共同推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與應(yīng)用

中國(guó)電信 1 抓住新機(jī)遇，迎接新挑戰(zhàn) 共同推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與應(yīng)用 中國(guó)電信四川公司 張應(yīng)福 Email： 2009年 12月 中國(guó)電信 2 第一部分 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的背景、技術(shù)現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈等 交流提綱 第二部分 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)的工程應(yīng)用情況、前景分析、中國(guó)電信在物聯(lián)網(wǎng)方面的情況介紹 中國(guó)電信 3 第一部分 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 中國(guó)電信 4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 業(yè)界對(duì)物聯(lián)網(wǎng)（ IOT： Internet of Things ）的通用理解： 1、從技術(shù)理解 物聯(lián)網(wǎng)是指物體通過智能感應(yīng)裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)指定的信息處理中心，最終實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的自動(dòng)化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡(luò)。 2、從應(yīng)用理解 物聯(lián)網(wǎng)是指把世界上所有的物體都聯(lián)接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，形成“物聯(lián)網(wǎng)” ,然后“物聯(lián)網(wǎng)”又與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合 ,實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，達(dá)到更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活。 中國(guó)電信 5 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)三個(gè)重要特征： 1、全面感知 ，利用 RFID，傳感器，二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息 2、可靠傳遞 ，通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去 3、智能處理 ，利用云計(jì)算，模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化的控制 中國(guó)電信對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的理解 “物聯(lián)網(wǎng)” 是基于特定的終端，以有線或無線（ IP/CDMA）等為接入手段，為集團(tuán)和家庭客戶提供機(jī)器到機(jī)器、機(jī)器到人的解決方案，滿足客戶對(duì) 生產(chǎn)過程 /家居生活監(jiān)控、指揮調(diào)度、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和測(cè)量、遠(yuǎn)程診斷等方面的信息化需求。 中國(guó)電信 6 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 是由使用傳感器的器件組成的在空間上呈分布式的無線自治網(wǎng)絡(luò)，用來感知環(huán)境參數(shù)，如溫度、震動(dòng)等等。 近程通訊技術(shù) 是新興的短距離連接技術(shù)，從很多無接觸式的認(rèn)證和互聯(lián)技術(shù)演化而來， RFID和藍(lán)牙技術(shù)是其中的重要代表。 物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)階段最主要的表現(xiàn)形式： M2M M2M是機(jī)器到機(jī)器的無線數(shù)據(jù)傳輸，有時(shí)也包括人對(duì)機(jī)器和機(jī)器對(duì)人的數(shù)據(jù)傳輸。有多種技術(shù)支持 M2M網(wǎng)絡(luò)中的終端之間的傳輸協(xié)議，目前主要有 CDMA 、 GPRS、IEEE802.11a/b/g WLAN等等。 中國(guó)電信 7 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 中國(guó)電信 8 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的背景： 1、經(jīng)濟(jì)危機(jī)下的推手 經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)波理論：每一次的經(jīng)濟(jì)低谷必定會(huì)催生出某些新的技術(shù)，而這種技術(shù)一定是可以為絕大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)業(yè)提供一種全新的使用價(jià)值，從而帶動(dòng)新一輪的消費(fèi)增長(zhǎng)和高額的產(chǎn)業(yè)投資，以觸動(dòng)新經(jīng)濟(jì)周期的形成。 過去的 10年間，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得巨大成功。目前的經(jīng)濟(jì)危機(jī)讓人們又不得不面臨緊迫的選擇，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為推動(dòng)下一個(gè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的特別重要推手。 2、傳感技術(shù)的成熟 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，涉及人類生活、生產(chǎn)、管理等方方面面的各種傳感器已經(jīng)比較成熟。