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1、Nankai University 1 南开大学信息技术科学学院南开大学信息技术科学学院 吴功宜吴功宜 2010.11.18 对物联网技术发展与对物联网技术发展与 物联网工程专业建设物联网工程专业建设 的思考的思考 Nankai University 主要内容主要内容 物联网技术的发展 对物联网工程专业建设的思考 对网络课程教学改革的尝试 2 Nankai University 对物联网诠释的角度对物联网诠释的角度 从计算机网络教从计算机网络教 学与研究工作者学与研究工作者 的角度来诠释物的角度来诠释物 联网技术的发展联网技术的发展 3 Nankai University 物联网产生的背景物联
2、网产生的背景 任何一项技术的任何一项技术的 产生都必然有其产生都必然有其 深厚的社会背景深厚的社会背景 与技术背景。与技术背景。 4 Nankai University 物联网发展的背景物联网发展的背景 社会背景 技术背景 5 Nankai University 社会背景社会背景 国际金融危机必然要通过催生新的科技革国际金融危机必然要通过催生新的科技革 命和产业革命来解决命和产业革命来解决。 美国克林顿政府的“信息高速公路”美国克林顿政府的“信息高速公路” 发展战略使得美国经济走上了长达发展战略使得美国经济走上了长达10 年多的繁荣年多的繁荣。 美国奥巴马政府希望通过“智慧地球”美国奥巴马政府
3、希望通过“智慧地球” 构想，找出美国新的经济增长点，使构想，找出美国新的经济增长点，使 美国尽快走出金融危机的阴影美国尽快走出金融危机的阴影。 6 Nankai University 技术背景技术背景 互联网技术互联网技术物联网的发展基础物联网的发展基础 三网融合三网融合 物联网理想的通信平台物联网理想的通信平台 云计算云计算物联网应用的商业模式物联网应用的商业模式 普适计算普适计算物联网智能的理论模型物联网智能的理论模型 3G/M2M物联网便捷的接入方式物联网便捷的接入方式 WSN/Sensor物联网无处不在的感知手段物联网无处不在的感知手段 RFID物联网最成熟的应用技术物联网最成熟的应用
4、技术 7 Nankai University 我国发展物联网的特点我国发展物联网的特点社会信息化社会信息化 “九五”计划“九五”计划：什么是信息化？什么是信息化？ 为什么要推进社会为什么要推进社会信息化？信息化？ “十五”计划“十五”计划：如何建设信息基础设施？如何建设信息基础设施？ 如何如何推动推动行业信息化？行业信息化？ “十一五”计划“十一五”计划：如何发挥信息化如何发挥信息化的的作作 用？用？ 如何保障信息安全？如何保障信息安全？ 8 Nankai University 物联网发展的过程物联网发展的过程 从互联网到物联 网自然的发展 过程 9 Nankai University 从互联
5、网向物联网发展的过程从互联网向物联网发展的过程 从网络数据获取方式 的角度看 从网络接入方式扩展的 角度看 10 Nankai University 从互联网应用发展的角度看从互联网应用发展的角度看 互联网中传输互联网中传输 的数据是人工方式产生的的数据是人工方式产生的 11 TELNET E-Mail FTP BBS Usernet Web 电子商务 电子政务 远程教育 远程医疗 搜索引擎 网络电话 网络电视 网络视频 博客 播客 即时通信 网络游戏 网络广告 网络出版 网络存储 网络计算 基本的 网络服务 基于Web的 网络服务 新的 网络服务 Nankai University 互联网与
6、物联网的区别互联网与物联网的区别 互联网的数据是由人工方式获取 实现了人与人之间的信息共享 物联网的数据可以自动感知 实现人与人、人与物、物与物 更加广泛地互联 从信息共享到信息智能服务 12 Nankai University 互联网互联网 Everybady over IP 物联网物联网 Everything over IP 13 Nankai University 物联网发展过程物联网发展过程 从互联网接入方从互联网接入方 式扩展的角度看式扩展的角度看 物联网的发展物联网的发展 14 Nankai University 互联网结构的抽象方法互联网结构的抽象方法自顶向下自顶向下 15 互联
7、网核心交换部分 端系统：客户端 端系统：服务器端 端系统：客户端 C/SC/S P2P （a） 互联网核心交换部分 端系统：客户端 端系统：服务器端 端系统：客户端 C/SC/S P2P 互联网边缘部分 （b） Nankai University 互联网的结构互联网的结构 16 Nankai University 从接入的角度看物联网与互联网的关系从接入的角度看物联网与互联网的关系 17 国际或国家主干网 地区主干网 企业或 校园网 局域网接入 （802.3） 无线城域网接入 （802.16） 电话交换网接入有线电视网接入 无线局域网接入 （802.11） ADSL 接入设备 Cabel Mo
8、dem 无线Ad hoc接入 电视机 互 联 网 无线传感器网络接入 无线传感器 结点 无线传感器网络WSN RFID系统接入 RFID结点 RIFD读写器RIFD读写器 RFID结点 物 联 网 互 联 网 核 心 交 换 部 分 端 系 统 部 分 CATVISDN 有 线 接 入 无 线 接 入 RFID应用系统 电视机 互联 网端 系统 物联 网端 系统 Nankai University 物联网物联网 产业产业 现代信息现代信息 服务业服务业 互联网未来的发展趋势互联网未来的发展趋势 18 三网融合三网融合 互联网互联网 Nankai University 物联网的基本概念物联网的基
