《物联网和云计算》ppt课件

《《物联网和云计算》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《物联网和云计算》ppt课件（86页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、物联网和云计算,侯自强,物联网 雾里看花 云计算 人云亦云,一、物联网是未来互联网的一部分,未来互联网 FI,4,社会,Future Internet,IoT 物联网 IoM 媒体网 IoS 服务网 IoE 企业网,未来互联网,二战期间： 英国的雷达网 冷战时期： SOSUS（水声监视系统） NORAD （北美空间防御司令部） 1970- ：REMBASS（远程战场传感器系统） 1980- ：分布式传感网（Distributed Sensor Networks (DSN)）项目确定了其技术构架，包括传感器(声学), 通信，处理技术和算法，分布式软件，军方很快意识到传感网的优点，成为网络中心战的

2、核心组成部分。,物联网的发展历程-早期军用传感网,随着集成电路、MEMS、计算机、网络与通讯等信息技术的的高速发展，传感网已从有限范围的信息感知扩展到各个信息网络系统的智能感知。 1999年后得到快速发展： DAPAR 1998 :Sensor Information Technology 麻省理工学院1999: Auto-ID Center提出物联网 (IoT） 中科院1999：知识创新工程试点领域方向研究 中科院2002：无线传感网及演示系统 科技部2006：973、863“无线传感器网络” 2006：国家中长期科学与技术发展规划纲要 美国NSF2006：数字物理系统(Cyber Phys

3、ical Systems)重要的研究领域 现在的物联网是传感网和电子标签等技术的发展和演进,物联网的发展历程- 21世纪的现代传感网/物联网,2005年国际电信联盟（ITU）：“物联网”通信时代即将来临。 2008年11月IBM公司发表智慧地球：下一代领导人议程、智慧地球赢在中国 2009年，欧洲物联网研究项目工作组 (CERP-IoT)，在欧盟资助下制订了物联网战略研究路线图、RFID与物联网模型等意见书 2009年日本制定i-Japan计划,强调电子政务和社会信息服务等信息化应用。 2009年中国科学院发布2050技术发展路线图，提出传感网未来发展趋势预测。,现在“物联网”概念内涵已远远超

4、出以往的定义，涵盖了当初的物联网、传感网、电子标签等概念。 关键词：信息化 物联网是全球信息化发展的新阶段，从信息化向智能化提升。 目前公众所说的物联网就是带有传感/标识器的智能感知信息网络系统，涵盖了当初的物联网、传感网等概念。 通过传感/识别器和网络将管理对象连接起来，实现信息感知、识别、情报处理、态势判断和决策执行等智能化的管理和控制。 是在传感、识别、接入网、无线通讯网、互联网、计算技术、信息处理和应用软件、智能控制等信息技术集成基础上的新发展。,对物联网的理解,以物联网为契机，中央公开提出 培育战略性新兴产业的国家战略,2006年1月9日，胡锦涛主席在全国科技大会提出: 抓住信息科技

5、更新换代和新材料科技迅猛发展的难得机遇，把掌握装备制造业和信息产业核心技术的自主知识产权作为提高我国产业竞争力的突破口。 2009年12月中央经济工作会议: 发展战略性新兴产业，推进产业结构调整。要抓紧研究提出培育我国战略性新兴产业的总体思路强化政策支持，加大财政投入，培育新的经济增长点。,对“物联网”发展连续4次明确指示: 2009年6月，就“智慧地球”做出批示。 2009年7月，视察中科院长春光机所，强调抓住物联网发展机遇。 2009年8月，视察无锡“中科院传感网工程中心”，指示建设“感知中国”中心。 2009年 11月，发表让科技引领可持续发展的讲话：“着力突破传感网、物联网等关键技术，

6、及早部署后IP时代相关技术的研究，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机,2008年：智慧地球 2009年：智能电网 2005年：GENI/FIND 2009年：NETSE,2004年：U-Japan 2009年：i-Japan 2006年：AKARI,欧盟提出了类似计划 ITU 2005年度技术报告，指出“物联网”时代即将来临 2007年：欧盟FIRE 2009年：ITU成立FG-FN,以美国、欧盟、日本为代表的发达国家把物联网和未来网络提高到国家战略的高度，部署了 相应的国家级研究计划，并将之作为发展战略新型产业的重要方向和应对国际金融危机的利器 我国应抓住机遇，做出近、中、

