物联网-黄同愿课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,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,Page,*,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,单击此处编辑母版标题样式,*,/43,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,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,单击此处编辑母版标题样式,物 联 网,Internet of Things,一.什么是物联网,二.物联网的背景和发展,三.物联网的技术要求,五.物联网应用,四.物联网发展面临的主要技术问题,物 联 网,物联网的英文名称为,“IOT，Internetof Things”。,由名称可见，物联网就是,“物物相连的互联网”。,一.什么是物联网,物联网的英文名称是“,The Internet of things”,，由该名称可见，,物联网就是“物物相连的互联网”。,这有两层意思：,第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上延伸和扩展的一种网络；,第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行信息交换和通信。,一.什么是物联网,中国式物联网定义,物联网指的是将,无处不在的末端设备和设施，,包括具备,“内在智能”,的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“,外在使能”,的如贴上RFID（射频识别，俗称电子标签）的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃，,通过各种无线、有线的长距离和短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成、以及基于云计算的SaaS（,Software-as-a-Service,）营运等模式，,在内网、专网或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。,一.什么是物联网,欧盟对物联网的定义,2009年9月，在北京举办的“物联网与企业环境中欧研讨会”上，欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人Lorent Ferderix博士给出了欧盟对物联网的定义。,物联网是一个动态的,全球网络基础设施,，它具有基于,标准和互操作通信协议的自组织能力,，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。,物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。,一.什么是物联网,目前对物联网也还没有一个统一的标准定义，但从物联网本质上看，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。,物联网技术被称为是信息产业的第三次革命性创新。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：,一是互联网特征,，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；,二是识别与通信特征,，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能；,三是智能化特征,，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。,M2M(,机器对机器,),是指将数据从一台终端,传送到另一台终端，,就是机器与机器的对话,一.什么是物联网,“物品”进入物联网需要哪些条件呢？,物联网的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的管理范围：,1、要有相应信息的接收器；,2、要有数据传输通路；,3、要有一定的存储功能；,4、要有CPU；,5、要有操作系统；,6、要有专门的应用程序；,7、要有数据发送器；,8、要遵循物联网的通信协议；,9、要在世界网络中有可被识别的唯一编号。,一.什么是物联网,大发展,兴起,诞生,1999年,2005年,2009年,二.物联网的背景和发展,1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议上首先提出物联网(Internet of Things)这个概念。提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，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“Internet of things”（简称物联网）。,1999年，中科院启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。,1999年,二.物联网的背景和发展,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ITU互联网报告2005：物联网，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。,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。,物联网概念的兴起，很大程度上得益于国际电信联盟2005年以物联网为标题的年度互联网报告。,2005年,二.物联网的背景和发展,2009年月28日，首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议奥巴马政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点；2009年2月24日2009IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群.公布了名为“智慧的地球”的最新策略。认为，产业下一阶段的任务是把新一代技术充分运用在各行各业之中。,2009年,二.物联网的背景和发展,2009年8月：国务院总理温家宝在无锡微纳物联网工程技术研究中心视 察并发表重要讲话，表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术，并提出要在无锡建设“感知中国”中心。,2009年9月：我国物联网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。,2009年9月：南京邮电大学成立全国高校首家物联网研究院、物联网学院。,2009年11月：温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为让科技引领中国可持续发展的讲话，指示要首力突破物联网、传感网关键技术，物联网产业随即被列入国家五大新兴产业之一。,2009年11月：中国物联网研究发展中心在无锡成立。,2010年1月：无锡物联网产业研究院在江苏软件外包园落户,2010年1月：江苏无锡高新技术产业开发区正式获批为国家电子信息（物联网）示范基地。,二.物联网的背景和发展,EPOSS（欧洲智能系统集成技术平台）在Internet of Things in 2020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；,2010-2015年 物体互联；,2015-2020年 物体进入半智能化；,2020年之后 物体进入全智能化。,二.物联网的背景和发展,物联网的架构,三.物联网的技术特点,物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。,感知层是物联网的皮肤和五官,识别物体，采集信息。,感知层包括二维码标签和识读器、,RFID,标签和读写器、摄像头、,GPS,、传感器、终端、传感器网络等，主要是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。,网络层是物联网的神经中枢和大脑,信息传递和处理。,网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。,应用层是物联网的“社会分工”,与行业需求结合，实现广泛智能化。,应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。,三.物联网的技术特点,物联网扩展系统架构,物联网的四大网络支撑,三.物联网的技术特点,1.短距离无线通讯网：,包括10多种已存在的短距离无线通讯（如,RFID、,Zigbee、蓝牙、等）标准网络以及组合形成的无线网状网（Mesh Networks)。,射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称 RFID）,是物联网发展的排头兵，是市场最为关注的技术。RFID是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是目前比较先进的一种非接触识别技术。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。,在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。,三.物联网的技术特点,Zigbee,：Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。,三.物联网的技术特点,长距离无线通讯网：,包括GPRS/CDMA、3G,4G,5G等蜂窝（伪长距离通讯）网以及真正的长距离GPS卫星移动通信网。,GPRS,-General Packet Radio Service，通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以分组的形式传送资料到用户手上。GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术。,GPS系统：,中国北斗卫星导航系统(BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System)：是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。,三.物联网的技术特点,短距离有线通讯网,：主要依赖10多种现场总线（如ModBus、DeviceNet等）标准，以及PLC电力线载波等网络；,Modbus：,Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。,长距离有线通讯网：,支持IP协议的网络，包括计算机网，广电网，和电信网（三网融合）以及国家电网的通讯网。,三网融合：,所谓“三网融合”，就是指电信网、广播电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。“三网融合”是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。,三.物联网的技术特点,三.物联网的技术特点,（,1,）技术标准问题,世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于,2006,年成立了无线传感器网络标准项目组。,2009,年,9,月，传感器网络标准工作组正式成立了,PG1(,国际标准化,),、,PG2(,标准体系与系统架构,),、,PG3(,通信与信息交互,),、,PG4(,协同信息处理,),、,PG5(,标识,),、,PG6(,安全,),、,PG7(,接