物联网的前世今生课件

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1、解读物联网,导师：朱晓锦 学号：14721400 姓名：栗朝文,物联网的基础介绍 物联网的应用案例 物联网的发展瓶颈 物联网的现状思考,基本框架,物联网的基础介绍,概念 本质 特征 现状,物联网的概念,物联网The Internet Of Things，简称IOT，顾名思义是把所有物品通过网络连接起来，实现任何物体、任何人、任何时间、任何地点（4A）的智能化识别、信息交换与管理。 物联网是物理和数字世界融合的网络，每个物理实体都有一个数字的身份；物体具有上下文感知能力、他们可以感知、沟通与互动。他们对待物理事件进行即时反映，对物理实体的信息进行即时传送；使得实时作出决定成为可能。,这里的“物”

2、要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围： 1、要有相应信息的接收器； 2、要有数据传输通路； 3、要有一定的存储功能； 4、要有专门的应用程序； 5、要有数据发送器； 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。,什么才能是“物”？,返回,物联网的本质,物联网的本质就是将IT基础设施融入到物理基础设施中，也就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”，实现实时的、智慧的、动态的管理和控制。,物联网的本质,我们应该如何理解物联网？,物联网不仅仅是一个网络，更是一个平台，一个应用，或者

3、说是一个带有节点和内容的网络。,返回,物联网的特征,1、具备传感器,物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。,2、依托于互联网,物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过互联网，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输。为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。,3、“物体”具有智能,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从

4、传感器获的信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。,返回,世界的物联网发展进程,1998,2004,2005,2008,2009-6,2009-8,2014,物联网的提出,U-Korea战略,IBM 提出“智慧地球”,感知中国,2009-9,物联网行动计划,近三分之一应用与物联网概念有关,首家以物联网为宣传语的通信企业,ITU 互联网报告2005：物联网,U-Japan战略,10,中国物联网的发展水平,温家宝总理09年4次提到物联网，物联网目前已成为国家五大战略性新产业第二，由此可见中国对物联网的重视程度。 然而，虽然我国在物联网的研究方面与

5、美国、欧盟、日本和韩国等具有同发优势，享有国际话语权，但也要清醒地认识到，中国在基础网络设施、核心技术掌握上，同发达国家相比，尚有不小的差距。,第一，我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究，研发水平处于世界前列； 第二，在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高； 第三，我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一； 第四，我国无线通信网络和宽带覆盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持； 第五，我国已经成为世界第二大经济体，有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。,中国物联网的发展优势,物联网在中国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几大优势：,返回,物联网的应用案例,应

6、用模式 应用方向 应用案例,对象的智能标签。通过二维码，RFID等技术标识特定的对象，用于区分对象个体，例如在生活中我们使用的各种智能卡，条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息；此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息，例如智能卡上的金额余额，二维码中所包含的网址和名称等。,物联网的应用模式,物联网的应用模式,射频识别，RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。 射频，一般是微波，1-100GHz，适用于短距离识别

7、通信。,应答器：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。 阅读器：由天线，耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器或固定式读写器。 应用软件系统 ：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。,RFID,RFID,物联网的应用模式,RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解

8、读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。,物联网的应用模式,环境监控和对象跟踪。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络，可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控，如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染，通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度，通过GPS标签跟踪车辆位置，通过交通路口的摄像头捕捉实时交通流程等。,物联网的应用模式,对“对象”的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器网络用获取的数据进行决策，改变对象的行为，进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度，根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。,返回,物联网的应用方向,(1)

9、智能城市，用于城市的数字化管理和安全监控；(2)智能交通，包括公交视频监控、智能公交站台、电子票务、车管专家和公交手机一卡通、红绿灯自动控制和交通违章监管等业务； (3)智能物流，打造集信息展现、电子商务、物流配载、仓储管理、金融质押、园区安保、海关保税等功能为一体的物流园区综合信息服务平台； (4)智能环保，实施对水质的实时自动监控，预防重大或流域性水质污染；(5)智能家居，用于各种家庭设备之控制； (6) M2M应用； (7)精准农业，通过实时采集温度、湿度、光照、CO浓度以及土壤温度、叶面湿度等参数，实现对指定设备自动关启的远程控制； (8)智能医疗，用于病人监测护理等服务。,物联网的典

10、型应用,返回,野外观测系统,模型模拟系统,数据传输与数据分析,中国陆地生态系统碳循环集成研究,案例1 生态环境监测系统,大连机场的人员识别通道示范系统，已成功实施。2009年-2010年将首先在中国民航的10个机场进行推广使用，目前深圳机场、上海虹桥机场、浦东机场也已实施。,案例2 机场人员识别通道系统,案例3 太湖水资源监测系统,采用水质传感器检测探头、在线监测仪、监测站管理中心，在线实时监测水质的pH、溶解氧、温度、浊度、电导率、TDS、盐度、氯离子、硝酸根离子、钙离子、钾离子、氟离子和氮气等指标。,创新的技术，使得手机可以广范使用于涉及企业管理、电子商务、身份识别和信息传递等的众多领域。

