物联网技术及其应用1

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1、物联世界 机遇无限,物联网技术及其应用,西安工业大学 机电学院工业工程系 徐显龙 xxl_,第一讲 物联网技术概述 第二讲 物联网的物品标识技术RFID 第三讲 物联网的末梢神经无线传感器网络 第四讲 物联网的运行环境网络技术 第五讲 物联网的应用层技术智能计算 第六讲 物联网技术的应用（医疗、农业、交通等） 第七讲 物联网技术在军事上的应用 第八讲 总结，交大作业（点名不到者每次扣10分）,第一讲 物联网技术概述,物联网概念综述,1,2,3,5,4,物联网产业现状和机遇分析,物联网产业发展挑战和思考,股份公司物联网发展策略建议,总 结,物联网（IoT）概念的提出,MIT的 Kevin Ash

2、ton第一次提出：把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成一个“物联网”,ITU报告：物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络,IBM提出：把传感器设备安装到各种物体中，并且普遍连接形成网络，即“物联网”，进而在此基础上形成“智慧地球,欧洲物联网研究项目工作组制订物联网战略研究路线图，介绍传感网/RFID等前端技术和20年发展趋势,物联网形式早已存在，统一意义上的物联网概念提出是在架构在互联网发展成熟的基础上,8月7日，温家宝总理考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心后，指示“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫感知中国中心”。其后，在全省领导干部学习会上，省委书

3、记梁保华把物联网列为全省重点培育和发展的六大新兴产业之一，并提出“要努力突破核心技术，加快建立产业基地”。 工信部总工朱宏任在中国工业经济运行夏季报告发布会上，对物联网做了概括阐释。 江苏省委书记梁保华随即要求把传感网列为全省重点培育和发展的六大新兴产业之一，利用无线传感技术推进社会信息化进程。 8月以来，无锡市政府多次赴京向国家三部委申报“中国传感网产业园”，国务院正在批复之中。市政府还在制定中国传感网产业园空间规划、中国传感网产业园发展规划、江苏暨无锡市物联网发展规划。,物联网概念,传感网是指以对物理世界的数据采集和信息处理为主要任务，以网络为信息载体、实现物物（物人、人物）之间信息交互，

4、面向政府、行业和个人用户提供信息服务的分布式信息系统。俗称“物联网” (Internet of Things)。,背景,物联网(The Internet of things)的概念最早是在1999年提出的，其后又多次被重复。其定义是：把任何物品通过射频识别（RFID），红外感应器，全球定位系统，激光扫描器 等信息传感设备，按约定的协议与互联网连接起来，进行信息交换和共享，以实现智能化识别和管理的一种网络。,物联网概念,物联网为什么突然火了？ 是忽悠还是又一场技术的革命？ 物联网概念是否在反复炒冷饭？,问题,从互联网到物联网,随着网络覆盖的普及，人们提出了一个问题，既然无处不在的网络能够成为人际

5、间沟通的无所不能的工具，为什么我们不能将网络作为物体与物体沟通的工具，人与物体沟通的工具，乃至人与自然沟通的工具？ 中国移动通信集团公司总经理 王建宙从互联网到“物联网”,计算机:自动计算,以独立计算机进行信息处理,互联网：人与人交互,基于计算机网络进行信息交互,物联网：物物&人物交互,万物的信息感知、交互、处理的网络,物联网（IoT：The Internet of Things) 是“万物沟通”的、具有全面感知、可靠传送、智能处理特征的连接物理世界的网络，实现了任何时间、任何地点及任何物体的连结。可以帮助实现人类社会与物理世界的有机结合，使人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而提

