物联网概述及应用27

,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,物联网概述及应用,目,录,录,物联,网,网概,念,念,物联,网,网理,解,解,基本,概,概念,相关,技,技术,智慧,地,地球,个人,理,理解,目前,物,物联,网,网技,术,术应,用,用,物联,网,网概,念,念：,把,把所,有,有物,品,品通,过,过射,频,频识,别,别等,信,信息,传,传感,设,设备,与,与因,特,特网,连,连接,起,起来,，,，实,现,现智,能,能化,识,识别,和,和管,理,理。,物联,网,网理,解,解,物联,网,网的,起,起源,2005,1999,1998,MIT,的,KevinAshton,：把,RFID,技术,与,与传,感,感器,技,技术,应,应用,于,于日,常,常物,品,品中,形,形成,一,一个,“,“物,联,联网,”,”,EPCglobal,的,Auto-ID,中心,：,：物,联,联网,是,是成,千,千上,万,万的,物,物品,采,采用,无,无线,方,方式,接,接入,了,了,Internet,的网,络,络。,这,这是,物,物联,网,网概,念,念真,正,正的,提,提出,。,。,ITU,报告,：,：物,联,联网,是,是通,过,过,RFID,和智,能,能计,算,算等,技,技术,实,实现,全,全世,界,界设,备,备互,连,连的,网,网络,。,。,2008,IBM,：,互联,网,网,物,物联,网,网,智,智慧,地,地球,把传,感,感器,设,设备,安,安装,到,到电,网,网、,铁,铁路,、,、桥,梁,梁、,隧,隧道,、,、供,水,水系,统,统、,大,大坝,、,、油,气,气管,道,道等,各,各种,物,物体,中,中，,并,并且,普,普遍,连,连接,形,形成,网,网络,，,，即,“,“物,联,联网,”,”,1995,BillGates,在,未来,之,之路,中提,及,及物,联,联网,概,概念,“物,联,联网,”,”通,信,信时,代,代即,将,将来,临,临，,世,世界,上,上所,有,有的,物,物体,从,从轮,胎,胎到,牙,牙刷,、,、从,房,房屋,到,到纸,巾,巾都,可,可以,通,通过,因,因特,网,网主,动,动进,行,行数,据,据交,换,换。,在物,联,联网,时,时代,，,，通,过,过在,各,各种,各,各样,的,的日,常,常用,品,品上,嵌,嵌入,一,一种,短,短距,离,离的,移,移动,收,收发,器,器，,人,人们,在,在信,息,息与,通,通信,世,世界,里,里将,获,获得,一,一个,新,新的,沟,沟通,维,维度,，,，从,任,任何,时,时间,、,、任,何,何地,点,点的,人,人与,人,人之,间,间的,沟,沟通,连,连接,，,，扩,展,展到,人,人与,物,物、,物,物与,物,物之,间,间的,沟,沟通,连,连接,。,。,“物,联,联网,”,”时,代,代的,图,图景,：,：,当司,机,机出,现操,作,作失,误,误时,，,，汽,车,车会,自,自动,报,报警,；,；公,文包,会,会提,醒,醒主,人,人忘,带,带了,什,什么,东,东西,；,；衣,服会,“,“告,诉,诉”,洗,洗衣,机,机对,颜,颜色,和,和水,温,温的,要求,；,；等,等,等,物联,网,网的,基,基本,概,概念,物联,网,网的,特,特征,全面,感,感知,可靠,传,传输,智能,处,处理,感知,传输,智能,利用,RFID,、传,感,感器,、,、二,维,维码,等,等,能够,随,随时,随,随地,采,采集,物,物体,的,的动,态,态,信息,。,。,通过,网,网络,将,将感,知,知的,各,各种,信息,进,进行,实,实时,传,传送,。,。,利用,计,计算,机,机技,术,术，,及,及时,地,地对,海,海量,的,的,数据,进,进行,信,信息,控,控制,，,，真,正,正达,到,到了,人与,物,物的,沟,沟通,、,、物,与,与物,的,的沟,通,通。,物联,网,网的,架,架构,-,理论,模,模型,智能卡,条形码,二维码,GPS,传感器技术,网关设备,近距离通信,因特网,跟踪定位,高速数,据网络,物联,网,网的,架,架构,-,网络,架,架构,“物,联,联网,”,”的,发,发展,也,也依,赖,赖于,一,一些,重,重要,领,领域,的,的动,态,态技,术,术革,新,新，,包,包括,射,射频,识,识别,（,（,RFID,）技,术,术、,无,无线,传,传感,器,器技,术,术和,纳,纳米,技,技术,。,。,首先,，,，为,了,了连,接,接日,常,常用,品,品和,设,设备,，,，并,将,将其,属,属性,信,信息,导,导入,至,至大,型,型数,据,据库,和,和网,络,络，,需,需要,一,一套,简,简单,易,易用,且,且低,成,成本,有,有效,的,的物,体,体识,别,别系,统,统，,用,用以,收,收集,和,和处,理,理与,物,物体,有,有关,的,的数,据,据。,射,射频,识,识别,（,（,RFID,）技,术,术解,决,决了,这,这一,问,问题,。,。其,次,次，,采,采集,的,的数,据,据要,反,反映,物,物体,物,物理,状,状态,的,的变,化,化，,要,要用,到,到传,感,感器,技,技术,。,。最,后,后，,小,小型,化,化和,纳,纳米,技,技术,的,的发,展,展，,意,意味,着,着承,载,载交,互,互和,连,连接,功,功能,的,的物,体,体体,积,积将,越,越来,越,越小,。,。,物联,网,网的,相,相关,技,技术,物联,网,网的,核,核心,技,技术,-RFID,RFID,定义,RFID,（,Radio Frequency Identification,）即射频识别技术，俗称电子标签，通过射频信号自动识别目标对象，并对其信息进行标志、登记、储存和管理。,RFID,系统组成,电子标签：由芯片和标签天线或线圈组成，通过电感耦合或电磁反射原理与读写器进行通信；,读写器：读取,(,在读写卡中还可以写入,),标签信息的设备；,天线：可以内置在读写器中，也可以通过同轴电缆与读写器天线接口相连。