物联网技术及其应用..

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1、物联网物联网 - -技术与发展技术与发展 2012.11.22012.11.2 一、概念一、概念 什么是物联网什么是物联网 互联网时代互联网时代网络两头需要通过人的作用才能交流网络两头需要通过人的作用才能交流 物联网时代物联网时代网络两头的机器可以自行交流网络两头的机器可以自行交流 物联网的基本概念物联网的基本概念 物联网被视为物联网被视为互联网互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心， 以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。 英文名：英文名： Internet Internet of Thingso

2、f Things（IOTIOT），也称为），也称为Web of ThingsWeb of Things。 物联网是指通过各种信息传感设备物联网是指通过各种信息传感设备 如如传感器传感器、射频识别（、射频识别（RFIDRFID）技）技 术、术、全球定位系统全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装 置与技术置与技术 实时采集实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种 需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与 物

3、、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。 物联网（IOT）的定义 物联网的基本概念物联网的基本概念 物联网还没有统一的、权威的定义物联网还没有统一的、权威的定义 物联网是一个动态的全球网络基础 设施，它具有基于标准和互操作通信协 议的自组织能力，其中物理的和虚拟的 “物”具有身份标识、物理属性、虚拟 的特性和智能的接口，并与信息网络无 缝整合。物联网将与媒体互联网、服务 互联网和企业互联网一道，构成未来互 联网。 广义的物联网涵义 利用条码、射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等 信息传感设备，按约定的

4、协议，实现人与人、人与物、物与物的在任何时间、 任何地点的连接（anything、anytime、anywhere），从而进行信息交换和通 讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。 各国物联网战略或计划 二、特征及架构二、特征及架构 物联网（IOT）的特征 全面感知全面感知可靠传输可靠传输智能处理智能处理 感知传输智能 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（IOT）结构示意图 IOT基本理论模型 智能卡

5、条形码 二维码 GPS 传感器技术 网关设备 近距离 通信 因特 网 跟踪定 位 高速 数 据网 络 智慧星球 感知中国 中国物联网发展 面临五个主要技术问题 （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）安全问题 信息采集频繁，其数据安全也必须重点

6、考虑。 （3）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。 （4）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。 （5）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

7、战。 三、应用领域三、应用领域 物联网能为我们做什么物联网能为我们做什么 物联网能为我们做什么物联网能为我们做什么 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 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

8、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 物联网的体系架构物联网的体系架构 物联网的体系架构物联网的体系架构 物联网的物联网的” ”物物” ” 这里的这里的“物物”要满足以下条件才能够被纳入要满足以下条件才能够被纳入“物联物联 网网”的范围：的范围： 1 1、要有数据传输通路；、要有数据传输通路； 2 2、要有一定的存储功能；、要有一定的存储功能； 3 3、要有、要有CPUCPU； 4 4、要有操作系统；、要有操作系统； 5 5、要有专门的应用程序；、要有专门的应用程序； 6 6、遵循物联网

9、的通信协议；、遵循物联网的通信协议； 7 7、在世界网络中有可被识别的唯一编号。、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 公共网络化信息平台公共网络化信息平台 武 器 平 台 栅 格 物联网的军事应用物联网的军事应用 全球信息栅格全球信息栅格GIGGIG的构成的构成 基于计算机网络的指控栅格 传 感 器 栅 格 追求多层的弹道导弹防御体系 物联网的军事应用物联网的军事应用 是指基于个人和社会的需求，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获 取、传递、存储、认知、决策、使用等服务，网络具有超强的环境感知、内容感知 及其智能性， 为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。 是指在物理世界

10、的实体中部署具有一定感知能力、计算能力或执行能力的各种信息 传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人 与物、物与物之间信息交换需求的互联。着重连接物理世界的应用及相关产业，因 此是走向泛在网的重要一步。 是利用各种传感器加上近距离无线通信技术构成一个独立的网络, 是由多个具有有 线/无线通信与计算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统，它 一般提供局域或小范围物与物之间的信息交换。是物联网末端采用的关键技术之一 。 。 理清几个概念理清几个概念 泛在网 Ubiquitous Network 物联网 Internet of Things 传感器网络 S

