物联网技术及其应用课件

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1、物联世界物联世界 机遇无限机遇无限物联网技术及其应用西安工业大学机电学院工业工程系徐显龙xxl_第一讲 物联网技术概述第二讲 物联网的物品标识技术RFID第三讲 物联网的末梢神经无线传感器网络第四讲 物联网的运行环境网络技术第五讲 物联网的应用层技术智能计算第六讲 物联网技术的应用（医疗、农业、交通等）第七讲 物联网技术在军事上的应用第八讲 总结，交大作业（点名不到者每次扣10分）第一讲第一讲 物联网技术概述物联网技术概述物联网概念综述物联网概念综述12354物联网产业现状和机遇分析物联网产业现状和机遇分析 物联网产业发展挑战和思考物联网产业发展挑战和思考 股份公司物联网发展策略建议股份公司物

2、联网发展策略建议 总总 结结 物联网（物联网（IoT）概念的提出）概念的提出2009年年2008年年2005年年1998年年l MIT的 Kevin Ashton第一次提出：把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成一个“物联网”l ITU报告：物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络l IBM提出：把传感器设备安装到各种物体中，并且普遍连接形成网络，即“物联网”，进而在此基础上形成“智慧地球l 欧洲物联网研究项目工作组制订物联网战略研究路线图，介绍传感网/RFID等前端技术和20年发展趋势物联网形式早已存在，统一意义上的物联网概念提出是在架构在互联网发展成熟的基础上物

3、联网形式早已存在，统一意义上的物联网概念提出是在架构在互联网发展成熟的基础上n 8月7日，温家宝总理考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心后，指示“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫感知中国中心”。其后，在全省领导干部学习会上，省委书记梁保华把物联网列为全省重点培育和发展的六大新兴产业之一，并提出“要努力突破核心技术，加快建立产业基地”。n 工信部总工朱宏任在中国工业经济运行夏季报告发布会上，对物联网做了概括阐释。n 江苏省委书记梁保华随即要求把传感网列为全省重点培育和发展的六大新兴产业之一，利用无线传感技术推进社会信息化进程。n 8月以来，无锡市政府多次赴京向国家三部委申报“中国传感网

4、产业园”，国务院正在批复之中。市政府还在制定中国传感网产业园空间规划、中国传感网产业园发展规划、江苏暨无锡市物联网发展规划。物联网概念物联网概念 传感网是指以对物理世界的数据采集和信息处理为主要任务，以网络为信息载体、实现物物（物人、人物）之间信息交互，面向政府、行业和个人用户提供信息服务的分布式信息系统。俗称“物联网” (Internet of Things)。 背景物联网(The Internet of things)的概念最早是在1999年提出的，其后又多次被重复。其定义是：把任何物品通过射频识别把任何物品通过射频识别（RFID），红外感应器，全球定位系统，），红外感应器，全球定位系统，

5、激光扫描器激光扫描器 等信息传感设备，按约定的协等信息传感设备，按约定的协议与互联网连接起来，进行信息交换和共议与互联网连接起来，进行信息交换和共享，以实现智能化识别和管理的一种网络。享，以实现智能化识别和管理的一种网络。 物联网概念物联网为什么突然火了？是忽悠还是又一场技术的革命？物联网概念是否在反复炒冷饭？问题从互联网到物联网从互联网到物联网随着网络覆盖的普及，人们提出了一个问题，既然无处不在的网络能够成为人际间沟通的无所不能的工具，为什么我们不能将网络作为物体与物体沟通的工具，人与物体沟通的工具，乃至人与自然沟通的工具？中国移动通信集团公司总经理 王建宙从互联网到“物联网”计算机计算机:

6、 :自动自动计算计算以独立计算机进行信息处理互联网：互联网：人与人人与人交互交互基于计算机网络进行信息交互物联网：物联网：物物物物&人物交人物交互互万物的信息感知、交互、处理的网络物联网（IoT：The Internet of Things) 是“万物沟通”的、具有全面感知、可靠传送、智能处理特征的连接物理世界的网络，实现了任何时间、任何地点及任何物体的连结。可以帮助实现人类社会与物理世界的有机结合，使人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而提高整个社会的信息化能力。物联网时代示意图：万物相联。例如：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西等等统一的物联网概

7、念提出的意义统一的物联网概念提出的意义物联网的应用形式已经存在物联网的应用形式已经存在l 用网络连接和传送物的信息的形式由来已久 军事上的卫星、雷达侦测、遥控武器等 各个行业的自动控制等应用提出物联网的意义之一：形成规模效应巨大的聚合产业l 10年内“物联网”可能大规模普及，到2020年世界上物物互联的业务跟人与人通信的业务相比将达到30:1，物联网被称为是下一个万亿级的信息技术产业提出物联网的意义之二：在统一标准和架构体系下快速形成成熟的产业链l 随着“物联网”概念的提出和各种标准组织的成立，物联网的各种协议和体系架构正在迈向统一标准的方向。而在统一的标准和架构体系下，才可能尽快推进物联网产

8、业链的成熟和大规模商用提出物联网的意义之三：基于统一网络和应用平台，形成感知泛在聚合效应l 当前已存在的各种物联网应用雏形最大的局限就是行业类型单一，网络范围局限l 物联网的概念提出了统一网络和应用平台，行业交叉的泛在聚合效应，才是物联网概念的精髓所在18世纪中期，以蒸汽机蒸汽机为代表的第一次工业革命开创了人类的大机器工业时代从科学发展史看物联网19世纪后期到20世纪中叶，以电机电机为代表的第二次工业革命使人类进入了电气化时代20世纪下半叶，以互联网计算机互联网计算机为代表的第三次工业革命迅速席卷全球，世界进入信息化时代21世纪初提出的物联网，能够引发第四次工业革命吗？物联网在科学发展史的地位

9、物联网示意图物联网示意图江泽民新时期我国信息产业技术的发展电信在传输网络建设上优势明显。在有线，无线宽带，移动通信网络建设上有优势。江泽民文章关于物联网的主要论述摘录江泽民文章关于物联网的主要论述摘录物联网是实现中国五大主题任务的关键推动要素之一物联网对中国的意义经济可持续发展经济可持续发展有竞争力的企业有竞争力的企业和谐社会和谐社会能源有效利用能源有效利用环境保护环境保护IBM大中华区CEO智慧地球赢在中国物联网整体体系架构物联网整体体系架构物联网物联网感知层感知层网网络络连连接接统统一一IP协协议议 关关注注IP v6IT和和应应用用统统一一架架构构 关关注注云云计计算算RFID读写读写M

10、2M终端终端传感器网传感器网摄像监控摄像监控定位授时定位授时物联网物联网网络层网络层接入网络接入网络核心网络核心网络业务支撑业务支撑 平台平台物联网物联网应用层应用层行业应用行业应用平台平台行业应用行业应用系统系统物联网是一个以应用为导向，分工日渐清晰的产业，物联网是一个以应用为导向，分工日渐清晰的产业，IPv6和云计算是核心基础架构发展方向和云计算是核心基础架构发展方向智能家居智能家居智能城管智能城管智能交通智能交通智能电力智能电力智能医疗智能医疗行业应用导向，完整解决方案交付行业应用导向，完整解决方案交付产业链产业链各环节各环节定位，定位，通用产通用产品提供品提供物联网产业关注的核心要素物

11、联网产业关注的核心要素中国：2009年8月 感知中国以中科院和中国移动为先导，强调自主创新的传感技术和TD结合美国： 2008年底IBM向美国政府提出的“智慧地球”战略强调传感等感知技术的应用，提出建设智慧型基础设施欧盟：2009年6月 物联网行动计划 具体而务实，强调RFID的广泛应用，注重信息安全日本： 2009年8月 u-Japan战略在u-Japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用关注点1：全面感知关注点2：可靠传送关注点3：智能处理l 传感器和RFIDl 智能嵌入技术 (如智能家庭)l 短距无线和传感网技术l IP化多业务承载的公网l 信息IT技术深入各行业l 物物&人物交互

12、的智能中枢感知层是物联网全面感知的基础感知层是物联网全面感知的基础物联网感知层l RFID标签和读写器l M2M终端和传感器l 传感器网络和网关感知层实现方式感知层实现方式l 摄像头和监控l GPS/北斗定位授时l 智能家居网关感知层作用感知层作用感知层突破方向感知层突破方向l 感知和识别物体l 采集和捕获信息l 更敏感和更全面的感知能力l 解决低功耗的问题l 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

13、和发展重点产品策略无线上连无线上连 & 有线上连有线上连网络层是物联网无处不在的前提网络层是物联网无处不在的前提物联网网络层l 接入网：无线/光纤各种类型的接入形式l 核心网：统一IP协议上的大带宽的可靠网络l 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主要层次网络层作用网络层作用网络层突破方向网络层突破方向l 连接感知层和应用层l 随时随地的连接实现l 当前最成熟的部分l 扩展规模，以实现无处不在l 业务可扩展的管理运营能力l 简化结构，上下层面融合IP统统一一协协议议有有效效降降低低实实现现成成本本规规模模扩扩展展带带来来IPv6的的发发展展动动力力ONU接入网络l 无线

14、接入：2G/3G/LTE/WLAN/WiMaxl 有线接入：光纤（PON）和铜线（xDSL）l 汇集承载：IP化传输网络（PTN/CE）核心网络&业务网关l 统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口l 针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制l 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台经营分析平台业务支撑平台l 提供终端和业务的通道和联动控制逻辑l 实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展l 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

15、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应用层是物联网智能处理的中枢物联网应用层l 智能家居l 智能交通l 智能城管应用层主要应用方向应用层主要应用方向应用层作用应用层作用应用层突破方向应用层突破方向l 信息技术与行业专业技术结合l 实现广泛智能化应用的解决方案集合l 信息技术与行业的深度融合l 信息的社会化共享和安全保障l 基于云计算的应用整体架构l 智能电力l 智能医疗l 智能通信服务云云计计算算是是应应用用大大规规模模部部署署关关键键云计算资源云计算资源云计算业务云计算业务计算能力存储能力全局控调SaaSPaaSIaaS云计算的意义云计算的意义l 适应业务量增长不确定性的弹性

16、架构体系l 适应海量数据计算和存储的低成本曲线的架构l 适应开放式的应用提供和部署环境l IT架构和商业模式转变的关键物物联联网网应应用用发发展展六六热热点点大大领领域域 智能智能家居家居智能智能电力电力智能智能交通交通智能智能医疗医疗智能智能城管城管智能通智能通信服务信服务六大热点涵盖了主要应用集和投资方向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物联网发展的演进路线物联网发展的演进路线信息汇聚信息汇聚协同感知协同感知泛在聚合泛在聚合l主要特

17、征主要特征 泛在的感知服务将海量信息进行聚合，产生出新的有应用价值的信息，即物联网广泛应用于各个领域，实现任何人、任何物体、任何时间、任何地点的互联互通，引发新的应用和服务模式。l关键技术关键技术 信息聚合理论、模糊控制技术、泛在异构网络、人工智能、仿生传感器、纳米材料、生物芯片等。l主要特征主要特征 将分布于多区域的、利用多种感知技术手段所采集信息进行汇聚，通过通信网络将感知信息汇聚到业务应用系统，集中进行信息的处理与共享，并提供信息应用服务。l关键技术关键技术 传感器设计与实现、短距离无线传输技术、低功耗技术、电磁兼容技术等，以实现相关信息采集、汇聚设备的小型化、低功耗、低成本、国产化和绿

18、色环保。l主要特征主要特征 以事件、任务和目标为驱动进行感知、网络和应用各个层面的协同工作，系统具备分布式、跨层次、自学习的协同处理能力，提供智能、精确的多元化信息服务。l关键技术关键技术 任务驱动的大规模自治组网技术、上下文感知技术、移动通信网络与无线传感器网络无缝融合技术、海量信息处理技术等。物联网泛在聚合目标举例：智能交通物联网泛在聚合目标举例：智能交通智能交通统智能交通统一应用平台一应用平台人体生理监测l心跳、血压l体温l疲劳、醉酒道路监测l车速、车型l车流量l道路状况车辆状态监测l刹车l胎压l车间距局部气象监测l温度、湿度l风、雨l雪、冰前方桥下有人过马路前方桥下有人过马路 !智能交

19、通传感网应用实例：提前预警智能交通实现的前提：全面的感知，及时可靠的传送，智能应用平台的信息聚合处理和应用智能交通实现的前提：全面的感知，及时可靠的传送，智能应用平台的信息聚合处理和应用小结：物联网概念最关注以人为中心小结：物联网概念最关注以人为中心统一的物联网概念核心关注点是：以人为中心，建立为人服务的物的基础架构和应用体系统一的物联网概念核心关注点是：以人为中心，建立为人服务的物的基础架构和应用体系E社会社会模型模型智慧地球智慧地球模型模型l 强调以人为中心的任意可达的网络l 强调以人为中心的按需可用的服务l 强调为人服务的生产生活各个方面l 强调为人服务的智能处理能力提升智慧城市智慧电力

20、智慧医疗智慧水源智慧电信智慧零售智慧交通智慧石油智慧银行智慧食品Smart Planet智慧地球智慧地球物联网不是包含一切的连接物的网络，其核心是以人为中心的物的网络和为人服务的应用物联网不是包含一切的连接物的网络，其核心是以人为中心的物的网络和为人服务的应用目目 录录物联网概念综述物联网概念综述12354物联网产业现状和机遇分析物联网产业现状和机遇分析 物联网产业发展挑战和思考物联网产业发展挑战和思考 股份公司物联网发展策略建议股份公司物联网发展策略建议 总总 结结 物联网产业链分布现状物联网产业链分布现状感知层感知层网络层网络层应用层应用层网络设备网络设备业务支撑平台业务支撑平台最终用户最

21、终用户行业用户行业用户商业用户商业用户家庭用户家庭用户应用集成商应用集成商终端提供商终端提供商模块提供商模块提供商软件提供商软件提供商芯片提供商芯片提供商设备提供商设备提供商芯片提供商芯片提供商系统集成商系统集成商软件提供商软件提供商硬件提供商硬件提供商软件提供商软件提供商硬件提供商硬件提供商网络服务提供商（运营商网络服务提供商（运营商/专网）专网）服务提供商服务提供商个人用户个人用户物联网是一个产业链非常长和构成很复杂的产业，标准化、开放和协同是关键物联网是一个产业链非常长和构成很复杂的产业，标准化、开放和协同是关键l标准化：标准的协议和标准的价值链模式产业链各环节进行联合的基础，精确分工和

22、联合的前提l开放：核心是产业利益之争既有行业专业领域的封闭性将是物联网模式的最大挑战l协同：各环节厂商竞争力各有所长，只有各环节强强联合，优势互补，才能提供完整的解决方案国家和地方政府支持物联网发展要点国家和地方政府支持物联网发展要点125634应用服务导向应用服务导向关键技术突破关键技术突破试点示范带动试点示范带动产业联盟推进产业联盟推进基础设施先行基础设施先行产业园区辐射产业园区辐射l 传感器技术和部件l 移动通信技术和芯片l 数字信号处理技术l 政府事务应用l 社会公共服务应用l 行业和企业专业应用l 公共安全、交通、环境l 生活服务、医疗卫生l 安全溯源、电网、物流l 政策法规和标准建

