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1、物联网1什么是物联网2什么是物联网3物联网定义InternetofThingsn在计算机互联网的基础上，利用感知（RFID，传感器等）、无线通信、智能等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的网络。n在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，人们能够彼此进行“交流”，人与物能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。n其实质是利用感知/无线技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。4物品开口说话5人、物交流6物、物交流n1）衣服会“告诉”洗衣机对清洗强度和水温的要求；n2）食物会“告诉”微波炉，用多长时间多高的温度进行烹饪。7物联网定义n物联网，英文名称叫“TheInternetofthi
2、ngs”（简称IOT）。通俗地讲，物联网就是“物物相连的互联网”,是将各种信息传感设备通过互联网把物品与物品结合起来而形成的一个巨大网络。n其中两层意思，第一，物联网是互联网的延伸和扩展，其核心和基础仍然是互联网，第二，其用户端不仅仅是个人，还包括任何物品。8物联网概念9物联网概念10物联网意义n“物联网”概念的问世，打破了人类之前的思维方式。过去，人们一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。n而在物联网时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带融合为统一的基础设施，实现人类社会与物理系统的整合。在此意义上，基础设施更像是一块新的地
3、球工地，世界的运转就在它上面进行，并达到“智慧”状态，从而提高资源利用率和生产力水平，实现人与自然和谐统一。11物联网与传感网区别n传感器网sensornetworks，现在谈到的传感器网，通常强调是无线传感器网络。传感器信息一般被认为是低速率、短距离、低功耗，因此组网上有特殊性。也可以叫wirelesssensornetwork，WSN。物联网networkofthings，对物体进行标识。包含了传感器网、RFID、二维码等。主要试图区别于Internet，认为Internet是人与人之间的网络。而物联网是物物相连的网。12物联网与传感网区别n 传感器网可以看成时传感模块+组网模块共同构成的
4、一个网络。传感器仅仅感知到信号，并不强调对物体的标识。例如可以让温度传感器感知到森林的温度，但并不一定需要标识哪根树木。n物联网的概念相对比传感器网大一些。这主要是人感知物、标识物的手段，除了有传感器网，还可以有二维码/一维码/RFID等。如用二维码/RFID标识桌椅之后，就可以形成物联网，但二维码/RFID并不在传感器网络的范畴（除非将传感器网络广义化，而传感器网络广义化意义不大，如广义之后，手机也可以是传感器网，电话也可以是传感器网）。n顺便说一下M2M（MachinetoMachine，即机器到机器的通信）与物联网的关系。从字面上感觉，m2m似乎应当算物联网的子集。原因是Machine一
5、般特指人造的机器设备，而Things则是说更抽象的物体。也就是说，树叶属于things，可以被感知、被标记，但树叶不是Machine，不是人为事物。而冰箱则属于Machine，同时也是一种thing。在实际情况中，m2m的概念并不究得这么严谨。很多M2M应用并不局限于机器，也会触及到自然事物，如水温水位监测等等。13物联网结构14物联网架构15物联网历史n无论是物联网还是传感网，都不是最近才出现的新兴概念。传感器网络的构想最早由美国军方提出，起源于1978年美国国防部高级研究计划局资助卡耐基-梅隆大学进行分布式传感器网络研究项目。16卡耐基梅隆大学自动售货机n大概是1995年夏天，在美国卡耐基