9、本概念 物联网概念的提出 物联网技术特征 物联网发展趋势 19 Nankai University 物联网概念的提出物联网概念的提出 1999年年：MIT首先首先提出提出物联网的概念物联网的概念 2005年度年度：ITU互联网发展年度报告题目互联网发展年度报告题目 是物联网（是物联网（Internet of Things，IOT） 2010年年：温总理在十一届全国人大三次会议温总理在十一届全国人大三次会议 政府工作报告中政府工作报告中提出发展物联网产业提出发展物联网产业 20 Nankai University 物联网体系结构物联网体系结构 21 Nankai University 感知物理世
10、界的过程：感知、传输、应用感知物理世界的过程：感知、传输、应用 22 感 知 全面感知 传 输 可靠传输 计 算 智能计算 人的感官人的神经人的大脑 Nankai University 物联网层次结构物联网层次结构 应用层应用层： 智能化的应用服务体系智能化的应用服务体系 网络层网络层： 融合化的网络通信基础设施融合化的网络通信基础设施 感知层感知层： 无处不在的末端感知网络无处不在的末端感知网络 23 Nankai University 应应 用用 层层 网网 络络 层层 感感 知知 层层 物物 联联 网网 体体 系系 结结 构构 24 物联网信息共享交互平台云计算平台信息安全平台 应用资源
11、共享服务平台 共性支撑平台 政府应用类示范系统社会应用类示范系统行业、企业应用类示范系统 互联网互联网+移动通信网移动通信网+CATV通信网通信网+VPN+企业专网企业专网 无线传感器 结点 无线传感器网络WSN RIFD读写器 RFID结点 RFID应用系统 机器人控制系统 智能机器人系统 信 息 感 知 信 息 传 输 信 息 处 理 与 应 用 智 能 化 的 应 用 服 务 支 撑 体 系 融 合 化 网 络 通 信 基 础 设 施 无 处 不 在 的 末 端 感 知 网 络 Nankai University 技术体系技术体系 25 应用技术 支撑技术 传输技术 感知技术 物联网信息
12、共享交互平台物联网数据存储平台行业物联网应用系统 RFID 通信技术云计算信息安全 互联网无线通信网络有线电视网 机器人智能感知系统传感器网络各种传感网 普适计算智能技术 微电子技术 Nankai University 物联网对网络技术发展的影响物联网对网络技术发展的影响 26 Nankai University 物联网未来的发展物联网未来的发展 物联网的价值物联网的价值 智能服务智能服务 27 Nankai University CPS（Cyber Physical System） Control Communication Computer 28 Internet CPS Nankai U
13、niversity 发展发展CPS技术研究的目的技术研究的目的 CPS将将要催生很多要催生很多 具有“计算、通信、具有“计算、通信、 控制、协同和自治”控制、协同和自治” 特征特征的智能设备的智能设备与与 系统系统。 29 Nankai University 信息技术与物联网：从珍珠到艺术品信息技术与物联网：从珍珠到艺术品 30 物联网：集成创新 Nankai University 物联网：感知中国与世界的技术物联网：感知中国与世界的技术 31 遥感与卫星定位智能交通现代物流数字农业数字医疗空间探测 数字海洋 安全监控 灾害防治 智能旅游 数字环保 公共安全 数字地质 智能家居 智能电网数字制
14、造智慧边疆 物联网物联网：感知中国与世界感知中国与世界 Nankai University 物联网主要功能物联网主要功能 全面的感知全面的感知 透彻的认知透彻的认知 智慧的处理智慧的处理 32 Nankai University 发展物联网发展物联网关键关键： 研究研究核心技术核心技术 培育创新产品培育创新产品 技术、专利、标准技术、专利、标准 33 Nankai University 物联网研究的问题（物联网研究的问题（WSN-IoT） 网络拓扑网络拓扑 网络路由网络路由 环境感知环境感知 信息安全信息安全 网络管理网络管理 编程模式编程模式 34 Nankai University 影响物
15、联网发展的五大瓶颈影响物联网发展的五大瓶颈 产业体系初步形成产业体系初步形成 核心技术有待突破核心技术有待突破 标准竞争激烈标准竞争激烈 应用规模小应用规模小 面临信息面临信息安全形势严峻安全形势严峻 35 Nankai University 新兴技术发展规律新兴技术发展规律 36 技术驱 动阶段 期望达 到峰值 阶段 真正认识 阶段 平滑 上升 阶段 稳定上 升阶段 Cloud Computing Mobile App.Stores Cloud/Web Platforms Private Cloud Computing Mesh Network: sensor Nankai Universi
16、ty 对物联网工程对物联网工程 专业建设的思考专业建设的思考 37 Nankai University 物联网工程专业的特点物联网工程专业的特点 集成创新型技术，知识集成创新型技术，知识 体系不清晰体系不清晰； 产业涵盖面宽，边界难产业涵盖面宽，边界难 以界定以界定； 38 Nankai University 课程体系设置原则：课程精，实验强课程体系设置原则：课程精，实验强 充分发挥“源学科”的学科基础与充分发挥“源学科”的学科基础与 优势；优势； 从从未来未来毕业生可能从事的就业岗位毕业生可能从事的就业岗位 和就业能力需求出发，反过来审定和就业能力需求出发，反过来审定 培养目标，对课程体系和内容进行培养目标，对课程体系和内容进行 取舍。取舍。 39 Nankai University 物联网工程课程结构的建议物联网工程课程结构的建议 物联网导论 传感网技术 物联网无线通信技术 物