例如常見的無線傳感器（ WSN）、 RFID、電子標(biāo)簽等。 3、網(wǎng)絡(luò)接入和信息處理能力大幅提高 目前，隨著網(wǎng)絡(luò)接入多樣化、 IP寬帶化和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的飛躍發(fā)展，基于海量信息收集合分類處理的能力大大提高。 中國(guó)電信 9 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 中國(guó)電信 10 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)路徑： 1995年比爾 .蓋茨在 未來之路 書中首次提出”物物“相聯(lián)的雛形， 1999年EPCglobal聯(lián)合 100多家企業(yè)成立 IOT聯(lián)盟并正式提出物聯(lián)網(wǎng)概念。 10年間，世界各國(guó)都在加緊研究。從技術(shù)演進(jìn)視野來看，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主要分為四個(gè)階段 ： 1、第一階段 大型機(jī)、主機(jī)的聯(lián)網(wǎng) 2、第二階段 臺(tái)式機(jī)、筆記本與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián) 3、第三階段 一些移動(dòng)設(shè)備（如手機(jī)、 PDA等）的互聯(lián) 4、第四階段 嵌入式互聯(lián)網(wǎng)興起階段，更多與人們?nèi)粘Ｉ罹o密相關(guān)的應(yīng)用設(shè)備，包括洗衣機(jī)、冰箱、電視、微波爐等都將加入互聯(lián)互通的行列，最終形成全球統(tǒng)一的“物聯(lián)網(wǎng)”的互聯(lián) 中國(guó)電信 11 從 Internet到 IOT 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 中國(guó)電信 12 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的研究情況： 1999年，中科院?jiǎn)?dòng)了傳感網(wǎng)研究，組成了 2000多人的團(tuán)隊(duì)，先后投入數(shù)億元，在以下 5個(gè)方面取得重大進(jìn)展，目前已擁有從材料、技術(shù)、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。 （ 1）無線智能傳感器 （ 2）網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) （ 3）微型傳感器 （ 4）傳感器端機(jī) （ 5）移動(dòng)基站 目前，我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)研發(fā)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比毫不遜色，是世界上少數(shù)能實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的國(guó)家之一。 中國(guó)電信 13 IOT基本理論模型 智能卡 條形碼 二維碼 GPS 傳感器技術(shù) 網(wǎng)關(guān) 設(shè)備 近距離 通信 因特網(wǎng) 跟蹤定位 高速 數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 中國(guó)電信 14 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中面臨的五個(gè)主要技術(shù)問題： （ 1）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題 世界各國(guó)存在不同的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于 2006年成立了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組。 2009年 9月，傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組正式成立了PG1(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化 )、 PG2(標(biāo)準(zhǔn)體系與系統(tǒng)架構(gòu) )、 PG3(通信與信息交互 )、 PG4(協(xié)同信息處理 )、 PG5(標(biāo)識(shí) )、 PG6(安全 )、 PG7(接口 )和 PG8(電力行業(yè)應(yīng)用調(diào)研 )等 8個(gè)專項(xiàng)組，開展具體的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。 （ 2）安全問題 信息采集頻繁，其數(shù)據(jù)安全也必須重點(diǎn)考慮。 （ 3）協(xié)議問題 物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，在物聯(lián)網(wǎng)核心層面是基于 TCP/IP，但在接入層面，協(xié)議類別五花八門， GPRS/CDMA、短信、傳感器、有線等多種通道，物聯(lián)網(wǎng)需要一個(gè)統(tǒng)一的協(xié)議棧。 中國(guó)電信 15 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中面臨的主要問題（續(xù)）： （ 4） IP地址問題 每個(gè)物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址，就需要一個(gè)地址。物聯(lián)網(wǎng)需要更多的IP地址， IPv4資源即將耗盡，那就需要 IPv6來支撐。 IPv4向 IPv6過渡是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，因此物聯(lián)網(wǎng)一旦使用 IPv6地址，就必然會(huì)存在與 IPv4的兼容性問題。 （ 5）終端問題。 物聯(lián)網(wǎng)終端除具有本身功能外還擁有傳感器和網(wǎng)絡(luò)接入等功能，且不同行業(yè)需求千差萬別，如何滿足終端產(chǎn)品的多樣化需求，對(duì)運(yùn)營(yíng)商來說是一大挑戰(zhàn)。 