《物联网核心技术 教学课件 ppt 作者 黄玉兰 1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物联网核心技术 教学课件 ppt 作者 黄玉兰 1（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.1 物联网的本质,1.1.1 物联网的基本概念 1.1.2 物联网的技术特征 1.1.3 物联网的内涵本质,1.1.1 物联网的基本概念,互联网时代，人与人之间的距离变小了；而继互联网之后的物联网时代，则是人与物、物与物之间的距离变小了。 物联网是指通过射频识别(Radio Frequency Identification，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，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。,1.1.2 物联网的技术特征,1.全面感知 2.可靠传送 3.智能处理,1.全面感知,(
2、1)标识物体 (2)感知物体,(1)标识物体,从RFID技术出发标识物品。 美国麻省理工学院将RFID与互联网结合，提出了电子产品编码(Electronic Product Code，EPC)的解决方案，其核心思想就是为全球每个物品提供唯一的电子标识符，实现对所有实体对象的唯一有效标识。,(2)感知物体,从传感器技术出发，通过在物体上植入各种微型感应芯片使其智能化。这样任何物品都可以变得“有感觉、有思想”，包括可以自动采集实时数据(如温度、湿度)、可以自动执行与控制(如启动流水线、关闭监控器)等。,2.可靠传送,“可靠传送”是指通过各种通信网络与互联网融合，将物体接入信息网络，实时进行信息的可
3、靠传递和共享。 物联网实际上指的是在网络的范围之内，实现人与人、人与物、物与物之间的互通与互联。在信息传送方式上，可以是点对点、点对面或面对点，通过3G、WLAN或ZigBee等适当的平台，获取相应的资讯或指令，或传递相应的资讯或指令。,3.智能处理,“智能处理”是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对跨地区、跨行业、跨部门的数据和信息进行分析和处理，提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力，实现智能决策与控制。 在物联网的概念最初被提出时，物联网是指通过RFID等手段，将物品的信息通过传感设备与互联网连接起来，以实现物品智能化识别和管理。,1.1.3 物联网的内涵本质,由于物联网
4、是一种新兴的并正在不断发展的技术，其内涵也在不断地发展、完善。目前对于“物物”互联的网络，业界存在着以下几种相关的概念：物联网、无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)和泛在网络(Ubiquitous Network)。 1.物联网内涵的起源 2.无线传感器网络概念的融入 3.泛在网络的思想,1.物联网内涵的起源,物联网内涵的起源是利用RFID技术标识客观物体，并进行数据交换，通过不断扩充、延展、完善而形成“物物”互联的网络。这种物联网主要由RFID标签、读写器、信息处理系统、编码解析与寻址系统、信息服务系统和互联网组成。 物联网有足够的编码容量，可以给全球所
5、有的物体进行编码。通过对拥有全球唯一编码的物品进行自动识别，可以实现信息的共享，实现开环环境下对物品的跟踪、溯源、防伪、定位、监控以及自动化管理等功能。,2.无线传感器网络概念的融入,无线传感器网络是由若干个具有无线通信能力的传感器结点自组织构成的网络。传感器网络的概念起源于1978年美国国防部分布式传感器网络的研究项目，由于当时缺乏互联网技术、智能计算技术和多种接入网络，该定义局限于由结点组成的自组织网络。 现在物品识别技术的主角是RFID，基于RFID技术可以将传感器技术融入进来。,3.泛在网络的思想,泛在网络(U网)是指无所不在的网络，即广泛存在的网络，它以无所不在、无所不包、无所不能为