6、梅隆大学(CarnegieMellonUniversity)的校园里有一个自动售货机，如图所示，出售各色可乐，价钱比市场上的便宜一半。所以，很多学生都去那个机器买可乐。但是大老远地跑过去，经常发现可乐已经售完，白跑一趟。于是有几个聪明的学生想了一个办法，他们在自动售货机里装了一串光电管，用来计数，看还剩下多少罐可乐。然后把自动售货机与互联网对接。这样，学生们去自动售货机前，可以先在网上查看一下还剩下多少罐可乐，免得白跑一趟。n后来CNN还专程来学校，实地拍摄了一段新闻。当时还没有物联网(Internetofthings)这个概念。大家最初的想法很简单，就是把传感器(Sensors)连到互联网上
7、去，提高数据的输入速度，扩大数据的来源。这是对于物联网的初次接触。17物联网历史n物联网概念出现于比尔盖茨1995年未来之路一书，在未来之路中，比尔盖茨已经提及物联网概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。n而物联网概念最早提出于1999年，来源于“InternetOfThings”一词，其定义很简单，即把所有物品通过射频识别和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。18物联网历史n“最深邃的技术是那些消失的技术，它们融入到日常生活的基础结构中，令人难以分辨。”这是上世纪90年代初，信息产业还处在个人电脑时代时，计算机科学家和思想家马克魏泽尔对计算机
8、和网络未来的展望。n魏泽尔1999年因病去世。同年一群科研人员在美国麻省理工学院建立了“自动识别中心”，提出日常生活中万物均可通过网络互相连接。19物联网发展n2005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）发布了ITU互联网报告2005：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。20物联网发展n物联网和传感网概念在2009年重新唱热的一个重要原因是国际金融危机使得美国等一些遭受危机严重
9、的国家需要新的概念刺激经济。n奥巴马政府的“智慧地球”计划明确以物联网为基础。目前，全球主流国家先后都提出了物联网发展战略，全球掀起新一轮物联网浪潮。21物联网中国n中国在物联网领域的起步很早。早在1999年，中科院上海微系统所就拨款40万元进行传感网产品的研发，研发出的产品2003年开始在“动态北仑”等项目中得到应用，是物联网在中国的早期发展。n2009年下半年，物联网概念开始在中国盛行。尤其是自2009年8月7日，温家宝总理在无锡考察传感网产业发展并做出“要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，要依靠科技和人才，占领科技和经济发展制高点，保证我国具有可持续发展的能力和可持续的竞争力”的指示之
10、后，物联网、传感网等概念引起业内外的广泛关注，相关讨论此起彼伏。22中国物联网n北京、上海、广东、浙江等省市已初步展开智能交通、智能电网、智能安防、智能物流等物联网的典型应用。据悉，为迎接2010年世博会，上海在世博会展馆和浦东机场布置的防入侵传感网，可以说是当前国际上规模最大的物联网应用系统。此外，无锡市正在启动“智慧之市”的物联网城市建设。n事实上，我国从本世纪初开始启动，2006年起全力推行的信息化战略就已经体现了智慧地球或物联网的精髓，上述两个概念本质上就是将信息化技术应用到各行各业，只不过在表述上更强调互联和智能管理而已。n在科研上，基于近十年传感网领域相关研究，我国在技术上基本保持
11、与国际同步。从产业上，不仅在无锡建立了中国的传感信息中心，各地也纷纷启动物联网产业项目。23中国物联网24世界物联网25物联网发展规划2010年之前2010-2015年2015-2020年2020年后技术前景单个物体间互联；低功耗、低成本。物与物之间联网；无所不在的标签和传感器网络。半智能化；标签、物件可执行指令。全智能化。标准化RFID安全及隐私标准；确定无线频带；分布式控制处理协议。针对特定产业的标准；交互式协议和交互频率；电源和容错协议。网络交互标准；智能器件间系统。智能响应行为标准；健康安全。产业化应用RFID在物流、零售、医药产业应用；建立不同系统间交互的框架（协议和频率）。增强互操
