物联网的发展历程绪论

第1学习要求知识要点物联网发展历程(1)掌握物联网产生的原因(2)了解物联网的发展现状与趋势物联网的定义(1)了解各种物联网定义的出发点(2)掌握定义物联网的技术特点物联网的主要特点(1)了解物联网的产业特征(2)掌握物联网的技术特点相关概念辨析(1)了解“E社会”与“U社会”的概念(2)掌握物联网、传感网、泛在网等网络之间的关联与区别(3)理解广义物联网、泛在网和CPS的关系物联网的演进了解电信网主导和传感网主导两种物联网演进模式物联网的标准了解正在制定物联网标准的国际国内组织物联网的应用(1)理解物联网的应用的技术需求(2)了解物联网在军事、民用及工商业领域的应用 Contents1.1 1.1 物联网的发展历程物联网的发展历程1.2 1.2 物联网的定义物联网的定义1.3 1.3 物联网的主要特点与相关概念解析物联网的主要特点与相关概念解析1.4 1.4 物联网的演进路径物联网的演进路径1.5 1.5 物联网的标准物联网的标准1.6 1.6 物联网的市场分析及应用前景物联网的市场分析及应用前景什么是物联网？什么是物联网？物联网的概念是如何产生的？物联网的概念是如何产生的？重庆邮电大学 1990年施乐公司发明的网络可乐贩售机NetWorked Coke Machine物联网导论：第1章 绪论国外物联网的发展重庆邮电大学1.1 物联网的发展历程物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.1 物联网的发展历程 1995年比尔盖茨在其未来之路一书中提及物物互联的概念 1999年Ashton教授在美国召开的移动计算和网络国际会议上提出物联网的概念物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.1 物联网的发展历程 2004年日本提出U-Japan构想，希望在2010年将日本建设成一个“Anytime+Anywhere+Anything+Anyone”都可以上网的环境 2004年韩国政府几乎与日本同步提出了U-Korea战略，并制定了详细的“IT839战略”，重点支持泛在网建设 2005年ITU发布ITU互联网报告2005：物联网，引用了“物联网”的概念物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.1 物联网的发展历程 2004年，圆桌会议IBM首席执行官彭明盛首次提“智慧地球”这一概念，同时奥巴马给出积极回应智慧地球是个什么球智慧地球的三要素物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.1 物联网的发展历程 2011年以来，美国先进制造伙伴计划、总统创新伙伴计划以及物联网开放产业联盟 2013年，欧盟“地平线2020”，德国“工业4.0”，韩国“ICT WAVE”2014年，AT&T、思科、通用电气、IBM和Intel成立了工业互联网联盟（IIC），将促进物理世界和数字世界的融合，并推动大数据应用。国外物联网的典型应用案例 瑞典的“ZigBee城市计划”哥特堡 瑞士的“Perma Sense项目”阿尔卑斯雪山物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.1 物联网的发展历程物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.1 物联网的发展历程1999199920072007201320132009200920152015中国科学院中国科学院中国科学院开始研究传感网中共十七大中共十七大中共十七大提出工业化和信息化融合发展的构想“感知中国感知中国”“感知中国”迅速进入国家政策的发展议程20062006信息化发展战略信息化发展战略将传感网列入重点研究领域将“射频识别技术与应用”列入863计划“互联网互联网+”“互联网+”计划再次将物联网提高到一个更高的关注层面整体规划布局整体规划布局物联网发展专项行动计划（2013-2015年）国内物联网的发展物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.1 物联网的发展历程 国内物联网的典型应用案例 “浦东机场防入侵系统”“感知太湖”物联网系统物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.1 物联网的发展历程物联网的基本思想出现于物联网的基本思想出现于2020世纪世纪9090年代年代 物联网的基本思想出现于物联网的基本思想出现于2020世纪世纪9090年代年代，19901990年施乐公司发明的网络年施乐公司发明的网络可乐贩售机可乐贩售机Networked Coke MachineNetworked Coke Machine拉开了人类追梦物联网的序幕。