智能化海洋物联网:云服务体系及应用

甄君：中国船舶集团有限公司系统工程研究院研究员，从事舰船电子信息系统、海战场信息对抗以及“智慧海洋”工程建设等海洋信息化领域的工作，获得中国船舶集团有限公司科学技术进步一等奖、国防科学技术进步二等奖、军队科技进步二等奖等多项奖励。在“智慧海洋”工程建设方面，负责完成了信息装备领域多项军民融合“智慧海洋”工程建设专题研究工作，目前担任海南省科学技术厅2019年省重大科技计划项目“智能化广域海洋物联网关键技术研究与应用示范项目”负责人，已完成多项海洋物联网关键技术突破，并应用于中国船舶集团有限公司在浙江舟山和海南三亚开展的“智慧海洋”工程试点示范建设。

张驰：高级工程师，任职于中国船舶集团系统工程研究院，博士毕业于中国科学院声学研究所。主要研究方向是海洋环境数据应用、水声信号处理、海洋信息化。参与智慧海洋工程总体论证、海南省“智慧海洋”工程中长期战略规划、“智慧海洋”工程试点示范项目等。获中船集团科技进步一等奖1项，第一作者发表SCI、EI检索论文7篇，核心期刊论文十余篇，授权发明专利2项。

赵金红：高级工程师，任职于中国船舶集团系统工程研究院。主要研究方向是装备体系、舰船电子信息系统、海洋信息化。参与“智慧海洋”工程总体论证、“智慧海洋”工程试点示范项目等。获国防科学技术进步三等奖、中船集团科技进步三等奖等多项奖励，授权发明专利10余项。

1 海洋物联网概述

1.1 物联网技术概况……003

1.2 海洋物联网发展……008

1.3 海洋物联网应用特征……013

2 海洋物联网体系构成

2.1 总体架构……017

2.2 海洋物联网能力体系……018

2.3 海洋物联网标准规范体系……020

2.4 海洋物联网信息安全体系……022

2.5 海洋物联网运维保障体系……025

2.6 海洋物联网基础设施与技术体系……026

3海洋物联网云服务体系

3.1 云计算概念……031

3.2 云计算服务模式……032

3.3 海洋物联网云服务架构……035

3.4 海洋物联网云服务软件体系……038

4海洋物联网基础设施即服务

4.1 海洋综合感知设施……048

4.2 海洋信息传输网络……065

4.3 云计算基础设施……077

5 海洋物联网跨域通信管理即服务

5.1 海洋物联网跨域通信架构……087

5.2 跨域通信链路管理服务……093

5.3 跨域通信网络管理服务……096

5.4 通用业务管理服务……105

5.5 应用业务管理服务……107

5.6 跨域通信管理系统服务应用……111

6海洋物联网应用支撑平台即服务

6.1 容器管理……117

6.2 信息集成中间件……118

6.3 三维GIS引擎……120

6.4 智能分析引擎……127

7海洋物联网岸海孪生数据即服务

7.1 海洋大数据平台……132

7.2 数据引接……134

7.3 数据存储……136

7.4 数据分析……139

7.5 基于三维GIS引擎的海洋数据可视化……144

8海洋物联网区块链即服务

8.1 基于区块链的物联网信息安全保障……161

8.2 基于区块链的海洋物联网信息安全服务框架……164

8.3 海洋物联网区块链底层服务……165

8.4 海洋物联网区块链网络管理服务……167

8.5 海洋物联网区块链数据安全共享服务……170

8.6 应用实践……175

9海洋物联网软件即服务

9.1 海洋目标信息应用功能软件……185

9.2 海洋声学信息应用功能软件……194

9.3 海洋气象信息应用功能软件……221

9.4 基于区块链的海洋数据安全共享应用软件……231

10海洋物联网典型应用场景

10.1 海上船队管理……255

10.2 海上执法服务……263

10.3 海上应急救援信息保障……267

10.4 智慧海防应用……270

10.5 海域环境质量监测信息溯源……276

10.6 智慧渔港综合管理服务……279

11面向多业务的轻量化海洋物联网应用系统

11.1 物理组成……285

11.2 海洋物联网锚系式多功能浮标……287

11.3 海洋物联网漂流小浮子……294

11.4 坐底式海床基……300

11.5 岸基应用中心……301

11.6 结语……302

参考文献……303

1.1物联网技术概况

1.1.1物联网概念

1991年，美国施乐公司首席科学家马克·维瑟在《科学美国人》杂志上发表文章《21世纪的计算机》，文中开创性提出“普适计算”（Ubiquitous Computing，UC）的思想，认为计算机将发展到与普通事物无法分辨为止，人们能随时随地通过任何智能设备连接网络享受各种服务，计算机技术最终将无缝地融入日常生活中。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议上，美国麻省理工学院自动识别中心的凯文·阿什顿教授在研究射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）技术时结合物品编码、射频识别和互联网技术的解决方案首次提出了“物联网”的概念。

2005年,国际电信联盟(Intemational Telecommunication Union,ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念（)：物联网是通过二维码识读设备、射频识别装置、卫星定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网实现物与物之间的互联、共享、互通，因此是“物物相连的互联网”。

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