12、作性。分布式控制及分布式数据库；特定融合网络；恶劣环境下应用。分布式代码执行；全球化应用；自适应系统；分布式存储、分布式处理。人、物、服务网络的融合；产业整合；异质系统间应用。器件更小、更廉价的标签、传感器、主动系统；智能多波段射频天线；高频标签；小型化、嵌入式读取终端。提高信息容量、感知能力；拓展标签、读取设备、高频传输速度；片上集成射频；与其他材料整合。超高速传输；具有执行能力标签；智能标签；自主标签；协同标签；新材料。更廉价材料；新物理效应。可生物降解器件；纳米功率处理组件。功耗低功耗芯片组；降低能源消耗；低功耗芯片组；超薄电池；电源优化系统（能源管理）。改善能量管理；提高电池性能；能量
13、捕获（储能、光伏）；印刷电池；超低功耗芯片组。可再生能源；多种能量来源；能量捕获（生物、化学、电磁感应）；恶劣环境下发电；能量循环利用。能量捕获；生物降解电池；无线电力传输。26物联网未来n物联网并非一个新概念，比尔盖兹在华盛顿湖畔的智能化豪宅，联想、长虹等国内厂商推出闪联标准，国内外运营商推出的手机支付、路灯监控、智能终端系统等。M2M应用都是物联网的雏形。就如互联网之初也是由一个个局域网构成，现有的M2M应用已经是物联网的构成基础。从M2M到物联网，已经为世界勾画出了一幅智能化未来画卷。n其实国内基于物联网基础理论小的闭环应用系统也已经在探索或者应用阶段，高速公路不停车收费系统、铁路车辆调
14、度系统、动物追踪管理、危险品追踪管理、学生进出校门管理，都是基于物联网理论应用探索。但所有的这些应用仍停留在闭环应用阶段，使用着各自独立的标准和系统，离“网”还有相当的距离。27物联网未来n从核心构成来说，物联网由云计算的分布式中央处理单元、传输网络和感应识别末梢组成。就像互联网是由无数个局域网构成的一样，未来的物联网势必也是由无数个传感网、M2M系统构成，就如人体身体不同机能一样，不同的传感网、M2M系统会负责不同的功能处理，通过中央处理单元协同运作，最终组成智能化的社会系统。n具有微型计算和通讯能力的各种物件设备通过联网，使商业系统、社会系统与物理系统融合起来，形成一个个全新的、智慧的基础
15、设施和设备网络群，包括智慧城市、智慧物流、智慧电网、智慧医疗等。28物联网未来nEPOSS（欧洲智能系统集成技术平台）在InternetofThingsin2020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，20102015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。n据BeechamResearch数据显示，2009年全球M2M终端规模为9926万，年增长率近70%。而AlexanderResources的数据则表明，从全球市场来看，预计到2010年M2M市场规模将达到2234亿美元。据统计，20
16、09全球M2M运营商业务收入约为15亿美元，主要来自于交通、能源、安防及零售物流产业。29物联网未来n物联网对于世界经济、政治、文化、军事等各个方面，都将会产生无比巨大的影响。因此，物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，也将是信息产业新一轮竞争中的制高点。n物联网发展趋势包括终端标准化、智能化；通信多元化、协同化、宽带化；服务综合化、泛在化；服务个性化。n一旦物联网大规模普及，无数的日常生活用品需要加装小巧智能的传感器，或者直接升级换代，给市场带来的商机将大得难以估量。有机构预测，如果物联网全部构成，其产业要比互联网大30倍！物联网将会成为下一个万亿元级业务。30感知世界
17、n物联网快速发展成为整个信息产业最引人瞩目力量，它所带来改变用中国电信宣传语可以形象地描述，就是“世界触手可及”，让信息自由流动，跨越时间和空间的束缚，让人人分享信息价值。在物体上植入各种微型感应芯片，把它变得智能化，然后借助无线网络，人们就可以和物体“对话”，物体和物体之间也能“交流”，而这些物体既可以是小小的手表、钥匙，也能是汽车、楼房，总之日常生活中任何物品都可以变得“有感觉、有思想”。n物联网时代人们可随时随地全方位感知对方，人们生活方式将从感觉跨入感知阶段，如图所示。31物联网应用n物联网和互联网最大的区别，就在于后者是人与人之间的信息交互，是一个虚拟世界。物联网则是对现实物理世界的