7、远期系统部署,欧盟、新加坡、中国台湾都提出了类似计划,物联网已成为世界热点,物联网的定义,物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。, 摘自2010年政府工作报告注释,互联网向物联网的演进,连接万亿个设备， M2M，对象互联网 融合物理和虚拟世界; 网络成为数据库 从信息到知识，推理和解决问题(服务互联网) 地理位置成为嵌入能力 多重服务网络，多重网络服务，云计算,摘自中国科学院江绵恒副院长2004年院工作会报告,物联网信息化新阶段,智慧地球,物联网时代将带

8、来全球第三次信息化浪潮,二、物联网技术的特点,智慧地球,物联网技术的特点 与一般领域纵向划分不同，物联网是一个横向延伸的领域， 具有学科综合性强、产业链条长、渗透范围广的特点。,物联网的特点,特点之一： 学科综合性强。物联网是联接数字世界和物理世界的桥梁，通过互联网、云计算和网络应用，使信息的产生、获取、传输、存储、处理形成有机的全过程。 物联网技术涉及到计算机、半导体、网络、通信、光学、微机械、化学、生物、航天、医学、农业等众多学科领域，发展物联网将对相关学科发展起到极强的带动作用。,物联网的特点,特点之二： 产业链条长。一方面，发展物联网将加快信息材料、器件、软件等的创新速度，使信息产业迎

9、来新一轮的发展高潮，大大拓展信息产业发展空间。 另一方面，发展物联网将带动传感器产业、芯片业、设备制造业、软件业、系统集成业、网络运营业，以及内容提供和服务产业等诸多产业发展，带来大量的创业发展空间。,（引自北京市经信委物联网发展战略建议报告）,物联网的特点,特点之三： 渗透范围广。物联网将物理基础设施和IT基础设施整合为一体，将使全球信息化进程发展重要转折，即从“数字化”阶段向“智能化”阶段迈进。 物联网将大大加快信息化进程，拓展信息化领域，其各种应用将快速渗透到经济、社会、安全等各个方面，并极大地提高社会生产效率。,“感知中国”覆盖的应用领域,智慧地球,物联网与现有传感网和信息化技术的差异

10、 更加大规模的节点覆盖 更加综合的系统集成 更加智能的信息处理,物联网的工作环境,物联网与互联网,物联网IoT,服务互联网IoS,闭环控制,开 放 的 物 联 网 架 构,物联网的横向整合概念,三、应用推动物联网发展,我国物联网产业发展现况,RFID发展已经有一定规模，2009年110亿元 传感器网络尚处于发展初期 零散地应用于独立于核心网络的领域 依托科研项目，科研成果示范应用 采用私有协议、部分基于IEEE 802.15、ISA等标准 尚无完善的标准体系， 标准缺乏，制约了产业发展 运营商开始提供M2M业务-物联网初期 运营商在物联网产业链中定位 最终实现无处不在的传感器网络尚需解决大量问

11、题： 依赖于传统行业、社会的信息化、核心网络的发展 传感器网络多项关键技术尚需突破 现有产业存在升级换代的问题,中国移动已经开展的物联网业务,射频标签 RFID应用 2009年中国RFID产业市场规模达110亿元相比2008年增长36.8%,高速公路ETC系统,美国防部规定所有军需物资都要使用RFID标签 美国FDA建议制药商利用RFID跟踪最常造假的药品 美国社会福利局使用RFID技术追踪各种表格和手册,非接触业务的终端方案有 13.56M贴片卡、SWP、 2.4G RFID-SIM卡,RFID SIM卡是将RF（无线射频）模块嵌入到手机智能卡（SIM）中，从而使SIM卡同时具有射频识别卡的

