chap1物联网概论课件

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1、物联网概论,The Internet of things,什么是物联网？,目录,物联网元年 物联网定义 物联网发展 物联网架构 物联网公共技术 物联网应用 物联网展望 物联网对话 物联网应用案例介绍,一、物联网元年,一、物联网元年,朦胧中的物联网（1995年） 当外面黑暗时，电子饰针会发出一个移动光陪你走完这幢房子。空房子不用照明。当你沿大厅的路走时，你可能不会注意到你前面的光逐渐变得很强，你身后的光正在消失。音乐也会和你一起移动。尽管看上去音乐无所不在，但事实上，房子里的其他人会听完全不同的音乐，或者什么也听不到。电影或新闻将也跟着你在房子里移动。如果你接到一个电话，只有离你最近的话机才会响

2、 比尔盖茨未来之路,一、物联网元年,物联网溯源（1999年） “物联网”概念的出现最早是在1999 年，是由美国Auto-ID首先提出，当时的物联网主要是建立在物品编码、RFID 技术和互联网的基础上。它是以美国麻省理工学院AutoID中心研究的产品电子代码EPC（Electronic Product Code）为核心，利用射频识别、无线数据通信等技术，基于计算机互联网构造的实物互联网。,物联网重现江湖（2005年） 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,提出了“物联网”的新概念。报告指出:无所不在的

3、“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信息交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。该报告曾描绘“物联网”时代的图景：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。,一、物联网元年,IBM提出智慧的地球,Smarter Planet,2008年IBM智慧的地球之：警察能够在紧急状况发生前预警,2008年IBM智慧的地球之：银行更加安全，防盗,2008年IBM智慧的地球之：司机能够提前注意到交通拥堵,2008年IBM智慧的地球之：

4、列车会为乘客而排队,2008年IBM智慧的地球之：食物能告诉你它有多么新鲜,2008年IBM智慧的地球之：每个医生都可以知道您的健康状况,2008年IBM智慧的地球之：衬衫都可以为你挑选领带,2008年IBM智慧的地球之：建筑物降低能源成本,2008年IBM智慧的地球之：电话减少它们留下的生态足迹,2008年IBM智慧的地球之：小额贷款能够带来巨大的变化,一、物联网元年,热潮涌来物联网（2009年） 2009年8月7日，国务院总理温家宝来到中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察并发表重要讲话后，“物联网”这一概念在中国迅速走红。 各地相继成立了各种与物联网有关的组织。 沪深股市一夜间打造

5、出了新的版块“物联网板块”，与物联网相关的公司股票也一涨再涨，甚至涨停，掀起了一股物联网狂潮。,一、物联网元年,当我们在媒体上看到： 世界将进入物联网时代 物联网市场是互联网的30倍 物联网：下一个兆元级产业 拥抱物联网的春天 整个中国开始因物联网而沸腾了 中国物联网的春天还有多远,一、物联网元年,今天，在中国，物联网已经被提升到国家战略。有专家称：“2010年将成为物联网元年” 。 在人们的呼唤中，“物联网元年”向我们走来！,二、物联网定义,二、物联网定义,政府、组织、机构对物联网的定义 物联网就是把所有物品通过射频识别( RFID)和条码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

6、。其实质就是将RFID技术与互联网相结合加以应用。1999年由麻省理工学院Auto-ID研究中心 物联网主要解决物品到物品( Thing to Thing, T2T) ,人到物品(Human to Thing, H2T) ,人到人(Human to Human,H2H)之间的互连。国际电信联盟(ITU)发布了ITU互联网报告2005：物联网,二、物联网定义,物联网是由具有标识、虚拟个性的物体/对象所组成的网络，这些标识和个性等信息在智能空间使用智慧的接口与用户、社会和环境进行通信。欧洲智能系统集成技术平台( EPoSS)在发布的Internet of Things in 2020报告 物联网是

7、未来互联网的一个组成部分，可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议，且具有自配置能力的、动态的全球网络基础架构。物联网中的物都具有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口实现与信息网络的无缝整合。欧盟第7框架下RFID和物联网研究项目组在其发布的研究报告,二、物联网定义,物联网是通过传感设备按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。我国2010年的政府工作报告 南京航空航天大学物联网国家重点实验室主任王汝传教授认为：物联网就是让物品能够说话，让物品能够听懂人说话说话。,二、物联网定义,从产业链角度看,与当前的通信网络产业链是

8、类似的,但是最大的不同点在于上游新增了RFID和传感器,下游新增了物联网运营商。其中RFID和传感器是给物品贴上身份标识和赋予智能感知能力,物联网运营商是海量数据处理和信息管理服务提供商。,二、物联网定义,物联网、传感网、互联网之间的关系 传感器网络以对物理世界的数据采集和信息处理为主要任务，以网络为信息传递载体，实现物与物、物与人之间的信息交互，提供信息服务的智能网络信息系统。 有的专家认为，物联网就是传感网，只是给人们生活的环境中的物体安装传感器，这些传感器可以更好的帮助我们认识环境，这个传感器网不接入互联网络 。 也有学者认为传感网不等于物联网，从网络架构和协议上看，物联网与WSN完全不