18、感知和互联。对物联网一句话说最准确，叫物物互联，感知世界。32物联网应用n物联网用途广泛，遍及智能楼宇、智能家居、路灯监控、智能医院、智慧能源、智能交通、水质监测、智能消防、物流管理、政府工作、公共安全、资产管理、军械管理、环境监测、工业监测、矿井安全管理、食品药品管理、票证管理、老人护理、个人健康等诸多领域。n物联网一方面可以提高经济的效率，大大节约成本；另一方面可以为经济的复苏提供技术动力，带动所有的传统产业部门进行结构调整和产业升级，并将推动国家整个经济结构的调整，推动发展模式从粗放型发展转向集约型发展。33公共安全34食物追踪35家庭自动化36智慧农业37环境监测38智能交通39智慧能
19、源40智能物流41手机支付42物联网关键技术n人们希望在物联网里面允许任何人、任何物，在任何时间和任何地点，通过任何的网络获取任何的服务。n在这里面，它会涉及到很多的技术和方法，包括了聚合、收集、计算、通信、连接等等。n物联网将是一个物理世界和虚拟世界的交互，就是任何一个物体，它相当于一个数字的东西在这个地方，它需要一个表示。43物联网关键技术n传感技术nRFID技术n通信技术n智能技术n云计算技术n安全技术44传感技术n传感网是通过人来看环境，来去获取信息，物联网来了之后，更好地降低了人的干预，因为人可能有失误，人的经验不一样。把人的经验提取出来，智能化。n物体不仅自己有感知，同时在局部空间
20、里面，他们有互动。人进来之后灯要打开，人离开之后灯要关闭。45传感器n 传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件，起自动控制作用。一般由敏感元件、转的一种组件，起自动控制作用。一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，如：换器件、转换电路三个部分组成，如：EPASBR0A非电物理量非电物理量转换器件转换器件敏感元件敏感元件转换电路转换电路电学量电学量
21、46传感技术n人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感官来感知外界的信息，感知的信息输入大脑进行分析判断（即人的思维）和处理，再指挥人做出相应的动作，这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的本能。n但是通过人的五官感知外界的信息非常有限，例如，人总不能利用触觉来感知超过几十甚至上千度的温度吧，而且也不可能辨别温度的微小变化。n同时人的精力也是有限的，不可能一天24小时不断地感知、监控外部环境，这就需要电子设备的帮助。47传感技术n利用电子设备特别如计算机控制自动化装置来代替人的劳动，那么计算机或嵌入式系统类似于人的大脑，而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不足够的，中央处理系统也还需要它们的
22、“五官”即传感器。传感器作为人类感观的延伸，是信息采集不可或缺的工具。n传感器是获取自然领域中信息的主要途径和手段，在缩小物理世界和虚拟世界之间的差距方面发挥了重要作用，它使物体能够在各自的物理环境中对改变做出反应，收集来自环境的信息等并能对环境变化做出反应，比如电子装置中的传感器能够收集外部温度的变化信息并相应地改变电子装置中的其他参数。48传感技术发展趋向n1、微型化。n2、智能化。n3、集成化。n4、网络化。n5、多功能化。49传感技术发展趋向n在物联网社会，几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探测技术的支持。生活在物联网的人们，日常生活与信息资源开发、采集、传送和
23、处理息息相关。n分析当前信息与技术发展状态，物联网时代先进传感器必须具备微型化、智能化、多功能化和网络化等优良特征。50传感技术发展趋向n为了能够与信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致，对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格。n与此同时，传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程，因此还要求传感器必须配有标准的输出模式；而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求，所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代；高性能微型传感器主要由硅材料构成，具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。51传感技术发展趋向n智