6、基本特征，以实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信为目标。目前泛在网络标准体系有四个重点研究方向，包括下一代网络技术标准、传感器网络技术标准、射频识别技术标准、对象标识技术标准。 最早提出泛在网络概念的是日本和韩国。,1.2 物联网的发展概况,物联网对全世界而言都刚刚起步。由于物联网是互联网应用的增长点，可以大大促进信息化的应用，美国、日本、韩国、中国和欧洲地区都把物联网提升为国家战略。物联网的发展不仅仅是IT行业的发展，也是国家综合竞争力的发展。 1.2.1 物联网概念的诞生 1.2.2 物联网国外发展概况 1.2.3 物联网国内发展概况,1.2.1 物联网概念的诞生,图1-
7、1 物联网的概念,1.2.2 物联网国外发展概况,1.物联网在美国的发展概况 2.物联网在欧盟的发展概况 3.物联网在日本的发展概况 4.物联网在韩国的发展概况,1.物联网在美国的发展概况,2009年1月，IBM提出了智慧地球的概念，掀起了物联网关注的热潮。奥巴马在与美国工商业领袖举行的“圆桌会议”中，IBM首席执行官彭明盛(Samuel Palmisano)首次提出“智慧地球”的概念，建议新政府投资新一代智慧型基础设施。“智慧地球”的概念一经提出，立即得到美国各界的高度关注，有分析认为，IBM公司的这一构想，与20世纪90年代美国的信息高速公路战略一样，将上升至美国的国家战略。,2.物联网在
8、欧盟的发展概况,(1)欧盟的“物联网欧洲行动计划” (2)欧盟物联网发展的预测,(1)欧盟的“物联网欧洲行动计划”,2009年6月，欧盟在比利时首都布鲁塞尔向欧洲议会、欧洲理事会、欧洲经济与社会委员会和地区委员会提交了以物联网欧洲行动计划(Internet of ThingsAn action plan for Europe)为题的公告。有关专家认为，欧盟制订有关物联网的行动计划，标志着欧盟已将物联网建设提到议事日程上来。最近欧盟委员会提出了一系列加强信息通信技术(Information and Communication Technology，ICT)研发的措施，欧盟希望通过构建新型物联网管
9、理框架来引领世界物联网的发展。,(2)欧盟物联网发展的预测,欧洲智能系统集成技术平台(EPoSS)在Internet of Things in 2020报告中分析预测，物联网未来的发展将经历四个阶段：2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域；20112015年物体互联；20152020年物体进入半智能化；2020年之后物体进入全智能化。就目前而言，物联网的许多相关技术仍然处于开发测试阶段，离不同系统之间的融合、物与物之间的普遍连接的远期目标还存在一定的差距。,3.物联网在日本的发展概况,近年来日本相继制订了“e-Japan”战略、“u-Japan”战略、“i-Japan”战略等多
10、项国家信息技术发展战略，从大规模开展信息基础设施建设入手，不断拓展和深化信息技术应用，以此带动本国社会和经济的发展。 日本推出的国家信息化“u-Japan”战略泛在网战略，在方向上与物联网不谋而合。日本“u-Japan”战略的理念是以人为本，注重人与物之间的信息沟通，实现人与人、物与物、人与物之间的通信连接。,4.物联网在韩国的发展概况,继日本提出“u-Japan”战略之后，韩国也提出了“u-Korea”战略，重点支持泛在网的建设。“u-Korea”战略旨在布建智能型网络，为民众提供无所不在的便利生活，扶持IT产业发展新兴技术，强化产业优势和国家竞争力。,1.2.3 物联网国内发展概况,1.金
11、卡工程 2.科技部863计划RFID专项资金 3. RFID行业应用 4. 2009年以来我国掀起物联网高潮,1.金卡工程,2004年我国把RFID作为“金卡工程”的一个重点，启动了RFID的试点，RFID应用的一个最终结果，就是要形成物联网。2004年以后，我国每年都推出新的RFID应用试点，项目涉及身份识别、电子票证、动物和食品追踪、药品安全监管、煤矿安全管理、电子通关与路桥收费、智能交通与车辆管理、供应链与现代物流管理、危险品与军用物资管理、贵重物品防伪、票务及城市重大活动管理、图书及重要文档管理、数字化景区及旅游等。,2.科技部863计划RFID专项资金,(1)第一期RFID计划 (2
