物联网概述3

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1、第14章 物联网,2,物联网 IOT（Internet of Things）,IOT：Anytime、Anywhere、Anythings connection，Ubiquitous Networks和Ubiquitous Computing的发展愿景 ，无处不在的网络。 物联网就是通过射频识别（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，以有线或无线的方式把任何物品与互联网连接起来，以计算、存储等处理方式构成所关心事物静态与动态的信息的知识网络，用以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。,IOT（Internet of Things)物联网定义,

2、3,物联网的概念史： 比尔盖茨在1995年未来之路，首次提出该概念。 2005年，突尼斯，信息社会世界峰会上，国际电信联盟（ITU）发布了ITU互联网报告2005：物联网，正式将“物联网”称为“The Internet of Things”。 2008年，IBM智慧地球。 2008年，欧盟发表2020年的物联网-未来路线。 2009年，奥巴马举行圆桌会议，确立智慧地球战略。,物联网的概念,4,近年来，全球主要发达国家和地区均十分重视物联网的研究。 2002年4月，韩国提出e-Korea（电子韩国）战略； 2004年，日本提出“U-Japan”计划； 2006年6月，新加坡公布了“智慧国2015

3、”大蓝图； 2008年底，IBM向美国政府提出了“智慧地球”战略； 2009年6月欧盟启动“物联网行动计划”等，都是利用各种信息技术来突破互联网的物理限制，以实现无处不在的物联网络。 2009年“感知中国”,物联网的发展状况,5,2008年11月，美国IBM公司发表了智慧地球：下一代领导人议程、智慧地球赢在中国。 2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的构想，物联网成为其中不可或缺的一部分。 2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议” 。将智慧地球上升为美国的国家级发展战略 ，引起轰动。 更透彻的感知(Instrumented)-利用任何可以随时随

4、地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程。 更全面的互联互通(Interconnected)-先进的系统可按新方式协同工作。 更深入的智能化（Intelligent）-利用先进技术获取更智能的洞察并付诸实践，进而创造新的价值。,智慧地球(Smarter Planet),6,智慧地球(Smarter Planet),7,1993年，克林顿政府提出“信息高速公路”的国家振兴战略，大力发展互联网，推动了全球信息产业的革命，美国经济受惠于这一战略，在上世纪90年代中后期创造了历史上罕见的长时间的繁荣，使美国的霸主地位继续稳固。 “智慧的地球(Smarter Planet)”作为新一波IT技术革命

5、，其对于人类文明的影响之深远，将远远超过互联网。所以，受到美国政府的高度重视是必然的。奥巴马面对危局，也可以把“智慧的地球” 上升为美国的国家战略。刺激美国经济的复苏。,智慧地球(Smarter Planet),8,9,电话发明,1900,1972,2000,1876,1837,1946,第一台计算机到PC机,卫星通信从理论到实用,1976,1978,1963,1960,光纤从理论到实用,蜂窝移动通信从理论到实用,电报发明,1961,提出分组交换到IP网,电子计算机发明,1948,晶体管 集成电路 CPU,1958,1927,1937,取样定理,PCM,100多年来信息技术的发展,1993,2

6、008,时间,信息高速公路,智慧地球,工 业 时 代,信 息 时 代,1980,信 息 论,多视角看“智慧地球”的提出,9,10,电报 1837 美 莫尔斯 电话 1876 美 贝尔 计算机 1946 美 约翰.莫齐利，布雷斯帕.埃克特等 移动通信 1946 美 贝尔实验室 信息论 1948 美 香农教授 取样定理 1927 美 奈奎斯特物理学家 晶体管 1948年，美 巴丁和布拉顿德。 集成电路 1958年，美 基尔比 光通信：红宝石激光器 1960年，美国人梅曼发明 传输损耗20dB/km的光纤1970年，美国 康宁公司 无线传感器网络 1978年 美 卡内基-梅隆大学 互联网 19681

