物联网概述及发展历程课件

第一章第一章 物联网概述物联网概述第一章 物联网概述1课程目录课程目录课程目录课程目录1.11.2物联网的发展历史及定义物联网的发展历史及定义物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构物联网的研究现状物联网的研究现状1.31.41.5物联网应用物联网应用 物联网的主要关键技术物联网的主要关键技术课程目录1.11.2物联网的发展历史及定义物联网的特征与体系2物联网（物联网（IoTIoT）概念的发展历史）概念的发展历史2009年年2008年年2005年年1999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1.1物联网的物联网的发展历史及定义发展历史及定义物联网（IoT）概念的发展历史2009年2008年2005年3n 09年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。传感网概念传感网概念 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)。物联网在中国1.1物联网的物联网的发展历史及定义发展历史及定义 09年8月7日，温家宝总理考察中科院无锡高新微纳传感网工41.1物联网的物联网的发展历史及定义发展历史及定义1.1物联网的发展历史及定义5物联网是指通过信息传感设备（例如无线传感器网络节点、射频识别装置、红外感应器、移动手机、全球定位系统、激光扫描器等），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的延伸和扩展的网络。1.1物联网的物联网的发展历史及定义发展历史及定义统一的物联网概念物联网是指通过信息传感设备（例如无线传感器网络节点、射频识别6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1.1物联网的物联网的发展历史及定义发展历史及定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提出物联网的意义之一：形成规模效应巨718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1.1物联网的物联网的发展历史及定义发展历史及定义18世纪中期，以蒸汽机为代表的第一次工业革命开创了人类的大机820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1.1物联网的物联网的发展历史及定义发展历史及定义20世纪下半叶，以互联网计算机为代表的第三次工业革命迅速席卷9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经济可持续发展展有竞争力的企有竞争力的企业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10课程目录课程目录课程目录课程目录1.11.2物联网的发展历史及定义物联网的发展历史及定义物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构物联网的研究现状物联网的研究现状1.31.41.5物联网应用物联网应用 物联网的主要关键技术物联网的主要关键技术课程目录1.11.2物联网的发展历史及定义物联网的特征与体系11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:自动计算自动计算以独立计算机进行信息处理互联网：人与人交互互联网：人与人交互基于计算机网络进行信息交互物联网：物物物联网：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，12物联网与互联网的关系物联网与互联网的关系互联网是人与人之间的联系；而物联网是人与物、物互联网是人与人之间的联系；而物联网是人与物、物与物之间的联系。与物之间的联系。与现有的互联网络相比于物联网更注重信息的传递，互与现有的互联网络相比于物联网更注重信息的传递，互联网络的终端必须是计算机（个人电脑、联网络的终端必须是计算机（个人电脑、PDAPDA、智能手、智能手机）等，并没有感知信息的概念。机）等，并没有感知信息的概念。物联网是物联网是InternetInternet网络的延伸和扩展，使信息的交互不网络的延伸和扩展，使信息的交互不再局限于人与人或者人与机的范畴，而是开创了物与物、再局限于人与人或者人与机的范畴，而是开创了物与物、人与物这些新兴领域的沟通。人与物这些新兴领域的沟通。1.2物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构物联网与互联网的关系互联网是人与人之间的联系；而物联网是人与13物物联网网对所所连接的物件主要有接的物件主要有3点要求：点要求：连网的每一物件均可网的每一物件均可寻址址连网的每一物件均可通信网的每一物件均可通信连网的每一物件均可控制网的每一物件均可控制1.2物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构物联网对所连接的物件主要有3点要求：连网的每一物件均可寻址连14三大特征三大特征接入对象更为广泛，获取信息更加丰富。接入对象更为广泛，获取信息更加丰富。网络可获得性更高，互联互通更为广泛。网络可获得性更高，互联互通更为广泛。信息处理能力更强大，人类与周围世界的信息处理能力更强大，人类与周围世界的 相处更为智慧。相处更为智慧。全面感知、可靠传送、智能处理全面感知、可靠传送、智能处理与其他网络的区别：与其他网络的区别：1.2物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构三大特征接入对象更为广泛，获取信息更加丰富。网络可获得性15第三层是智能处理智能处理，就是对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制。第二层是可靠传递可靠传递，就是通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享。第一层是全面感知全面感知，就是利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取。物联网物联网应用层应用层（M）网络层网络层（C)感知层感知层（D)物联网三层构架物联网三层构架DCMDCM：1.2物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构第三层是智能处理，就是对海量的感知数据和信息进行分析并处理，16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M2M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和云计算是核心基础架构发展方向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1.2物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构物联网整体体系架构物联网整体体系架构物联网感知层网络连接统一IP协议 IT和应用统一架构 RFI171.2物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构物联网体系结构图物联网体系结构图1.2物联网的特征与体系架构物联网体系结构图18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1.2物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构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 RFID标签和读写器感知层实现方式 摄像头19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务支撑平台1.2物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构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 接入网：无线/光纤各种类型的接入形式网络层主20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合的提供1.2物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构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 智能家居应用层主要应用方向应用层作用应用层突21课程目录课程目录课程目录课程目录1.11.2物联网的发展历史及定义物联网的发展历史及定义物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构物联网的研究现状物联网的研究现状1.31.41.5物联网应用物联网应用 物联网的主要关键技术物联网的主要关键技术课程目录1.11.2物联网的发展历史及定义物联网的特征与体系22“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物联网的研究现状物联网的研究现状1.3“新一代宽带无线移动通信网”“新一代宽带无线移动通信网”项目23物联网的研究现状物联网的研究现状1.3智智慧地球慧地球物联网的研究现状1.3智慧地球24课程目录课程目录课程目录课程目录1.11.2物联网的发展历史及定义物联网的发展历史及定义物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构物联网的研究现状物联网的研究现状1.31.41.5物联网应用物联网应用 物联网的主要关键技术物联网的主要关键技术课程目录1.11.2物联网的发展历史及定义物联网的特征与体系25物联网应用物联网应用1.4物联网的应用前景非常广阔，物联网的应用前景非常广阔，遍及智能交通、环境保护、政府遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。和情报搜集等多个领域。物联网应用1.4物联网的应用前景非常广阔，遍及智能交通、环境26智能交通医疗监护智能家居环境监测国防军事防灾减灾工业监控城市管理城市管理物联网物联网物联网应用物联网应用1.4智能交通医疗监护智能家居环境监测国防军事防灾减灾工业监控城市27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理和应用物联网应用物联网应用1.4智能交通智能交通举例举例智能交通统一应用平台车辆人体道路气象人体生理监测道路监测车辆28课程目录课程目录课程目录课程目录1.11.2物联网的发展历史及定义物联网的发展历史及定义物联网的特征与物联网的特征与体系架构体系架构物联网的研究现状物联网的研究现状1.31.41.5物联网应用物联网应用 物联网的主要关键技术物联网的主要关键技术课程目录1.11.2物联网的发展历史及定义物联网的特征与体系29物联网的主要关键技术物联网的主要关键技术1.5无线传感器网络技术无线传感器网络技术RFIDRFID技术技术物联网组网技术物联网组网技术移动通信网络技术移动通信网络技术能效管理技术能效管理技术智能控制技术智能控制技术其他基础网络技术其他基础网络技术物联网的主要关键技术1.5无线传感器网络技术RFID技术物联30THANKSTHANKSTHANKS31