物联网技术的发展与应用20171274284

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,清华大学现代物流研究中心,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,清华大学现代物流研究中心,*,清华大学深圳研究生院,物流与交通学部,缪立新 教授,201611,物联网技术的发展与应用,互联网演变,物联网概述,物联网应用案例,主要内容,清华大学现代物流研究中心,2,互联网演变,互联网的影响,互联网定义,物联网概述,物联网应用案例,主要内容,清华大学现代物流研究中心,3,新闻,互联网对人类社会的影响,清华大学现代物流研究中心,4,图书出版,互联网对人类社会的影响,清华大学现代物流研究中心,5,亚马逊在,2007,年底推出了划时代的,Kindle,阅读器，开创了,Kindle,模式。,Kindle,阅读器具有,6,寸或,9.7,寸的,E-Ink,屏幕，可以通过,Wifi,或,3G,连接,或其他网站。,亚马逊有,63,万种,Kindle,电子书。新发行电子书订价为,9.99,美元，比较老的书仅为,2-3,美元，而纸本精装版新书的平均定价达,25,美元，平装版也要,13,美元。,2010,年第一个季度,Kindle,电子书与精装硬皮书的销量比已达到,143:100,。,新版,Kindle,支持,30,种报纸无线订阅，每天早上通过无线网络发至阅读器上，价格为每月,10,美元至,14,美元。支持,22,本杂志，价格约为每月,1.5,美元至,3,美元。还有,100,多个博客订阅，费用为每月,2,美元。,“,Kindle,”,将带来全新的图书、报纸、杂志订阅方式,交流和沟通,互联网对人类社会的影响,清华大学现代物流研究中心,6,博客,互联网的定义,互联网（,Internet,，又叫做因特网），是互联的计算机组成的全球网络，计算机之间通过标准的协议相互通讯。,互联网是全球性的。,互联网上的每一台主机都需要有“地址”（,IP,地址），互联网上不允许有两个相同,IP,地址的主机。,这些计算机按照共同的规则,(TCP/IP,协议）连接在一起。,7,清华大学现代物流研究中心,IP,地址：,59.41.154.66,互联网演变,物联网概述,物联网定义,EPC,（,Auto-ID,1999,）,物联网定义,ITU,2005,年,物联网体系结构,物联网应用案例,主要内容,清华大学现代物流研究中心,8,物联网这个词，国内外普遍公认的是,MIT Auto-ID,中心,Ashton,教授,1999,年在研究,RFID,时最早提出来的。,当时基于互联网、,RFID,技术、,EPC,标准，在互联网的基础上，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，旨在提高现代物流、供应链管理水平，降低成本，被誉为是一项具有革命性意义的现代物流信息管理新技术。,EPC,网络的全球化标准目前由非盈利组织,EPCGlobal,维护。,EPCglobal,是国际物品编码协会,EAN,和美国统一代码委员会（,UCC,）的一个合资公司。,EPCglobal,的目的是促进,EPC,网络在全球范围内更加广泛地应用。,物联网定义,1999,年,Auto-ID,的,EPC,清华大学现代物流研究中心,9,本质：基于,EPC,标签（被动式,RFID,标签）的全球范围内物品识别和跟踪,RFID,射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。,RFID,技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。,RFID,是一种简单的无线系统，系统由一个读写器和标签组成。,RFID,清华大学现代物流研究中心,10,读写器,标签（芯片,+,天线）,EPC,系统的构成,物联网定义,1999,年,Auto-ID,的,EPC,清华大学现代物流研究中心,11,主要内容,注释,全球产品电子代码的编码体系,EPC,编码标准,识别目标的特定代码,射频识别系统,EPC,标签,贴在物品上或者内嵌到物品,读写器,识读,EPC,标签,信息网络系统,EPC,中间件,EPC,系统的软件支持系统,对象名称解析服务（,Object Naming Service,，,ONS,）,类似域名解析服务（,DNS,）,实体标记语言（,Physical Markup Language,PML),类似,XML,EPC,系统工作流程,物联网定义,1999,年,Auto-ID,的,EPC,清华大学现代物流研究中心,12,2005,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,）发布了,ITU,互联网报告,2005,：物联网,，正式提出了“物联网”的概念，物联网概念的兴起，很大程度上得益于这一报告。,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。,根据,ITU,的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。,物联网定义,2005,年,ITU,清华大学现代物流研究中心,13,清华大学现代物流研究中心,物联网（,The Internet of Things,），是通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物品或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。