23、设l 移动和宽带网络建设l 计算中心建设l 通过产业联盟的成立，推进产业快速发展l 争取科技重大专项，支持关键技术成果产业化l 通过产业园区建设，聚焦和强化产业力量物联网受到高度关注，物联网受到高度关注，“试点项目与投资趋向试点项目与投资趋向”和和“参与产业联盟与争取重大专项参与产业联盟与争取重大专项”是关是关键键国家科技重大专项国家科技重大专项 “新一代宽带无线移动通信网新一代宽带无线移动通信网” 课题一览课题一览“新一代宽带无线移动通信网新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项主要课题国家科技重大专项主要课题“新一代宽带无线移动通信网新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项中的传感网课

24、题国家科技重大专项中的传感网课题l项目2008ZX03001：TD-SCDMA增强型研发和产业化l项目2008ZX03002：LTE研发和产业化l项目2008ZX03003: IMT-Advanced研发和产业化l项目2008ZX03004：移动网络、业务应用和终端研发l项目2008ZX03005：宽带无线接入研发和产业化l项目2008ZX03006：短距离无线互联与无线传感器网络研发和产业化l项目2008ZX03007：无线移动通信共性关键技术研发及项目管理支撑 l项目2008ZX03006：短距离无线互联与无线传感器网络研发和产业化课题2010ZX03006-001 支持多传感网应用的中间

25、件平台研发课题2010ZX03006-002传感器网络电磁频谱监测关键技术研究课题2010ZX03006-003中高速传感器网络核心芯片研发课题2010ZX03006-004面向民用机场周界防入侵监视的新一代传感器网络研发与应用验证课题2010ZX03006-005 面向智能电网的安全监控、输电效率、计量及用户交互的传感器网络研发与应用验证课题2010ZX03006-006面向太湖蓝藻爆发监测的传感器网络研发与应用验证课题2010ZX03006-007 面向地质灾害监测预警的传感器网络研发与应用验证三大运营商物联网发展要点三大运营商物联网发展要点“M2M接入和应用接入和应用”和和“视频监控应用

26、视频监控应用”是三大运营商当前的关注要点和投资建设重点是三大运营商当前的关注要点和投资建设重点中国移动中国移动中国电信中国电信中国联通中国联通网络网络基础基础当前投当前投资重点资重点物联网物联网主要发主要发展策略展策略l 优点：移动网络覆盖能力l 缺点：宽带和承载网络能力l 策略：发挥移动接入能力l 优点：移动&宽带均衡能力l 缺点：移动网络覆盖范围l 策略：宽带移动统一接入l 优点：移动&宽带带宽最高 l 缺点：移动&宽带覆盖范围l 策略：重点地区&高带宽l M2M是当前主要业务形式l 已在多个行业获得规模应用l 视频监控(全球眼)规模应用l M2M是重点突破业务方向l 业务探索和方向选择阶

27、段l 个人客户和行业客户并重l 创新M2M应用和规模突破 电力、交通、安监等领域l 整合产业链，推广WMMP协议，向“通道+应用转型”l M2M市场的快速切入和拓展l 建M2M业务平台，提升价值l 为政企客户建立真正泛在化的统一业务提供能力l 发挥“高带宽&移动&宽带”的综合优势l 个人&家庭：家庭安防和环境控制的试点部署l 集团用户：宽视界神眼、企业安全监控和应用定制部署国际著名厂商物联网布局规划要点国际著名厂商物联网布局规划要点感知层感知层网络层网络层应用层应用层华为华为移动通信模块M2M终端传感器网络移动网络&宽带接入网络M2M业务平台智能家居中兴中兴RFID设备和系统集成移动通信模块M

28、2M终端移动网络&宽带接入网络M2M业务平台智能交通智能医疗电力抄表爱立信爱立信传感器和传感网移动网络&宽带接入网络M2M业务平台诺西诺西移动网络M2M业务平台CiscoIP核心网络IPv6和IPv6协议栈IBM云计算架构智慧地球战略10大应用方向Intel微处理器芯片WiMax移动通信芯片Google云计算架构各厂商都处于起始布局阶段，国内厂商各厂商都处于起始布局阶段，国内厂商“全面布局起步全面布局起步”，国际厂商，国际厂商“从优势出发布局起从优势出发布局起步步”定位于感知层的先发较小厂商定位于感知层的先发较小厂商定位于物联网感知层的特定产品和技术的较小厂商众多，具备产业链合作的较好外部环境

29、定位于物联网感知层的特定产品和技术的较小厂商众多，具备产业链合作的较好外部环境RFID 技技术移移动通通信模信模块M2M终端网关端网关传感器感器传感网感网威讯紫晶科技威讯紫晶科技清远华程清远华程昆仑海岸昆仑海岸映翰通（映翰通（Inhand）Sierra Wireless国民技术国民技术时代凌宇时代凌宇远望谷远望谷深圳宏电深圳宏电 M2M应用是当前重要的市场应用是当前重要的市场机遇机遇行业应用系统行业应用系统Internet业务支撑平台业务支撑平台WMMP-A接入网络接入网络通信网关M2M终端终端M2M网关和M2M模组无线连接有线连接WMMP-TM2M应用是当前重要的规模化的市场机遇，运营商客户

30、和行业客户都存在重要的拓展机会应用是当前重要的规模化的市场机遇，运营商客户和行业客户都存在重要的拓展机会电信运营商主导范围电信运营商主导范围行业客户主导范围行业客户主导范围l 运营商主导的天然前提：大规模M2M应用需要大范围的网络覆盖l M2M应用是当前重要的市场机遇，市场规模巨大（CMCC统计到2010年累计规模）：交通2300万电力物流金融其他行业3000万1000万1000万环保、汽车智能家居2500万企业安防1000万l M2M终端机遇：M2M SIM卡，M2M移动通信模块，M2M终端都有很大市场空间l 接入网络机遇：IP化承载网络（如PTN，CE），光纤宽带接入（如xPON）l M2

31、M业务平台机遇：三大运营商都处在M2M业务平台大规模建设的上升初期承载网络l 行业客户最核心利益部分，多为自主运营l 不同行业的信息化水平参差不齐，投入差异明显l 行业应用系统机遇： 电力、交通、城市公共服务等领域是当前热点运营支撑平台M2M业务平台视频监控应用视频监控应用是另一个重要市场是另一个重要市场机遇机遇中心管理平台中心管理平台鉴权管理存储转发Internet无线连接有线连接视频监控器视频监控器接入网络接入网络无线连接有线连接监控终端监控终端接入网络接入网络视频应用是当前另一个重要的市场机遇，运营商客户和行业客户都存在重要的拓展机会视频应用是当前另一个重要的市场机遇，运营商客户和行业客

32、户都存在重要的拓展机会行业应用系统行业应用系统电子政务 银行系统 医疗卫生 石油系统 环境检测 电力系统 家政服务视频应用市场规模视频应用市场规模视频应用发展趋势视频应用发展趋势l 2007年中国视频监控行业市场总产值为223亿元l 2008年中国视频监控行业市场总产值为275亿元，相比2007年增长23%l 2009年中国视频监控行业市场总产值为309亿元，相比2008年增长20.5%l 预计2010年增长率将保持在20%以上，市场规模将超过370亿元l 趋势一：从行业应用向公共服务和个人市场（家庭/汽车）延伸l 趋势二：从有线接入向无线接入延伸l 趋势三：视频质量不断提升，向高清化演进参与

33、示范项目是物联网行业突破的机遇参与示范项目是物联网行业突破的机遇2010-2012年北京市政府物联网应用示范项目年北京市政府物联网应用示范项目l 东城区：电梯运行安全监控、有限空间气体检测l 朝阳区：一氧化碳中毒及火灾事故技防、停车场智能监管、垃圾物流管理、渣土运输智能监管l 宣武区：烟花爆竹销售点视频监控l 北京西客站管委：北京西客站智能视频感知系统l 市环保局：医疗废物处置过程电子监管l 医疗卫生：便携医疗随访仪（易医箱）应用l 智能社区和智能家庭：基于智能电网的智能家庭及社区综合信息服务l 智能建筑： 建筑全生命周期智能监控和建筑节能减排及智能控制l 智能交通：北京电子不停车收费（ETC

34、）系统国产化l 智能电网：北京电力公司智能电缆网运行监控l 智能物流：天竺综合保税区无线物流网、二商集团东方冷链物流综合管理、铁路安全预警装备和物流管理l 智能管网：光缆网智能管理监控l 食品溯源：二商集团食品安全管理（追溯）l 移动增值服务：北京移动研发实验服务基地、宏蜂窝基站动力环境监控、条码凭证业务平台、基于TD-SCDMA城市图像信息管理系统、移动安防关键应用技术分析关键应用技术分析视频监控视频监控RFID技术技术传感器技术传感器技术M2M应用应用二维码技术二维码技术信息共享交换平台信息共享交换平台云计算中心云计算中心政府示范项目将在未来三年推出，积极参与将有利于行业突破和提升内部产业

35、化能力政府示范项目将在未来三年推出，积极参与将有利于行业突破和提升内部产业化能力RFID技术和应用的市场前景巨大技术和应用的市场前景巨大l 应用领域：身份识别、签名认证l 应用要求：身份认证、签名、交易要求具备法律效力，不可抵赖、篡改及假冒l 应用领域：财富管理、商业交易l 应用要求：构建虚拟“围墙”，确保数字财富、数字物品的安全l 应用领域：识别防伪、记录管理l 应用要求：与实体社会映射通道分布广泛、方便快捷，映射关系一致RFID广阔的应用前景广阔的应用前景移移动动支支付付不不停停车车收收费费物物流流仓仓储储RFID技术具有广阔的应用前景和乐观的市场空间，应该及早掌握相关技术和实现产品化技术

36、具有广阔的应用前景和乐观的市场空间，应该及早掌握相关技术和实现产品化商品防伪 自动导航 食品追溯 药品追溯 自动导游 校园一卡通 传感网应用是未来感知层的主要形式传感网应用是未来感知层的主要形式传感网具有广阔应用前景，是未来泛在感知的主要形式，是当前物联网技术突破的主要方向传感网具有广阔应用前景，是未来泛在感知的主要形式，是当前物联网技术突破的主要方向农业生产监控农业生产监控城市环境监控城市环境监控生产安全监控生产安全监控l易观国际预测数据l中国传感网市场规模将于2015年超过200亿元l2010年和2011年市场增长速度显著提升传感网市场开始规模启动l 传感网具有广阔的应用前景和乐观的市场空

37、间传感网具有广阔的应用前景和乐观的市场空间l 当前传感网发展还存在关键技术突破和协议统一等问题当前传感网发展还存在关键技术突破和协议统一等问题l 建议初期项目采用合作方式，机会合适时并购相关公司建议初期项目采用合作方式，机会合适时并购相关公司手机集成传感器平台是发展趋势手机集成传感器平台是发展趋势手机发展趋势是手机发展趋势是“移动互联网服务移动互联网服务 + 移动传感服务移动传感服务”，这是值得关注和研究的方向，这是值得关注和研究的方向内置传感网关集成式传感器分布式传感器手机传感器平台手机传感器平台Title in hereTitle in hereTitle in hereTitle in

38、hereTitle in hereTitle in here移动支付类业务移动支付类业务医疗医疗交通交通类业类业务务游戏类业务（手柄）游戏类业务（手柄）基于定位类业基于定位类业务（搜索）务（搜索）感知类业务（防盗）感知类业务（防盗）随时性、随地性随时性、随地性+高带宽、智能化高带宽、智能化=便捷和强大的传感平台便捷和强大的传感平台小结小结物联网物联网行业特点行业特点l 物联网产业特点：产业链非常长，构成复杂l 物联网产业发展关键词：标准化、开放和协同物联网物联网 行业行业 参与者参与者物联网物联网 当前当前 重要机遇重要机遇物联网物联网 未来未来 潜在机遇潜在机遇l 国家和地方政府：高度关注，

39、积极投入和促进发展l 三大运营商：视频监控应用已初具规模，积极布局拓展M2M应用l 国内著名厂商：产业链全面布局起步l 国际著名厂商：从优势出发布局起步l 众多小厂商：定位于感知层，具有某项技术的先发优势l M2M架构和应用：当前重要的规模化的市场机遇l 视频监控应用：当前另一个重要的市场机遇l 政府示范项目：有利于实现行业突破和提升内部产业化能力l RFID技术和应用：广阔的应用前景，应掌握技术和实现产品化l 传感网技术和应用：广阔的应用前景，初期合作和适时并购l 手机集成传感器平台：“移动互联网服务+移动传感服务”新趋势 目目 录录物联网概念综述物联网概念综述12354物联网产业现状和机遇

40、分析物联网产业现状和机遇分析 物联网产业发展挑战和思考物联网产业发展挑战和思考 股份公司物联网发展策略建议股份公司物联网发展策略建议 总总 结结 主导商业模式和行业利益竞争的挑战主导商业模式和行业利益竞争的挑战物联网当前主流商业模式物联网当前主流商业模式运营商网络行业客户自建 架构和应用运营商提供网络M2M终端传感网关行业应用系统运营商运营商行业客户行业客户带宽租用透明通道l 优点：最符合行业特点的应用体系l 缺点：最初级的应用形式 缺乏扩展能力的架构 阻碍实现泛在聚合运营商主导的商业模式运营商主导的商业模式开放式均衡发展的商业模式开放式均衡发展的商业模式运营商运营商行业客户行业客户带宽+应用

41、租用提供通道+应用运营商网络运营商提供 网络、架构和应用M2M终端传感网关行业应用系统业务支撑平台l 优点：可扩展的架构和应用体系 有利于实现泛在聚合l 缺点：复杂的架构和应用体系 无法满足所有应用的需求 产业唯一核心阻碍产业发展l 优点：可扩展的架构和应用体系 有利于实现泛在聚合 可满足所有应用需求l 缺点：产业链、架构应用体系复杂运营商运营商行业客户行业客户带宽+应用 /带宽通道/通道+应用服务提供商服务提供商独立/依附提供应用独立/依附提供应用运营商网络运营商提供 网络和架构 开放式提供应用M2M终端传感网关行业应用系统业务支撑平台物联网商业模式有待确定，核心是行业利益的竞争，开放式应用

42、提供模式有利于产业发展物联网商业模式有待确定，核心是行业利益的竞争，开放式应用提供模式有利于产业发展思考：运营商和行业客户并重的策略和建立应用服务提供能力是立足物联网发展的关键思考：运营商和行业客户并重的策略和建立应用服务提供能力是立足物联网发展的关键* 针对商业用户、家庭用户、个人用户的商业模式依然是运营商主导的通用服务提供针对商业用户、家庭用户、个人用户的商业模式依然是运营商主导的通用服务提供产业规模增长的挑战：协同的标准化产业规模增长的挑战：协同的标准化行业应用系统行业应用系统业务支撑平台业务支撑平台通信网络通信网络感知层感知层种类繁多的各种组织标准种类繁多的各种组织标准终端管理和标准化

