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1、物 联 网Internet of Things2/43一.什么是物联网二.物联网的背景和发展三.物联网的技术要求五.物联网应用四.物联网发展面临的主要技术问题物联网物联网的英文名称为“IOT，InternetofThings”。由名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。一.什么是物联网4/43物联网的英文名称是“The Internet of things”，由该名称可见，物联网就是物联网就是“物物相连的互联网物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上延伸和扩展的一种网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行信息交换和通信。一.什
2、么是物联网5/43中国式物联网定义 物联网指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”的如贴上RFID（射频识别，俗称电子标签）的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃，通过各种无线、有线的长距离和短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成、以及基于云计算的SaaS（Software-as-a-Service）营运等模式，在内网、专网或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、
3、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。一.什么是物联网6/43欧盟对物联网的定义 2009年9月，在北京举办的“物联网与企业环境中欧研讨会”上，欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人Lorent Ferderix博士给出了欧盟对物联网的定义。 物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。一.什么是物联网
4、7/43 目前对物联网也还没有一个统一的标准定义，但从物联网本质上看，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。 物联网技术被称为是信息产业的第三次革命性创新。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面： 一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络； 二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能； 三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。 M2M(机器对机器)是指将数据从一台终端传送
5、到另一台终端，就是机器与机器的对话一.什么是物联网8/43“物品”进入物联网需要哪些条件呢？物联网的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的管理范围：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有CPU；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、要遵循物联网的通信协议；9、要在世界网络中有可被识别的唯一编号。一.什么是物联网9/43大发展兴起诞生1999年2005年2009年二.物联网的背景和发展10/43 1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议上首先提出物联网(Internet of Things)这个概念。提出了结合物品
6、编码、RFID和互联网技术的解决方案。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”（简称物联网）。 1999年，中科院启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。1999年二.物联网的背景和发展11/43 2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布ITU互联网报告2005：
7、物联网，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。 报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。 物联网概念的兴起，很大程度上得益于国际电信联盟2005年以物联网为标题的年度互联网报告。2005年二.物联网的背景和发展12/43 2009年月28日，首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议奥巴马政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为
8、振兴经济的两大重点；2009年2月24日2009IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群.公布了名为“智慧的地球”的最新策略。认为，产业下一阶段的任务是把新一代技术充分运用在各行各业之中。2009年二.物联网的背景和发展13/43 2009年8月：国务院总理温家宝在无锡微纳物联网工程技术研究中心视 察并发表重要讲话，表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术，并提出要在无锡建设“感知中国”中心。 2009年9月：我国物联网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。 2009年9月：南京邮电大学成立全国高校首家物联网研究院、物联网学院。 2009年11月：温家宝总理在人民
9、大会堂向首都科技界发表了题为让科技引领中国可持续发展的讲话，指示要首力突破物联网、传感网关键技术，物联网产业随即被列入国家五大新兴产业之一。 2009年11月：中国物联网研究发展中心在无锡成立。 2010年1月：无锡物联网产业研究院在江苏软件外包园落户 2010年1月：江苏无锡高新技术产业开发区正式获批为国家电子信息（物联网）示范基地。二.物联网的背景和发展14/43 EPOSS（欧洲智能系统集成技术平台）在Internet of Things in 2020报告中分析预测，未来物联网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； 2010-2015年 物体
10、互联； 2015-2020年 物体进入半智能化； 2020年之后 物体进入全智能化。二. 物联网的背景和发展15/43物联网的架构物联网的架构三.物联网的技术特点16/43物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层是物联网的皮肤和五官感知层是物联网的皮肤和五官识别物体，采集信息。识别物体，采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等，主要是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。网络层是物联网的神经中枢和大脑网络层是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理。信息传递和处理。网络
11、层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。应用层是物联网的应用层是物联网的“社会分工社会分工”与行业需求结合，实现广泛智能化。与行业需求结合，实现广泛智能化。应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。三.物联网的技术特点17/43物物联联网网扩扩展展系系统统架架构构18/43物联网的四大网络支撑 三. 物联网的技术特点19/431.短距离无线通讯网：包括10多种已存在的短距离无线通讯（如RFID、Zigbee、蓝牙、等） 标