中國(guó)電信 16 第二部分 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 中國(guó)電信 17 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)總體應(yīng)用前景： 在國(guó)家大力推動(dòng)工業(yè)化與信息化兩化融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)將是工業(yè)乃至更多行業(yè)信息化過程中一個(gè)比較現(xiàn)實(shí)的突破口。一旦物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及，無數(shù)的物品需要加裝更加小巧智能的傳感器，用于動(dòng)物、植物、機(jī)器等物品的傳感器與電子標(biāo)簽及配套的接口裝置數(shù)量將大大超過目前的手機(jī)數(shù)量。 按照目前對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的需求，在近年內(nèi)就需要按億計(jì)的傳感器和電子標(biāo)簽。專家預(yù)計(jì)， 2011年，內(nèi)嵌芯片、傳感器、無線射頻的“智能物件”將超過 1萬億個(gè)，物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)發(fā)展成為一個(gè)上萬億元規(guī)模的高科技市場(chǎng)，這將大大推進(jìn)信息技術(shù)元件的生產(chǎn)，給市場(chǎng)帶來巨大商機(jī)。 中國(guó)電信 18 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 應(yīng)用案例 1：牲畜溯源 給放養(yǎng)的牲畜中的每一只羊都貼上一個(gè)二維碼，這個(gè)二維碼會(huì)一直保持到超市出售的肉品上，消費(fèi)者可通過手機(jī)閱讀二維碼，知道牲畜的成長(zhǎng)歷史，確保食品安全。我國(guó)已有 10億存欄動(dòng)物貼上了這種二維碼。 因 特 網(wǎng)羊 肉 的 種 類 、 產(chǎn) 地 、出 欄 時(shí) 間 ？種 類 ： 山 羊產(chǎn) 地 ： 寧 夏 香 山出 欄 時(shí) 間 ： 0 9 年 9 月中國(guó)電信 19 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 應(yīng)用案例 2：機(jī)場(chǎng)防入侵 上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)防入侵系統(tǒng)鋪設(shè)了 3萬多個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)，覆蓋了地面、柵欄和低空探測(cè)，多種傳感手段組成一個(gè)協(xié)同系統(tǒng)后，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。上海移動(dòng)的車務(wù)通將在 2010年世博會(huì)期間全面運(yùn)用于上海公共交通系統(tǒng)，以最先進(jìn)的技術(shù)保障世博園區(qū)周邊大流量交通的順暢。 應(yīng)用案例 3：電力管理 江西省電網(wǎng)對(duì)分布在全省范圍內(nèi)的 2萬臺(tái)配電變壓器安裝傳感裝置，對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)用電檢查、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、負(fù)荷管理、線損管理、需求側(cè)管理等高效一體化管理，一年來降低電損 1.2億千瓦時(shí)。 中國(guó)電信 20 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 應(yīng)用案例 4：個(gè)人保健 人身上可以安裝不同的傳感器，對(duì)人的健康參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并且實(shí)時(shí)傳送到相關(guān)的醫(yī)療保健中心，如果有異常，保健中心通過手機(jī)，提醒您去醫(yī)院檢查身體。 中國(guó)電信 21 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 應(yīng)用案例 5：平安城市建設(shè) 利用部署在大街小巷的全球眼監(jiān)控探頭，實(shí)現(xiàn)圖像敏感性智能分析并與 110、 119、112等交互，實(shí)現(xiàn)探頭與探頭之間、探頭與人、探頭與報(bào)警系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)，從而構(gòu)建和諧安全的城市生活環(huán)境。 視 頻 監(jiān) 控 網(wǎng)互 聯(lián) 網(wǎng) / V P N訪 問 客 戶 端1 0 M / 1 0 0 M 專 線 / V P N報(bào) 警 輸 出采 集 點(diǎn) 1攝像機(jī)及云臺(tái)采 集 點(diǎn) n全 球 眼 視 頻 服 務(wù) 器（ 本 地 錄 像 ）.報(bào) 警 輸 入P O W E R F A U L T D A T A A L A R M監(jiān) 控 點(diǎn)網(wǎng) 絡(luò) 存 儲(chǔ) 單 元視 頻 分 發(fā) 單 元中 心 管 理 服 務(wù) 器客 戶 監(jiān) 控 中 心數(shù) 字 矩 陣控 制 臺(tái)數(shù) 字 顯 示 墻（ 電 視 墻 ）網(wǎng) 絡(luò) 存 儲(chǔ) 單元報(bào) 警 輸 出采 集 點(diǎn) 1攝像機(jī)及云臺(tái)含可移動(dòng)攝像機(jī)采 集 點(diǎn) n全 球 眼 視 頻 服 務(wù) 器（ 本 地 錄 像 ）.報(bào) 警 輸 入P O W E R F A U L T D A T A A L A R M監(jiān) 控 點(diǎn)互 聯(lián) 網(wǎng) / 專 線 / V P N.互 聯(lián) 網(wǎng) / 專 線 / V P N監(jiān) 控 管 理 平 臺(tái)中國(guó)電信 22 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 應(yīng)用案例 6：未來數(shù)字家庭 2009年 11月 23日中國(guó)電信“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和“中國(guó)電信物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和推廣中心”正式掛牌。