9、同，这是根本的区别。,二、物联网定义,有的专家认为，物联网与互联网的关系是相对独立的两张网，只是给人们生活的环境中的物体安装传感器，这些传感器可以更好的帮助我们认识环境，这个传感器网不接入互联网络。 物联网并不是一个新的独立的网络，它只是在过去我们互联网解决了人与人之间的交流联系的基础上，现在要跟物与物之间联系起来，同时，人与物之间也要联系起来。物联网某种意义上是互联网更广泛的应用。,二、物联网定义,三、物联网的本质,1、为实现供应链中物品自动化的跟踪和追溯提供基础平台 2、合作性与开放性以及长尾理论的适用性,四、物联网发展,四、物联网发展,国际物联网发展现状 欧盟 2008年10月，欧洲物联

10、网大会在法国召开，会议就EPCglobal网络架构在经济、安全、隐私和管理等方面问题进行广泛交流，为建立一套公平的、分布式管理的唯一标识符达成了共识，提出了10项建议，并针对这10项建议，欧盟提出了12项具体的行动。,四、物联网发展,美国 奥巴马把“宽带网络等新兴技术”定位为振兴经济、确立美国全球竞争优势的关键战略，并在随后出台的总额7870亿美元经济复苏和再投资法（Recovery and Reinvestment Act）中对上述战略建议具体加以落实。 韩国 2009年10月13日韩国通信委员会出台了物联网基础设施构建基本规划，将物联网市场确定为新增长动力。,四、物联网发展,物联网在中国的

11、发展 相关机构及研究中心的成立 2004年4月22日，EPCglobal China全球产品电 子代码（EPC）在中国正式成立 ； 2005年9月，上海电子标签与物联网产学研联盟成立； 2008 年上半年，无锡市与中科院上海微系统研究所合作成立中科院无锡微纳传感网工程技术术研发中心 ； 2009年11月1日，中关村物联网产业联盟成立 2010年3月2日，上海物联网中心在沪揭牌 ；,四、物联网发展,发展瓶颈 标准体系健全难 核心技术有待突破 缺乏规模效应导致成本过高 产业链之间的壁垒 盈利模式无经验供借鉴 信息安全问题 统筹规划和顶层设计缺乏,标准化的挑战,接口标准化 语言标准化,核心技术,人工

12、智能 云计算 图形识别技术,信息安全问题,读取控制 隐私保护 用户认证 不可抵赖性 数据保密性 通讯层安全 数据完整性 随时可用性,应用层,传输层 感知层,四、物联网发展,计划采取的措施 加强物联网国际国内标准，保障发展 突破物联网关键核心技术，实现科技创新 加强合作，掌握自主知识产权 加强物联网产业链的合作，提升产业链相互融合程度，提高资源共享水平 制订中国物联网发展规划，全面布局 推动典型物联网应用示范，带动发展,四、物联网发展,相关应用介绍 中国移动推出的“世博通”手机钱包 中国移动江苏公司无锡分公司推出基于移动物联网技术开发的“会务通”平台 据透露，重庆移动将于5月开始推广“宜居通”智

13、能家居系统 济南公交调度指挥中心已建成包括监控系统、智能调度系统和巡更系统在内的三大物联网,五、物联网架构,物联网分类,物联网节点划分,无源CPS节点（无电源、能移动、被感知） 有源CPS节点（有电源、能移动、去感知、能存储、能联网） 互联网CPS节点（不间断电源、去感知、能存储、能联网、能计算） CPS为物理设备联网系统,节点连接类型为三类,无源CPS节点 有源CPS节点 有源CPS节点 有源CPS节点 有源CPS节点 互联网CPS节点,RFID协议,物理层,物理层、数据链路层、应用层,相对应协议,物理层 数据链路层 网络层 传送层 应用层,CPS网关,五、物联网架构,物联网系统有三个层次

14、一是感知层，即利用 RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息； 二是网络层，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去； 三是应用层，把感知层的得到的信息进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用；,物联网技术体系架构,五、物联网架构,感知层 感知层顾名思义就是感知系统的一个层面，这里的感知主要就是指系统信息的采集。感知层包括就是把所有物品通过一维/二维条码、射频识别（RFID）、传感器、红外感应器、全球定位系统等信息传感装置自动采集到与物品相关的信息，并传送到上位端，完成传输到互联网前的准备工作。,五、物联网架构,网络层 物联网的网络层可以理解为搭

15、建物联网的网络平台，建立在现有的移动通讯网、互联网和其他专网的基础上，通过各种接入设备与上述网络相连，如手机付费系统中由刷卡设备将内 置手机的 RFID 信息采集上传到互联网，网络层完成后台鉴权认证并从银行网络划帐。,五、物联网架构,在物联网架构图中，我们可以清楚地看到位于第二层的网络层起到了连接上下两层的作用。网络层的作用就是当感知层中的感应设备将物品信息传输到网络节点后，在通过网络层中的移动通讯网络、互联网和其他专用网络连接各个服务器，以此来使客户可以根据自己的需要获取物品信息。,五、物联网架构,应用层 “物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设

16、施分开：一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。,五、物联网架构,应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能，主要包括公共中间件、信息开放平台、云计算平台和服务支撑平台。应用服务子层包括智能交通、供应链管理、智能家居、工业控制等行业应用。,物联网设计环节,标示物品 电子标签 传感器 建立物品联网系统（实现有源CPS、及其之间的 无线通信） 建立物联网应用平台（针对具体领域的物联网中间件） 建立物联网应用系统,六、物联网应用,六、物联网应用,在中国，物联网技术已从实验室阶段走向实际应用，国家电网、机场保安等领域已出现物联网身影，海尔集团