43、终端管理和标准化l 终端的标识方法和寻址问题l 制定服务类别，解决QoS问题l 安全和隐私策略，认证方法l 互联互通的问题对于通信网络的要求对于通信网络的要求低移动性 实时性 低数据量 高可靠性 群组性 防盗性异构网络统一接入路由 计费 安全 QoS 终端管理 协同的通信标准和协同的各行业标准对于物联网产业规模快速增长是关键，但任重而道远协同的通信标准和协同的各行业标准对于物联网产业规模快速增长是关键，但任重而道远各行各业的行业标准各行各业的行业标准l 各行各业的行业标准是实现物联网规模增长的前提l 协同的行业有利于降低行业互联互通的成本l 美国和欧盟成立大量组织，来制定各个行业的标准 智能电

44、网标准，如美国的Smart Grid 智能交通标准，如欧盟的eCall 整合复杂产业链的挑战整合复杂产业链的挑战智能交通举例智能交通举例l 需要涉及的信息：道路交通状况、局部天气、车辆状态、驾驶者体征、行人信息获取、交通限制提示、自动导航等l 需协同的行业：政府、交通、环保、公交、公安、汽车制造、保险、汽车保养、气象等如何围绕如何围绕“汽车汽车”协同起来，整合整个产业链，并建立统一的标准，这是很大的挑战！协同起来，整合整个产业链，并建立统一的标准，这是很大的挑战！运营商是物联网复杂产业链最适合的整合者，但整合的难度也很大，尤其是行业用户壁垒运营商是物联网复杂产业链最适合的整合者，但整合的难度也

45、很大，尤其是行业用户壁垒 思考：基于物联网和运营商战略关系的建立，对于公司在物联网上的长远发展是必要的思考：基于物联网和运营商战略关系的建立，对于公司在物联网上的长远发展是必要的运营商是当前中国物联网产业最合适的产业链整合者运营商是当前中国物联网产业最合适的产业链整合者运营商运营商行业用户行业用户商业用户商业用户家庭用户家庭用户个人用户个人用户政府政府网络系统供应链网络系统供应链应用服务供应链应用服务供应链体系架构的角度l 投入集约化和业务可扩展的架构和应用体系l 泛在聚合根本目标实现的必须前提产业发展的角度l 运营商最具备承担产业链整合者的能力和实力l 政府的积极推动将是行业应用突破的关键整

46、体产业发展前景不确定性的思考整体产业发展前景不确定性的思考发展的不确定性决定了必然的发展起伏，当前既要充分把握物联网机遇，也要谨慎控制风险发展的不确定性决定了必然的发展起伏，当前既要充分把握物联网机遇，也要谨慎控制风险物联网产业发展驱动力物联网产业发展驱动力时间200920102011产业发展20122013201412342015时间2009201020112012201320142015市场发展1234物联网产业发展周期预测物联网产业发展周期预测55l 阶段一：驱动力是技术推动 市场和产业处于触发期，开始起步l 阶段二：驱动力是政府扶持推动 市场和产业处于过热期，潜在泡沫l 阶段三：驱动力

47、是小规模市场需求推动 市场和产业处于探底期，冷静思索l 阶段四：驱动力是市场需求扩大推动 市场和产业处于恢复期，重新加速l 阶段五：驱动力是不断增长的市场需求推动 市场和产业处于成熟期，稳定发展当前发展的问题当前发展的问题1：效果和效益：效果和效益当前发展的问题当前发展的问题2：利益和信息安全：利益和信息安全l 物联网关注度超过实际发展水平，效果被夸大l 启动阶段，行业了解和切入深度不够l 以监控为主的初级应用，带来效益成果有限l 行业内部利益相关，对于合作的壁垒和抵触l 涉及生产经营重大决策，实施风险较大l 信息安全得不到保护，缺少法规和技术手段市场激烈竞争下生存壮大的思考市场激烈竞争下生存

48、壮大的思考产业起步阶段产业起步阶段充分竞争阶段充分竞争阶段产业成熟阶段产业成熟阶段激烈市场竞争过程中，产业策略、自主研发能力、适应市场要求的体制都是成功必需的基础激烈市场竞争过程中，产业策略、自主研发能力、适应市场要求的体制都是成功必需的基础当前产业分布状态当前产业分布状态充分竞争后分布状态充分竞争后分布状态产业成熟后分布状态产业成熟后分布状态l 物联网产业处于起步阶段l 众多的厂商介入其中，没有一家具有控制性优势l 各厂商都在寻找自己的产业定位，和共同探索产业发展l 当前阶段策略建议：当前阶段策略建议： 寻找产业定位和储备对应能寻找产业定位和储备对应能力力 产业参与、合作和扩大影响产业参与、

49、合作和扩大影响力力l 物联网产业处于激烈竞争阶段l 厂商出现分化，形成一些具有优势的厂商和更多小厂商l 各厂商都在推进自己的产业策略，产业链各环节核心逐渐确立l 充分竞争阶段策略建议：充分竞争阶段策略建议： 明确策略、完善体制和执行明确策略、完善体制和执行力力 产业实践、合作和提升竞争产业实践、合作和提升竞争力力l 物联网产业处于成熟发展阶段l 厂商数量出现快速收缩，形成一些占有绝对优势的大厂商l 大厂商几乎把控产业链各环节，产业链分布发展成熟l 产业成熟阶段策略建议：产业成熟阶段策略建议： 明确的产业链环节上最大化明确的产业链环节上最大化市场份额和最强化综合能力市场份额和最强化综合能力小结小

50、结物联网物联网行业发展行业发展面临挑战面临挑战l 商业模式的不确定性，核心是行业利益的竞争，开放式应用提供模式有利于产业规模的迅速发展l 协同标准化的不确定性，关键是协同的通信标准和各行业标准l 整合复杂产业链的不确定性，运营商是最适合的整合者，难度很大，尤其是行业壁垒 物联网物联网产业发展产业发展策略思考策略思考物联网物联网产业竞争产业竞争能力思考能力思考l 总体上，既要充分把握物联网发展机遇，也要控制不确定的风险l 应该坚持运营商和行业客户并重的市场策略l 基于物联网建立和运营商战略关系，对于长远发展是必要的l 建立应用服务提供能力是立足物联网发展的关键l 建立产业研究、产业战略和行业战略

51、的完整的公司战略体系l 基于战略定位，拥有核心技术能力和自主研发能力l 建立适应市场竞争要求的公司体制l 拥有真正适应市场竞争的综合能力是成功必需的基础 目目 录录物联网概念综述物联网概念综述12354物联网产业现状和机遇分析物联网产业现状和机遇分析 物联网产业发展挑战和思考物联网产业发展挑战和思考 股份公司物联网发展策略建议股份公司物联网发展策略建议 总总 结结 行业终端行业终端/传感器网络传感器网络/传感网关传感网关/RFID读写读写接入层网络（接入层网络（2G/3G/LTE/WLAN/光纤）光纤）核心传送网核心传送网运营平台（云计算运营平台（云计算/鉴权鉴权/算法算法/专家库）专家库）被

52、感知的机器被感知的机器/物的世界物的世界公司物联网产业长期发展目标公司物联网产业长期发展目标公司发展目标：成为物联网产业发展的主要推动者公司发展目标：成为物联网产业发展的主要推动者业务平台业务平台感感知知层层网网络络层层应应用用层层绿色绿色农业农业公共公共安全安全工业工业监控监控环境环境监控监控智能智能交通交通远程远程医疗医疗市场机遇市场机遇RFID芯片M2M SIM卡GPS/北斗芯片传感网主流技术芯片移动通信模块传感器网络&行业M2M终端宽带综合接入网解决方案业务平台软件系统行业应用系统基础平台水利行业应用煤炭行业应用视频监控应用能耗管理系统无线家庭和汽车视频应用构构建建基基于于物物联联网网

53、的的完完整整的的业业务务体体系系电缆/短距射频无线移动通信股份公司股份公司2010年物联网发展目标年物联网发展目标4、跟踪参与、跟踪参与1个个政府示范工程，政府示范工程，提升业界影响力提升业界影响力2、在物联网领域在物联网领域形成几个有竞争形成几个有竞争力的明星产品力的明星产品3、形成、形成1个以上个以上物联网的行业解物联网的行业解决方案决方案5、参与主要物参与主要物联网联盟，形成联网联盟，形成行业话语权行业话语权2010年年 物联网目标物联网目标1、公司内部建立物联网虚拟团队，积极探索解决方案交付体制公司内部建立物联网虚拟团队，积极探索解决方案交付体制总体策略建议：矩阵式拓展模式总体策略建议

54、：矩阵式拓展模式产产业业发发展展策策略略建建议议市市场场拓拓展展策策略略建建议议应用导向的解决方案交付能力应用导向的解决方案交付能力l 确定明确的应用和解决方案的行业方向l 建立面向行业的应用和解决方案技术能力l 建立行业应用整体解决方案的支撑体制l 确定产业链发力环节和关键产品推出规划l 建立关键产品的技术能力和快速产品化能力l 建立面向市场竞争的内部支撑体制关键环节产品的市场竞争能力关键环节产品的市场竞争能力l 相互促进的关系l 基于产品提供提升业界地位和吸引外部合作l 基于解决方案带动产品销售和建立合作体系l 相互促进的关系l 深化运营商关系有利于促进发现接近重要行业客户l 开拓行业客户

55、关系有利于提升产品符合度和运营商市场的竞争力积极深化运营商的合作关系积极深化运营商的合作关系l 运营商在物联网领域依然占据核心地位l 基于物联网项目，深化和运营商的合作关系将有利于实现销售最大化的目标积极开拓行业客户的合作关系积极开拓行业客户的合作关系l 行业客户在物联网领域占据重要地位l 积极开拓行业客户关系，有利于物联网发展初期的销售收入实现和应用导向的转型探索面向解决方案交付体制的建议探索面向解决方案交付体制的建议以以ETC不停车收费项目为例（不停车收费项目为例（WLAN接入）接入）车载车载RFID终端终端终端终端RFID芯片芯片RFID读卡器读卡器读卡器读卡器RFID芯片芯片WLAN模

56、块模块WLAN接入网络接入网络核心网络核心网络业务平台业务平台如租用运营商网络则需要应用系统基础平台应用系统基础平台应用服务软件应用服务软件承接产业单位承接产业单位微电子自有产品终端合作产品终端合作产品微电子自有产品接入合作产品软件自有产品软件自有产品软件自有产品软件/企通/增值自有或合作产品面向解决方案交付体制建议面向解决方案交付体制建议建议一：股份公司层面必须有统一的负责物联网项目运作的团队建议二：项目团队针对物联网项目，应有产品研发决策权建议三：分配给各产业单位的产品，应通过研发或合作的方式实现引入建议四：应用系统基础平台是核心，应是自有产品，且公司统一用此平台建议五：项目运作所需要的销

57、售、安装服务等项目支撑功能也需要得到解决掌握关键技术和外部合作结合的建议掌握关键技术和外部合作结合的建议感感知知层层网网络络层层应应用用层层应掌握技术和提供自主产品范围应掌握技术和提供自主产品范围可通过产业链合作提供产品范围可通过产业链合作提供产品范围l RFID：核心技术芯片和延伸产品（RFID-SIM）l M2M：M2M的SIM卡 GSM/TD制式的移动通信模块l GPS/北斗：核心技术芯片l 传感网：主流无线技术（Zigbee？）芯片l RFID：产品和方案l M2M：M2M终端/网关 WCDMA/EV-DO制式移动通信模块l GPS/北斗：产品和方案l 传感网：产品和方案l 视频监控：

58、产品和方案l 无线接入：WLAN产品和方案l 有线接入：xPON+EoC等行业化产品和方案l 汇聚承载：PTN或以太网产品和方案l 业务平台： 未来物联网架构中必需的核心网元，多种感知处理可扩展的架构基础 考虑建立整体方案能力，业务平台应该拥有自主产品l IP&业务感知的网络架构演进和IPv6应用必须开始研究和寻找新的突破方向l 行业应用系统的基础平台： 承载各种应用的基础软件平台，实现应用叠加和处理控制的必需中枢，具有各行业通用性 考虑建立整体方案能力，行业应用系统的基础平台应该拥有自主产品，并且作为公司共享平台l 云计算平台架构必须开始研究和储备技术力量l 行业应用系统叠加的应用： 面对各

59、种应用需求，应用可通过自主或者合作开发的方式叠加到基础平台上 通过积累应用模块的方式，逐渐完善应用类型和提升竞争力l 关键核心技术掌握和加大产业链控制力关键核心技术掌握和加大产业链控制力l 系统关键节点掌握和项目的完全掌控力系统关键节点掌握和项目的完全掌控力l 关键技术关键技术+关键节点形成市场通用竞争力关键节点形成市场通用竞争力l 通过产业链合作建立合作生态系统通过产业链合作建立合作生态系统l 通过合作实现快速满足客户需求的能力通过合作实现快速满足客户需求的能力l 通过合作实现大唐电信的行业重要地位通过合作实现大唐电信的行业重要地位打造物联网明星产品的建议打造物联网明星产品的建议M2M 专用

60、专用SIM卡卡TD-SCDMA 移动通信模块移动通信模块GSM/GPRS移动通信模块移动通信模块l 应用领域众多，如车载、无线抄表、监控和智能楼宇l 独特芯片和产品设计，工业级成卡封装技术l 抗静电，耐腐蚀，在饱和湿度环境下可长时间工作l 工作温度达到-40105 l 符合中国移动M2M专用SIM卡技术方案要求l 兼容现有SIM卡管脚定义l 支持TD-SCDMA/EDGE两种网络模式l TD-SCDMA下行最高可达2.8M bps，上行384K bpsl Mini PCI-E接口，速度快，功耗低，体积小，便于携带l SIM卡支持U-SIM/SIMl 支持标准AT指令集和中国移动随e行客户端AT

61、指令集l 工作温度 达到-25 +60 C l 应用领域：移动电话、空中写卡、无线POS机、无线抄表、无线监控、调度、车载、远程监控、测量、定位l GSM/GPRS 850/900/1800/1900四频解决方案l 模块集成了完整的GSM基带处理电路和射频电路l 模块嵌入FLASH、SRAM内存、电源管理电路空中写卡空中写卡远程抄表远程抄表无线监控无线监控l M2M SIM卡和移动通信模块是卡和移动通信模块是2010年主推的物联网部件产品年主推的物联网部件产品l 建议微电子和终端公司应走出去，强化和和运营商的深度合作，拓展行业合作范围建议微电子和终端公司应走出去，强化和和运营商的深度合作，拓展

