《生活中的物联网技术应用-第二讲讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生活中的物联网技术应用-第二讲讲义（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、生活中的物联网技术应用,什么是物联网？,物联网的英文名称为“The Internet of Things”，由该名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。,目前较为公认的物联网的定义是： 通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，通过各种局域网、接入网、互联网将物与物、人与物、人与人连接起来，进行信息交换与通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。,物联网的基本特征,全面感知,可靠传输,智能处理,利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。,通过网络将感知的各种信息进行实时传送。,利用计算机技术，及时
2、地对海量的数据进行信息控制，真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通。,第二讲 物联网体系结构,2.2 物联网结构体系,2.4 物联网标准体系,2.3 物联网技术体系,2.1 物联网体系结构概述,2.1 物联网体系结构概述,物联网的最终目的是建立一个满足人们生产、生活以及对资源、信息更高需求的综合平台，管理跨组织、跨管理域的各种资源和异构设备，为上层应用提供全面的资源共享接口，实现分布式资源的有效集成，提供各种数据的智能计算、信息的及时共享以及决策的辅助分析等。,2.1.1 意义和功能,2.1 物联网体系结构概述,2.1.1 意义和功能,2.1 物联网体系结构概述,2.1.1 意义和功能,接入终端
3、、接入系统：包含信息源终端。RFID事件、传感器事件、二维码事件等，通过因特网、无线网、移动网实现通信。 开放平台： 体系架构中有个重要的开放平台，提供这样的功能： 第一，终端管理，可以实时监控网络和终端的运营状况，精确表述故障原因；接入系统的管理，对接入系统的开放问题、接入问题、资源共享问题进行管理。 第二，数据中心，进行数据采集、数据处理、数据存储、数据共享、信息智能交互。 第三，跟开发中间件结合，提供一个面向应用的开放的环境，开发人员只需要调API就可以进行开发，最终降低开发的难度，提高开发的效率。这个平台还可以起到网关的作用，来简化终端和应用的接入。,2.1 物联网体系结构概述,2.1
4、.1 意义和功能,因特网：系统联系的桥梁。 智能、自学习中心：控制系统的上、下层及中间环节的智能联系，使得物物联接具有人人联接的特性，保证物联网的智能特性。 上层应用：物联网本着服务政府、社会、行业和公众的目的，把整个社会以物联网的形式组织起来。,2.1 物联网体系结构概述,2.1.2 设计原则,以“用户为中心”,时空性,互联互通,开放性,可管理性,安全性,鲁棒性,第二讲 物联网体系结构,2.2 物联网结构体系,2.4 物联网标准体系,2.3 物联网技术体系,2.1 物联网体系结构概述,2.2 物联网结构体系,根据物联网具有的感知、传输和智能三个基本特征，物联网的结构体系可分为三层：即 感知层
5、、 网络层、 应用层,物联网典型结构体系,2.2 物联网结构体系,有时也会分为四层：即 感知层、 传输层、 服务管理层（也称平台层）、 和应用层,物联网扩展结构体系,2.2 物联网结构体系,感知层是物联网全面感知的基础,物联网感知层,RFID标签和读写器 M2M终端和传感器 传感器网络和网关,感知层实现方式,摄像头和监控 GPS/北斗定位授时 智能家居网关,感知层作用,感知层突破方向,感知和识别物体 采集和捕获信息,更敏感和更全面的感知能力 解决低功耗的问题 解决小型化和低成本问题,RFID读写,智能家居网关,M2M终端,传感器网络,摄像头,GPS/北斗,传感器 网关,感知层是实现物的世界连接
