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1、第一章 物联网概述,课程目录,1.1,1.2,物联网的发展历史及定义,物联网的特征与体系架构,物联网的研究现状,1.3,1.4,1.5,物联网应用,物联网的主要关键技术,物联网（IoT）概念的发展历史,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”,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,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,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
2、联网的发展历史及定义,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”。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。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。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
3、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,物联网的发展历史及定义,1.1,物联网的发展历史及定义,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
4、网络。它是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。,1.1,物联网的发展历史及定义,统一的物联网概念,物联网的应用形式已经存在 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 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 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
5、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 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 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,物联网的发展历史及定义,统一的物联网概念提出的意义,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
6、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,物联网的发展历史及定义,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,经济可持续发展,有竞争力的企业,和谐社会,能源有效利用,环境保护,IBM大中华区CEO智慧地球赢在中国,课程目录,1.1,1.2,物联网的发展历史及定义,物联网的特征与体系架构,物联网的研究现状,1.3,1.4,1.5,物联网应用,物联网的主要关键技术,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
7、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:自动计算,以独立计算机进行信息处理,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&人物交互,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
8、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,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，互联网络的终端必须是计算机（个人电脑、PDA、智能手机）等，并没有感知信息的概念。,物联网是Internet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、人与物这些新兴领域的沟通。,1.2,物联网的特征与体系架构,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,连网的每一物件均可通信,连网的每一物件均可控制,1.2,物联网的特征与体
9、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 相处更为智慧。,全面感知、可靠传送、智能处理,与其他网络的区别：,1.2,物联网的特征与体系架构,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，实现智能化的决策和控制。,第二层是可靠传递，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，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,应用层（M）,网络层（C),感知层（D),物联网三层构架DCM：,1
10、.2,物联网的特征与体系架构,物联网感知层,网络连接统一IP协议 关注IP v6,IT和应用统一架构 关注云计算,RFID读写,M2M终端,传感器网,摄像监控,定位授时,物联网网络层,接入网络,核心网络,业务支撑 平台,物联网应用层,行业应用平台,行业应用系统,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展方向,智能家居,智能城管,智能交通,智能电力,智能医疗,行业应用导向，完整解决方案交付,产业链各环节定位，通用产品提供,1.2,物联网的特征与体系架构,物联网整体体系架构,1.2,物联网的特征与体系架构,物联网体系结构图,物联网感知层,RFID标签和读写器
11、M2M终端和传感器 传感器网络和网关,感知层实现方式,摄像头和监控 GPS/北斗定位授时 智能家居网关,感知层作用,感知层突破方向,感知和识别物体 采集和捕获信息,更敏感和更全面的感知能力 解决低功耗的问题 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,无线上连&有线上连,1.2,物联网的特征与体系架构,感知层是物联网全面感知的基础,物联网网络层,接入网：无线/光纤各种类型的接入形式 核心网：统一IP协议上的大带宽的可靠网络 业务支撑平台：业务统一管
12、理部署和运营支撑,网络层主要层次,网络层作用,网络层突破方向,连接感知层和应用层 随时随地的连接实现 当前最成熟的部分,扩展规模，以实现无处不在 业务可扩展的管理运营能力 简化结构，上下层面融合,ONU,接入网络 无线接入：2G/3G/LTE/WLAN/WiMax 有线接入：光纤（PON）和铜线（xDSL）汇集承载：IP化传输网络（PTN/CE）,核心网络&业务网关 统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口 针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制 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 提供终端和业务的通道和联动控制逻辑 实
13、现不同终端和业务统一管理、部署和扩展 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务支撑平台,1.2,物联网的特征与体系架构,网络层是物联网无处不在的前提,物联网应用层,智能家居 智能交通 智能城管,应用层主要应用方向,应用层作用,应用层突破方向,信息技术与行业专业技术结合 实现广泛智能化应用的解决方案集合,信息技术与行业的深度融合 信息的社会化共享和安全保障 基于云计算的应用整体架构,智能电力 智能医疗 智能通信服务,云计算资源,云计算业务,计算能力,存储能力,全局控调,SaaS,PaaS,IaaS,云计算的意义 适应业务量增
14、长不确定性的弹性架构体系 适应海量数据计算和存储的低成本曲线的架构 适应开放式的应用提供和部署环境 IT架构和商业模式转变的关键,智能家居,智能电力,智能交通,智能医疗,智能城管,智能通信服务,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合的提供,1.2,物联网的特征与体系架构,应用层是物联网智能处理的中枢,课程目录,1.1,1.2,物联网的发展历史及定义,物联网的特征与体系架构,物联网的研究现状,1.3,1.4,1.5,物联网应用,物联网的主要关键技术,“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项主要课题,“新一代宽带无线移动通
15、信网”国家科技重大专项中的传感网课题,项目2008ZX03001：TD-SCDMA增强型研发和产业化项目2008ZX03002：LTE研发和产业化项目2008ZX03003:IMT-Advanced研发和产业化项目2008ZX03004：移动网络、业务应用和终端研发项目2008ZX03005：宽带无线接入研发和产业化项目2008ZX03006：短距离无线互联与无线传感器网络研发和产业化项目2008ZX03007：无线移动通信共性关键技术研发及项目管理支撑,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
16、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,1.3,物联网的研究现状,1.3,智慧地球,课程目录,1.1,1.2,物联网的发展历史及
17、定义,物联网的特征与体系架构,物联网的研究现状,1.3,1.4,1.5,物联网应用,物联网的主要关键技术,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、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。,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,物联网,物联网应用,1.4,人体生理监测心跳、血压体温疲劳、醉酒,道路监测车速、车型车流量道路状况,车辆状态监测刹车胎压车间距,局部气象监测温度、湿度风、雨雪、冰,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理和应用,物联网应用,1.4,智能交通举例,课程目录,1.1,1.2,物联网的发展历史及定义,物联网的特征与体系架构,物联网的研究现状,1.3,1.4,1.5,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,1.5,无线传感器网络技术,RFID技术,物联网组网技术,移动通信网络技术,能效管理技术,智能控制技术,其他基础网络技术,THANKS,