12、功能，使手机可以与读卡器（POS）之间进行非接触式数据交换，RFSIM技术广泛应用于门禁、考勤、公交支付、VIP卡、消费积分、电子优惠券、门票销售等日常生活领域。 一张RFID SIM卡内可同时存放128张虚拟卡，如停车卡、驾驶证、公交卡、VIP卡、电子优惠券以及各类门票等,RFID-SIM近场手机移动支付,移动支付产业链分析,基于RFID的药品防伪监督管理系统是中国移动广东公司联合广东省食品药品监督管理局，采用国际先进水平的信息技术（包括RFID技术，数据安全技术，网络技术，移动通信技术等），构建一个涵盖药品制造、批发、零售等各个环节的药品防伪监督管理系统。,RFID与移动信息化的结合： 药

13、品防伪监督管理,天气信息服务,医疗保健服务,机场入侵检测系统,智能楼宇,江西山洪灾害预警系统,山洪灾害预警系统：满足山洪灾害防御及中小流域防洪需求，重点建立全省山洪灾害易发区域暴雨洪水监测、预报和山洪灾害预警、应急响应以及人员应急转移指挥调度系统 一期工程系统自2007年6月基本建成并投入试运行后，各监测站点数据能实时准确进入数据中心并及时发布预警响应信息，为防御山洪灾害提供了科学的决策依据，发挥了良好的避灾减灾效益。 据政府相关部门初步统计，2007、2008两年内，仅一期工程13个建设县： 发生山洪灾害1705处，倒塌房屋14299间 系统共预警1128次，发出预警信息3.6万余条 提前转

14、移群众137191人，避免人员伤亡2.66万人 避免直接经济损失达4.92亿元。,物联网节能减排,提高能源效率和减少温室气体排放量 到2020年有可能推动全球能源节省一万亿美元 $1000B,智能物流,智能建筑 $341B,工业自动化 $107B,智能电网 $125B,$442B,绿色输电网络为可持续发展的未来提供能源,煤,水电,核电,传统电网,智能电网,煤 水电 太阳能,存储 核电 风电,用户 功率流 间断信息流 连续信息流,四、物联网的体系结构,物联网的体系结构,使用开放协议的体系结构，支持各种基于互联网的应用 -虚拟和物理世界的结合 -标记，传感器，执行器的事件处理 -发展可扩展，安全和

15、语义丰富的中间件推动现实世界数据进入各种互联网应用 分布智能的优化技术 -网络边缘和中央信息系统的角色 -业务平台和对象生命周期数据的互用性和集成 体系结构模型 -体系结构模型推进物联网及其实现的开放治理 -建立开放治理方法不需要网守去锁定重要业务/处理功能 对象为中心或位置中心应用,物联网体系结构,互联网,中间件,数据采集 大部分应用中都包含了冗余信息，为缩小通信开销和能量消耗， 需要研究高效、简洁的数据聚合/融合方法 设备管理 由于物联网节点数目庞大，加上所处环境的限制，人工部署、维 护也相对困难，所以应该提供透明、容错、自适应和自维护机制 能量管理 由于传感器的能量主要消耗在通信上，因而

16、在数据采集阶段需要 高效的传感器工作的轮转调度机制，在传感器间通信阶段需要研 究高效无冗余的路由 QoS 支持由于物联网独特特点（数量巨大、拓扑高动态变化），所以要提供合适的QoS机制，在性能、延时和能量使用之间达到一个平衡 处理 感知数据采集、按规则和策略过滤，数据聚合、数据的比较和分析,数据挖掘,上下文知识建模,上下文知识处理,上下文知识决策和估计、服务一体化等。,互联互通和路由协议,互联互通 两种情况： 非IP传感器网和IP传感器网之间 传感器网和IP接入网（v4/v6)之间 应用协议，消息格式的互操作 选路 传感器网要求有专门的路由协议 能量效率路由协议 在多数时间处于休眠状态的节点的路由协议 数据知识路由协议等,实时信息处理-实时数据库,实时数据库系统是开发实时 控制系统、数据采集系统、 CIMS系统等的支撑软件 在流程行业中，大量使用实 时数据库系统进行控制系统 监控，系统先进控制和优化 控制，并为企业的生产管理 和调度、数据分析、决策支 持及远程在线浏览提