62、行业合作范围l 建议在市场拓展的基础上，完善移动通信模块的产品家族，形成满足多行业应用的产品系列建议在市场拓展的基础上，完善移动通信模块的产品家族，形成满足多行业应用的产品系列l 建议积极探索建议积极探索RFID、M2M终端和传感网产品的引入，以形成物联网感知层的较完整布局终端和传感网产品的引入，以形成物联网感知层的较完整布局形成行业物联网整体解决方案的建议形成行业物联网整体解决方案的建议感感知知层层网网络络层层应应用用层层软件公司水利解决方案软件公司水利解决方案企通矿企解决方案企通矿企解决方案无线无线/ /光纤网络光纤网络水资源管理系统灌区信息化系统农村水利管理信息系统水利通信与自动化安全保

63、障系统生产组织管理系统人员考勤定位生产环境安全监控井下视频监控工业自动化控制远程产量监控问题1：新行业快速突破怎么办？问题2：每行业独立系统可行否？问题3：如何演进实现泛在聚合？问题4：如何积累并形成竞争力？问题5：架构上业务可扩展实现？问题6：WLAN外，还能做什么？问题7：如何快速满足感知需求？问题8：如何统一管理各种感知？l 形成行业物联网解决方案的核心是：形成行业物联网解决方案的核心是：“聚焦行业的选择聚焦行业的选择”和和“系统关键能力和整合能力系统关键能力和整合能力”l 物联网应用热点行业：电力，交通，物流，医药卫生（需要确定聚焦的行业）物联网应用热点行业：电力，交通，物流，医药卫生

64、（需要确定聚焦的行业）l 系统关键能力：系统关键能力： “公司统一的行业应用系统基础平台公司统一的行业应用系统基础平台”、“业务平台业务平台”和和“感知层关键技术感知层关键技术”l 系统整合能力：基于积极的市场拓展基础上的产业链纵向和横向合作系统整合能力：基于积极的市场拓展基础上的产业链纵向和横向合作积极争取政府示范项目的建议积极争取政府示范项目的建议初期初期项目项目范围范围建议建议l 第一个物联网示范项目应考虑公司实际情况，采用已有的成熟解决方案 软件公司的“水利行业解决方案”，针对农业水利调度的示范项目 西安大唐的“矿业企业解决方案”，针对工矿企业生产安全和管理的示范项目 监控公司的“视频

65、监控解决方案”，针对公共安全和企业安防的示范项目l 宣传时可以集成在一起，比如“工矿企业生产安全和管理&安防”的综合示范项目创新创新集成集成项目项目建议建议l 在与地方政府的示范项目合作中，很有可能遇到需要创新集成的情况 坚持行业应用系统基础平台采用自主产品，软件公司为主要支撑力量 不同层面产品分配给对口产业单位，在公司统一组织下分别引入合作产品 针对创新集成示范项目，虚拟团队应拥有从研发决策到项目执行的授权l 创新集成的示范项目，有利于提升各产业单位的物联网切身体会和发展意识l 创新集成的示范项目，有利于促进公司对于业界的了解和促进业界合作推进推进合作合作生态生态建立建立l 以项目为导向，建

66、立物联网合作生态，通过不同层面合作形成完整解决方案 感知层：在主要应用类型设备上，分别拥有合作厂商 网络层：在WLAN之外，引入新的产品线和具备以太网组网部署能力 应用层：针对聚焦行业，引入几个专业的应用合作厂商l 以参与重要的物联网产业联盟为基础，形成大唐电信的业界地位和影响力小结小结矩阵式矩阵式总体总体发展策略发展策略l 产业发展和市场拓展并重l 应用导向解决方案能力和关键产品竞争能力并重l 深化运营商合作关系和开拓行业客户合作关系并重建立适应建立适应 物联网物联网的体制的体制物联网物联网解决方案解决方案能力建设能力建设l 积极探索面向解决方案交付的体制建设感知层感知层 关键技术关键技术+

67、规模出货规模出货关键部件关键部件+系统架构系统架构关键平台关键平台+开放产业链开放产业链生态合作生态合作 目目 录录物联网概念综述物联网概念综述12354物联网产业现状和机遇分析物联网产业现状和机遇分析 物联网产业发展挑战和思考物联网产业发展挑战和思考 股份公司物联网发展策略建议股份公司物联网发展策略建议 总总 结结 总总 结结矩阵式发展策略矩阵式发展策略感知层关键技术感知层关键技术规模出货关键部件规模出货关键部件系统架构关键平台系统架构关键平台开放产业链生态合作开放产业链生态合作物联网作用是：实现机器和物与人通信和交互的物联网作用是：实现机器和物与人通信和交互的“桥桥”物联网表现形式是：信息

68、基础设施和实体基础设施结合物联网表现形式是：信息基础设施和实体基础设施结合物联网的目标是：物联网的目标是： 通过网络和通过网络和IT技术实现智能化，解决技术实现智能化，解决各个行业各个行业“效率、安全、节能效率、安全、节能”等问等问题题 第二讲第二讲 射频识别技术射频识别技术RFID射频识别是无线电频率识别的简称，即通过无射频识别是无线电频率识别的简称，即通过无线电波进行识别。线电波进行识别。RFID系统中，识别信息存放在电子数据载体中，系统中，识别信息存放在电子数据载体中，电子数据载体称为应答器。电子数据载体称为应答器。应答器中存放的识别信息由阅读器读出。应答器中存放的识别信息由阅读器读出。

69、阅读器不仅可以读出存放的信息，而且可以对阅读器不仅可以读出存放的信息，而且可以对其进行写入，读写过程是通过双方之间的无线其进行写入，读写过程是通过双方之间的无线通信来实现的。通信来实现的。RFID应答器（射频卡或标签）应答器（射频卡或标签）射频卡射频卡 RFID应答器应答器（射频卡或（射频卡或 标签）标签）标签RFID阅读器阅读器（读写器或基站）（读写器或基站） RFIDRFID的基本原理框图的基本原理框图 射频卡或射频卡或电子标签电子标签读写器读写器或基站或基站RFID的工作频率的工作频率RFID的工作频率可划分为：的工作频率可划分为：1、LF： 低频低频30300KHz，常用，常用125K

70、Hz；2、HF： 高频高频330MHz， 工作频率为工作频率为13.56MHz;3、UHF：特高频：特高频300MHz3GHz，工作频率：，工作频率：433MHz， 866 960MHz，2.45GHz；4、SHF：超高频：超高频330GHz， 工作频率：工作频率：5.8GHz、24GHz；0f(Hz)30k 300k3M 30M 300M3G30G125k13.56M常用：常用：433M866960M5.8G工作频率分布图工作频率分布图 LF1MHFUHF1G1K电感耦合方式电感耦合方式RFID的工作原理的工作原理RIFD工作方式工作方式电感耦合电感耦合 阅读器阅读器应答器应答器电感耦合方式

71、的电路结构电感耦合方式的电路结构信息信息电感耦合方式电感耦合方式RFID的工作原理的工作原理1、阅读器为有源工作，应答器无源工作；、阅读器为有源工作，应答器无源工作；2、L1、C1；L2、C2 均工作在射频源均工作在射频源VS的谐振频率；的谐振频率；3、应答器、应答器L2的磁场变化产生电压整流后供阅读器使用；的磁场变化产生电压整流后供阅读器使用；4、应答器向阅读器的数据传输采用内部的二进制数据编、应答器向阅读器的数据传输采用内部的二进制数据编码信号控制开关码信号控制开关S，使得负载电阻，使得负载电阻R2被接通或者断开，被接通或者断开，通过耦合使通过耦合使L1产生变化的电压，经调制、解码即可；产

72、生变化的电压，经调制、解码即可；5、阅读器向应答器的数据传输，是通过数字调制的方式、阅读器向应答器的数据传输，是通过数字调制的方式实现的，多采用实现的，多采用ASK（幅频监控）的方式；（幅频监控）的方式；电感耦合方式电感耦合方式RFID的工作原理的工作原理RIFD工作方式工作方式负载调制负载调制 负载调制的原理示意图负载调制的原理示意图反向散射耦合反向散射耦合RFID工作方式工作方式目标的反向散射耦合目标的反向散射耦合RIFD工作方式工作方式反向散射耦合反向散射耦合电源电路用于吸收耦合的功率；电源电路用于吸收耦合的功率；反向散射方式反向散射方式RFID的工作原理的工作原理声表面波（声表面波（S

73、urface Acoustic Wave，SAW）器件是以压电效应和与表面弹）器件是以压电效应和与表面弹性相关的低速传播的声波为依据。性相关的低速传播的声波为依据。 反向散射方式反向散射方式RFID的工作原理的工作原理 声表面波应答器以压电效应和避免弹性相关的声表面波应答器以压电效应和避免弹性相关的低速传播的声波为依据，加以体积小、重量轻、工低速传播的声波为依据，加以体积小、重量轻、工作频率高、相对带宽较高，并且可采用与集成电路作频率高、相对带宽较高，并且可采用与集成电路芯片工艺相同的平面加工工艺，制造简单，工艺的芯片工艺相同的平面加工工艺，制造简单，工艺的一致性好，灵活性高；一致性好，灵活性

74、高；反向散射方式反向散射方式RFID的工作原理的工作原理换能器的作用是将电信号转换为声波。它换能器的作用是将电信号转换为声波。它利用压电衬底在电场作用下的膨胀和收缩利用压电衬底在电场作用下的膨胀和收缩效应。效应。指状电极上的电位差形成电场。射频信号指状电极上的电位差形成电场。射频信号一起雅典衬底的振动，从而沿其表面产生一起雅典衬底的振动，从而沿其表面产生声波，经反射返回换能器在转换成射频脉声波，经反射返回换能器在转换成射频脉冲的序列的电信号，经偶极子天线回传至冲的序列的电信号，经偶极子天线回传至阅读器；阅读器；RFID谐波检测法的工作原理：基于反向散射耦谐波检测法的工作原理：基于反向散射耦合方

75、式，它可用于电子防盗系统合方式，它可用于电子防盗系统 谐波法原理谐波法原理 RFID射频识别的应用系统构架射频识别的应用系统构架1、最简单的应用系统只、最简单的应用系统只有单个阅读器，它一次有单个阅读器，它一次对一个应答器进行操作，对一个应答器进行操作，如公交汽车上的票务操如公交汽车上的票务操作。作。2、较复杂的应用需要一、较复杂的应用需要一个阅读器可同时对多个个阅读器可同时对多个应答器进行操作，即要应答器进行操作，即要具有防碰撞（亦称防冲具有防碰撞（亦称防冲突）的能力。突）的能力。3、更复杂的应用系统要、更复杂的应用系统要解决阅读器的高层处理解决阅读器的高层处理问题，包括多阅读器的问题，包括

76、多阅读器的网络连接。网络连接。 RFID应答器的主要性能参数应答器的主要性能参数工作频率工作频率读读/写能力写能力编码调制方式编码调制方式数据传输速率数据传输速率信息数据存储容量信息数据存储容量工作距离工作距离多应答器识读能力（亦称防碰撞或防冲突能力）多应答器识读能力（亦称防碰撞或防冲突能力）安全性能（密钥、认证）等。安全性能（密钥、认证）等。 RFID无源、半无源与有源应答器无源、半无源与有源应答器 无源应答器：无源应答器：不附有电池不附有电池 ，从阅读器发出射频能量，从阅读器发出射频能量中提取工作所需的电能。采用电感耦合方式的应答器中提取工作所需的电能。采用电感耦合方式的应答器多为无源应答

77、器。多为无源应答器。 半无源应答器半无源应答器 ：内装有电池，起辅助作用，对内装有电池，起辅助作用，对维持数据的电路供电或对应答器芯片工作所需的维持数据的电路供电或对应答器芯片工作所需的电压作辅助支持，用于传输通信的射频能量源自电压作辅助支持，用于传输通信的射频能量源自阅读器。阅读器。 有源应答器：有源应答器：工作电源完全由内部电池供给，同时工作电源完全由内部电池供给，同时内部电池能量也部分地转换为应答器与阅读器通信所内部电池能量也部分地转换为应答器与阅读器通信所需的射频能量。需的射频能量。 RFID应答器电路的基本结构应答器电路的基本结构 RFID阅读器的功能阅读器的功能1、以射频方式向应答

78、器传输能量；、以射频方式向应答器传输能量；2、从应答器中读出数据或向应答器写入数据；、从应答器中读出数据或向应答器写入数据；3、完成对读取数据的信息处理并实现应用操作；、完成对读取数据的信息处理并实现应用操作；4、 若有需要，应能和高层处理交互信息。若有需要，应能和高层处理交互信息。RFID阅读器的电路组成阅读器的电路组成 RFID天线天线天线的目标是取得最大的能量传输效果。天线的目标是取得最大的能量传输效果。 RFID系统所用的天线类型主要有偶极子天线、系统所用的天线类型主要有偶极子天线、微带贴片天线、线圈天线等。微带贴片天线、线圈天线等。 在应答器中，天线和应答器芯片封装在一起。在应答器中

79、，天线和应答器芯片封装在一起。 RFID相关的自动识别技术相关的自动识别技术 自动识别技术：包括条形码、接触式自动识别技术：包括条形码、接触式IC卡、卡、生物特征识别、光学字符识别（生物特征识别、光学字符识别（OCR）以及）以及射频识别（射频识别（RFID）等。）等。条形码（条形码（Bar Code）技术：最早产生在）技术：最早产生在20世纪世纪20年代，由一组规则排列的条和空、相年代，由一组规则排列的条和空、相应的数字组成应的数字组成 。其它.RFIDRFID的应用的应用RFID应用领域广泛，且每种应用的实现，都会应用领域广泛，且每种应用的实现，都会形成一个庞大的市场，因此可以说射频识别是形

80、成一个庞大的市场，因此可以说射频识别是一个重要的新的经济增长点。一个重要的新的经济增长点。 目前，目前，RFID在票务系统（城市公交车、高速公在票务系统（城市公交车、高速公路收费、门票等）、收费卡、城市交通管理、路收费、门票等）、收费卡、城市交通管理、安检门禁、物流、家政、食品安全追溯、药品、安检门禁、物流、家政、食品安全追溯、药品、矿井生产安全、防盗、防伪、证件、集装箱识矿井生产安全、防盗、防伪、证件、集装箱识别、动物追踪、运动计时、生产自动化、商业别、动物追踪、运动计时、生产自动化、商业供应链等众多领域获得广泛重视和应用。供应链等众多领域获得广泛重视和应用。RFIDRFID的应用的应用第二

81、代身份证第二代身份证RFID RFID技术被认为是近技术被认为是近30年来年来10大大最具生命力的技术之一，它正朝着无所最具生命力的技术之一，它正朝着无所不在的方向快速发展。不在的方向快速发展。 “有了无线识别（有了无线识别（RFID）技术，还需）技术，还需要管家吗？要管家吗？” 胡锦涛胡锦涛2006-04-18美国西雅图微软“未来之家”RFID的的ISO IEC标准标准标准的作用标准的作用确保协同工作的进行，规模经济的实现，工作实确保协同工作的进行，规模经济的实现，工作实施的安全性以及其他许多方面施的安全性以及其他许多方面RFID标准化的主要目的在于通过制定、发布和实标准化的主要目的在于通过