12、)第二期RFID计划,(1)第一期RFID计划,2006年，科技部发布了第一期863计划RFID重大项目课题申请指南。在指南中，国家对RFID基础共性及前瞻性的“超高频RFID多标签防冲突和多读写器防冲撞技术的研究”、“RFID系统测试技术研究及开放平台建设”、对RFID产业化关键技术的“符合ISO18000-6 Type B/C标准的(UHF)标签芯片研发和产业化”、对RFID应用关键技术的“可重构RFID中间件技术研究与开发”、“RFID技术在邮政行业的应用”、“RFID标准研究与制定”、“我国RFID技术选择及产业化关键问题研究”等20项课题进行支持。,(2)第二期RFID计划,2008
13、年，科技部发布了国家高技术研究发展计划(863计划)先进制造技术领域“射频识别(RFID)技术与应用”重大项目课题申请指南，这是RFID第二批专项。此次发布的申请指南对“超高频RFID空中接口安全机制及其应用”、“超高频(UHF)读写器芯片的研发与产业化”、“具有超高频RFID读写功能的移动通信终端开发与产业化”、“适用于实时定位系统的RFID产品研发及其产业化”、“RFID标签动态信息实时管理软件的研究与开发”、“RFID技术在旅游景区、展览馆、博物馆的应用”以及“RFID技术在出口商品质量追溯与监管中的应用”七个课题进行支持。,3. RFID行业应用,截至2008年底，我国铁道部RFID技
14、术应用已基本涵盖了铁路运输的全部业务，成为我国应用RFID最成功的案例。铁路车号自动识别系统(ATIS)是我国最早应用RFID的系统，也是应用RFID范围最广的系统，并且拥有自主知识产权。采用RFID技术以后，铁路车辆管理系统实现了统计的自动化，降低了管理成本，可实时、准确、无误地采集机车车辆的运行数据,4. 2009年以来我国掀起物联网高潮,2009年8月，温家宝总理考察无锡微纳传感网工程技术研发中心，掀起我国物联网的高潮。2009年9月，“传感器网络标准工作组成立大会暨感知中国高峰论坛”在北京举行，工作组汇集了中国科学院、中国移动等物联网主要研究和应用单位，积极开展物联网标准的制定工作，深
15、度参与国际标准化活动，通过标准化为产业发展奠定坚实的技术基础。,1.3 从互联网到物联网的演进,1.3.1 物联网与互联网的不同 1.3.2 H2H与T2T的发展路线 1.3.3 网络向下一代演进,1.3.1 物联网与互联网的不同,1.互联网与物联网应用领域不同 2.物联网对稳定性和安全性的要求较互联网更高,1.互联网与物联网应用领域不同,(1)互联网的应用领域 互联网通过TCP/IP技术互联全球所有的数据传输网络，应用目的单一，因此在较短时间实现了全球H2H(Human to Human)的通信，达到了全球信息的互通与互联，构建了全球性的信息计算机网络。互联网如图1-2所示。 (2)物联网的
16、应用领域 物联网是与许多关键领域物理设备相关的网络，以实际应用为出发点，网络终端形式多样、技术复杂，是自动化控制、遥控遥测及信息应用技术的综合展现。物联网是互联网的应用，如图1-3所示。,(1)互联网的应用领域,图1-2 互联网的概念,(2)物联网的应用领域,图1-3 物联网的应用,2.物联网对稳定性和安全性的要求较互联网更高,互联网在短时间实现了全球信息的互通与互联，但也带来了难以克服的安全性、移动性和服务质量等一系列问题。例如，互联网时常网络不通，电子邮件时常丢失。 物联网需要网络有更高的稳定性。,1.3.2 H2H与T2T的发展路线,1. H2H的发展路线 2. T2T的发展路线 3.技术是推动信息化发展的原动力,1. H2H的发展路线,互联网主要解决人到人的连接。互联网的发展路线主要有两条，一条路线是宽带化，一条路线是移动化。网络的出现彻底改变了人类世界，网络发展到今天，已经深入到社会生活的每一个细节，而且今日之网络已非昨日之网络，互联网已经向着宽带化和移动化的方向发展。 进入新世纪以来，随着人类科技的飞速发展，计算机的软硬件水平都得到了很大的提