7、978 美国防部高级研究规划署 信息高速公路 1993年9 月，美国副总统戈尔 智慧地球 2008年11月，美 IBM 总裁兼CEO彭明盛,值得注意的是，相关信息技术的主要发明和思想都发生在美国,世界信息技术的历史几乎就是美国信息技术的历史,多视角看“智慧地球”的提出,11,历史的经验告诉我们，在信息技术的发展方面，要特别关注美国的动向，尤其是美国军方和政府的动向，所以认为“智慧地球”的提出不是“忽悠”，而是一种具有深刻内涵的信号！,多视角看“智慧地球”的提出,2010年4月9日经贸形势报告会上工业和信息化部部长李毅中:警惕IBM智慧地球陷阱, 不能受制于人,12,多视角看“智慧地球”的提出,

8、IBM智慧地球是个阴谋吗?,中国铁路、公路、电力、水利、油气管道、金融领域的动态信息将很可能被其获取,国家信息安全性令人担忧,13,2009年8月7日，国务院总理温家宝在中科院无锡新微纳传感网工程技术研发中心视察时发 表重要讲话。指示我 国要“在物联网发展 中，要早一点谋划未 来”，要 “尽快建立 中国的传感信息中 心，或者叫感知中 国中心”,感知中国,14,2009年11月29日 上午，国务院总理温 家宝率科技部部长万 钢、工信部部长李毅 中等领导来到南京， 在江苏省省委书记梁 保华、省长罗志军、南京市委书记朱善璐、市长季建业等领导的陪同下，来到南京三宝科技集团进行考察 ，首次关注RFID技

9、术，引起业界强烈反响。,感知中国,15,2009年11月3日，温总理在关于科技持续发展的重要讲话中，提出要着力传感网、物联网关键技术，及早部署后IT时代关键技术研发，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。,现在，“感知中国”不仅成为科技、政治双用语。同时，和“智慧地球”联系在一起，成为掀起新一轮信息技术革命的号角,感知中国,2009年9月11日，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，标志着传感器网络标准工作组正式成立 。 2009年11月，国务院正式批准同意支持无锡建设国家传感网创新示范区。 随后，无锡感知中国中心在政府和科研机构的配合下建立。 感知北

10、京，感知北邮 ,感知中国,16,从2009年起 传感器网络关键技术、传感网测试平台、核心芯片等 核心芯片、太湖蓝藻爆发监测、地址灾害监测预警、智能电网等 综合测试与验证环境 IPv6传感网协议栈、智能交通、远程医疗/社区医疗等 工业传感网、无线体域网、智能家居、数字医院等 南水北调工程安全,国家科技重大专项 “新一代宽带无线移动通信网”,17,物联网是互联网的延伸，但物联网并不是互联网的翻版，也不是互联网的一个接口。由于物联网作为互联网的扩展，使其具备了互联网的特性。物联网不仅能够实现由人找物，而且能够实现以物找人，通过对人的规范性回复进行识别，还能够做出方案性的选择。 互联网物联网的传输通信

11、保障,互联网与物联网,18,物联网(传感网)典型体系架构,19,感知层是实现物联网全面的感知的核心能力 是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分 关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本的问题,广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施 是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分 关键在于为物联网应用特征进行优化和改进，形成协同感知的网络,提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标 将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集 关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保

12、障以及有效的商业模式的开发,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,RFID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

13、 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 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

14、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

15、,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用方案集合的提供,什么是智能电网？,电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。 电力网络为电力系统中除发电设备和用电设备以外的部分（输电、变电和配电）。 智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化，具有电网自愈，用户交互

16、，设备兼容，质量管理，系统安全，信息集成，管理优化，资产优化，市场协调9大特征。,物联网应用领域-智能电网,长期以来我国电力系统采用定期检修方式。 状态检修，即根据设备运行状态决定检修时机，可以克服定期维修的局限性，提高检修的针对性。 在线监测技术（实时检测设备运行状态）是物联网在电网系统中的重要应用，是状态检修的基础。 油色谱在线监测系统是集控制、测量分析技术于一体的精密设备。,智能电网与物联网：输变电检测与控制,应用案例：电力管理 江西省电网对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置，对运行状态进行实时监测，实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理，一年来降低电损1.2亿千瓦时。,配用电管理的目标是节省电能的无效开销。,智能电网与物联网：配用电管