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1、 物联网及其应用 组员 周康沈旭东王思博 一 物联网是什么 碟中谍4 中的物联网 车联网定位 视网膜即摄即传 物联网的英文名称为 IOT InternetofThings 由名称可见 物联网就是 物物相连的互联网 物联网的概念 物联网是新一代信息技术的重要组成部分 物联网的英文名称叫 TheInternetofthings 顾名思义 物联网就是 物物相连的互联网 这有两层意思 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 第二 其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间 进行信息交换和通信 物联网的定义是 通过射频识别 RFID 红外感应器 全球定位系统 激光扫描器等
2、信息传感设备 按约定的协议 把任何物体与互联网相连接 进行信息交换和通信 以实现对物体的智能化识别 定位 跟踪 监控和管理的一种网络 发展背景 物联网的概念是在1999年提出的 过去在中国 物联网被称之为传感网 中科院早在1999年就启动了传感网的研究 并已取得了一些科研成果 建立了一些适用的传感网 1999年 在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了 传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇 2005年11月17日 在突尼斯举行的信息社会世界峰会 WSIS 上 国际电信联盟 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 2009年 月 日 奥巴马就任美国总统
3、后 与美国工商业领袖举行了一次 圆桌会议 作为仅有的两名代表之一 首席执行官彭明盛首次提出 智慧地球 这一概念 建议新政府投资新一代的智慧型基础设施 2009年2月24日消息 IBM大中华区首席执行官钱大群在2009IBM论坛上公布了名为 智慧的地球 的最新策略 物联网的三个特点 一是全面感知即通过嵌入在物品和设施中的传感器和数据采集设备 随时随地获取物质世界的各种信息并数据化 二是可靠传递通过对每一件物品的识别和通讯 将数据化的虚拟事物联入网络 将物体的信息实时准确地传送与交互 三是智能处理利用云计算 模糊识别等各种智能计算技术 对海量的数据和信息进行分析和处理 提升对物质世界 经济社会各种
4、活动和变化的洞察力 对物体实现智能化的决策和控制 二 物联网是怎么发展的 中国 2009年8月感知中国温家宝 抢占科技制高点 培育物联网等新兴战略产业 物联网成为国家核心战略之一 美国 2008年底 向美国政府提出的 智慧的地球 战略强调传感器等感知技术的应用 提出建设智慧型基础设施 欧盟 2009年6月物联网行动计划具体而务实 强调RFID的广泛应用 注重信息安全 日本 2009年8月I Japan战略从 e Japan U Japan 到 I Japan 实现三级跳 物联网上升为国家核心战略融合各种信息技术 将物体接入信息网络 实现 物联网 未来信息产业的发展在由信息网络向全面感知和智能应
5、用两个方向拓展 延伸和突破 共同点 前景预测 中国的物联网市场 物联网的架构 三 物联网有哪些相关技术 物联网的实现技术 感知层RFID 二维码 摄像头 传感器技术传感器网络技术 蓝牙技术 ZigBee传输层2G 3G移动网络 互联网 广电网络 专网应用层数据挖掘 云计算 特定应用服务 什么是传感网 传感器网络是集计算机 通信 网络 智能计算 传感器 嵌入式系统 微电子等多个领域交叉综合的新兴学科 它将大量的多种类传感器节点 集传感 采集 处理 收发于一体 组成自治的网络 实现对物理世界的动态智能协同感知 由部署在检测区域内大量的传感器节点组成 通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统