24、能化传感器(SmartSensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视，尤其在探测器应用领域，如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎，产生的影响较大。52传感技术发展趋向n通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量，但在许多应用领域中，为了能够完美而准确地反映客观事物和环境，往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统，它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式，用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。n
25、随着传感器技术和微机技术的飞速发展，目前已经可以生产出来将若干种敏感元件组装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。53传感技术发展趋向n最热门研究领域也许是各种类型仿生传感器了，而且在感触、刺激以及视听辨别等方面已有最新研究成果问世。人工嗅觉传感系统的典型产品是功能各异的Electronicnose(电子鼻)。“电子鼻”系统通常由一个交叉选择式气体传感器阵列和相关的数据处理技术组成，并配以恰当的模式识别系统，具有识别简单和复杂气味的能力，主要用来解决一般情况下的气味探测问题。n网络对我们来说并不陌生，比如手机，互联网，无线上网，电视机。传感器对我们来说也不陌生，比如温度传感器、压力
26、传感器，还有比较新颖的气味传感器。但是，把二者结合在起来，提出传感器网络(SensorNetworks)这个概念。n这个网络的主要组成部分就是一个个可爱的传感器节点。说它们可爱，是因为它们的体积都非常小巧。这些节点可以感受温度的高低、湿度的变化、压力的增减、噪声的升降。更让人感兴趣的是，每一个节点都是一个可以进行快速运算的微型计算机，它们将传感器收集到的信息转化成为数字信号，进行编码，然后通过节点与节点之间自行建立的无线网络发送给具有更大处理能力的服务器。54RFID技术n物联网时代人们的生活方式将从感觉跨入感知的阶段，人们就可以和物体“对话”，物体和物体之间也能“交流”，而这些物体既可以是小
27、小的手表、钥匙，也能是汽车、楼房，总之日常生活中任何物品都可以变得“有感觉、有思想”。物联网时代人们可随时随地全方位感知人、物体、动物等。此时如人一样，物体、动物也需要自己的“身份证”。55最早物品身份证n风声鹤唳二十世纪二十年代，威斯汀豪斯（Westinghouse）实验室里，一位名叫约翰科芒德（JohnKermode）性格古怪发明家“异想天开”地想对堆积如山的邮政单据实现自动分检，为每一张单据设计一张“身份证”，并可以用机器对其进行自动识别，那时候对电子技术应用方面每一个设想都使人感到非常新奇。56条码n自20世纪70年代以来，条码技术一直是识别商品身份，商品清单管理主流“身份证”。一个条
28、码的价格不到0.01美元，并且还有统一的管理标准，推动了零售业的革命化与商品的物流管理。57条码缺陷n只能识别类级别物品，无法作到对每个物品进行身份证编码；每次只能识别一个物品；无法穿透性，无屏障阅读；不可重复使用；抗污染能力和耐久性差；没有信息安全保密；保存信息量少。n由于条码本身技术以上缺点，显然无法作为物品的身份证在物联网时代应用。n与条码技术相比，RFID标签识别技术更有特点，解决了有些条件下条码等其他身份识别技术无法使用的问题，并开拓了许多新的应用领域。58RFID技术nRFID最早曾在第二次世界大战中用来在空中作战行动中进行敌我识别：当时英国用以确认进机场是否为己方的飞机，以免遭误
