物联网技术课件教材

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1、物 联 网 的 简 介 物 联 网 的 原 理 物 联 网 的 发 展 物 联 网 的 应 用 物 联 网 的 安 全 十五年周期定 律 IBM前首席执行官郭士纳提出一个重要的观点：计算模式每隔15年发生一次变革。 每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和 变化。而互联网革命一定程度上是由美国“信息高速公路”战略所催熟。 其英文名称是“The Internet of things”。顾名思义，“物联网就是物 物相连的互联网”。 第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩 展的网络。相关知识 大数据 云计算 第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品

2、与物品之间，进行信息交换和通 信。 相关知识传感器 早在1995年，比尔盖茨在未来之路一书中就已经提及物联网概念。 但是，“物联网”概念的真正提出是在1999年，由EPCglobal的Auto-ID中 心提出，被定义为：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连 接起来，实现智能化识别和管理。 2005年，国际电信联盟（ITU）正式称“物联网”为“The Internet of things”，并发表了年终报告ITU互联网 报告2005：物联网。报告指 出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎 到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换；并描绘出“物联 网”时

3、代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒 主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。 物联网概念 +近几年互联网发展飞速向前。 +从2G 3G 4G 未来5G +从蓝牙 2.4GWiFi 5GWiFi LiFi +速度越来越快，范围越来越广，传输量越来越大 +每个人、每个物都处在网上的一点 +数据的收集与存储有了极大突破，大数据时代来了 +计算机运算能力越来越强，对大数据的精确分析成 为可能。 +物与物、物与人的联系更加紧密，人们有了更高的 要求 +物联网顺应时代出现了 “物”的涵义 这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入 “物联网”的范围： 1、要有数

4、据传输通路； 2、要有一定的存储功能； 3、要有CPU； 4、要有操作系统； 5、要有专门的应用程序； 6、遵循物联网的通信协议； 7、在世界网络中有可被识别的唯一编号 。 物联网（IOT）基本工作原理 全面感知全面感知 感知 可靠传输可靠传输智能处理智能处理 传输 智能 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。 物联网核心技术：RFID技术沿革 物联网核心技术：物联网核心技术：RFIDRFID 系统工作原理 RFID应用领域 物联网核

5、心技术：物联网核心技术：WSNWSN 物联网核心技术 ：WSN体系结构 传感器节点体系结构 传感器网络协议栈 物联网核心技术： WSN的特征 WSN在无线通信框架中的位置 物联网核心技 术-RFID RFID侧重于识别，能够实 现对目标的标识和管理，同时 RFID系统具有读写距离有限、 抗干扰性差、实现成本较高的 不足；WSN侧重于组网，实现 数据的传递，具有部署简单， 实现成本低廉等优点，但一般 WSN并不具有节点标识功能。 RFID与WSN的结合存在很大的 契机。 RFID与WSN可以在两个不 同的层面进行融合：物联网架 构下RFID与WSN的融合，传感 器网络架构下RFID与WSN的融

6、合。 物联网架构下RFID与WSN的融合 RFID和WSN融合 物联网核心技 术 传感器网络架构下RFID与WSN的融合：智能传感标签 RFID和WSN融合 物联网应用示意图 中国物联网发展 26 给放养的牲畜中的每一只羊都贴上一个二维码，这个二维码会一直保持到超 市出售的肉品上，消费者可通过手机阅读二维码，知道牲畜的成长历史，确保食 品安全。我国已有10亿存栏动物贴上了这种二维码。 畜牧溯源 27 物联网应用 无线葡萄园 2002 年，英特尔公司率先在俄勒冈建立了世界上 第一个无线葡萄园。传感器节点被分布在葡萄园的 每个角落，每隔一分钟检测一次土壤温度、湿度或 该区域有害物的数量，以确保葡萄

7、可以健康生长。 研究人员发现，葡萄园气候的细微变化可极大地影 响葡萄酒的质量。通过长年的数据记录以及相关分 析，便能精确的掌握葡萄酒的质地与葡萄生长过程 中的日照、温度、湿度的确切关系。这是一个典型 的精准农业、智能耕种的实例。 葡萄园环境监测系统示意图 28 物联网应用 物联网应用 不大可能。 29 人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相 关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过手机，提醒您去医院检查身体。 个人保健 30 利用部署在大街小巷的全球眼监控探头，实现图像敏感性智能分析并与110、 119、112等交互，实现探头与探头之间、探头与人、探头与报警系统