6、 目的是协作地感知 采集和处理网络覆盖区域中感知的对象信息 并发送给观察者 广泛应用于军事 国防安全 环境科学 交通管理 灾害预测 医疗卫生 制造业 城市信息化建设等领域 在不久的将来 传感网将给我们的生活方式带来革命性的变化 传感网的应用 军事上的应用传感器网络具有可快速部署 可自组织 隐蔽性强和高容错性的特点 因此非常适合军事上的应用 通过飞机或炮弹直接将传感器节点散播到敌方阵地内部 或者在公共隔离带部署传感网络 就能隐蔽而且近距离的准确收集战场信息 例 传感器网络已经成为美军事C4ISRT系统必不可少的一部分 环境观测和预报系统可以用于检视农作物灌溉情况 土壤空气情况 牲畜和家禽的环境状
7、况和大面积的地表监测 气象和地理研究 洪水监测等 例 ALERT系统中就有用于监测降雨量 河水水位和土壤水分 并依此预测爆发山洪的可能性 传感网的应用 医疗护理用于人体的各种生理数据 跟踪和监控医院内医生和患者的行动 医院的药物管理等 例 一个可以成像的特殊发送器芯片与精巧设计的超低功率无线技术结合 就可以实现可用于一个胃肠道诊断的微型吞服摄像胶囊 患者吞下维C片大小的成像胶囊后 胶囊经过食道 胃和小肠时就可将图象广播出来 胶囊由一个摄象机 LED 电池 特制芯片和天线组成 传感网的应用 智能家居家电和家具中嵌入传感器节点 通过无线网络与Internet连在一起 为人提供人性化的家居环境 例
8、Avaak提供一个只有1立方英寸大小的自治产品 这个微型的无线视频平台包含有一节电池 无线电 摄像相机 彩色成像器加镜头 控制器 天线和温度传感器 传感网的应用 建筑物状态监控利用传感器网络监控建筑物的安全状态 例 Microstrain在佛蒙特州的一座重载桥梁上安装了一套该公司研制的系统 将位移传感器安装在钢梁上用来测量静态和动态应力 并通过无线网络来采集数据 该无线系统可以保留在桥梁上用于长期监测桥梁是否处于正常受控状态 传感网的应用 完成空间探索借助于航天器在外星体撒播一些传感器网络节点 可以对星球表面进行长时间监测 成本低 节点体积小 相互之间可以进行通信 也可以和地面站进行通信 例
9、NASA的JPL JetPropulsionLaboratory 实验室研制的SensorWebs就是为将来的火星探测进行技术准备 该系统已经在实施测试和完善 物联网与传感网的区别 一传感网仅仅是感知到信号 并不强调对物体的标识传感网仅仅是感知到信号 并不强调对物体的标识 例如可以让温度传感器感知到森林的温度 但并不一定需要标识哪一根树木 物联网的概念相对比传感网大一些 这主要是人感知物 标识物的手段 除了有传感网 还可以有一维码 二维码 RFID等 如用二维码 RFID标识桌椅之后 就可以形成物联网 但二维码并不在传感网的范畴 物联网与传感网的区别 二从目标特征上看 物联网探测的一定是已知物
10、品 而传感网探测和判断的更多是未知的人或物 传感网探测包括温度 湿度 噪声 光强度 压力 土壤成分 移动物体的大小 速度和方向等物质现象 并不针对标识的事物 物联网通过对物体的标识 从而实现对物体的控制 达到物和物信息互联的目的 物联网与传感网的区别 三从网络架构和协议上看 物联网与传感网也存在诸多不同 比如 传感网节点自组织成网 没有固定的网络基础设施 也没有中心节点 而物联网需要有固定的网络基础设施和中心节点 强调的是多个事物通过中心节点实现互联 物联网与传感网的区别 四真正意义上的物联网的出现还远需要假以时日当前 传感网已得到广泛的应用 比如说有多个温度传感器组成 通过巡检方式工作的温控
11、网 再比如具有多种声 光 电 机械甚至图像探测能力的安防网等 因此 传统意义上的传感网发展得已经成熟 而目前物联网仅仅是个概念 真正的物联网应用还需要一段时间 云计算介绍 云计算是并行计算 ParallelComputing 分布式计算 DistributedComputing 和网格计算 GridComputing 的发展 或者说是这些计算机科学概念的商业实现 云计算是虚拟化 Virtualization 效用计算 UtilityComputing IaaS 基础设施即服务 PaaS 平台即服务 SaaS 软件即服务 等概念混合演进并跃升的结果 云计算的例子 对云计算而言 普通网民也许不会关