拉开了人类追梦物联网的序幕。在利用传感技术，通过网络操控设备的过程中，人们渐渐发现了物联网的在利用传感技术，通过网络操控设备的过程中，人们渐渐发现了物联网的价值。伴随互联网的兴起和感知技术的发展，人们对物联网的想象也开始价值。伴随互联网的兴起和感知技术的发展，人们对物联网的想象也开始插上翅膀。插上翅膀。物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.2 物联网的定义ERP概念的提出概念的提出概念的提出概念的提出In computing,In computing,the Internet of Thingsthe Internet of Things refers to a network of refers to a network of objects,such as household appliances.It is often a objects,such as household appliances.It is often a self-self-configuring wireless networkconfiguring wireless network.The concept of the internet of.The concept of the internet of things is attributed to the original Auto-ID Center,founded in things is attributed to the original Auto-ID Center,founded in 1999 and based at the time in MIT.1999 and based at the time in MIT.物联网物联网物联网物联网实际是中国人的发明，整合了美国CPS(Cyber-Physical Systems)、欧盟IoT(Internet of Things)和日本U-Japan等概念。是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能被独立寻址的普通物理对象普通物理对象实现互联互通的网络。普通对象设备化，自治终端互联化和普适服务智能化是其三个重要特征。物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.2 物联网的定义由具有标识、虚拟个体的物体/对象所组成的网络，这些标识和个体运行在智能空间，使用智慧的接口与用户、社会和环境的上下文进行连接和通信。2008 2008 年年 5 5 月，欧洲智能系统集成技术平台月，欧洲智能系统集成技术平台(EPoSS)IoT in 2002(EPoSS)IoT in 2002定义11999年MIT：把所有物品通过射频识别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。两个重要的观点：一是物联网要以互联网为基础发展起来；二是RFID是实现物品与物品连接的主要手段。物联网是未来互联网的整合部分，它是以标准、互通的通信协议为基础，具有自我配置能力的全球性动态网络设施。在这个网络中，所有实质和虚拟的物品都有特定的编码和物理特性，通过智能界面无缝连接，实现信息共享。2009 2009 年年 9 9 月，欧盟第七框架月，欧盟第七框架 RFID RFID 和互联网项目组报告和互联网项目组报告定义2指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。2010 2010 年年 3 3 月，我国政府工作报告所附的注释中物联网的定义月，我国政府工作报告所附的注释中物联网的定义定义3物联网实现人与人、人与物、物与物之间任意的通信，使联网的每一个物件均可寻址、联网的每一个物件均可通信、联网的每一个物件均可控制。2010 2010 年，邬贺铨院士年，邬贺铨院士定义4物联网是一个将物体，人，系统和信息资源与智能服务相互连接的基础设施，可以利用它来处理物理世界和虚拟世界的信息并作出反应。20142014年，年，ISO/IEC JTC1 SWG5ISO/IEC JTC1 SWG5物联网特别工作组物联网特别工作组简单明确，易于理解，包含了物联网重要的特征和特点简单明确，易于理解，包含了物联网重要的特征和特点互联和处理能力互联和处理能力定义5 事实上，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。而我国的物联网概念整合了美国CPS(Cyber-Physical Systems)、欧盟IoT（Internet of Things)和日本U-Japan等概念。