29、击。n20世纪90年代起，这项技术被美国军方广泛使用在武器和后勤管理系统上。美国在“伊拉克战争”中利用RFID对武器和物资进行了非常准确地身份识别并调配，保证了前线弹药和物资的准确供应。和以往的“充足”供应有所不同，现代化的管理强调是准确供应，也就是需要多少就提供多少，因为多余供应会增加不必要管理成本。59RFID系统60RFID技术n在物联网时代，人们在超市购买时，随手拿起一块猪肉，用手机轻轻一扫之后，随即报上自家出自那头猪，生前吃过那些饲料、喝过哪儿水；同时将生产、物流的全过程追溯得一清二楚，如果你想了解，即刻可以查看这块肉包装过程的视频。n最后当你推着一辆装满满购物车，从结账通道一推而过
30、，设在出口处的读写器就会自动扫描购物车里的商品信息，自动结算出购物款，不再需要营业员拿着商品一件件地扫描，然后人们潇洒地拿出信用卡结账，整个过程不到三十秒。61RFID典型应用62通信技术n在物联网网络中，一个又一个带有“身份证”的感知终端，其通过感知设备感知外界信息，感知的信息如何输入“大脑”进行分析存储、判断和处理，再指挥做出相应的动作。n人是通过身体的神经网络进行传输，那物联网感知数据是如何传输呢？在物联网整体技术架构中，传送层所涉及到光纤网、移动通信网、互联网、无线网。归结起来即包括2种网络：有线网络及无线网络。63通信技术64有线网络n现有的有线网络包括互联网、有线电话网、有线电视网
31、等三大类。经过多年发展，互联网已经取得了巨大的成功，成长为一个全球性的信息系统。但是随着互联网的普及、商业化以及新业务的不断涌现，其正在逐步地取代电话网及电视网。n在物联网时代，对数据传输网络提出更高的要求，除了提供现在互联网普适服务外，还包括各种话音业务、数据业务、多媒体业务等，随着物联网时代数据传输的实时、安全、可靠等要求提高及各种新技术的不断涌现，现有互联网网络缺陷也日益明显的暴露出来。服务质量难以保证、网络安全无法保障、网络控制和管理的复杂度增加、IP地址匮乏、多样化的应用需求无法满足等问题亟待解决。65新一代互联网技术n为了解决现有互联网存在的问题，满足和适应当前及未来的网络应用对互
32、联网的多样化需求，研究和建设新一代互联网体系结构已经是一项迫在眉睫的任务。n新一代互联网技术研究的中心问题是提出一种高效、大规模、高度可伸缩、支持异构网络技术融合的基础网络体系结构。新一代互联网体系结构设计目标如图所示，该体系结构的设计将支持移动性、QoS保障、安全性和可信性，以及网络的可控可管。66物联网通信n物联网系统，由自治元素(例如物体、人类个体、家庭、公司等)组成。这些自治元素能够实现动态的自组织并自适应不断变化的环境。通过这些自治组件，系统可以利用局部环境交互实现无集中控制下的一致的全局性行为，从而达到整个系统的平衡状态。n新型网络体系结构的灵感来源于此。由于新型系统的特征如非集中
33、式的控制、适应不断变化的环境、个体的自私性与整体利益的权衡等，研究学者开始尝试从自治的角度来解决目前的网络问题。新型网络使网络以一种可靠的方式管理自己并成功地提供服务，使网络具备智能、认知、可靠、安全等特点。67物联网通信n新型网络体系结构在管理方面的自治包括：自动运行根据所在环境的上下文和状态自动启动并配置基本功能而无需人工干涉，自动控制内部资源和功能，无需人工干涉地预测任务所需的资源并使用这些资源；感知功能清楚自身的组件、资源和能力、当前的上下文环境和状态以及与所在环境中的其他系统之间的关系；适应功能感知内外部环境的变化，并进行自适应的调整。n在新型联网方面则包括：节点级的自组织节点通过和
34、邻居设备的局部交互自组织到网络中的能力；自配置机制节点能自动地建立关键的联网功能，例如寻址和命名；网络级的自组织异构的网络云能够自组织到更大型的网络中从而形成能够全局可达的网络联盟；自保护阻止业务中断和受到攻击；自恢复技术网络从突发事件中的恢复。68无线网络n物联网时代数据传输骨干网络为新一代信息传输网络，其为有线网络。但在一个智慧家庭、智慧城市等布满成千上万个感知设备的区域，不可能每个感知终端都挂着一个线缆尾巴。想象一下，每台手机都带着一条线缆会给手机用户带来多大的不便及限制。因此感知终端设备与新一代信息传输骨干网络之间的数据传输需要使用是无线数据传输网络。69无线网络70无线网络n根据应用