12、注 从腾讯的QQ农场 到Facebook的农场社区 从一个国家的 农场 到全世界的 农场 人们似乎都在连接互联网的计算机上寻找快乐 通过这个社交的平台 把世界各地的人们联系到一起 但是如果我告诉你 偷菜 这种网络游戏就是使用的这种云计算技术的话 你是不是更有兴趣去看一看呢 其实 农场 就是使用的云计算技术 其工作原理也非常简单 在这里大致可以分为3步 当我们点击收获按钮时 我们的计算机就会将 收获 这个命令发送到在 云 里面的服务器 服务器根据你发送的指令 通过它自身的处理能力 将数据改写 保存在服务器的硬盘上 服务器再将修改完毕的数据传回到你的计算机上面 计算机再根据数据 改变显示内容 当中
13、 我们的计算机并没有参与到计算这个主要方面 它做的只是传送数据和接收数据 这就是 云计算 云计算 是一种基于互联网的计算方式 通过这种方式 共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备 整个运行方式很像电网 云计算的优点 一云计算提供了最可靠 最安全的数据存储中心用户不用再担心数据丢失 病毒入侵等麻烦 你所有的数据都存储在云里吗 那么它一直在云中的某个地方 与桌面计算不同 桌面环境中硬盘崩溃会摧毁你所有宝贵的数据 而云计算机的崩溃不会影响你的数据存储 这是因为云中的数据是自动复制的 所以从来不会有任何损失 这也意味着 即使你的个人计算机崩溃了 你所有的数据仍在云里 仍然可以访问 在一个
14、只有少数台式机用户定期备份他们的数据的世界里 云计算可以保持数据的安全性 云计算的优点 二云计算对用户端的设备要求最低 使用起来也最方便 你不需要高性能的电脑来运行云计算的基于Web的应用 由于应用程序在云中而不是在自己的个人电脑上运行 个人电脑不需要传统的桌面软件所要求的处理能力或硬盘空间 因此 云计算的客户电脑可以是低价的 具有较小的硬盘 更少的内存 更高效的处理器 事实上 客户端电脑在这种情况下甚至不需要CD或DVD驱动器 因为不需要加载软件程序 也无需保存任何文档 云计算的优点 三增强的计算能力当你连接到一个云计算系统 你就拥有了可自行支配的整个云的力量 你不再局限于单台计算机所能做的
15、事情 利用成千上万台计算机和服务器的能力 你能执行超级计算类的任务 换句话说 在云中 你可以尝试比桌面上更大的任务 四无限的存储容量同样 云提供了几乎无限的存储容量 设想一下 你的台式机或笔记本电脑即将用完存储空间 与云中可以使用的数百PB 100万千兆字节 容量相比 你的计算机的200GB的硬盘式那么的微不足道 无论你需要保存什么 你都有足够的空间 云计算的缺点 一存储数据不安全性客户通过云计算工作会使得资料安全度降低 文件也容易被越权访问 而且会更加依赖于网络 黑客或者不法分子如果使用云服务器进行黑客活动 会威胁到其他人的信息安全 需要持久的因特网连接 当你离线的时候 云计算不起作用 二数
16、据的延迟性即使在一个快速的连接上给予Web的应用 有时也会在台式机上使用类似的软件程序 这是因为有关程序的一切 从界面到你工作用的文件 都必须在你的计算机和云中的计算机之间来回传递 如果云服务器在那一刻恰好要备份 或者如果因为因特网哪天很慢 那么你不会得到你已经习惯了的与使用桌面应用一样的瞬时访问 苹果手机的icloud功能 自动备份 通过无线网络 实现每天自动备份 备份的内容包括音乐 照片 视频 应用程序 书籍等 云端文档 在iWork等程序上创建的文档 可以自动同步到云端 修改记录也能同步 开发者也能利用iCloudAPI给自己的程序添加云同步功能 云端照片 任何设备的照片都能自动同步到云端 iCloud上保存最近30天的照片 iOS设备上保存最新的1000张照片 而Mac和PC上保存所有照片 这个功能也支持AppleTV 5GB空间 免费空间是5GB 可以保存邮件 文档 备份数据等等 物联网云 第32页 新发展 新应用 新科技 新智慧 新产业 新生活 四 物联网能干什么 物联网的应用领域 智能交通 医疗监护 智能家居 环境监测 国防军事 防灾减灾 工业监控 城市管理 物联网 感知