6、高整个社会的信息化能力。,物联网时代示意图：万物相联。例如：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等等,统一的物联网概念提出的意义,物联网的应用形式已经存在 用网络连接和传送物的信息的形式由来已久 军事上的卫星、雷达侦测、遥控武器等 各个行业的自动控制等应用,提出物联网的意义之一：形成规模效应巨大的聚合产业 10年内“物联网”可能大规模普及，到2020年世界上物物互联的业务跟人与人通信的业务相比将达到30:1，物联网被称为是下一个万亿级的信息技术产业,提出物联网的意义之二：在统一标准和架构体系下快速形成成熟的产业链 随着“物联网”概念的提出和各种标准组织的成立，物联

7、网的各种协议和体系架构正在迈向统一标准的方向。而在统一的标准和架构体系下，才可能尽快推进物联网产业链的成熟和大规模商用,提出物联网的意义之三：基于统一网络和应用平台，形成感知泛在聚合效应 当前已存在的各种物联网应用雏形最大的局限就是行业类型单一，网络范围局限 物联网的概念提出了统一网络和应用平台，行业交叉的泛在聚合效应，才是物联网概念的精髓所在,18世纪中期，以蒸汽机为代表的第一次工业革命开创了人类的大机器工业时代,从科学发展史看物联网,19世纪后期到20世纪中叶，以电机为代表的第二次工业革命使人类进入了电气化时代,20世纪下半叶，以互联网计算机为代表的第三次工业革命迅速席卷全球，世界进入信息

8、化时代,21世纪初提出的物联网，能够引发第四次工业革命吗？,物联网在科学发展史的地位,物联网示意图 江泽民新时期我国信息产业技术的发展,电信在传输网络建设上优势明显。在有线，无线宽带，移动通信网络建设上有优势。,江泽民文章关于物联网的主要论述摘录,物联网是实现中国五大主题任务的关键推动要素之一,物联网对中国的意义,经济可持续发展,有竞争力的企业,和谐社会,能源有效利用,环境保护,IBM大中华区CEO 智慧地球赢在中国,物联网整体体系架构,物联网感知层,网络连接统一IP协议 关注IP v6,IT和应用统一架构 关注云计算,RFID读写,M2M终端,传感器网,摄像监控,定位授时,物联网网络层,接入

9、网络,核心网络,业务支撑 平台,物联网应用层,行业应用平台,行业应用系统,物联网是一个以应用为导向，分工日渐清晰的产业，IPv6和云计算是核心基础架构发展方向,智能家居,智能城管,智能交通,智能电力,智能医疗,行业应用导向，完整解决方案交付,产业链各环节定位，通用产品提供,物联网产业关注的核心要素,中国：2009年8月 感知中国,以中科院和中国移动为先导，强调自主创新的传感技术和TD结合,美国： 2008年底IBM向美国政府提出的“智慧地球”战略,强调传感等感知技术的应用，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： 2

10、009年8月 u-Japan战略,在u-Japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用,关注点1：全面感知,关注点2：可靠传送,关注点3：智能处理,传感器和RFID 智能嵌入技术 (如智能家庭),短距无线和传感网技术 IP化多业务承载的公网,信息IT技术深入各行业 物物&人物交互的智能中枢,感知层是物联网全面感知的基础,物联网感知层,RFID标签和读写器 M2M终端和传感器 传感器网络和网关,感知层实现方式,摄像头和监控 GPS/北斗定位授时 智能家居网关,感知层作用,感知层突破方向,感知和识别物体 采集和捕获信息,更敏感和更全面的感知能力 解决低功耗的问题 解决小型化和低成本问题,RFI

11、D读写,智能家居网关,M2M终端,传感器网络,摄像头,GPS/北斗,传感器 网关,感知层是实现物的世界连接和感知的基础，必须考虑感知层的全面布局和发展重点产品策略,无线上连 & 有线上连,网络层是物联网无处不在的前提,物联网网络层,接入网：无线/光纤各种类型的接入形式 核心网：统一IP协议上的大带宽的可靠网络 业务支撑平台：业务统一管理部署和运营支撑,网络层主要层次,网络层作用,网络层突破方向,连接感知层和应用层 随时随地的连接实现 当前最成熟的部分,扩展规模，以实现无处不在 业务可扩展的管理运营能力 简化结构，上下层面融合,ONU,接入网络 无线接入：2G/3G/LTE/WLAN/WiMax