82、制定、发布和实施标准，解决编码、通信、空中接口和数据共享施标准，解决编码、通信、空中接口和数据共享等问题，最大程度的促进等问题，最大程度的促进RFID技术及相关系统的技术及相关系统的应用应用标准采用过早，有可能会制约技术的发展和进步；标准采用过早，有可能会制约技术的发展和进步；采用过晚，可能会限制技术的应用范围。采用过晚，可能会限制技术的应用范围。RFID标准涉及的内容标准涉及的内容RFID标准涉及的主要内容包括标准涉及的主要内容包括技术（接口和通信技术，如空中接口、防碰撞技术（接口和通信技术，如空中接口、防碰撞方法、中间件技术、通信协议）方法、中间件技术、通信协议）一致性（数据结构、编码格式

83、及内存分配一致性（数据结构、编码格式及内存分配 ）电池辅助及与传感器的融合电池辅助及与传感器的融合应用（如不停车收费系统、身份识别、动物识应用（如不停车收费系统、身份识别、动物识别、物流、追踪、门禁等，应用往往涉及有关别、物流、追踪、门禁等，应用往往涉及有关行业的规范行业的规范 ）RFID标准的分类标准的分类国际标准：由国际标准：由ISO（国际标准化组织）（国际标准化组织）IEC（国际电工委员会）负责制定；（国际电工委员会）负责制定；国家标准：由工业与信息化部与国家标准化国家标准：由工业与信息化部与国家标准化管理委员会负责制定；管理委员会负责制定；行业标准：有国际、国家的行业组织制定，行业标准

84、：有国际、国家的行业组织制定，例如国际物品编码协会（例如国际物品编码协会（EAN）与美国统一）与美国统一代码委员会（代码委员会（UCC）制定的用于物体识别的）制定的用于物体识别的EPC标准；标准；此外，还有涉及道德、伦理、健康、数据安此外，还有涉及道德、伦理、健康、数据安全、隐私等的规范；全、隐私等的规范；RFID的的ISO IEC标准标准ISO/IEC（国际标准化组织和国际电工委员会）（国际标准化组织和国际电工委员会）制定的制定的RFID标准概况标准概况 技术标准技术标准 ：ISO/IEC 10536 、ISO/IEC 14443 、ISO/IEC 18000系列标准系列标准 等等数据结构标

85、准数据结构标准 ：ISO/IEC 15424 、ISO/IEC 15418 、ISO/IEC 15434 等等性能标准性能标准 ：ISO/IEC 18046 、ISO/IEC 18047 、ISO/IEC 10373-6 等等应用标准应用标准 ：ISO/IEC 10374 、ISO/IEC 18185 、ISO/IEC 11784 等等ISO/IEC制定的制定的RFID技术标准技术标准ISO/IEC10536：密耦合：密耦合CICC非接触式非接触式IC卡标准（紧靠）卡标准（紧靠）ISO/IEC14443：近耦合：近耦合PICC非接触式非接触式IC卡标准卡标准 10cmISO/IEC15693：

86、疏耦合：疏耦合VICC非接触式非接触式IC卡标准约卡标准约50cmISO/IEC18000系列标准（基于物品管理系列标准（基于物品管理RFID的空中接口的空中接口参数）参数）ISO/IEC180001：空中接口一般参数：空中接口一般参数ISO/IEC180002：低于：低于135KHz频率一般空中接口参数频率一般空中接口参数ISO/IEC180003：13.56MHz频率下的空中接口参数频率下的空中接口参数ISO/IEC180004：2.45GHz频率下的空中接口参数频率下的空中接口参数ISO/IEC180006：860930MHz的空中接口参数的空中接口参数ISO/IEC180007：433

87、MHz频率下的空中接口参数频率下的空中接口参数ISO/IEC制定的制定的RFID数据内容标准数据内容标准ISO/IEC15424：数据载体：数据载体/特征标识符特征标识符ISO/IEC15424：EAN、UCC应用标识符及应用标识符及ASC MH10（ANSI标准）数据表示符标准）数据表示符ISO/IEC15424：大容量：大容量ADC媒体用的传送语法媒体用的传送语法ISO/IEC15424：物品管理的唯一标识号：物品管理的唯一标识号ISO/IEC15424：数据协议：应用接口：数据协议：应用接口ISO/IEC15424：数据编码规则与逻辑存储功能协议：数据编码规则与逻辑存储功能协议ISO/I

88、EC15424：射频标签（应答器）的唯一标识：射频标签（应答器）的唯一标识ISO/IEC制定的制定的RFID性能标准性能标准ISO/IEC18046：RFID设备性能测试方法设备性能测试方法ISO/IEC18047：有源和无源的：有源和无源的RFID设备一设备一致性测试方法致性测试方法ISO/IEC103736：按：按ISO/IEC14443标准标准对非接触式对非接触式IC卡进行参数的方法卡进行参数的方法ISO/IEC制定的制定的RFID应用标准应用标准ISO/IEC10374：货运集装箱识别标准：货运集装箱识别标准ISO/IEC18185：货运集装箱密封标准：货运集装箱密封标准ISO/IEC

89、11784：动物：动物RFID的代码结构的代码结构ISO/IEC11785：动物：动物RFID的技术准则的技术准则ISO/IEC14223：动物追踪的直接识别数据获：动物追踪的直接识别数据获取标准取标准ISO/IEC17363和和17364：一系列物流容器：一系列物流容器（如货盘、货箱、纸盒等）识别的规范（如货盘、货箱、纸盒等）识别的规范RFID的的ISO IEC标准标准和和RFID技术相关的标准技术相关的标准 无线通信管理无线通信管理 频谱分布、功率、电磁兼容等内容频谱分布、功率、电磁兼容等内容 人类健康的有关标准和规范人类健康的有关标准和规范 国际非电离辐射保护委员会（国际非电离辐射保护委

90、员会（ICNIRP）所提出的标准）所提出的标准和规范和规范 数据安全的有关标准和规范数据安全的有关标准和规范 经济合作与发展组织（经济合作与发展组织（OECD）隐私问题隐私问题 目前，很多用于物品识别的应答器（电子标签）都能目前，很多用于物品识别的应答器（电子标签）都能支持支持KILL命令命令 RFID的的ISO IEC标准标准ISO/IEC的的RFID标准简介标准简介非接触式非接触式IC卡卡 三种非接触式三种非接触式IC卡标准卡标准标准标准卡的类型卡的类型阅读阅读器器作用距作用距离离ISO/IEC 10536密耦合密耦合（CICC）CCD紧靠紧靠ISO/IEC 14443近耦合近耦合（PIC

91、C）PCD10 cmISO/IEC 15693疏耦合疏耦合（VICC）VCD约约50 cmRFID的的ISO IEC标准标准ISO/IEC的的RFID标准简介标准简介动物识别标准动物识别标准 ISO /IEC 11784 规定动物识别的代码结构规定动物识别的代码结构 ISO/IEC 11785规定相关的技术准则规定相关的技术准则ISO/IEC 14223 为读取动物应答器内的特殊数字提供了协议，为读取动物应答器内的特殊数字提供了协议，这些数字被存储在集中所有动物数据的中央这些数字被存储在集中所有动物数据的中央数据库内数据库内 RFID的的ISO IEC标准标准ISO/IEC的的RFID标准简介

92、标准简介物品识别标准物品识别标准 ISO/IEC 18000 ：空中接口的重要标准：空中接口的重要标准 ，无线频段，无线频段（频率）有（频率）有6个，即低于个，即低于135 kHz，13.56 MHz，433 MHz，860960 MHz，2.45 GHz和和5.8 GHz。作用距离从数厘米至十多米不等作用距离从数厘米至十多米不等 ISO/IEC 18001 ：给出了应答器的外形要求：给出了应答器的外形要求ISO/IEC 10374 ：微波应答器的集装箱识别标准：微波应答器的集装箱识别标准 ，工作频率范围为工作频率范围为850950 MHz以及以及2.42.5 GHz，应答器的灵敏度以最大电场

93、强度应答器的灵敏度以最大电场强度150 mV/m定义，定义，最大可阅读距离为最大可阅读距离为13 m RFID的的ISO IEC标准标准ISO/IEC的的RFID标准简介标准简介国际标准国际标准ISO/IEC 14443 近耦合非接触式近耦合非接触式IC卡的国际标准卡的国际标准用于身份证和各种智能卡、存储卡用于身份证和各种智能卡、存储卡ISO/IEC 14443标准由四部分组成，即标准由四部分组成，即ISO/IEC 14443-1/2/3/4ISO/IEC 14443-2射频能量射频能量 RFID的的ISO IEC标准标准ISO/IEC的的RFID标准简介标准简介 ISO/IEC 14443-

94、4传输协议传输协议TYPE A 型型 PICC激活过程激活过程 RATS ATS PPS（协议和参数选择）请求（协议和参数选择）请求 6 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC的RFID标准简介 PCD激活TYPE A 型PICC RFID的的ISO IEC标准标准ISO/IEC 15693 疏耦合射频卡（疏耦合射频卡（VICC）的国际标准）的国际标准物理特性（机械特性，物理尺寸，抗紫外线、物理特性（机械特性，物理尺寸，抗紫外线、X射线和电磁射线能力，弯曲和扭曲性能射线和电磁射线能力，弯曲和扭曲性能 ）空中接口与初始化空中接口与初始化防碰撞和传输协议防碰撞和传输协议命令扩展命令扩展安全特性

95、安全特性RFID的ISO IEC标准ISO/IEC 15693空中接口和初始化空中接口和初始化 VCD到到VICC的通信的通信 RFID的的ISO IEC标准标准ISO/IEC 15693空中接口和初始化空中接口和初始化副载波：单副载波时，副载波的频率副载波：单副载波时，副载波的频率423.75 kHz；在；在使用双副载波时，频率使用双副载波时，频率484.28 kHz数据速率数据速率位表示和编码位表示和编码 ：采用曼彻斯特码编码方式：采用曼彻斯特码编码方式 VICC到VCD的通信 RFID的的ISO IEC标准标准SOFEOFRFID的的ISO IEC标准标准传输协议传输协议 唯一标识符（唯

96、一标识符（UID） ：由制造商永久地设定：由制造商永久地设定 应用族标识符（应用族标识符（AFI） ：由：由VCD锁定的应用类型锁定的应用类型 数据存储格式标识符（数据存储格式标识符（DSFID） ：指出了数据在：指出了数据在VICC内存中的结构内存中的结构 CRC ：初始值为：初始值为FFH VICC内存结构内存结构 ：可寻址块达：可寻址块达256个，块大小可至个，块大小可至256位，最大内存容量可达位，最大内存容量可达64 kb（8 kB）。）。 块安全状态块安全状态 ：由：由VICC作为对作为对VCD请求的响应参请求的响应参数返回数返回 RFID的的ISO IEC标准标准VICC状态状态

97、 断电（断电（Power-Off）、就绪（）、就绪（Ready）、静默）、静默（Quiet）、选择（）、选择（Selected）4种状态种状态 RFID的的ISO IEC标准标准防碰撞防碰撞 时隙数为时隙数为16的典型防碰撞处理过程的典型防碰撞处理过程 RFID的的ISO IEC标准标准防碰撞防碰撞VCD发送目录命令的请求帧，时隙数设置为发送目录命令的请求帧，时隙数设置为16。VICC1在时隙在时隙0返回应答，因只有这一个返回应答，因只有这一个VICC应答，应答，故不存在碰撞，它的故不存在碰撞，它的UID被被VCD接收存储。接收存储。VCD发送发送EOF，指示下一个时隙开始。，指示下一个时隙开

98、始。在时隙在时隙1，VICC2和和VICC3进行应答，发生了碰撞。进行应答，发生了碰撞。VCD检测到碰撞，并记录该时隙发生了碰撞。检测到碰撞，并记录该时隙发生了碰撞。VCD再发送再发送EOF，进入时隙，进入时隙2。RFID的的ISO IEC标准标准在时隙在时隙2，无，无VICC应答，应答，VCD未检测到未检测到VICC的应答的应答的的SOF，因此，因此VCD通过发送通过发送EOF，进入时隙，进入时隙3。在时隙在时隙3，VICC4和和VICC5应答，产生了碰撞。应答，产生了碰撞。VCD决定发送寻址请求（例如读块请求）给决定发送寻址请求（例如读块请求）给VICC1（VICC1的的UID已被已被UC

99、D正确接收）。正确接收）。所有所有VICC都检测到对都检测到对VICC1请求的请求的SOF，它们都处，它们都处理这个请求，但只有理这个请求，但只有UID匹配的匹配的VICC1才返回应答，才返回应答，其他的其他的VICC则退出防碰撞序列。则退出防碰撞序列。所有所有VICC准备接收下一个请求。如果又是一个目录准备接收下一个请求。如果又是一个目录命令的请求，则又从时隙命令的请求，则又从时隙0开始按上面步序执行。开始按上面步序执行。RFID的的ISO IEC标准标准ISO/IEC 18000-6标准标准 定义了阅读器和应答器之间的物理接口、协议、定义了阅读器和应答器之间的物理接口、协议、命令及防碰撞机

100、制。命令及防碰撞机制。标准包含两种通信模式：标准包含两种通信模式：TYPE A和和TEPE B。 TYPE A模式模式 ：数据编码数据编码帧格式帧格式调制调制 RFID的的ISO IEC标准标准应答器向阅读器的数据传输应答器向阅读器的数据传输 数据编码数据编码帧格式帧格式 前同步码、标志、参数、数据、前同步码、标志、参数、数据、CRC RFID的的ISO IEC标准标准强制命令及状态转换强制命令及状态转换 INIT ROUND命令命令 NEXT SLOT命令命令 ：确认已被识别的应答器；指：确认已被识别的应答器；指示所有处于循环激活状态的应答器对它们的时隙示所有处于循环激活状态的应答器对它们的

101、时隙计数器加计数器加1并进入下一个时隙并进入下一个时隙 NEW ROUND命令命令 ：指示在循环准备和循环激活：指示在循环准备和循环激活状态的应答器进入循环激活状态，复位它们的时状态的应答器进入循环激活状态，复位它们的时隙计数器为隙计数器为1，进入新的循环；指示在选择状态的，进入新的循环；指示在选择状态的应答器变迁到静默状态，在静默和就绪状态的应应答器变迁到静默状态，在静默和就绪状态的应答器仍维持它的状态答器仍维持它的状态 RFID的的ISO IEC标准标准CLOSE SLOT命令命令 ：STANDBY ROUND 命令命令 ：确认来自一个应答：确认来自一个应答器的有效应答，并指示该应答器进入