6、和感知的基础，必须考虑感知层的全面布局和发展重点产品策略,无线上连 & 有线上连,网络层是物联网无处不在的前提,物联网网络层,接入网：无线/光纤各种类型的接入形式 核心网：统一IP协议上的大带宽的可靠网络 业务支撑平台：业务统一管理部署和运营支撑,网络层主要层次,网络层作用,网络层突破方向,连接感知层和应用层 随时随地的连接实现 当前最成熟的部分,扩展规模，以实现无处不在 业务可扩展的管理运营能力 简化结构，上下层面融合,ONU,接入网络 无线接入：2G/3G/LTE/WLAN/WiMax 有线接入：光纤（PON）和铜线（xDSL） 汇集承载：IP化传输网络（PTN/CE）,核心网络&业务网关
7、 统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口 针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制 边缘业务控制实现业务感知、控制和策略转发,CPE,业务平台,鉴权平台,计费平台,经营分析平台,业务支撑平台 提供终端和业务的通道和联动控制逻辑 实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展 针对客户提供用户自定义业务环境和接口,网络层是物联网成为普遍服务前提，必须关注规模扩展机遇，重点是接入网络和业务支撑平台,应用层是物联网智能处理的中枢,物联网应用层,智能家居 智能交通 智能城管,应用层主要应用方向,应用层作用,应用层突破方向,信息技术与行业专业技术结合 实现广泛智能化应用的解决方案集合,信息技术与行业的深度融合
8、 信息的社会化共享和安全保障 基于云计算的应用整体架构,智能电力 智能医疗 智能通信服务,云计算资源,云计算业务,计算能力,存储能力,全局控调,SaaS,PaaS,IaaS,云计算的意义 适应业务量增长不确定性的弹性架构体系 适应海量数据计算和存储的低成本曲线的架构 适应开放式的应用提供和部署环境 IT架构和商业模式转变的关键,智能家居,智能电力,智能交通,智能医疗,智能城管,智能通信服务,六大热点涵盖了主要应用集和投资方向,应用层是物联网的智能中枢，必须关注云计算新架构应用和聚焦方向的应用方案集合的提供,2.2 物联网结构体系,感知层：主要负责数据的采集与感知，获取物理世界中发生的物理事件和
9、数据，包括各类物理量、标识、音视频等数据。感知层由具有感知、识别、控制和执行等能力的多种设备组成，一般包括二维码标签、RFID标签、读写器、摄像头、各种终端、GPS等定位装置、各种传感器或局部传感器网络等。 感知层处于三层架构的最底层，是物联网发展和应用的基础，具有物联网全面感知的核心能力。作为物联网的最基本一层，感知层具有十分重要的作用。,2.2 物联网结构体系,网络层：也叫传输层，负责感知信息或控制信息的传输，物联网通过信息在物体间的传输可以虚拟成为一个更大的“物体”，或者通过网络，将感知信息传输到更远的地方。网络层包括各种有线和无线组网技术、接入互联网的网关等。,2.2 物联网结构体系,
10、应用层：应用层实现物联网的各种具体的应用并提供服务，物联网具有广泛的行业结合的特点，根据某一种具体的行业应用，应用层实际上依赖感知层、传输层和服务管理层共同完成应用层所需要的具体服务。,2.2 物联网结构体系,服务管理层：对感知层通过传输层传输的信息进行动态汇集、存储、分解、合并、数据分析、数据挖掘等智能处理，并为应用层提供物理世界所对应的动态呈现等。其中主要包括数据库技术、云计算技术、智能信息处理技术、智能软件技术、语义网技术等。,第二讲 物联网体系结构,2.2 物联网结构体系,2.4 物联网标准体系,2.3 物联网技术体系,2.1 物联网体系结构概述,2.3 物联网技术体系,物联网的技术体
11、系框架,主要技术： 有二维码技术、传感器技术、RFID技术、红外感知技术、定位技术、无线通信与组网技术、互联网接入技术（如IPV6技术）、物联网中间件技术、云计算技术、语义网技术、数据挖掘、智能决策、信息安全与隐私保护、应用系统开发技术等（如嵌入式开发技术、系统开发集成技术等）。,2.3 物联网技术体系,2.3 物联网技术体系,物联网不同层次技术分类,2.1 感知层,感知层主要的功能和作用是完成数据信息采集、处理以及短距离传输工作，这类设备中多采用嵌入式系统与之适应。,2.3.1 感知层主要技术,2.1 感知层,首先，数据采集与物品的标识符相关。感知层需要给物联网中的每一个“物”都分配唯一的标