12、 有线接入：光纤（PON）和铜线（xDSL） 汇集承载：IP化传输网络（PTN/CE）,核心网络&业务网关 统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口 针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制 边缘业务控制实现业务感知、控制和策略转发,CPE,业务平台,鉴权平台,计费平台,经营分析平台,业务支撑平台 提供终端和业务的通道和联动控制逻辑 实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展 针对客户提供用户自定义业务环境和接口,网络层是物联网成为普遍服务前提，必须关注规模扩展机遇，重点是接入网络和业务支撑平台,应用层是物联网智能处理的中枢,物联网应用层,智能家居 智能交通 智能城管,应用层主要应用方向,应用层作

13、用,应用层突破方向,信息技术与行业专业技术结合 实现广泛智能化应用的解决方案集合,信息技术与行业的深度融合 信息的社会化共享和安全保障 基于云计算的应用整体架构,智能电力 智能医疗 智能通信服务,云计算资源,云计算业务,计算能力,存储能力,全局控调,SaaS,PaaS,IaaS,云计算的意义 适应业务量增长不确定性的弹性架构体系 适应海量数据计算和存储的低成本曲线的架构 适应开放式的应用提供和部署环境 IT架构和商业模式转变的关键,智能家居,智能电力,智能交通,智能医疗,智能城管,智能通信服务,六大热点涵盖了主要应用集和投资方向,应用层是物联网的智能中枢，必须关注云计算新架构应用和聚焦方向的应

14、用方案集合的提供,物联网发展的演进路线,信息汇聚,协同感知,泛在聚合,主要特征 泛在的感知服务将海量信息进行聚合，产生出新的有应用价值的信息，即物联网广泛应用于各个领域，实现任何人、任何物体、任何时间、任何地点的互联互通，引发新的应用和服务模式。 关键技术 信息聚合理论、模糊控制技术、泛在异构网络、人工智能、仿生传感器、纳米材料、生物芯片等。,主要特征 将分布于多区域的、利用多种感知技术手段所采集信息进行汇聚，通过通信网络将感知信息汇聚到业务应用系统，集中进行信息的处理与共享，并提供信息应用服务。 关键技术 传感器设计与实现、短距离无线传输技术、低功耗技术、电磁兼容技术等，以实现相关信息采集、

15、汇聚设备的小型化、低功耗、低成本、国产化和绿色环保。,主要特征 以事件、任务和目标为驱动进行感知、网络和应用各个层面的协同工作，系统具备分布式、跨层次、自学习的协同处理能力，提供智能、精确的多元化信息服务。 关键技术 任务驱动的大规模自治组网技术、上下文感知技术、移动通信网络与无线传感器网络无缝融合技术、海量信息处理技术等。,物联网泛在聚合目标举例：智能交通,人体生理监测 心跳、血压 体温 疲劳、醉酒,道路监测 车速、车型 车流量 道路状况,车辆状态监测 刹车 胎压 车间距,局部气象监测 温度、湿度 风、雨 雪、冰,智能交通传感网应用实例：提前预警,智能交通实现的前提：全面的感知，及时可靠的传送，智能应用平台的信息聚合处理和应用,小结：物联网概念最关注以人为中心,统一的物联网概念核心关注点是：以人为中心，建立为人服务的物的基础架构和应用体系,E社会模型,智慧地球模型,强调以人为中心的任意可达的网络 强调以人为中心的按需可用的服务,强调为人服务的生产生活各个方面 强调为人服务的智能处理能力提升,智慧城市,智慧电力,智慧医疗,智慧水源,智慧电信,智慧零售,智慧交通,智慧石油,智慧银行,智慧食品,Smart Planet 智慧地球,物联网不是包含一切的连接物的网络，其核心是以人为中心的物的网络和为人服务的应用,目 录,物联网概念