102、选择状态，器的有效应答，并指示该应答器进入选择状态，阅读器可以发送选择标志为阅读器可以发送选择标志为1的读写命令等对的读写命令等对此应答器进行操作；指示所有处于循环激活状此应答器进行操作；指示所有处于循环激活状态的应答器进入循环准备状态，等待态的应答器进入循环准备状态，等待NEXT SLOT，NEW SLOT或或CLOSE SLOT命令的到命令的到来，重新进入循环激活状态进入新的循环来，重新进入循环激活状态进入新的循环 RFID的的ISO IEC标准标准强制命令及状态转换强制命令及状态转换 SELECT（by SUID）命令）命令 ：无论应答器原先处：无论应答器原先处于场内哪个状态（不含离场状

103、态），接收到该命于场内哪个状态（不含离场状态），接收到该命令且令且SUID匹配时进入选择状态，并发回应答帧；匹配时进入选择状态，并发回应答帧；SUID不匹配的应答器不发回应答帧，当它处于循不匹配的应答器不发回应答帧，当它处于循环激活状态时变迁到循环准备状态，处于选择状环激活状态时变迁到循环准备状态，处于选择状态时变迁到静默状态，处于就绪、静默或循环准态时变迁到静默状态，处于就绪、静默或循环准备状态时保持状态不变备状态时保持状态不变 READ BLOCKS命令命令 ：GET SYSTEM INFORMATION命令命令 ：获取应答：获取应答器的有关系统信息器的有关系统信息 RFID的的ISO I

104、EC标准标准TYPE A的防碰撞过程的防碰撞过程 1、启动防碰撞过程、启动防碰撞过程 ：阅读器发出：阅读器发出INIT ROUND命命令启动防碰撞过程，在命令中给出循环空间大小令启动防碰撞过程，在命令中给出循环空间大小 2、参与防碰撞过程的应答器对命令的处理、参与防碰撞过程的应答器对命令的处理 RFID的的ISO IEC标准标准3、阅读器发出、阅读器发出INIT ROUND命令后出现的三种可命令后出现的三种可能情况能情况 阅读器在一个时隙中没有检测到应答帧时，它发阅读器在一个时隙中没有检测到应答帧时，它发出出CLOSE SLOT命令。命令。阅读器检测到碰撞或错误的阅读器检测到碰撞或错误的CRC

105、时，在确认无时，在确认无应答器仍在传输应答的情况下，发出应答器仍在传输应答的情况下，发出CLOSE SLOT命令。命令。阅读器接收到一个应答器无差错的应答帧时，阅读器接收到一个应答器无差错的应答帧时，它发送它发送NEXT SLOT命令，命令中包括该应答命令，命令中包括该应答器的签名，对此已被识别的应答器进行确认，器的签名，对此已被识别的应答器进行确认，使它进入静默状态以便循环的继续使它进入静默状态以便循环的继续 RFID的的ISO IEC标准标准4、接收到、接收到CLOSE SLOT命令或命令或NEXT SLOT而签名不匹配的参与循环的应答器而签名不匹配的参与循环的应答器将自己的时隙计数器加将

106、自己的时隙计数器加1并和所选择的随并和所选择的随机数比较以决定该时隙是否发回应答帧，机数比较以决定该时隙是否发回应答帧，并根据本次循环时的时隙延迟标志决定并根据本次循环时的时隙延迟标志决定发回应答帧的时延发回应答帧的时延 RFID的的ISO IEC标准标准TYPE A的防碰撞过程的防碰撞过程5、阅读器按第（、阅读器按第（3）步中的三种情况处理，直至该循）步中的三种情况处理，直至该循环结束（达到了循环空间预置值）环结束（达到了循环空间预置值） 6、一个循环结束后，如果在、一个循环结束后，如果在INIT ROUND命令或命令或CLOSE SLOT命令中重复循环标志位置为命令中重复循环标志位置为1，

107、则自动，则自动开始一个新的循环。如果重复循环标志位为开始一个新的循环。如果重复循环标志位为0，阅读，阅读器可以决定用新的器可以决定用新的INIT ROUND命令或命令或NEW ROUND命令继续进行循环以完成防碰撞过程命令继续进行循环以完成防碰撞过程 7、在一次循环中，阅读器可以通过发送、在一次循环中，阅读器可以通过发送STANDBY ROUND命令来确认签名匹配的应答器的有效应答，命令来确认签名匹配的应答器的有效应答，并指示该应答器进入选择状态，同时让签名不匹配的并指示该应答器进入选择状态，同时让签名不匹配的应答器进入循环准备状态，以便在后续命令来到时将应答器进入循环准备状态，以便在后续命令

108、来到时将循环继续。循环继续。 RFID的的ISO IEC标准标准TYPE B （与（与TYPE A相类比）相类比）物理接口物理接口 命令和应答的帧格式命令和应答的帧格式 数据元素数据元素 应答器的存储器应答器的存储器 应答器的状态应答器的状态 命令命令 强制和推荐的命令强制和推荐的命令 防碰撞算法防碰撞算法 RFID的的ISO IEC标准标准TYPE BTYPE B防碰撞流程 RFID的的ISO IEC标准标准ISO/IEC 18000-7标准标准 物理层物理层 使用窄带使用窄带UHF频段。载波频率为频段。载波频率为433.92 MHz20 ppm采用采用FSK调制方式，频率偏移为调制方式，频

109、率偏移为35 kHz，逻辑，逻辑0的频的频率为率为fc（载波频率）（载波频率）35 kHz，逻辑，逻辑1的频率为的频率为fc35 kHz。数据位采用曼彻斯特编码，数据速率为数据位采用曼彻斯特编码，数据速率为27.7 kbps 阅读器和应答器之间的通信采用主从方式阅读器和应答器之间的通信采用主从方式 数据链路层数据链路层 RFID的的ISO IEC标准标准数据链路层数据链路层前同步码前同步码 ：包含：包含20个周期为个周期为60 s的脉冲，高的脉冲，高电平电平30 s，低电平，低电平30 s 数据字节数据字节 ：包括：包括8个数据位和一个停止位，采个数据位和一个停止位，采用曼彻斯特编码，位持续时

110、间为用曼彻斯特编码，位持续时间为36 s，字节，字节周期（含停止位）为周期（含停止位）为324 s。 CRC码码 ：多项式为：多项式为x16+x12+x5+1 包结束符包结束符 RFID的的ISO IEC标准标准命令格式命令格式 阅读器命令格式阅读器命令格式 域域命令命令前前缀命令命令类型型拥有有者者ID应答答器器ID阅读器器ID命令命令编码参数参数CRC位位长字字节（31H）1字字节3字字节4字字节2字字节1字字节N字字节2字字节RFID的的ISO IEC标准标准应答格式应答格式对广播命令应答的信息格式对广播命令应答的信息格式对点到点命令应答的信息格式对点到点命令应答的信息格式 域域应答器状

111、答器状态信息信息长度度Int ID应答器答器ID拥有者有者ID用用户ID数据数据CRC位位长2字字节1字字节2字字节4字字节3字字节016字字节0N字字节2字字节域域应答器状应答器状态态信息长信息长度度Int ID应答器应答器ID命令编命令编码码参数参数CRC位长位长2字节字节1字节字节2字节字节4字节字节1字节字节N字节字节2字节字节第四讲 无线传感器网络物联网及其发展物联网及其发展几十年来互联网获得了极大的发展，已经成为人类几十年来互联网获得了极大的发展，已经成为人类社会和人类生活不可或缺的信息网络系统；社会和人类生活不可或缺的信息网络系统；互联网下一个发展方向，除了扩大覆盖、提高速度、互

112、联网下一个发展方向，除了扩大覆盖、提高速度、加大容量、增加网民（包括地址）无线接入等，向加大容量、增加网民（包括地址）无线接入等，向物联网发展也是一个重要的动向；物联网发展也是一个重要的动向；我们可以通过互联网了解世界（各地发生的事情）我们可以通过互联网了解世界（各地发生的事情）在物联网普及以后，我们就可以感知世界上发生的在物联网普及以后，我们就可以感知世界上发生的事情；事情；物联网大体上就是技术界以往所说的传感网；其基物联网大体上就是技术界以往所说的传感网；其基本架构应该是互联网网络为主体，加上可以感知客本架构应该是互联网网络为主体，加上可以感知客观事物的有线、无线接入的传感器网络；观事物的

113、有线、无线接入的传感器网络；什么是传感网（物联网）？什么是传感网（物联网）？物联网，基本上就是我们以前称为传感网的物联网，基本上就是我们以前称为传感网的网络。网络。IBM在前年提出，美国总统奥巴马上在前年提出，美国总统奥巴马上台以后，为了解决经济危机，接过这一事物，台以后，为了解决经济危机，接过这一事物，提出提出“智慧地球智慧地球”的概念；的概念；温家宝总理温家宝总理2009，8视察江苏无锡时，提出视察江苏无锡时，提出把把“智慧中国智慧中国”的中心建在无锡。江苏省委的中心建在无锡。江苏省委和省政府非常重视。正在全力贯彻落实。和省政府非常重视。正在全力贯彻落实。近日，倾向于把物联网称为传感网。近

114、日，倾向于把物联网称为传感网。传感器网、传感网、物联网、互联网、因特传感器网、传感网、物联网、互联网、因特网：关联和区别；网：关联和区别；什么是传感网（物联网）？什么是传感网（物联网）？传感器网：把各种传感器连接起来的网络，这种连传感器网：把各种传感器连接起来的网络，这种连接可以是无线，也可以是有线；接可以是无线，也可以是有线；目前学界对于传感器网、传感网、物联网尚无一个目前学界对于传感器网、传感网、物联网尚无一个明确的定义；明确的定义；可以认为，传感网强调以感知为目的，物联网倾向可以认为，传感网强调以感知为目的，物联网倾向于传感器的连接为特征；但是两者都是以互联网为于传感器的连接为特征；但是

115、两者都是以互联网为基础的。基础的。但是对于互联网、因特网则有科学的定义；但是对于互联网、因特网则有科学的定义；INTERNET；因特网；因特网Internet；互联网；互联网什么是物联网？什么是物联网？ 传感网是以感知为目的，实现人与人、传感网是以感知为目的，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。传感网突人与物、物与物全面互联的网络。传感网突出的特征是通过传感器等方式获得物理世界出的特征是通过传感器等方式获得物理世界的多种信息，结合互联网、移动通信网络进的多种信息，结合互联网、移动通信网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析与处理，从而

116、提升对物质世界信息进行分析与处理，从而提升对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。的感知能力，实现智能化的决策和控制。 物联网应该有更规范的内涵，例如物联物联网应该有更规范的内涵，例如物联网也包括网络控制为目的，而传感网更强调网也包括网络控制为目的，而传感网更强调以感知为目的；以感知为目的；什么是物联网？什么是物联网？物联网将各种信息传感设备、控制设备，例如射频物联网将各种信息传感设备、控制设备，例如射频识别装置（识别装置（RFIDRFID）、红外感应装置、全球定位系统）、红外感应装置、全球定位系统（GPSGPS）、激光扫描器等与互联网结合起来形成一个）、激光扫描器等与互联网结合起来形成

117、一个不仅仅是人在使用，也可以把各种其它信息（不仅不仅仅是人在使用，也可以把各种其它信息（不仅仅是文字、语言、数字、图像）通过互联网进行传仅是文字、语言、数字、图像）通过互联网进行传递、处理、存储、检测等。以提高人类社会的信息递、处理、存储、检测等。以提高人类社会的信息化、自动化水平。物联网的用途广泛，遍及智能交化、自动化水平。物联网的用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府政务、公共安全、平安家居、通、环境保护、政府政务、公共安全、平安家居、智能消防、工业检测、病老护理、个人健康等多个智能消防、工业检测、病老护理、个人健康等多个领域。领域。业界普遍认为物联网是继计算机、互联网、移动通业界普遍认为

118、物联网是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。信网之后的又一次信息产业浪潮。什么是物联网？什么是物联网？物联网的要素，首先是要把物体连接到网上；物联网的要素，首先是要把物体连接到网上；其次是要把这个物体的信息传到互联网上；其次是要把这个物体的信息传到互联网上；物联网的工作，就是获取信息、传送信息、物联网的工作，就是获取信息、传送信息、处理信息、存储信息、显示信息；处理信息、存储信息、显示信息；美国的研究机构美国的研究机构Forrester预测，物联网的产预测，物联网的产业价值和规模，要比互联网大业价值和规模，要比互联网大30倍，将会形倍，将会形成下一个万亿元级别的产业；成下一个

119、万亿元级别的产业；传感网与无线通信传感网与无线通信传感网中使用的几种通信技术：传感网中使用的几种通信技术：1、移动通信：、移动通信：2G、3G、B3G、LTE；2、无线局域网：、无线局域网：WiFi：无线局域网，：无线局域网，802.11，校园网；，校园网；WiMAX：无线城域网，：无线城域网，802.16，已成为，已成为 3G标准标准3、超宽带、超宽带UWB：特征是利用纳秒级的非正弦波窄：特征是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。工作频率脉冲传输数据。工作频率3.1G-10.6GMHz，低，低功耗，如射频标签功耗，如射频标签RFID（Radio Frequency Identificatio

120、n 也称电子标签、无线电频率识别）。也称电子标签、无线电频率识别）。传感网与无线通信传感网与无线通信4、ZigBee：低功耗、近距离的无线组：低功耗、近距离的无线组网通信技术；网通信技术； 802.15.4（s）;5、NFC（近场通信），双向（近场通信），双向RFID，可，可实现设备之间的近距离通信（实现设备之间的近距离通信（20cm，比兰牙短，但是不需要加密）；比兰牙短，但是不需要加密）；6、兰牙（、兰牙（Bluetooth）、红外（）、红外（IiRD）；）；传感器的种类基本概念传感器的种类基本概念 传感器是由敏感元件和转换元件组成的一种检测装置，能感受到被测量的信息，并按一定规律变换成为电

121、信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，也可以说是人类五官功能的延伸。传感器的种类传感器的种类信息（例如信息（例如RFID中的各种读卡器）中的各种读卡器）温度、温限压力温度、温限压力测力、压力、重力；测力、压力、重力；液位、水位测量、流体、流量液位、水位测量、流体、流量电机保护电机保护光敏光敏荷重、称重传感器荷重、称重传感器闸门开度（高度）闸门开度（高度）传感器的种类传感器的种类气体、气味、口臭、室内空气、风速气体、气味、口臭、室内空气、风速湿度湿度灰尘灰尘红外红外漏电、电导漏电、电导PH值值传感器的种类传感

122、器的种类酒精酒精AQS环境控制环境控制卤素浓度卤素浓度生物传感器生物传感器热学量热学量位置、安防位置、安防光纤光栅光纤光栅指纹、触摸指纹、触摸传感器的种类传感器的种类磁阻倾角磁阻倾角视觉、图像视觉、图像压电、静电、电流、电压压电、静电、电流、电压加速度加速度霍尔位置霍尔位置微波微波物联网的工作模式物联网的工作模式物联网的工作模式较多，但是目前主要分物联网的工作模式较多，但是目前主要分为射频识别（射频标签）为射频识别（射频标签）RFID和和ZigBee，因为国际标准化组织目前主要在这两种应因为国际标准化组织目前主要在这两种应用中制定了一系列的标准；用中制定了一系列的标准；射频识别（射频标签）射频

