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1、物联网概论讲座教材-胡成全教授 物联网应用示例 机场安防 上海浦东国际机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，多种传感手段组成一个协同系统后，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。 智能公交 上海移动的“车务通”将在2010年世博会期间全面运用于上海公共交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅。 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。 本章总结 科学技术发展的必然；计算机、电子、通
2、信、材料，NBIC（Nano-Bio-Info-Cognition） 已有技术的集成，也会产生新技术； 概念、技术体系结构、关键技术； 不只是网络，更重要的是网上服务； 会影响人类生活的各个方面，改变人们的生活方式； 会形成巨大的市场，比互联网经济大30倍； 现在是发展的初期阶段，是个长期发展过程。 Thats all for today, thanks! * So if we look at the computing spectrum today, each of the classes exist simultaneously. In a room we can put 100s of
3、teraflops and many petabytes of computing. Our productivity, document preparation, and personal information management fits in our pocket and a new class is emerging that will provide a means of streaming information to and from the physical world like we have never seen before. * Crossbow公司与美国加州Cam
4、alie Vineyards的葡萄园主人Mark Holler合作，尝试用无线传感器网络技术（Ko，Corssbow为农业领域开发的无线传感平台）收集作物信息、改善葡萄园灌溉来提高作物的产量。Crossbow公司的一篇相关blog上表明，与2004年未使用WSN技术2T产量相比，2005到2007的产量逐年翻一翻，分别达到了4T，8T和17.5T。WSN如果用对了地方确实很好很强大：） Crossbow公司与美国加州Camalie Vineyards的葡萄园主人Mark Holler合作，尝试用无线传感器网络技术（Ko，Corssbow为农业领域开发的无线传感平台）收集作物信息、改善葡萄园灌溉
5、来提高作物的产量。Crossbow公司的一篇相关blog上表明，与2004年未使用WSN技术2T产量相比，2005到2007的产量逐年翻一翻，分别达到了4T，8T和17.5T。WSN如果用对了地方确实很好很强大：） 物联网的技术体系框架（3层） 物联网的技术体系框架（3层） 感知层：数据采集与感知 主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。 传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程
6、。 物联网的技术体系框架（3层） 网络层：实现更加广泛的互联功能 能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。经过十余年的快速发展，移动通信、互联网等技术已比较成熟，基本能够满足物联网数据传输的需要。 物联网的技术体系框架（3层） 应用层：包含应用支撑平台和应用服务 应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。 应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业应用。 物联网的技术体系框架（3层） 公共技术 不属于物联网技术的某个特定层面，而是与物联网技术架构的三层都有关系。 它
7、包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量(QoS)管理。 物联网的技术体系框架（4层） 区别支撑层 支撑层 在高性能计算技术的支撑下，将网络内大量或海量的信息资源通过计算整合成一个可以互联互通的大型智能网络，为上层服务管理和大规模行业应用建立起一个高效、可靠和可信的支撑技术平台。 在国际高性能计算研究中，最有影响力的是“高性能计算机世界500强（HPC? TOP500）排行榜”。第32届与第33届的第一的都是IBM公司的“走鹃”（Roadrunner）超级计算机。“走鹃”超级计算机计算能力达到1.1千万亿次，它使用了129 600个处理器芯片。从第32届公布的HPC TOP500名单中可以
8、看出，美国占有291席，欧洲占有145席，亚洲仅占十几席。我国的“天河一号”高性能计算机排名第五，这是近年来我国科学家取得的最好成绩。2010年5月31日公布的最新HPC TOP500名单中，由我国曙光公司研制生产的“星云”高性能计算机实测Linpack性能达到每秒1.271千万亿次，居世界超级计算机第二位，它表明中国高性能计算机的发展已达到世界领先水平。 高性能计算机 在国际高性能计算研究中，最有影响力的是“高性能计算机世界500强（HPC? TOP500）排行榜”。第32届与第33届的第一的都是IBM公司的“走鹃”（Roadrunner）超级计算机。“走鹃”超级计算机计算能力达到1.1千万