35、不同，现有各种各样无线网络，如：手机/GPRS网络，电台广播网络，Wi-Fi，ZigBee，蓝牙等。根据距离长短，一般分为无线广域网(WWAN)、无线局域网(WLAN)、无线个人局域网(WPAN)。名称速率距离频段GPRS/GSM几十至一百Kbps全球漫游900M3G手机网几百Kbps以上全球漫游900MWi-Fi10M-100Mbps50米以内2.4G蓝牙2Mbps10米以内2.4GZigBee250Kbps1000米以内2.4GUWB100Mbps1Gbps10米以内3.4-4.8GHz71无线网络n在物联网时代，在各种设备、无线技术、网络运营商和商业模式等因素导致的日益激烈的竞争和合作环
36、境的带动下，一些新的业务和特性对无线网络基础设施提出了更高的要求。n例如：支持大量的不同类型感知连接终端，包括个人、设备、机器、移动网络等都将作为通信实体；传递日益增加的大数据量的能力；最大化网络覆盖，提高业务的可用性；有效的无线接入和骨干网的网络资源管理；支持无论何时何地、任何移动条件下都提供尽量好的永远在线功能。72无线网络73物联网通信74智能技术n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。n在物联网中，人工智能技术主要负责将物品“讲话”内容进行分析，从而实现计算机自动处理。在物联网中网络是智能的，物联网使用功能强大的云计算或下一代处理算
37、法对海量数据进行处理，网络能智能地分析感知设备收集的数据。终端是智能的，终端具有强大处理能力，能对感知设备收集数据正行分析，使其能智能地对环境作出反应。75智能技术n从大型机和分时系统出现，到计算机和客户端/服务器模式，再到互联网深刻影响人们的生活，这些发展印证了“计算范型和思维模式每隔15年左右就会发生一次变革”的断言。互联网引发的变革始于1995年。至今15年过去了，物联网迅猛发展及其背后蕴含的智能信息服务空间正暗示着下一个变革的到来。n每当人们谈及互联网，联想到的不只是物理设备构成的网，还有一个巨大的信息系统。物联网的情况也与之类似。物联网多被看作是互联网通过各种信息感应、探测、识别、定
38、位、跟踪和监控等手段和设备向物理世界延伸。这只是人类社会对物理世界实现“感、知、控”第一个环节。基于互联网计算涌现智能以及对物理世界反馈和控制是另一个环节。如果将第一个环节称为物联网“前端”，将后一个环节称为物联网“后端”。76智能技术n实时感应、高度并发、自主协同和智能化等特征对物联网“后端”提出了新挑战，需要有针对性地研究物联网特定的应用集成问题、体系结构及标准规范，特别是大量高并发事件驱动的应用自动关联和智能协作问题，将软件实现和运维相关部分与用法部分（即服务）相剥离，并纳入到物联网基础设施中。77智能技术n从1956年正式提出人工智能（AI）学科算起，50多年来，取得长足的发展，成为一
39、门广泛的交叉和前沿科学。总的说来，人工智能的目的就是让终端、网络能够象人一样思考。如果希望做出终端、网络，那就必须知道什么是思考，更进一步讲就是什么是智慧。n人工智能的发展历史是和计算机、信息、电子科学与技术的发展史联系在一起的。除了计算机科学以外，人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科。人工智能学科研究的主要内容包括：知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面。78智能机器人深蓝计算机深蓝计算机79智能技术n什么样的终端、网络才是智慧的呢？科学家已经作出
40、了汽车，火车，飞机，收音机等等，它们模仿我们身体器官的功能，但是能不能模仿人类大脑的功能呢？到目前为止，我们也仅仅知道这个装在我们天灵盖里面的东西是由数十亿个神经细胞组成的器官，我们对这个东西知之甚少，模仿它或许是天下最困难的事情了。n当计算机出现后，人类开始真正有了一个可以模拟人类思维的工具，在以后的岁月中，无数科学家为这个目标努力着。现在人工智能已经不再是几个科学家的专利了，全世界几乎所有大学的计算机系都有人在研究这门学科，在大家不懈的努力下，现在终端、网络似乎已经变得十分聪明了。80智能技术n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）的学科，主要
