云雾混合计算改进远洋渔船物联网系统通讯质量.pdf

第 30 卷 第 23 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.23 224 2014 年 12 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Dec. 2014 云雾混合计算改进远洋渔船物联网系统通讯质量 1 1,2 1 2 1 杨劲松 ，虞丽娟 ，凌培亮 ，陈成明 ，夏 俊 （1．同济大学机械工程学院，上海 200092 ； 2. 上海海洋大学工程学院，上海 201306 ） 摘 要：远洋渔船上不断增加的船载智能设备和传感器增大了对网络通讯带宽和流量的要求，目前船岸间通讯的 高昂费用和带宽限制成为整个系统的瓶颈。该文在远洋渔船作业系统中引入云雾混合计算架构。研究以云计算为 基本架构，采用面向服务的构架，提供可靠和安全的数据存储中心，降低了对用户端的设备要求，利于不同设备 间的数据与应用共享；同时，利用船载设备的计算和存储能力，采用雾计算架构的设备固件更新分发机制获取最 少必要固件资源后在船载网络内部进行推送和更新，并利用船载传感网络雾计算模型在船载网络内部存储和压缩 传感器环境数据，以降低船岸之间的数据通讯量。研究证明，云雾混合计算架构在保证船岸数据信息交互一体化 的同时明显降低了对数据通讯带宽的要求，减少了网络流量。在测试期内，开富号各计算节点及传感设备固件更 新文件数据量降低为传统架构的 15.13%，传感器发往云端的报文数据量降低为传统架构的4.75% 。参考卫星宽带 流量套餐费用计算（1 MB 费用约为 10 美元，2014 年标准），在该时间段内，仅“开富号”一条船舶约节约 7 500 美元，每年能节约通讯费 36 000 美元，具有一定的经济效益。研究实践证明云雾混合计算有利于改善远洋渔船物 联网系统通讯质量。 关键词：渔船；数据处理；传感器；雾计算；云计算；物联网；远洋渔船作业系统 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.23.028 中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-23-0224-08 杨劲松，虞丽娟，凌培亮，等. 云雾混合计算改进远洋渔船物联网系统通讯质量[J]. 农业工程学报，2014，30(23)： 224－231. Yang Jinsong, Yu Lijuan, Ling Peiliang, et al. Improving communication quality of internet of things for pelagic fishing vessel by blended fog computing and cloud computing[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(23): 224 －231. (in Chinese with English abstract) 了挑战，雾计算应运而生。思科公司的雾计算策略是 0 引 言 在物联网设备上、网络中存储和处理设备自身产生的 [1] [12] 物联网 等新兴技术在海洋和船舶上的运用程 数据 。IBM 则将计算推到互联网与现实世界的边