8、之间的联动 ，从而构建和谐安全的城市生活环境。 平安城市建设 31 n数字家庭是以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电 及智能家居等，通过不同的互连方式进行通信及数据交换,实现家庭网络中各类电子产品之间 的“互联互通”的一种服务。 n数字家庭的四大功能：信息、通信、娱乐和生活。 一台联网的服务器。管理全家生活、 数字家庭 信息信息 通信 娱乐娱乐 生活生活 物联网应用 未来数字家庭 智能家居其实就是把家中的电器通过网络控制起来 。可以想见，物联网发展到一定阶段，家中的电器 可以和外网连接起来，通过传感器传达电器的信号 。厂家在厂里就可以知道你家中电器的使用情况，

9、 也许在你之前就知道你家电器的故障。某一天突然 有维修工上门告诉你家中空调有问题，你还惊异地 不相信。 物联网的发展，必然带动传感器的发展，传感 器发展到一定程度，变形金刚也许会真地出现在我 们的面前。 国内一些厂商已经正在开发，像美的、海尔、长虹、小米、阿里 云等。 智能空调、电视、冰箱、安全门等。 智能家居现在已经与我们的生活息息相关 IT服务创新 34 物联网 管理平台 移动POS 金融 供应链 智能运输 工业自动化 智能建筑 消防 公共安全 环境保护 气象 数字化医疗 遥感勘测 军事 农业 林业水务 电力 煤炭 石化 物流、零售、自动服务 设备、安全、节能 生产、安全、防灾、水电油气

10、防火、勘察、报警 污染检测、报警 水质、水量、污染、安全 大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪 抄表、监控、节能 设备、临床、辅助诊断、病程 险情、油井、运输、管线 联动、消防栓、定位、调度 照明、信号、应急、灾害、识别 大地勘测、森林、地震、海洋 侦查、监控、定位、评估 降水、防洪、远程设备 交易、订单、跟踪、识别 通风、瓦斯、救灾定位 库存、车队、监控、导航、识别、货物 电子支付、实时信息 总结 物联网应用范围 * 物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”，是继通信网之 后的另一个万亿级市场。物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成 本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。 * 据了

11、解，2011年，全国物联网产业规模超过了2500亿元，预计 2015年将超过5000亿元。 * 2014年2月18日，全国物联网工作电视电话会议在北京召开。中共 中央政治局委员、国务院副总理马凯出席会议并讲话。他强调，要抢抓 机遇，应对挑战，以更大决心、更有效措施，扎实推进物联网有序健康 发展，努力打造具有国际竞争力的物联网产业体系，为促进经济社会发 展做出积极贡献。 （1）技术标准问题 世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于2006年成立了无线传感器网络标准项目组。2009年9月 ，传感器网络标准工作组正式成立了PG1(国际标准化)、PG2(标准体系与系统架构)、PG3(通信

12、与信息交互)、PG4(协同 信息处理)、PG5(标识)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(电力行业应用调研)等8个专项组，开展具体的国家标准的制定工 作。 （2）协议问题 物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于TCP/IP，但在接入层面，协议类别五花八门，GPRS/CDMA、短信 、传感器、有线等多种通道，物联网需要一个统一的协议栈。 （3）IP地址问题 每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址，IPv4资源即将耗尽，那就需要IPv6 来支撑。IPv4向IPv6过渡是一个漫长的过程，因此物联网一旦使用IPv6地址，就必然会存在与IPv4的兼容性问题。 （4）终端问题。 物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不同行业需求千差万别，如何满足终端产品的多样 化需求，对运营商来说是一大挑战。 （5）安全问题 安全问题 信息采集频繁，个人隐私容易泄露。 信息传输依靠网络，极其不安全，一旦被不法分子截获控制，不仅个人隐私泄露，甚至会造成经济损失、个人生命受到 严重威胁。