41、包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。n人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。81云计算技术n物联网除了智能终端、智能网络，支持海量数据处理，还是智能处理中心：云计算。在开放式的物联网环境中，使用云计算技术是非常必要的。82云计算技术n在物联网中，海量业务数据产生了的巨大压力，终端增长迅速，终端关联数据增加，应用自定义数据迅速增加，传统的硬件环境难以支撑
42、；另外，运营商长期积累了大量闲置的计算能力和存储能力，有必要加以利用，这也是绿色环保的需求；n还有大规模业务驻留突显性能瓶颈，随着业务发展，大量自定义业务同时运行，对平台造成性能压力，服务器CPU处理能力以及内存容量，均难以满足不断增长的自定义业务的运行。所以在开放的物联网环境中采用云计算技术是很必要的。83云计算技术n人工智能、云计算机便支撑物联网“后端”，从“后端”来看，物联网可以看作一个基于互联网的，以提高物理世界的运行、管理、资源使用效率等水平为目标的大规模信息系统。n由于物联网“前端”在对物理世界感知方面具有高度并发性，并将产生大量引发“后端”深度互联和跨域协作需求，从而使得物联网信
43、息处理表现以下特性：不可预见性；涌现智能；多维度动态变化；大数据量、实效性。84云计算技术n不少人依然被这“云计算”弄得晕头转向，不知所为何物。其实也并不奇怪，这是个抽象概念，指的是一种新兴共享基础架构的方法，可以将巨大的资源池连接在一起以提供各种IT服务。这种资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。n云计算具有超大规模、虚拟化、通用性和可靠性高、高
44、可扩展性，以及低成本等特点，不过这的确让人看不见也摸不着。但是不可否认的是，我们正在进入了“云计算”时代，云计算将可以彻底改变人们未来的生活。85云计算技术86云计算技术87安全技术n凌晨2点，你正在甜美酣梦中，突然被寒风冻醒，一起来，发现原本关着的窗户被打开了，因为窗户安装了传感器，而黑客控制了这个传感器。n不幸的是，有一天，你家里的饭煮焦了，冬天的空调却被调成冷气，花园的玫瑰谢了，原来，你的物联网遭遇黑客了。当你一筹莫展的时候，黑客们却笑得前俯后仰，其实，仅仅这么恶搞倒无所谓，如果黑客动用物联网，动了你家保险柜，拿来你家收藏品，那就麻烦了。88安全技术n物联网时代中，人类会将基本的日常管理
45、统统交给人工智能去处理，从而从繁琐的低层次管理中解脱出来，将更多的人力、物力投入到新技术的研发中。n那么可以设想，如果哪天物联网招到病毒攻击，也许就会出现工厂停产，社会秩序混乱，甚至于直接威胁人类的生命安全。n在互联网时代著名的蠕虫病毒在一天内曾经感染了25万台计算机，可想而知在市场价值更大的物联网上，为了牟取利益而从事物联网病毒的人将会更甚于互联网。89安全技术n几个黑客怕什么？我们大抵不会因为黑客而不上网。90安全技术n“魔高一尺，道高一丈”，物联网网络的不断普及，网络攻击手段也不断复杂化、多样化，随之产生的信息安全技术和解决方案也在不断发展变化，安全产品和解决方案也更趋于合理化、适用化。
46、n安全防御体系已从如下几个方面进行变革：由“被动防范”向“主动防御”发展，由“产品叠加”向“策略管理”过渡，由“保护网络”向“保护资产”过渡。采用“堵漏洞、作高墙、防外攻”等防范方法的纵深防御网络在现在互联网时代对信息网络的安全管理发挥了重要作用。91安全技术n物联网威胁呈现出复杂性和动态性的特征，黑客日益聚焦于混合型攻击，结合各种有害代码来探测和攻击系统漏洞，并使之成为僵尸或跳板，再进一步发动大规模组合攻击。攻击速度超乎想象，已经按小时和分钟来计算，出现了所谓大量的零日或零小时攻击的新未知攻击。纵深防御网络已经不能胜任当前的网络安全状况。92安全技术n用户更需要零距离、多功能的综合保护。安全能力与网络能力的融合，使网络具备足够的安全能力，将成为信息网络发展的趋势。n安全免疫网络基于主动防御的理念，通过安全设备融合网络功能、网络设备融合安全能力，以及多种安全功能设备的融合，并与网络控制设备进行全网联动，从而有效防御信息网络中的各种安全威胁。93