11、 NFC手机是指带有NFC模块的手机。带有NFC模块的手机可以做很多相应的应用。NFC是Near Field Communication缩写，即近距离无线通讯技术。,案例4 手机支付,但这一技术存在诸多缺陷。不能开启后盖的手机无法享受这一业务。如果手机是金属外壳，会对刷卡造成干扰。如需调整电池等装置，要确保黑色纸片的一卡通不将手机电池完全覆盖，否则还会影响手机的正常使用。此外，还需尽量使用线充，减少插拔，以防止一卡通损坏。,一种未来的生活愿景身在外，家就在身边；回到家，世界就在眼前 智能家居，维持室内合适的温度和热水器水温，减少能源浪费，智能机器人自动完成清洁和维护等日常工作，房间的智能系统能

12、学习主人的生活习惯，将室内环境调节为主人最适合的,案例5 智能家居,返回,物联网的发展瓶颈,理解误区 发展瓶颈 面临挑战,物联网的理解误区,由于仍然处于发展初期，我们对物联网的认识仍然存在着很多不统一的地方，概念炒作的成份较多。 我们对物联网的表述有好几个概念，如传感网、IBM的中国高层就认为:智慧地球=物联网+互联网。,物联网的理解误区,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“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。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、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，

13、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。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。 实际上，物联网是一个比当前的互联网更为复杂、包含的范围更为广泛的人与人、人与物、物与物的网络综合体，对网络传输提出了更高的要求，因此我们可以认为，物联网应该是一个得到扩展的、升级版的互联网。,物联网的理解误区,我们仅仅从技术、产业角度去认识和理解物联网。,从相关部门的部署和各地方政府的动作来看，我们主要是从传感、感应技术去对待物联网

14、，希望在一些硬件制造的标准化、生产成本等方面率先取得国际优势。为此，通过成立产业制造联盟、设立相关工业园区及其标准化工作组等形式入手，加强物联网建设。其实，硬件制造只是物联网发展的前端，而后端的数据传输、信息处理与业务系统管理等则是整个物联网长链的高端、核心部分，而这些恰恰是我国的弱项和劣势所在，是我们应该着力加以突破的地方。实际上，如果我们真正要转变增长方式，就应该突破这种一味地固守制造领域和成本低廉优势的习惯。,返回,物联网的发展瓶颈,统筹规划和顶层设计缺乏； 标准规范缺失； 核心技术缺位； 规模化应用不足； 成熟商业模式缺乏； 安全问题依旧无法得到有效解决。,物联网的发展瓶颈,安全问题依

15、旧无法解决。,安全问题一直是困扰互联网发展的顽疾，而在物联网时代，这个顽疾还将继续威胁其生存和发展。从技术上讲，互联网根服务器几乎都在美国，各国都要受到美国的控制，因此美国对互联网空间的态度和政策对各国网民有着直接的影响。最近，美国参议院提出名为“像保护国有资产一样保护互联网空间法案”（TheProtectingCyberspaceasaNationalAssetAct）的提案。根据该提案，在美国发生紧急情况时，总统奥巴马可以命令谷歌、雅虎等搜索引擎运营商暂停互联网服务；其他以美国为基地的互联网服务提供商，在全国发生“互联网安全紧急事件”时，都将受到奥巴马的管制。如果真是那样，那么奥巴马将成为

16、互联网世界的全球最高掌控者，这对美国之外的各国来说，都将是挥之不去的阴影，也是我国未来物联网发展所面临的一个根本问题。可以想见，如果物联网安全问题得不到有效的解决，我国的产业安全、经济安全乃至于国家安全都将被置于一个巨大的无底洞中。,断网！,返回,物联网面对的挑战,存在“四多” 问题传感器数量多、读写设备多、识读点多、硬件设备品种多； 缺乏对物联网系统的有效管理，设备维护困难； 系统可扩展性、可复制性差。 物联网中间件就是帮助解决以上问题的最佳途径，是物联网应用中的关键软件部件，是衔接相关硬件设备和业务应用的桥梁。 目前，对物联网中间件比较普遍的分类是两类：一类是传感数据采集中间件，完成传感数据从相关硬件设备的采集、过滤和合并；另一类是传感数据管理中间件，完成传感数据的存储、维护、访问和聚合。,中国将采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用。这些措施包括： 突破物联网关键核心技术，实现科技创新。同时结合物联网特点，在突破关键共性技术时，研发和推广应用技术，加强行业和领域物联网技术解决方案的研