,14,物联网定义,2005,年,ITU,Internet,与,EPC,比较,从物品识别到全方位传感（光、声、位置、震动等）,从物品跟踪扩展到任何物品（轮胎、洗衣机等）,传感器节点通常包括传感、数据处理、无线传送模块，更复杂、更智能,物联网体系结构,清华大学现代物流研究中心,15,来源：中兴物联网业务支撑平台及应用,互联网演变,物联网概述,物联网应用案例,智能交通,NEC,基于,RFID,的冷链物流温度监控,精细农业,天然气设施管理,日本农产品溯源,军事领域,机场传感网围界防入侵系统,地震预报,智能电网,Smart Home,主要内容,清华大学现代物流研究中心,16,车联网,(Intelligent Vehicular ad-hoc Network),汽车与汽车、汽车与道路、汽车和行人、汽车和非机动车之间的信息共享和互动，可实现自动驾驶、零交通事故、道路拥挤预测等功能。由于汽车价格昂贵、具有供电系统，车联网的设备受价格、体积、供电等限制较少。,物联网应用案例,智能交通,清华大学现代物流研究中心,17,Twitter:,天越来越暗了，该把车灯打开了,Twitter:,路上交通拥堵，往后,50,英里也没什么希望,2011,版的福特嘉年华，名叫,AJ,它可以收集位置、行驶速度、加速状况、刹车、雨刷等数据，并与从互联网上筛选的信息综合起来。然后通过,Twitter,发布实时交通状况和天气预报等信息。,车联网示意图,物联网应用案例,智能交通,清华大学现代物流研究中心,18,交通信息服务系统（,ATIS,）：交通流量检测设备把流量信息通过无线网络发送到交通部门数据中心；中心根据这些数据预测交通状态，并提供给用户。,物联网应用案例,智能交通,清华大学现代物流研究中心,19,物联网应用案例,NEC,基于,RFID,的冷链物流温度监控,清华大学现代物流研究中心,20,特点：,采用主动式,RFID,，,RFID,温度监测标签放入产品包装或货箱中，产品的温度变化就开始记录在,RFID,标签中,在出入库环节获取,RFID,中的物流变化信息，也可采用,GPRS,无线传送，实时获取物流过程中的温度变化,将无线传感器网络布设于农田、园林、温室等目标区域，网络节点大量实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度等物理量，精准地获取土壤水分、压实程度、电导率、,pH,值、氮素等土壤信息。,边远山区网络难以覆盖，现有的监控手段成本过高，严重影响了园林绿化的动态监测活动。采用低成本、低功耗无线传感器网络动态监测造林营林、林木采伐、林地征占、城市绿地等多方面园林资源变化，建立园林绿化的评价模型和园林绿化信息管理服务平台,促进园林绿化的信息化和现代化,提高园林绿化的经济效益、社会效益和生态效益。,物联网应用案例,精细农业,清华大学现代物流研究中心,21,土壤传感器,日照传感器,风力传感器,降雨传感器,物联网应用案例,天然气设施管理,清华大学现代物流研究中心,22,特征,采用,IEEE 802.15.4 WPAN,低能耗的传感器,MSP430,单片机（美国德州仪器,1996,年开始推向市场的一种,16,位超低功耗的混合信号处理器（相当于,PC,的,CPU,）。,物联网应用案例,日本农产品溯源,清华大学现代物流研究中心,23,物联网应用案例,军事领域,清华大学现代物流研究中心,24,入侵目标和入侵行为的分类识别，能够识别出目标是什么、在哪里、干什么，可对人员攀爬、破坏围栏、无意碰触、动物经过、异物悬挂、大风大雨等进行区分。,物联网应用案例,机场传感网围界防入侵系统,清华大学现代物流研究中心,25,美国国家地震系统,布设由,7000,个地震传感器系统组成的国家范围网络，为全国提供地震灾害服务，密集覆盖,26,个危险城市地区,物联网应用案例,地震预报,清华大学现代物流研究中心,26,目标,地震、海啸和火山提供自动预警功能，远离震中的站点可以提前前发布预警信息,检测建筑物地震振动情况，为减少地震对建筑物的影响收集可靠数据,地震仪（,seismograph,）检测到,P,波后，根据,P,波估计震中位置、震级等信息，并通过无线网络把地震信息发送给,JMA,（,www.jma.go.jp/jma/indexe.html,），由,JMA,发布地震预警信息。如果震中离市区,120km,外，可提前,40,秒发布地震预警信息。,注：地震波按传播方式分为,P,波、,S,波和,L,波。,P,波速度快，破坏性较弱。,S,波第二个到达，破坏性较强。,L,波，是由,P,波与,S,波在地表相遇后激发产生的混合波，其波长大、振幅强，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。,物联网应用案例,地震预报,清华大学现代物流研究中心,27,日本、墨西哥、台湾等地震预警系统的应用,智能抄表,物联网应用案例,智能电网,清华大学现代物流研究中心,28,节约人力，提升电力企业自动化程度,避免人为的计量错误,控制用户的供电，对欠费用户实施自动断电,为用户提供用电情况实时统计数据，通过短信或彩信及时通知用户，帮助用户节约用电。,物联网应用案例,Smart Home,清华大学现代物流研究中心,29,物联网代表未来信息技术发展趋势,物联网连接的是现实物理世界，其规模将会比互联网更大,物联网拥有万亿美元级的市场潜力,2020,年后物联网有望形成统一的网络,结语：物联网是一次重大技术革命,清华大学现代物流研究中心,30,谢谢！,清华大学现代物流研究中心,31,9,、静夜四无邻，荒居旧业贫。,10月-24,10月-24,Tuesday,October 1,2024,10,、雨中黄叶树，灯下白头人。,08:15:09,08:15:09,08:15,10/1/2024 8:15:09 AM,11,、以我独沈久，愧君相见频。,10月-24,08:15:09,08:15,Oct-24,01-Oct-24,12,、故人江海别，几度隔山川。,08:15:09,08:15:09,08:15,Tuesday,October 1,2024,13,、乍见翻疑梦，相悲各问年。,10月-24,10月-24,08:15:09,08:15:09,October 1,2024,14,、他乡生白发，旧国见青山。,01 十月 2024