极高通信智能和管理智能。需要数据库支撑。,物联网、大数据与数据库关系,物联网导论数据库与物联网培训课件,第52页,/10/2,传感器,传输机制,应用层,数据库,五官、皮肤,神经,人体行为,大脑,数据库支撑物联网,物联网,人体,物联网导论数据库与物联网培训课件,第53页,/10/2,无人驾驶汽车,物联网据国外媒体报道，大数据分析师,BigData,S,创始人马克冯里吉门纳姆（,Mark van Rijmenam,）指出，无人驾驶汽车将配置有大量传感器，每秒钟可生成,1GB,数据。,科斯洛斯基甚至预计，未来汽车生成数据将上传到云存放系统，政府能够利用这些数据提升行车安全性。,物联网导论数据库与物联网培训课件,第54页,/10/2,Company Logo,物联网环境下数据库系统挑战,数据挖掘,数据处理,数据存放,数据搜集,数据库选择,数据保护,物联网导论数据库与物联网培训课件,第55页,数据库选择,物联网导论数据库与物联网培训课件,第56页,附上时空标,志,去伪存真,搜集异源甚至是异构数据,与历史数据对照,多角度验证数据全方面性和可信性,数据搜集,物联网导论数据库与物联网培训课件,第57页,Company Logo,数据存放,目标,技术,方法,优化,要到达低成本、低能耗、高可靠性目标,冗余配置、分布化和云计算技术,必须建立标准存放方法。,将,分类存放方式,应用到详细使用场所。,经过过滤和去重，降低存放量，同时加入便于日后检索标签。,物联网导论数据库与物联网培训课件,第58页,数据处理,有些行业数据包括上百个参数，其复杂性不但表达在,数据样本本身,，更表达在多源异构、多实体和多空间之间,交互动态性,，难以用传统方法描述与度量，处理复杂度很大，需要将高维图像等多媒体数据,降维,后度量与处理，利用,上下文关联进行语义分析,，从大量动态而且可能是模棱两可数据中,综合信息,，并导出可了解内容。,物联网导论数据库与物联网培训课件,第59页,数据挖掘,当前，尽管计算机智能化有了很大进步，但还只能针对小规模、有结构或类结构数据进行分析，谈不上深层次数据挖掘，现有,数据挖掘算法,在不一样行业中难以通用。,数据挖掘是使,结果可视化展现，使结果更直观,方便于洞察,物联网导论数据库与物联网培训课件,第60页,Company Logo,数据安全,1,应该既勉励面向群体、服务社会数据挖掘，又要预防侵犯个体隐私,2,既提倡数据共享，又要预防数据被滥用。,3,还需要界定数据挖掘、利用权限和范围。,大数据系统本身安全性也是值得尤其关注，要注意技术安全性和管理制度安全性并重，预防信息被损坏、篡改、泄露或被窃，保护公民和国家信息安全。,大数据系统本身安全性也是值得尤其关注，要注意技术安全性和管理制度安全性并重，预防信息被损坏、篡改、泄露或被窃，保护公民和国家信息安全。,物联网导论数据库与物联网培训课件,第61页,62,数据库起源,与发展,物联网数据,特点,物联网与,数据库,数据库,与,物联网,物联网导论数据库与物联网培训课件,第62页,参考文件,【1】张洪岩;励惠国;数字地球时代地理信息科学A;年东北三省测绘学术与信息交流会论文集C;年,【2】汤传勇;基于数字流域左江流域生态环境评价研究D;广西师范学院;20任平;,【3】仇巍巍;白玉江;周海滨;董开发;唐芳;数字区域三维空间信息支撑平台建设A;测绘通报测绘科学前沿技术论坛摘要集C;20,【4】杨伟;基于物联网高校实体档案智能管理研究J;兰台世界;2014期,【5】孙其博;刘杰;黎羴;范春晓;孙娟娟;物联网:概念、架构与关键技术研究综述J;北京邮电大学学报;2003期,【6】杨倩;物联网关键技术及应用J;电信科学;20S1期,【7】曹振;邓辉;段晓东;物联网感知层IPv6协议标准化动态J;电信网技术;2007期,【8】贺延平;物联网及其关键技术J;电子科技;2008期,【9】程文青;赵梦欣;徐晶;改进RFID动态帧时隙ALOHA算法J;华中科技大学学报(自然科学版);2006期,【10】林晓芳;浅谈我国物联网产业发展J;技术与市场;2011期,物联网导论数据库与物联网培训课件,第63页,参考文件,【11】樊雪梅;物联网技术发展研究与综述J;计算机测量与控制;2005期,【12】沈苏彬;范曲立;宗平;毛燕琴;黄维;物联网体系结构与相关技术研究J;南京邮电大学学报(自然科学版);年06期,【13】李光远;无线传感网入侵检测技术研究J;软件导刊;2008期,【14】宋俊德;浅谈物联网现实状况和未来J;移动通信;2015期 The Research of Security Issues and Key Technologies Based on Internet Of ThingsA;20通信与信息技术新进展第八届中国通信学会学术年会论文集C;20,【15】汪云凤;李心科;云服务环境下服务聚合方法研究A;2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集C;20,【16】沈阳;吴菲菲;物联网在建筑物消防安全中应用A;2011中国消防协会科学技术年会论文集C;20,【17】张白兰;杨向红;李家龙;刘伟;林创燕;邱正能;物联网综述A;中国电子学会第十七届信息论学术年会论文集C;20,【18】杨小英;张华;物联网技术与应用研究A;广东通信2010青年论坛优异论文集C;20,【19】周立;谢宏全;董春来;蒋廷臣;刘缓;海洋物联网展望A;地理信息与物联网论坛暨江苏省测绘学会20学术年会论文集C;20,【20】王国平;次贷危机:经济危机当代化A;上海市经济学会学术年刊（2008）C;年,物联网导论数据库与物联网培训课件,第64页,谢谢！,物联网导论数据库与物联网培训课件,第65页,