9、亿次，它使用了129 600个处理器芯片。 美国占有291席，欧洲占有145席，亚洲仅占十几席。 我国的“天河一号”高性能计算机排名第五，这是近年来我国科学家取得的最好成绩。 2010年5月31日公布的最新HPC TOP500名单中，由我国曙光公司研制生产的“星云”高性能计算机实测Linpack性能达到每秒1.271千万亿次，居世界超级计算机第二位，它表明中国高性能计算机的发展已达到世界领先水平。 物联网核心关键技术（1） RFID技术 是物联网中让物品“开口说话”的关键技术，物联网中，RFID标签上存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品
10、)的识别。 传感器技术 在物联网中，传感技术主要负责接收物品“讲话”的内容。传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理、变换和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制造、测试、应用及评价改进等活动。 物联网核心关键技术（2） 无线网络技术 物联网中，物品与人的无障碍交流，必然离不开高速、可进行大批量数据传输的无线网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离的蓝牙技术和红外技术 人工智能技术 人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的技术。在物联网中，人工智能
11、技术主要负责将物品“讲话”的内容进行分析，从而实现计算机自动处理。 物联网核心关键技术（3） 云计算技术 物联网的发展离不开云计算技术的支持。物联网中的终端的计算和存储能力有限,云计算平台可以作为物联网的“大脑”,实现对海量数据的存储、计算。 物联网的技术难点（1） 技术标准问题 世界各国存在不同标准。中国信息技术标准化技术委员会于2006年成立了无线传感器网络标准项目组。2009年9月，传感器网络标准工作组正式成立了PG1(国际标准化)、PG2(标准体系与系统架构)、PG3(通信与信息交互)、PG4(协同信息处理)、PG5(标识)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(电力行业应用调研)等
12、8个专项组，开展具体的国家标准的制定工作。 数据安全问题 信息采集频繁，其数据安全必须重点考虑。 物联网的技术难点（2） IP地址问题 每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址，IPv4资源即将耗尽，那就需要IPv6（6.7x1023个/平方米）来支撑。IPv6协议已经从实验室走向了应用阶段。 终端问题 物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不同行业需求千差万别，如何满足终端产品的多样化需求，对运营商来说是一大挑战。 物联网应用示意图 物联网应用示例食品安全 给放养的牲畜中的每一只动物都贴上一个二维码，这个二维码会一直保持到超市出售的肉品上，
13、消费者可通过手机阅读二维码，知道牲畜的成长历史，确保食品安全。我国已有10亿存栏动物贴上了这种二维码。 物联网应用示例人体健康 人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过手机，提醒您去医院检查身体。 物联网应用示例平安城市 利用部署在大街小巷的传感器，实现图像敏感性智能分析并与110、119、120等交互，实现探头与探头之间、探头与人、探头与报警系统之间的联动，从而构建和谐安全的城市生活环境 物联网应用示例智能家庭 智能家庭是各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等通过物联网进行通信及数据交换,实现家庭网络中各类电子产
14、品之间的“互联互通”,并实现随时随地对智能设备的控制。 在智能家居的应用场景中，用户在下班回家的路上即可用手机启动“下班”业务流程，将热水器和空调调节到预订的温度，并检测冰箱内的食物容量，如不足则通过网络下订单要求超市按照当天的菜谱送货。 物联网应用示例智慧农业 农业标准化生产监测系统： 将农业生产过程中，最关键的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤温度、土壤含水率的信息通过农田中的传感器组实时采集，利用M2M运营支撑平台和GPRS/ESGE网络传输，利用短信息、WEB、WAP等手段，让从事农业生产的客户实时掌握这些信息。 农业标准化生产监测系统 * 物联网运营 支撑平台 农业生产 监测系统 短信网
15、关 WEB客户 GPRS/EDGE 有线 无线射频 传感器组 通信终端 作战环境侦查 战场监测与指挥 Sensor attached to every vehicle. Capable of detecting their location, vehicle sizes, speeds and ; road conditions Alternate routes, estimate trip times Traffic Control WSN的应用 精细农业 Camalie Vineyards Case Study WSN的应用（续） 建筑物结构状态监测 Semi-active Hydraul
16、ic Damper (SHD), Kajima Corporation, Japan Model bridge with attached wireless sensors, B.F. Spencers Lab, Civil E., U. Illinois U-C Accelerometer board prototype, Ruiz-Sandoval, Nagayama & Spencer, Civil E., U. Illinois Urbana-Champaign 物联网概论 物联网概论Internet of Things 主讲: 胡成全 教授 传感器网络与环境智能研究室 欢迎大家参加暑期课程！ 课程由来 传感网技术、物联网工程，教育部新专业 吉林大学计算机科学与技术学院“物联网工程”专业 课程体系、实验设置仍在探讨中 新课，没教材，有参考书 参考书 物联网：现在与未来，王志良主编，机械工业出版社，2010.6 智慧的物联