物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.2 物联网的定义物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.3 物联网的主要特点与相关概念辨析即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络。互联网互联网即网络系统应该具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。智能化智能化即纳入联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功。识别与通信识别与通信020201010303识别与识别与通信通信互联网互联网智能化智能化物联网的物联网的本质特征本质特征物联网的主要特点物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.3 物联网的主要特点与相关概念辨析物物联联网网的的产产业业特特征征感知识别普适化感知识别普适化：无所不在的感知和识别将传统上分离的物理世界和信息世界高度融合；异构设备互联化异构设备互联化：各种异构设备利用通信模块和协议自组成网，异构网络通过“网关”互通互联；联网终端规模化联网终端规模化：物联网时代每一件物品均具通信功能成为网络终端，5-10年内联网终端规模有望突破百亿；管理调控智能化管理调控智能化：物联网高效可靠组织大规模数据，运筹学，机器学习，数据挖掘，专家系统等决策手段将广泛应用于各行各业；应用服务链条化应用服务链条化：以工业生产为例，物联网技术覆盖从原材料引进、生产调度、节能减排、仓储物流到产品销售、售后服务等各个环节；经济发展跨越化经济发展跨越化：物联网技术有望成为从劳动密集型向知识密集型，从资源浪费型向环境友好型国民经济发展过程中的重要动力。物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.3 物联网的主要特点与相关概念辨析物联网的其他特点从传感信息本身来看：多信息源多信息源：在物联网中会存在难以计数的传感器，每一个传感器都是一个信息。多种信息格式多种信息格式：传感器有不同的类别，不同的传感器所捕获，传递的信息内容和格式会存在差异。信息内容实时变化信息内容实时变化：传感器按照一定的频率周期性的采集环境信息，每一次新的采集就会得到新的数据。从传感信息的组织管理角度来看：信息量大信息量大：物联网上的传感器难以计数，每个传感器定时采集信息，不断的积累，形成海量的信息。信息的完整度信息的完整度：不同的应用可能会使用传感器采集到的部分信息，存储的时候必须保证信息的完整性，以适应不同的应用需求。信息的易用性信息的易用性：信息量规模的扩大导致信息的维护、查找、使用的困难也迅速增加，从海量的信息中方便使用需求的信息，要求易用性保证。从传感信息使用角度来看：物联网具备多角度过滤多角度过滤和分析分析的特征从应用角度来看：物联网具备领域性领域性和多样化多样化的特征物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学“E E 社会社会”与与“U U 社会社会”“E”社会，能够实现任何人和任何人在任何时候、任何地点的通信与联系，即“三A通信”（Anyone，Anytime，Anywhere），其衡量标准主要有电话普及率、互联网普及率以及计算机普及率。“U”社会，能够实现任何人和任何人、任何人和任何东西（对象）在任何时候和任何地点的通信与联系，即“四A通信”（Anyone，Anytime，Anywhere,Anything）。其是一个“人-机-物”组成的动态开放的网络社会，即人类社会、信息世界、物理世界组成的三元世界。1.3 物联网的主要特点与相关概念辨析物联网的相关概念辨析物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.3 物联网的主要特点与相关概念辨析l移动网：人人互联（网络中的客流）人人互联（网络中的客流）l物联网：物物互联（网络中的物流）物物互联（网络中的物流）l互联网：连接虚拟信息空间（信息挖掘与共享）连接虚拟信息空间（信息挖掘与共享）l传感网：连接现实物理世界（信息获取与感知）连接现实物理世界（信息获取与感知）信息物理系统（CPS：Cyber Physical System）是以物联网技术为支持，在环境感知的基础上，深度融合计算、通信和控制能力的所形成的可控可信可扩展的网络化物理设备系统，CPS可使系统更加可靠、高效、实时协同，具有重要而广泛的应用前景。l泛在网：人与人、人与物、物与物人与人、人与物、物与物，其最终形态包括互联网、移动网和物联网物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.4 物联网的演进路径 物联网的演进路径分为电信网主导和传感网主导两种模式，发展的初期由传感网络主导，但是当传感网技术成熟后，将以电信网为主导，实现信息的可控可管、安全高效。