,物联,网,网的,核,核心,技,技术,-RFID,1940-1950,年：雷达的改进和应用催生了射频识别技术，,1948,年奠定了射频识别技术的理论基础。,1950-1960,年：早期射频识别技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。,1960-1970,年：射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。,1970-1980,年：射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用。,1980-1990,年：射频识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。,1990-2000,年：射频识别技术标准化问题日趋得到重视，射频识别产品得到广泛采用，射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。,至今，射频识别技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。,物联,网,网的,核,核心,技,技术,-RFID,读写器将要发送的信息，经编码后加载到高频载波信号上再经天线向外发送。,进入读写器工作区域的电子标签接收此信号，卡内芯片的有关电路对此信号进行倍压整流、调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。,若为读命令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后通过片上天线再发送给阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至信息系统进行处理。,若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起电子标签内部电荷泵提升工作电压，提供电压擦写,E2PROM,。若经判断其对应密码和权限不符，则返回出错信息。,物联,网,网的,架,架构,-,智慧,地,地球,“智慧,地,地球”，,即,即是,指,指把,新,新一,代,代的,IT,、因,特,特网,技,技术,充,充分,运,运用,到,到各,行,行各,业,业，,把,把感,应,应器,嵌,嵌入,、,、装,备,备到,全,全球,的,的医,院,院、,电,电网,、,、铁,路,路、,桥,桥梁,、,、隧,道,道、,公,公路,、,、建,筑,筑、,供,供水,系,系统,、,、大,坝,坝、,油,油气,管,管道,，,，通,过,过互,联,联形,成,成“,物,物联,网,网”,；,；,而后,通,通过,超,超级,计,计算,机,机和,云,云计,算,算，,使,使得,人,人类,以,以更,加,加精,细,细、,动,动态,的,的方,式,式管,理,理生,产,产和,生,生活,，,，从,而,而在,世,世界,范,范围,内,内提,升,升“,智,智慧,水,水平,”,”，,最终,就,就是,：,：“因特,网,网,+,物联,网,网,=,智慧,的,的地,球,球”,物联,网,网理,解,解,个人理解,“物联网”的广,泛,泛应用是目前科,技,技水平发展的必,然,然趋势和结果。,个,个人简单的理解,就,就是物与物相连,，,，实现智能化和,自,自动化，万物都,有,有固定的信息记,录,录数据库，所有,的,的操作都有固定,的,的计算模式，人,们,们通过小小的便,携,携设备，就可以,掌,掌控日常所需的,一,一切活动。“物,联,联网”将使整个,世,世界都便利化，,减,减少很多工作的,复,复杂步骤。,“物联网”并不,是,是单一的技术就,可,可以实现完成的,，,，建立在互联网,的,的基础之上，除,了,了核心的,RFID,技术，还有中间,桥,桥梁传感器等一,系,系列新型科技技,术,术。因此，围绕,“,“物联网”的相,关,关技术产业的前,景,景一定是无限的,。,。,目前物联网技术,应,应用,物联网的应用,-,国际,2002,年，英特尔公司,率,率先在俄勒冈建,立,立了世界上第一,个,个无线葡萄园。,传,传感器节点被分,布,布在葡萄园的每,个,个角落，每隔一,分,分钟检测一次土,壤,壤温度、湿度或,该,该区域有害物的,数,数量，以确保葡,萄,萄可以健康生长,。,。研究人员发现,，,，葡萄园气候的,细,细微变化可极大,地,地影响葡萄酒的,质,质量。通过长年,的,的数据记录以及,相,相关分析，便能,精,精确的掌握葡萄,酒,酒的质地与葡萄,生,生长过程中的日,照,照、温度、湿度,的,的确切关系。这,是,是一个典型的精,准,准农业、智能耕,种,种的实例。,葡萄园环境监测,系,系统示意图,物联网的应用,-,国际,2002,年，由英特尔的,研,研究小组和加州,大,大学伯克利分校,以,以及巴港大西洋,大,大学的科学家把,无,无线传感器网络,技,技术应用于监视,大,大鸭岛海鸟的栖,息,息情况。位于缅,因,因州海岸大鸭岛,上,上的海燕由于环,境,境恶劣，海燕又,十,十分机警，研究,人,人员无法采用通,常,常方法进行跟踪,观,观察。为此他们,使,使用了包括光、,湿,湿度、气压计、,红,红外传感器、摄,像,像头在内的近,10,种传感器类型数,百,百个节点，系统,通,通过自组织无线,网,网络，将数据传,输,输到,300,英尺外的基站计,算,算机内，再由此,经,经卫星传输至加,州,州的服务器。在,那,那之后，全球的,研,研究人员都可以,通,通过互联网察看,该,该地区各个节点,的,的数据，掌握第,一,一手的环境资料,，,，为生态环境研,究,究者提供了一个,极,极为有效便利的,平,平台。,大鸭岛生态环境,监,监测系统,物联网的应用,-,国际,探索外部星球一,直,直是人类梦寐以,求,求的理想，借助,于,于