12、识符，解决信息归属于哪一个“物”的问题。 其次，数据采集技术有自动识别技术和传感器技术。 自动识别技术用于自动识别物体，其应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动获取被识别物体的相关信息。 传感器技术用于感知物体，其通过在物体上植入各种微型感知芯片使其智能化，这样任何物体都可以变得“有感觉”。,2.3.1 感知层主要技术,数据采集,2.1 感知层,数据短距离传输是指收集终端装置采集的信息，并负责将信息在终端装置和网关之间双向传送。数据短距离传输和数据获取这两个过程有时是同时发生的，感知层很难明确加以区分这两个过程。 数据短距离传输与自组织网络、近距离无线通信技术、红外和
13、工业现场总线等相关。例如，传感器属于自组织网络，蓝牙和ZigBee属于短距离无线通信技术。,2.3.1 感知层主要技术,数据短距离传输,2.1 感知层,感知层所需要的关键技术包括检测技术、标识技术、中低速无线或有线短距离传输技术等。 感知层综合了传感器技术、嵌入式计算技术、智能组网技术、无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器的协作实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息。通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到接入层的基站节点和接入网关，最终到达用户终端，从而真正实现“无处不在”的物联网的理念。,2.3.1 感知
14、层主要技术,2.1 感知层,2.3.1 感知层主要技术,传感器技术,传感器是一种检测装置，能感受到被测的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。,2.1 感知层,2.3.1 感知层主要技术,标识技术,标识技术是通过RFID、条形码等设备对所感知到的目标外在特征信息 来证实和判断目标本质的技术。,2.1 感知层,2.3.1 感知层主要技术,标识技术,标识技术是通过RFID、条形码等设备所感知到的目标外在特征信息 来证实和判断目标本质的技术来。,2.1 感知层,2.3.1 感知层主要技术,标识技术,标识技
15、术是通过RFID、条形码等设备所感知到的目标外在特征信息 来证实和判断目标本质的技术来。,2.1 感知层,2.3.1 感知层主要技术,定位技术,定位技术是测量目标的位置参数、时间参数、运动参数等时空信息的技术，它利用信息化手段来得知某一用户或者物体的具体位置。,GPS定位系统,2.1 感知层,2.3.1 感知层主要技术,定位技术,定位技术是测量目标的位置参数、时间参数、运动参数等时空信息的技术，它利用信息化手段来得知某一用户或者物体的具体位置。,蜂窝定位系统,2.1 感知层,2.3.1 感知层主要技术,嵌入式技术,嵌入式系统一般指非 PC 系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是
16、以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。,2.2 网络层,网络层的主要功能是直接通过现有互联网(IPv4/IPv6 网络)、移动通信网(如GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、无线接入网、无线局域网等)、卫星通信网等基础网络设施，对来自感知层的信息进行接入和传输。,2.3.2 网络层主要技术,2.2 网络层,2.3.2 网络层关键技术,互联网是一个由各种不同类型和规模的、独立运行和管理的计算机网络组成的世界范围的巨大计算机网络。互联网/电信网是物联网的核心网络、平台和技术支持。IPv6的使用扫清了可接入网络的终端设备在数量上的限制。,互联网,2.2 网络层,2.3.2 网络层关键技术,移动通信使电话摆脱了电缆的束缚，让人们可以以更加灵活方便的方式进行交流。移动通信网络将成为“全面、随时、随地”传输信息的有效平台。高速、实时、高覆盖率、多元化处理多媒体数据，