物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.4 物联网的演进路径电信网和传感网的区别电信网和传感网的区别主要体现在发展方向上：移动化宽带化智能化IP化电信网发展方向电信网发展方向传感网发展方向传感网发展方向l 移动化移动化实现位置上的自由通信l 宽带化宽带化实现传输容量上的自由通信l 智能化智能化自主实现信息交换l IPIP化化实现“IP到末梢”物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.4 物联网的演进路径电信网和传感网的联系电信网和传感网之间是相互制约，相互影响的。电信网和传感网之间是相互制约，相互影响的。电信网主导模式就是由传统的电信运营商主导，推动物联网的发展；传感网主导模式是以传感网产业为主导，逐步实现与电信网络的融合。在当前状况下，由于传感器的研发瓶颈制约了物联网的发展，应当大力加强传感网络的发展，但是从战略角度看，针对未来会出现的信息安全和信息隐私的保护问题，应当选择电信网主导的模式，而且通信产业具有强大的技术基础、产业基础和人力资源基础，能实现海量信息的计算分析，保证网络信息的可控可管，最终保证在信息安全和人们的隐私权不被侵犯的前提下实现泛在网络的通信。物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.5 物联网的标准国际物联网标准的发展国际物联网标准化组织物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.5 物联网的标准国内物联网标准的发展2009年成立的TC10（泛在网技术工作委员会）专门从事物联网相关的研究工作，开展了泛在网术语、泛在网的需求和泛在网总体框架与技术要求等标准项目研究。CCSA（TC10）2009年成立的RFID标准工作组专注于RFID技术标准体系研究、关键技术、编码标准制定和应用标准制定。RFID标准工作组2009年成立的WGSN（传感器网络标准工作组），开展了传感器网络相关标准，包括总则、术语和接口等标准项目。WGSN物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.5 物联网的标准2010年成立的物联网标准联合工作组，以便处理好各个标准组织之间的横向沟通，旨在整合中国物联网相关标准化资源，联合产业各方共同开展物联网技术的研究，积极推进物联网标准化工作。物联网标准联合工作组2010年成立的国家物联网基础标准工作组，旨在加快开展标准化工作，研究我国物联网术语和架构等标准。国家物联网基础标准工作组 WGSN偏重传感器网络层面，CCSA TC10偏重通信网络和应用层面，RFID标准工作组则关注RFID相关的领域。同时各标准组的工作中也有不少重复的部分，如WGSN也会涉及到传感器网络以上的通信部分和应用部分的内容，而CCSA也涉及到了一些传感网层面的工作内容。物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.6 物联网的市场分析及应用前景物联网市场的技术驱动物联网技术驱动的特征计算和分计算和分布式处理布式处理能力能力互联设备互联设备高级高级传感器传感器先进的先进的驱动器驱动器低功耗低功耗设备设备 一种技术需具备以下五个特征才可成为物联网的驱动：物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.6 物联网的市场分析及应用前景物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.6 物联网的市场分析及应用前景物联网市场的应用前景先进的先进的驱动器驱动器云架云架构构服服务数据管理数据管理 传感网在军事、民用及工商业领域都具有广阔的应用前景。在军事领域，通过无线传感网，可将隐蔽地分布在战场上的传感器获取的信息回传给指挥部；在民用领域，无线传感器网络可在家居智能化、环境监测、医疗保健、灾害预测、智能电网等方面得到广泛应用；在工商业领域，传感网在工业自动化、空间探索和其他商业领域都得到广泛应用。物联网导论：第1章 绪论重庆邮电大学1.6 物联网的市场分析及应用前景未未来来物物联网网的的发展展趋势1 12 23 34 4协同化发展协同化发展规模化发展规模化发展智能化发展智能化发展重点重点应用用领域域结合各国国情、优先发展重点行业应用以带动物联网产业未来物未来物联网的网的发展展趋势世界各国对物联网应用的不断推进，比如说美国的智能电网、日本的i-Japan、韩国物联网先导应用工程等等，将会大大地推进物联网的发展，为扩大物联网产业规模起着促进作用。随着产业和标准的不断完善，物联网信息将会实现全球范围内的互联互通，最终形成一个全球化物联网应用体系。实现信息在真实世界和虚拟时间之间的智能化流动。谢 谢 ！