12、准网络以及组合形成的无线网状网（Mesh Networks)。 射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称 RFID）是物联网发展的排头兵，是市场最为关注的技术。RFID是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是目前比较先进的一种非接触识别技术。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。在“物联网”的构想中，RFID标签中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(
13、商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。三.物联网的技术特点20/43Zigbee：Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术
14、。 三.物联网的技术特点21/43长距离无线通讯网：包括GPRS/CDMA、3G, 4G,5G等蜂窝（伪长距离通讯）网以及真正的长距离GPS卫星移动通信网。 GPRS-General Packet Radio Service，通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以分组的形式传送资料到用户手上。GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术。 GPS系统：中国北斗卫星导航系统(BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System)：是中国正在实施的
15、自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。 三.物联网的技术特点22/43短距离有线通讯网：主要依赖10多种现场总线（如ModBus、DeviceNet等）标准，以及PLC电力线载波等网络； Modbus：Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可
16、以连成工业网络，进行集中监控。长距离有线通讯网：支持IP协议的网络，包括计算机网，广电网，和电信网（三网融合）以及国家电网的通讯网。 三网融合：所谓“三网融合”，就是指电信网、广播电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。“三网融合”是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。 三.物联网的技术特点23/43三.物联网的技术特点24/43（1）技术标准问题 世界各国存在不同的标准。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
17、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8个专项组，开展具体的国家标准的制定工作（2）安全问题 信息采集频繁，其数据安全也必须重点考虑。（3）协议问题 物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于TCP/IP，但在接入层面，协议类别五花八门，GPRS/CDMA、短信、传感器、有线等多种通道，物联网需要一个统一的协议栈。四.物联网发展面临的主要技术问题25/43（4）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，I
18、Pv4资源即将耗尽，那就需要IPv6来支撑。IPv4向IPv6过渡是一个漫长的过程，因此物联网一旦使用IPv6地址，就必然会存在与IPv4的兼容性问题。（5）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。四.物联网发展面临的主要技术问题26/43物联网的应用领域 五.物联网应用27/43五.物联网应用28/43物联网智慧地球五.物联网应用29/43物联网的应用案例应用案例：牲畜溯源应用案例：牲畜溯源 给放养的牲畜中的每一只羊都贴上一个二维码，这个二维码会一直保持到超市出售的肉品上，消费者可通过手
19、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。五.物联网应用30/43五.物联网应用应用案例：机场防入侵应用案例：机场防入侵 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。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。应用案例：电力管理应用案例：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
20、、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。31/43五.物联网应用应用案例：货物配送应用案例：货物配送32/43应用案例：平安城市建设应用案例：平安城市建设 利用部署在大街小巷的全球眼监控探头，实现图像敏感性智能分析并与110、119、112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。五.物联网应用33/43实时交通信息实时交通信息 五.物联网应用应用案例：实时交通信息应用案例：实时交通信息34/43应用案例：未来数字家庭应用案例：未来数字家庭 2009年11月23日中国电信“物联网技术重点实验室”和“中国电信物联
21、网应用和推广中心”正式挂牌。此前，中国电信一直致力于数字家庭的解决方案和实际运营。n数字家庭数字家庭是以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家是以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等，通过不同的互连方式进行通信及数据交换电及智能家居等，通过不同的互连方式进行通信及数据交换,实现家庭网络中各类电子产品之实现家庭网络中各类电子产品之间的间的“互联互通互联互通”的的一种服务一种服务n数字家庭的四大功能：信息、通信、娱乐和生活数字家庭的四大功能：信息、通信、娱乐和生活 数字数字家庭家庭信息信息信息信息通信通信娱乐娱乐娱乐娱乐生活生
22、活生活生活五.物联网应用35/43监控火灾、洪水、建筑物塌方等灾害的发生连接国家灾难预警管理中心根据收集的数据，启动相应的灾难预案应用案例：灾害预警应用案例：灾害预警五.物联网应用36/43应用案例：应用案例：Health CareHealth Care通过部署在病人身上或活动环境的传感装置收集相应的信息传送相应的信息至医院、或病人亲属加快对紧急事件的相应速度五.物联网应用37/43应用案例：应用案例：U-StreetU-Street五.物联网应用38/43应用案例：食品溯源应用案例：食品溯源五.物联网应用39/43应用案例：位置服务应用案例：位置服务 用户只要将自己的标签在路边、电线杆、路灯
23、、报亭等位置部署的ID感应器器上进行扫描，便可以立即获得自己所处位置的信息，同时可以进行餐馆、娱乐、交通服务等信息的查询五.物联网应用40/43智能感知与控制智能感知与控制NGN网络执行器Zigbee(2.4GHz)视频SIPSIPZigbee(2.4GHz)无线控制器采集上位机下一代互联网传送下一代互联网传送信息应用服务系统信息应用服务系统SIP自动感知，并联原有控制系统，增加智能控制更大地址空间、安全、永远在线公共服务平台，可从任何地点基于任何Web终端进行访问控制应用案例：现代农业精细应用应用案例：现代农业精细应用41/43五.物联网应用物联网管理平台移动POS金融供应链智能运输工业自动
24、化智能建筑消防公共安全环境保护气象数字化医疗遥感勘测军事农业林业水务电力煤炭石化物流、零售、自动服务设备、安全、节能生产、安全、防灾、水电油气防火、勘察、报警污染检测、报警水质、水量、污染、安全大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪抄表、监控、节能设备、临床、辅助诊断、病程险情、油井、运输、管线联动、消防栓、定位、调度照明、信号、应急、灾害、识别大地勘测、森林、地震、海洋侦查、监控、定位、评估降水、防洪、远程设备交易、订单、跟踪、识别通风、瓦斯、救灾定位库存、车队、监控、导航、识别、货物电子支付、实时信息42/43周洪波，物联网:技术、应用、标准和商业模式，北京:电子工业出版社,2010.07.刘化君，物联网技术，北京:电子工业出版社，2010年9月1日.杨刚,沈沛意,郑春红等，物联网理论与技术，北京:科学出版社,2010.百度百科、维基百科.参考资料Thankyou!