11、ensor Network 感知/延伸层关键设备和技术对象 传感器网络传感器、近距离无线通信- 传感器 网络 物联网 泛在网 物联网传感器、条形码、RFID、二维码、 NFC、摄像头、近距离无线通信 物-物 物-人 泛在网PC、手机、传感器、条形码、 RFID、二维码、NFC、摄像头、 近距离无线通信 物-物 物-人 人与人 物联网的运作模式物联网的运作模式 推广核心：为运营商及客户 带来利益 运营商：带来大企业流量 客户(包括终端厂商/解决方 案提供商、系统集成商和 ASP及最终客户)：方便简 捷地获得全球化服务 客户承担： SIM卡一次费用 流量费用(差价) 平台账户使用费用（一次性或一次

12、性 +按月） 售后服务费用 运营商承担： 平台费用 佣金及提成 由于专业服务商自身能力 及产业链发展现状，向下 游收费模式收益不大 主要服务商开始转向上游 运营商提供服务，成为运 营商的平台供应商 运营商服务商 终端厂商/解 决方案提供 商 系统集成商 和ASP 超大客户 最终用户 通道 流量、客户 平台解决方案 平台及服务 SIM卡 客户及流 量 产品及 解决方 案 产品及解决方案 服务商服务推广模式服务商收入判断 物联网的运作模式物联网的运作模式 Page 27 什么是什么是“ “智慧城市智慧城市” ” ？ u “智慧城市”在广义上指城市信息化。 即通过建设宽带多媒体信息网络、地理 信息系

13、统等基础设施平台，整合城市信 息资源、建立电子政务、电子商务、劳 动社会保险等信息化社区，逐步实现城 市国民经济和社会的信息化，使城市在 信息化时代的竞争中立于不败之地。 u 智慧城市将人与人之间的P2P通信扩展 到了机器与机器之间的M2M通信；通信 网+互联网 物联网构成了智慧城市的 基础通信网络；并在通讯网络上迭加城 市信息化应用。 Page 28 为什么要发展为什么要发展“ “智慧城市智慧城市” ”？ 智慧城市的热潮很大程度上缘于政府的推动，智慧城市的营造正成为全球城市之 间竞争的基础要件之一，是证明一个城市信息化水平的“名片”、是保持城市竞 争力的重要手段。 电信运营商（尤其是移动运营

14、商）在市场趋于饱和、并伴随着市场竞争的加剧， 开始需求“蓝海”机会，电子政务、交通运输、城市安全等市政公共服务是一个 规模庞大而具稳定收益的市场，是一块“肥肉”； 市委书记、市长 “政绩工程” 招商引资、确保民生、城市安全和稳定 是政府官员的重点政绩 Page 29 全球智慧城市建设全球智慧城市建设 IBM “ 智慧地球 ” U-Japan U-Korea 新加坡“下一代i-Hub” 1999年eEurope计划 2005年i2010计划。 东京 首尔&松岛 北京 香港 旧金山 纽约 塔林 斯德哥尔摩 阿联酋“零碳城” 马来西来“多媒体超级走廊” 全球十大数字城市 信息化、数字化计划 全球有6

15、00多个城市正在建设“无线城市”。 美国的亚特兰大波士顿、拉斯韦加斯、洛杉矶、旧金山、西雅图 、费城、奥斯汀、克利夫兰、马里恩、匹兹堡、密尔沃基等城市 都在建设无线网络，Dusseldorf、Gyor、Jerusalem、 Monaco、Westminster、新加坡、日本U-Japan、韩国的首尔 、仁川、釜山等6个城市U-city以及马来西亚的吉隆坡、澳大利 亚的Sydney在积极建设无线数字城市 Page 30 中国智慧城市建设中国智慧城市建设 山东、四川、北京、天津、青岛、武汉、上 海、南京、杭州、广州、深圳、扬州、厦门 等已经明确了无线城市计划，正在建设当中 。从地域分布来看，这些城市主要集中在长 三角、珠三角和环渤海地区。 海南 黑龙江 吉林 辽宁 河北 山东 福建 江西 安徽 湖北 湖南 广东广西 上海 河南 山西 内蒙古 陕西 宁夏 甘肃 青海 四川 贵州 云南 西藏 新疆 江苏 浙江 北京 台湾 无线广州 以亚运会为契机、 投资10亿，到2010 年建设无线城市。 南京等 由政府指导、电 信运营商建设 无线北京 以奥运会为契机 ，建设无线城市 无线上海 以世博会为契机， 在2010年前建设覆 盖上海的无线城市 Page 31 国内智慧城市建设遇到的问题国内智慧城市建设遇到的问题 信息化全局工作缺乏有效的规划，导致部分重 复建设