123、识别（射频标签）RFID主要是应用读主要是应用读卡器和应答器之间的信息传输完成工作；卡器和应答器之间的信息传输完成工作；ZigBee则主要是工作于网络系统；则主要是工作于网络系统；什么是什么是ZigBee？传感网络通信的几个阶段和模式：传感网络通信的几个阶段和模式：自动控制：电脑智能器件；自动控制：电脑智能器件；传感网：网络传感器；传感网：网络传感器；ZigBee：网络传感器通信协议，是一种：网络传感器通信协议，是一种无线个域网（无线个域网（LR-WPAN）；）；由于无线通信组网技术使用的设备种类繁多，由于无线通信组网技术使用的设备种类繁多，各种设备的技术参数并不相同，所以无线通各种设备的技术

124、参数并不相同，所以无线通信组网会经常遇到麻烦。但是由于信组网会经常遇到麻烦。但是由于ZigBee制制定了相应的协议，所以化解了这一困难。定了相应的协议，所以化解了这一困难。什么是什么是ZigBee？多信道的无线通信装置微控制器，集成在芯片上封多信道的无线通信装置微控制器，集成在芯片上封装。具体就是装。具体就是8位微处理器与射频收发模块封装，位微处理器与射频收发模块封装，接上电阻、电容、晶振，加上接上电阻、电容、晶振，加上A/D、D/A、I/O接口接口和控制电路。也有把这些器件都封装在一起的。和控制电路。也有把这些器件都封装在一起的。再加上相应的无线通信（协议栈）和开发的应用软件。再加上相应的无

125、线通信（协议栈）和开发的应用软件。可见，这实际上是一种智能控制节点，也就是无线可见，这实际上是一种智能控制节点，也就是无线传感器的网络节点。传感器的网络节点。也有人将其称为也有人将其称为“无线单片机无线单片机”。ZigBee技术诞生刚刚技术诞生刚刚4、5年，年，ZigBee联盟是联盟是2002年年成立的其标准成立的其标准ZigBee 1.0是是2004年公布的。目前这年公布的。目前这一技术发展很快。一技术发展很快。什么是什么是ZigBee？技术特点：技术特点：工作频率：工作频率：2.4GHz为主要频段（为主要频段（16格格250kbps信道），信道），也可以在也可以在915MHz（10个个40

126、kbps信道），信道），868MHz（1个个20kbps信道）；更重要的是，这几个频段都是不需信道）；更重要的是，这几个频段都是不需要注册、批准的，称为免许可通信频段；要注册、批准的，称为免许可通信频段；低速率：几十低速率：几十Kbps；近距离：几米几十米，最大可以达到近距离：几米几十米，最大可以达到13Km，如果，如果需要加大通信和控制距离，可以采用多跳的方式接力；需要加大通信和控制距离，可以采用多跳的方式接力；微功耗：速率低、数据量小，所以信号的收发时间很短，微功耗：速率低、数据量小，所以信号的收发时间很短，多数时间处于休眠状态，所以极其节能。一般一个节点多数时间处于休眠状态，所以极其节能

127、。一般一个节点使用一节电池可以工作使用一节电池可以工作0.52年甚至更长；年甚至更长；低复杂度：低复杂度：ZigBee的协议栈比的协议栈比WiFi、兰牙简单，对于、兰牙简单，对于通信的控制要求也不高，通常采用通信的控制要求也不高，通常采用8位单片机即可。位单片机即可。低价格：一般在几十元甚至更低；低价格：一般在几十元甚至更低；什么是什么是ZigBee？短延时：短延时：ZigBee从休眠状态激活，或者活动设备从休眠状态激活，或者活动设备的信道接入时延一般在的信道接入时延一般在15，设备搜索的时延在，设备搜索的时延在30ms。所有也适合于工业控制和无线控制技术；。所有也适合于工业控制和无线控制技术

128、；组网灵活：通过网络协调器组成星状、树状、网组网灵活：通过网络协调器组成星状、树状、网状等各种类型的网络，非常灵活，同时允许设备状等各种类型的网络，非常灵活，同时允许设备的加入、退出，并且改变网络的架构；的加入、退出，并且改变网络的架构；采用载波侦听采用载波侦听/冲突检测冲突检测CSMA/CA、握手传输，、握手传输，所以数据的传输可靠；所以数据的传输可靠；什么是什么是ZigBee？大容量：大容量：ZigBee可以有三种工作方式，即可以有三种工作方式，即个域网协调器、路由器、终端设备。一个个域网协调器、路由器、终端设备。一个ZigBee网络最多可以包含网络最多可以包含256个个ZigBee网网络

129、节点，包括一个主控设备，其余是从属络节点，包括一个主控设备，其余是从属设备。通过网络协调器，则可以支持设备。通过网络协调器，则可以支持64000个个ZigBee网络节点，网络协调器还可以相网络节点，网络协调器还可以相互连接，所以适合大面积的传感器网络；互连接，所以适合大面积的传感器网络；适于网络的自配置：适于网络的自配置：ZigBee可以采用网络可以采用网络协调器自动建立网络，绝对数北可以随时协调器自动建立网络，绝对数北可以随时加入和退出，适于自配置、自组织的网络加入和退出，适于自配置、自组织的网络什么是什么是ZigBee？安全模式：提供循环冗余（安全模式：提供循环冗余（CRC）的数据包完整）

130、的数据包完整性校验，支持鉴权和认证，通过三级安全处理：性校验，支持鉴权和认证，通过三级安全处理： 第一级：无安全方式；第一级：无安全方式； 第二级：设备可以使用接入控制列表（第二级：设备可以使用接入控制列表（ACL）防）防止非法设备获取数据，本级不加密；止非法设备获取数据，本级不加密； 第三级：在数据传输中采用第三级：在数据传输中采用AES128的对称密的对称密码来保护数据净荷，防止攻击者假冒合法设备；码来保护数据净荷，防止攻击者假冒合法设备；什么是什么是ZigBee？由于物联网的发展，可能使由于物联网的发展，可能使ZigBee得到极广得到极广泛的应用，如家庭、办公室、公共场所等泛的应用，如家

131、庭、办公室、公共场所等地方。地方。ZigBee是得到国际标准化组织承认和规范的是得到国际标准化组织承认和规范的无线组网通信技术，也是物联网或者传感无线组网通信技术，也是物联网或者传感网的重要应用。网的重要应用。ZigBee的应用的应用智能家居：可以把各种家用电器及其遥控器，甚智能家居：可以把各种家用电器及其遥控器，甚至照明、通信设备、门禁、游戏玩具，都可以组至照明、通信设备、门禁、游戏玩具，都可以组成家庭的智能中心，并且实现联网；成家庭的智能中心，并且实现联网；智能交通：在街道、高速公路、建筑物等地布置智能交通：在街道、高速公路、建筑物等地布置大量的大量的ZigBee节点设备，可以加强汽车与外

132、界的节点设备，可以加强汽车与外界的联系更加紧密，国家智能化；联系更加紧密，国家智能化；智能建筑：建筑内的人员管理、温度控制、能源智能建筑：建筑内的人员管理、温度控制、能源管理（节能）、防火、信息交互等；管理（节能）、防火、信息交互等；医院应用：搜集病人的各种信息和检查的结果，医院应用：搜集病人的各种信息和检查的结果，配有配有ZigBee的担架，可以直接控制电梯的门；的担架，可以直接控制电梯的门；ZigBee的协议架构的协议架构802.15协议簇协议簇LR-WPAN：无线个域网，属于低速无线个域：无线个域网，属于低速无线个域网，协议属网，协议属802.15：IEEE802.15.1：中速无线个域

133、网，兰牙；：中速无线个域网，兰牙；IEEE802.15.3：高速无线个域网，超宽带，：高速无线个域网，超宽带，（UWB）IEEE802.15.4：低速无线个域网，：低速无线个域网，LR-WPAN，主要为电源能力受限、吞吐量要求，主要为电源能力受限、吞吐量要求不高、无线应用提供低成本的连接；不高、无线应用提供低成本的连接；ZigBee的协议架构的协议架构802.15协议簇协议簇IEEE-802.15.4共共27个信道：个信道：2450MHz16g个个,915MHz10个，个，868MHz1个；个；支持支持250kbps、40kbps、20kbps三种速率；三种速率；支出星状网络结构和点对点的对等

134、网络结构；支出星状网络结构和点对点的对等网络结构；分配分配16位短地址或位短地址或16位扩展地址；位扩展地址；支持时隙保证机制，通过预留保证时隙（支持时隙保证机制，通过预留保证时隙（GTS）提）提供无竞争媒体访问，或实现供无竞争媒体访问，或实现CSMA/CA以避免竞争；以避免竞争；确认握手保证传输的可靠性；确认握手保证传输的可靠性；低功耗，可以能量检测；低功耗，可以能量检测；有链路质量指标；有链路质量指标；ZigBee的网络拓扑的网络拓扑PAN协调器协调器PAN协调器协调器LR-WPAN的网络拓扑的网络拓扑简化功能设备简化功能设备RFD全功能设备全功能设备FFD星状拓扑星状拓扑点对点对等网络拓

135、扑点对点对等网络拓扑 ZigBee的簇树网络多个邻近簇的簇树网络多个邻近簇连接成网连接成网PAN协调器协调器CID1CID2CID3CID4CID5簇首簇首设备设备ZigBee的簇树网络的簇树网络ZigBee协议架构协议架构ZigBee协议包括：协议包括：IEEE802.15.4：物理层协议；物理层协议；媒体访问控制层：媒体访问控制层：MAC；ZigBee联盟：联盟：网络层（网络层（NWK）应用层（应用层（APL）安全服务规范安全服务规范媒体访问控制层（媒体访问控制层（MAC）ZigBee协议栈协议栈 结构结构物理层（物理层（PHV）网络层（网络层（NWK）应用支持子层（应用支持子层（APS）

136、安全安全服务服务应用应用对象对象1应用对应用对象象240应用框架应用框架ZigBee设备对象（设备对象（ZDO）ZDO管理管理平台平台ZigBee 联盟联盟 定义定义802.15.4 定义定义制造商定义制造商定义PD-SAPPLME-SAPMLDE-SAPMLME-SAPNLDE-SAP端点端点240APSDE-SAP端点端点1APSDE-SAPZDO公公共共接接口口端点端点0APSDE-SAPAPSME-SAPMLME-SAPSAP：服务访问点：服务访问点ZigBee的协议解析的协议解析ZigBee的协议中每一层为其上层提供一套服务，包的协议中每一层为其上层提供一套服务，包括数据传输和管理两

137、个内容。两层之间的接口称为括数据传输和管理两个内容。两层之间的接口称为“服务访问点（服务访问点（SAP）”；物理层提供两类服务：物理层数据服务和物理层管物理层提供两类服务：物理层数据服务和物理层管理服务；理服务；物理层的具体功能有：无线收发信机的开启和关闭、物理层的具体功能有：无线收发信机的开启和关闭、能量检测（能量检测（ED）、链路质量指示（）、链路质量指示（LQI）、信道评）、信道评估（估（CCA）、通过物理媒体收发数据包。）、通过物理媒体收发数据包。ZigBee的协议解析的协议解析MAC 层提供层提供MAC层数据服务和管理服务；层数据服务和管理服务；主要功能有：采用主要功能有：采用CSM

138、A/CA进行信道的访进行信道的访问控制、信标帧的发送、同步服务和提供问控制、信标帧的发送、同步服务和提供MAC层可靠传输机制；层可靠传输机制；网络层提供设备的加入网络层提供设备的加入/退出机制、帧安全退出机制、帧安全机制、路由发现机制和维护机制。机制、路由发现机制和维护机制。ZigBee协调器的网络层还负责新的网络、协调器的网络层还负责新的网络、新的关联设备分配地址。新的关联设备分配地址。ZigBee的协议解析的协议解析ZigBee应用层包括应用支持子层（应用层包括应用支持子层（APS）、）、ZigBee设备对象（设备对象（ZDO）、应用对象（由设备）、应用对象（由设备制造商定义）。制造商定义

139、）。APS子层（应用支持子层）负责维护绑定列表，子层（应用支持子层）负责维护绑定列表，根据设备的服务和需求对设备进行匹配，并且在根据设备的服务和需求对设备进行匹配，并且在绑定的设备之间传送信息。绑定的设备之间传送信息。ZDO负责发现网络中的设备并且明确其提供的服负责发现网络中的设备并且明确其提供的服务。务。传感网在通信骨干网检测中的应用传感网在通信骨干网检测中的应用基于客户感知的物联网端到端性能测量系基于客户感知的物联网端到端性能测量系统统 本成果可以在用户了解传输信息的同时，本成果可以在用户了解传输信息的同时，利用探针对物联网的终端之间进行自动测利用探针对物联网的终端之间进行自动测量，主要测

140、量网络的流量、性能、传输质量，主要测量网络的流量、性能、传输质量、传输内容等。探针的种类包括用户终量、传输内容等。探针的种类包括用户终端探针、机房探针、服务器探针。如果将端探针、机房探针、服务器探针。如果将探针前面加上各种用途的传感器，即为各探针前面加上各种用途的传感器，即为各种物联网。）；种物联网。）；物联网中可满足客户感知性能的物联网中可满足客户感知性能的测量系统架构测量系统架构多线程探测引擎多线程探测引擎传感网无线信道的信道分配技术传感网无线信道的信道分配技术物联网的网络中，传感器的接入主要采用物联网的网络中，传感器的接入主要采用无线信道，无线信道中信道资源分配始终无线信道，无线信道中信

141、道资源分配始终是传感网中无线接入网的主要内容，主要是传感网中无线接入网的主要内容，主要涉及信道分配策略、多信道机制和信道资涉及信道分配策略、多信道机制和信道资源预留策略等研究内容，在这方面，我们源预留策略等研究内容，在这方面，我们的成果包括：的成果包括：1）多网关传感网的纵向干扰划分技术）多网关传感网的纵向干扰划分技术2）多网关无线传感网的拓扑分割技术）多网关无线传感网的拓扑分割技术3）最小化纵向干扰的信道分配策略）最小化纵向干扰的信道分配策略4）基于信道切换的传感网资源预留策略）基于信道切换的传感网资源预留策略物联网网络的监测、控制和物联网网络的监测、控制和管理研究管理研究物联网应用和产业有