此前，中國(guó)電信一直致力于數(shù)字家庭的解決方案和實(shí)際運(yùn)營(yíng)。 數(shù)字家庭 是以計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，包括各類消費(fèi)電子產(chǎn)品、通信產(chǎn)品、信息家電及智能家居等，通過不同的互連方式進(jìn)行通信及數(shù)據(jù)交換 ,實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)中各類電子產(chǎn)品之間的“互聯(lián)互通”的 一種服務(wù) 數(shù)字家庭的四大功能：信息、通信、娛樂和生活 數(shù)字家庭 信息 通信 娛樂 生活 中國(guó)電信 23 IP Network 軟交換平臺(tái) 寬帶電話 家庭監(jiān)控 FMC 無線上網(wǎng) IPTV業(yè)務(wù) 提供業(yè)務(wù) 家庭網(wǎng)絡(luò) 業(yè)務(wù)平臺(tái) 家庭網(wǎng)關(guān) FMC業(yè)務(wù)平臺(tái) CDMA 無線寬帶 家庭通信 視頻監(jiān)控 電話看家 家庭安放 C+D C+W 家庭娛樂 信息機(jī) IPTV 家庭支付 RFID 固網(wǎng)支付 天翼 live 家庭支付 綜合終端管理系統(tǒng) IPTV平臺(tái) 互聯(lián)星空平臺(tái) 全球眼平臺(tái) 支付平臺(tái) 中國(guó)電信在 2006年推出 “ 我的 e家 ” 首個(gè)為家庭客戶量身打造的專署品牌，累計(jì)發(fā)展 3500余萬戶 在全國(guó)部署了基于家庭網(wǎng)關(guān)的 “ 我的 e家 ” 業(yè)務(wù)體系， IPTV、家庭全球眼、無線寬帶、家庭支付等娛樂、信息和通信產(chǎn)品在全國(guó)規(guī)模推廣 上海等省市公司先后開展了數(shù)字家庭應(yīng)用示范工程，探索數(shù)字家庭應(yīng)用模式 中國(guó)電信 24 e8 系列 定制 終端 e8-B e8-C 4個(gè)以太網(wǎng)接口、 USB 接口 無線（ 802.11bg） 路由功能 IPTV承載（多 PVC/VLAN） QOS保障 防火墻 無線上網(wǎng)一鍵通 ITMS（綜合終端管理系統(tǒng)） 終端功能 目標(biāo)用戶 有寬帶上網(wǎng) 無線上網(wǎng) IPTV “ 我的 e家”高端用戶 ADSL 2+ LAN VDSL 2 ADSL 2+ LAN EPON 適用光進(jìn)銅退用戶 4個(gè)以太網(wǎng)接口、 USB 接口 無線（ 802.11bg） 路由功能 IPTV承載（多 PVC/VLAN） QOS保障 防火墻 無線上網(wǎng)一鍵通 ITMS（綜合終端管理系統(tǒng)） VOIP 新形態(tài)演進(jìn) DECT電話 EVDO 802.11n 機(jī)卡分離 中國(guó)電信推出定制家庭網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品 e家終端 中國(guó)電信 25 物聯(lián)網(wǎng)鑄就數(shù)字家庭生活新空間 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān) IP 網(wǎng)絡(luò) 無限容量磁盤 電影 游戲 音樂 . 天氣 資訊 視頻 短信 彩信 電話 繳費(fèi) 支付 購物 物業(yè) 社區(qū) 底商 家庭醫(yī)療中心 家庭安防中心 家庭數(shù)據(jù)中心 家庭溝通中心 家庭娛樂中心 家庭教育中心 家庭商務(wù)中心 社區(qū)業(yè)務(wù)中心 家庭醫(yī)療中心 應(yīng)用系統(tǒng) 物聯(lián)網(wǎng) 平臺(tái) BOSS 網(wǎng)管系統(tǒng) 融合通信 &物聯(lián)網(wǎng)家庭應(yīng)用推動(dòng)家庭生活數(shù)字化 1 信息家電控制子網(wǎng) 2 家庭安防 /健康 子網(wǎng) 3 4 通信娛樂子網(wǎng) 家庭安防 /健康 子網(wǎng) 業(yè)務(wù)平臺(tái) WAP 短信 WEB 能力開放 服務(wù)開放 中國(guó)電信 26 接入鑒權(quán) 接入策略 終端監(jiān)控 失效告警 路由管理 消息轉(zhuǎn)發(fā) 協(xié)議適配 格式轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)流 控制流 WiFi ZigBee RFI 藍(lán)牙等 Ethernet xDSL PON 其他特性需求 家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾?遠(yuǎn)程網(wǎng)管界面，遠(yuǎn)程配置 協(xié)議棧： TCP/IP, UDP/IP, ARP, ICMP, Telnet, DHCP 可編程，可加載特定應(yīng)用，支持固件升級(jí) 數(shù)據(jù)收集、處理、轉(zhuǎn)發(fā) 基于 e家終端中間件的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 中間件 中國(guó)電信 27 數(shù)字家庭物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái) 集中控制平臺(tái) （ ITMS） 家庭物聯(lián)網(wǎng) 業(yè)務(wù)提供平臺(tái) Portal SDK 第三方服務(wù)集成商 醫(yī)院 能力開放 服務(wù)開放 家庭網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程 訪問平臺(tái) WAP 短信 WEB 物聯(lián)網(wǎng) 平臺(tái) 功能需求 家庭物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái) ：實(shí)現(xiàn)家庭應(yīng)用的集中管控和開通、家庭智能終端應(yīng)用信息存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā) ITMS：實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭應(yīng)用終端的集中管理 家庭門戶 ：實(shí)現(xiàn)已 WEB/WAP/短信等方式對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程訪問和控制 業(yè)務(wù)開放模塊 ：實(shí)現(xiàn)第三方服務(wù)通用開發(fā)模塊及接口的開放 中國(guó)電信 28 系統(tǒng)集成商 從“孤島”到“整體解決方案”的升華； 用戶