142、待突破的障碍物联网应用和产业有待突破的障碍应用不足：目前社会的发展，有需求，但是应用不足：目前社会的发展，有需求，但是不旺；有市场，但是技术尚未跟上；不旺；有市场，但是技术尚未跟上；核心技术缺位：特别是传感器及其网络，面核心技术缺位：特别是传感器及其网络，面广、量大、品种繁多、低能耗、长寿命，恶广、量大、品种繁多、低能耗、长寿命，恶劣的应用环境，极低或者较低成本等；劣的应用环境，极低或者较低成本等；标准先行：国家已经下达了标准先行：国家已经下达了24国家标准计划国家标准计划和和10项行业标准计划的制定，但是仍然不够项行业标准计划的制定，但是仍然不够产业链稍微形成：例如传感器、系统设计、产业链稍

143、微形成：例如传感器、系统设计、公共信息平台、开发工具和平台、中间件等，公共信息平台、开发工具和平台、中间件等，甚至有的政策也是障碍；甚至有的政策也是障碍；第五讲 物联网的运行环境网络技术 计算机网络的基本概念 互联网的形成与发展 互联网应用的高速发展 互联网接入技术与三网融合 互联网与物联网的区别与联系一、计算机网络的基本概念 1. 从人的思维规律来认识计算机网络技术发展的必然性 （1）1/N阶段 （2）N=1阶段 （3）N1阶段 （4）N趋于无穷阶段 2. 计算机网络发展的四个阶段 （1）20世纪50年代，独立发展的计算机技术与通信 技术结合 （2）20世纪60年代美国的ARPANET与分组

144、交换技术 （3）20世纪70年代中期，网络体系结构与网络协议 标准化问题 （4）20世纪90年代开始，互联网、高速通信网、无 线网络与网络安全技术 3. 计算机网络发展的三条主线 （1）互联网技术 （2）无线网络技术 （3）网络安全技术二、互联网的形成与发展 1. 互联网发展的背景 （1）ARPANET的研究与发展 分组交换概念的提出 ARPANET的研究 （2）互联网的形成 （3）互联网的基本服务功能 2. Web技术的研究与应用 （1）Web技术的产生 1989年欧洲原子能研究中心CERN CERN和MIT建立WWW联盟 （2） Web服务的核心技术 超文本传送协议、超文本标记语言、超链接

145、三、互联网应用的高速发展 1. 互联网的应用领域 （1）是生活在现实社会的人创造了网络虚拟社会的繁荣 （2）互联网技术研究与产业发展为我们提供了一个可以 尽情施展才华的创新平台 （3）计算机网络与互联网技术是一个充满着挑战，他将 与多个学科与应用领域交叉融合，为人类的创新活 动提供了更加广阔的空间。 2. 互联网应用技术发展的三个阶段 （1）基本的网络服务 Telnet、E-mail、FTP、BBS、Usenet等 （2）基于Web的网络服务 Web、电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗 （3）新的网络服务 搜索引擎、网络电话、网络电视、网络视频、博客、 播客、即时通信、网络游戏、网络广告、

146、网络出版、 网络存储、网络计算 3. 互联网应用的两种模式 （1）客户/服务器模式的基本概念 网络资源分布的不均匀性表现在硬件、软件和 数据三方面 （2）对等P2P模式的基本概念 从事物发展的“螺旋式上升”规律的角度去认识P2P 技术的发展； 从信息资源存储格局变化的角度去认识P2P技术的 发展； 在不同技术发展阶段，人们对网络应用关注的重 点不同四、互联网接入技术与三网融合 1. 宽带城域网技术的发展 是以宽带光传输网为开放平台，以TCP/IP协议为基础，通过各种网络互联设备，实现语音、数据、图像、多媒体视频、IP电话、IP电视、IP接入和各种增值业务，并与广域计算机网络、广播电视网、电话交

147、换网互联互通的本地综合业务网络。 2. 接入网技术发展的背景 （1）接入网技术分类 按涉及用户的环境与需求大致分为家庭接入、校园 接入、机关与企业接入； 按接入技术可以分为有线接入和无线接入； （2）从实现技术的角度，主要有： 数字用户XDSL接入技术 光纤同轴电缆混合网 光纤接入技术 宽带无线接入技术与802.16标准 3. 计算机网络、广播电视网与电信网的三网融合 电信网主要是电话交换网，用于模拟的语音信息传输； 广播电视网用于模拟图像、语音信息的传输； 计算机网络主要用来传输计算机的数字信号。五、物联网与互联网区别与联系 1. 互联网核心交换与端系统的抽象方法 在各种简化和抽象方法中，将

148、互联网系统分为边缘部分和核心交换部分是最有效的方法之一。 互联网边缘部分主要包括大量接入互联网的主机和用户设备，核心交换部分包括由大量路由器互联的广域网、城域网和局域网。 2. 从网络端系统接入的角度看互联网与物联网的区别与联系 （1）从端系统接入的角度看互联网的结构 有线接入： 网卡； 使用ADSL接入设备； 使用Cable Modem接入设备； 无线接入： 无线网卡； 无线城域网； 无线自组网。（2）从端系统接入的角度看物联网的结构 物联网应用系统运行在互联网核心交换结构的基础之上；无联网应用系统将根据需要选择无线传感器网络或RFID应用系统的接入方式。（3）从网络数据采集与传输内容的角度

149、看互联网与物联网 的区别与联系 互联网所提供的服务功能主要是实行人与人之间的信 息交互和共享，在互联网端结点之间传输的文本文件、语 音文件、视频文件都是由人输入的；而物联网的端系统采 用的是传感器、RFID，物联网感知的数据是传感器主动感 知或者RFID读写器自动读出的。2.1 网络技术基础2.1.1 计算机网络概述 （1）计算机网络定义： 利用通信设备和线路将地理位置不同、功能独立 的多个计算机系统相互联系起来，以功能完善的网络 软件实现资源共享和信息传递。 （3）计算机网络分类： 从网络节点分布来看，分为局域网、广域网和城域网； 按交换方式，分为线路交换网络、报文交换网络和分组 交换网络；

150、 按网络拓扑结构分为星型结构、环型结构、总线结构、 分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等。 （4）计算机网络的组成： 计算机网络通常由三个部分组成，即通信子网、 资源子网和通信协议。 通信子网是计算机网络中负责数据通信的部分； 资源子网是计算机网络中面向用户的部分；通信协议 是通信双方必须共同遵守的规则和约定。 （5）计算机网络的体系结构与协议 在计算机网络技术中，网络的体系结构指的是通 信系统的整体设计，它的目的是为网络硬件、软件、 协议、存取控制和拓扑提供标准。 协议就是对数据格式和计算机之间交换数据时必 须遵守的规则的正式描述。 （6）网络互联设备 网络互联是指将不同的网络或相同

151、的网络用互联 设备连接在一起而形成一个范围更大的网络，也可以 是为增加网络性能和易于管理而将一个原来很大的网 络划分为几个子段或网段。 通常，网络互联中常用的设备有路由器和调制解调器。2.1.2 网络协议与OSI参考模型 网络协议是网络上所有设备（网络服务器、计算机及交换机、路由器、防火墙等）之间通信规则的集合，它定义了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义。 一个网络协议由语法、语义和同步三个要素组成。 OSI参考模型分为七层，分别物理层、数据链路层、 网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。2.1.3 TCP/IP协议 是为美国ARPA网设计的，目的是使不同厂家生产的计算机能在共同网络环

152、境下运行。 TCP是传输控制协议，规定一种可靠的数据信息传递服务，IP协议又称互联网协议，是支持网间互联的数据包协议。 IP地址标识着网络中一个系统的位置，每个IP地址都是由两部分组成：网络号和主机号。 有效的主机号是A类、B类和C类。2.1.4 计算机网络的安全性 网络安全概念的发展过程 解决网络安全的首要任务 建立组织的部门的网络安全体系的首要任务 网络安全存在的主要问题 网络安全管理体系的建立 2.1.5 因特网及其应用 因特网的产生与发展 因特网在我国的发展进程及现状 中国公用计算机互联网（ChinaNet） 中国教育与科研计算机网（CERnet） 中国科学技术计算机网（CSTnet）

153、 国家公用经济信息通信网络（ChinaGBnet） 中国联通公用互联网（Uninet） 中国网通高速宽带互联网（China Netcom Net， CNCnet） 互联网在中国发展历程 第一阶段：1986.06-1993.3 研究试验阶段 第二阶段：1994.04-1996 起步阶段 第三阶段：1997-至今 快速增长阶段 因特网的特点 开放的网路结构 统一的网络互联标准 分散化的管理 灵活的服务方式 支持多种交流模式 丰富的信息资源 低廉的服务费用 Internet常用的协议 HTTP; FTP; FILE; TELNET; MAILTO; NEWS; WAIS; GOPHER 因特网的应用

154、 万维网； Telnet； FTP； Archie; E-mail; Gopher; WAIS; ICR; 新闻讨论组； 电子公告牌； 电子商务 因特网的工作原理 因特网接入方式 拨号上网； ISDN上网； xDSL接入； Cabel Modeme接入； 光纤接入方式； 无线接入方式 因特网的不足 网络安全； 知识产权； 非法抢注域名和国家域名分配垄断； 信息资源分散化存储和管理； 非法有害内容的大量传播2.2 企业网站建设2.2.1 Intranet概述 又称企业内部网，是Internet技术在企业内部的应用，是指覆盖企业范围的网络，是把企业的通信资源、处理器资源、存储器资源以及企业的信息资

155、源等捆绑在一起的网络，通过这个网络，企业员工可以很方便地访问这些资源。 （1）企业Intranet组成 网络平台； 网络服务平台； 开发平台； 用户平台； 通信平台； 网络安全平台 （2）Intranet的特点 基于TCP/IP组网，方便地和外界连接； 提供基于Internet的网路服务； 广泛使用WWW工具； 为企业或组织所有，可根据企业的安全要求设置防火 墙、安全代理等； 物理网路应采用综合布线技术，以减少物理网络故障 2.2.2 企业Intranet建设方案 建设需求分析 建设的前期工作 建设的具体阶段 （1）建设需求分析 连接方式； 服务类型； 信息量分析； 管理需求分析； 运行分析

156、（2）Intranet建设的需求工作 选择ISP； 申请域名； 用户规划； 组织机构； 人员培训 （3）具体建设阶段 快速连入网络； 试验小网建设； 信息资源建设； 应用系统开发； 全面网络建设 第五讲 物联网的应用层技术智能计算物联网产业链DCM三架马车物联网软件和中间件从“牛计算”到云计算1.物联网产业链DCM三架马车 DCM：物联网产业链全景缩影 物联网之Devices（设备或资产） 物联网之Connect（连接与通信） 物联网之Manage（管理和应用软件） 物联网系统的构成或产业链的划分： 末端设备或子系统 通信连接系统 管理和应用系统 中国移动将物联网概括三层： 感知层 网络层 应

157、用层 物联网要连接和服务的对象是末端设备和各种资产，这包括静止或移动的资产，各种基于微处理器做成的应用系统、各种智能卡和RFID卡，安装在机器上的传感器等。 Mote称为微尘或智能尘埃，每个Mote含有一个微型处理器、无线通信芯片、各种传感器、足够的内存和硬件能力，能够以较低的功耗执行监视与控制任务。 物联网通信层是连接智能设备和控制系统的桥梁，有两大类：“地上走的”有线通信和“天上飞的”无线通信。 有线通信分为相对短距离的现场总线和中长距离的可支持IP的网络。 无线通信技术主要分为的短距离接入的无线网状网、RFID和WIFI/WiMAX等，以及中长距离的GSM和CDMA、卫星通信技术等两类。

158、 在物联网应用中，用无线网状网和现场总线网络做最后一公里接入、用GPRS/CDMA网络和IP网等广域网络做长距离主干传输的组合方式是一种常用组合。 管理和应用软件是物联网产业链中的关键因素，是其核心和灵魂。它包含M2M中间件和（嵌入式）Edgeware、实时数据库、运行环境和集成框架、通用的基础构件库和行业化的应用套件等。 通用基础功能包括远程监测、自动报警、控制、诊断和维护、系统联动、数据挖掘、报表与决策支持、节能分析、资产跟踪与维护、与ERP/CRM/OA/MES/SCM系统的总体大集成等。 2.物联网软件和中间件 软件和中间件是物联网的灵魂 中间件是物联网软件的核心 物联网之服务器端软件

159、 物联网之嵌入式软件 物联网门户于数据挖掘 广电系统与机顶盒中间件（1）软件和中间件是物联网的灵魂 物联网软件包括服务器端的应用软件和中间件以及数据挖掘和分析软件，还有传输层和末端的嵌入式软件。 思科员工中软件和硬件工程师的比例据说是5：1，它的核心还是软件，硬件都是OEM来的。 包括物联网软件在内的软件领域，美国长期引领潮流，基本上垄断了世界市场，欧盟（世界级厂商只有SAP）看到软件和中间件重要性，从2005年资助Hydra项目。（2）中间件是物联网软件的核心 除了OS、数据库和直接面向用户的客户端的软件以外，凡是能批量生产、高度可复用的软件都算中间件。 IBM、Oracle、微软等软件巨头

160、都是引领潮流的中间件生产商，SAP等大型应用软件厂商的产品也是基于中间件架构的，国内的用友、金蝶等软件厂商都有中间件部门或分公司。 我国应该立即考虑成立自己的软件联盟，制定和开发OSGi和Hydra类似的软件标准和中间件，这是占领物联网制高点的关键。（3）物联网之服务器端软件 基于中央服务器的“大集成”是物联网应用系统的主要形式，大集成包括原有的消除信息孤岛EAI信息集成和智能物件及物联网监控子系统集成。 原先的基于Java技术的IBM Websphere、Oracle BEA Weblogic，以及基于.NET技术的微软应用服务器，将利用他们现有的优势推出面向物联网应用的新的中间件产品，如I

161、BM推出的WebSphere EveryPlace Device Manager。 同方ezM2M物联网业务基础中间件平台是同方面向M2M物联网业务、具有自主产权的旗舰产品。（4）物联网之嵌入式软件 嵌入式系统越来越多地以中间件的形式出现，由专业的第三方软件厂商提供，而不是直接由嵌入式设备提供商的内部软件部门开发提供。（5）物联网门户与数据挖掘 物联网在应用层面主要需要实现三大功能： 基于数据大集成的“上行”数据采集，实现“物”的监测； “下行”的指令下发，实现“控制”，但以“监测”为主、“控制”为辅； 数据大集成以后的数据存储管理和数据挖掘应用。 数据挖掘是一些能够实现物联网“智能化”、“智慧化”的分析技术和应用的统称。包括： 数据挖掘和数据仓库； 决策支持； 商业智能； 报表； 数据抽取、转换和清洗等； OLAP在线数据分析； Dashboard； 平衡积分卡等。（6）广电系统与机顶盒中间件 广电运营商因为其机顶盒已入千家万户，有天然的直接面向普通消费者开展基于家庭网关的增值物联网智能化服务业务的优势。3. 从“牛计算”到云计算 （1）引言 （2）超级计算，Steven Chen （3）“牛计算”改变格局，做超级计算机就像 组装PC （4）云计算的核心是支撑XaaS：从“计算中心” 到“数据中心” （5）社会效益和商业模式