第01講概述物聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)工程

1、第一講第一講 概述概述學(xué)習(xí)和了解物聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)習(xí)和了解物聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)工程1.1 1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)的概念1.2 1.2 物聯(lián)網(wǎng)的特點物聯(lián)網(wǎng)的特點1.3 1.3 物聯(lián)網(wǎng)工程物聯(lián)網(wǎng)工程1.4 1.4 物聯(lián)網(wǎng)工程的關(guān)鍵物聯(lián)網(wǎng)工程的關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)1.5 1.5 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)1.6 1.6 思考與練習(xí)題思考與練習(xí)題1 1 物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)的概念2 2 物聯(lián)網(wǎng)工程的物聯(lián)網(wǎng)工程的關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)3 3 物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的定義：1999年由美國麻省理工學(xué)院提出： 把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理的網(wǎng)絡(luò)。包含三層意思：(1

2、) 物聯(lián)網(wǎng)的用戶端不僅僅是人，還包括任何物品；(2) 物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展，其核心和基礎(chǔ)仍然是 互聯(lián)網(wǎng)，信息最終還是通過互聯(lián)網(wǎng)來傳輸和交換；(3) 物品不是普通的物品，這些物品都具有唯一的身份標(biāo)識，通過射頻識別等信息傳感設(shè)備可以識別。 物聯(lián)網(wǎng)的定義：國際電信聯(lián)盟（物聯(lián)網(wǎng)的定義：國際電信聯(lián)盟（ITUITU） 在物聯(lián)網(wǎng)時代，通過在各種各樣的日在物聯(lián)網(wǎng)時代，通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種常用品上嵌入一種短距離的移動收發(fā)器短距離的移動收發(fā)器，人類在信息與通信世界里將獲得一個，人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度，從任何時間任何地點的新的溝通維度，從任何時間任何地點的人與人之間的溝通連

3、接擴(kuò)展到人與物和人與人之間的溝通連接擴(kuò)展到人與物和物與物之間的溝通連接物與物之間的溝通連接。 物聯(lián)網(wǎng)的定義：中科院基于傳感網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)的定義：中科院基于傳感網(wǎng)的定義 ： 隨機(jī)分布的集成有隨機(jī)分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的微小節(jié)點單元和通信單元的微小節(jié)點，通過一定的，通過一定的組織和通信方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，即是傳感網(wǎng)組織和通信方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，即是傳感網(wǎng)，又叫物聯(lián)網(wǎng)，又叫物聯(lián)網(wǎng) 。 物聯(lián)網(wǎng)的定義：目前流行的物聯(lián)網(wǎng)定義物聯(lián)網(wǎng)的定義：目前流行的物聯(lián)網(wǎng)定義 通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備

4、傳感設(shè)備對物對物品品進(jìn)行識別進(jìn)行識別，獲取有用信息，然后按約，獲取有用信息，然后按約定的協(xié)議，通過定的協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸，實現(xiàn)人與人，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物的在任何時間、任何、人與物、物與物的在任何時間、任何地點的連接，從而進(jìn)行地點的連接，從而進(jìn)行信息交換和通信信息交換和通信，以實現(xiàn)，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng) 傳感網(wǎng)的定義： 傳感網(wǎng) (Sensor Network)，也稱傳感器網(wǎng)絡(luò)，是利用各種傳感器(光、電、溫度、濕度、壓力等)加上中低速的近距離無線通信技術(shù)構(gòu)成一個獨立的網(wǎng)絡(luò)，是由多個具有有線或

5、無線通信與計算能力的低功耗、小體積的微小傳感器節(jié)點構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它一般提供局域網(wǎng)或小范圍的物與物之間的信息交換功能。 兩者關(guān)系： 傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)末端采用的關(guān)鍵技術(shù)之一，傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的一部分，也是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的新產(chǎn)物，是拋開時間和空間的限制將互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域里，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用的拓展 。 物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)泛在網(wǎng)的定義：泛在網(wǎng)是基于個人和社會的需求，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間按需進(jìn)行的信息獲取、傳遞、存儲、認(rèn)知、決策、使用等服務(wù)泛在網(wǎng)具有超強(qiáng)的環(huán)境感知、內(nèi)容感知及智能性，為個人和社會提供泛在的、無所不含的信息服務(wù)

6、和應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)的關(guān)系：物聯(lián)網(wǎng)是泛在網(wǎng)的起點。物聯(lián)網(wǎng)是泛在網(wǎng)發(fā)展的物聯(lián)階段，而泛在網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的終極目標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)這幾個概念之間關(guān)系如圖1.2所示，泛在網(wǎng)包括物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)之間存在交集2022-4-25Ch1-物聯(lián)網(wǎng)概述第10頁 共22頁（1）全面感知：全面感知是物聯(lián)網(wǎng)相對于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的第一個重要特征。是指按照一定頻率，利用RFID、二維條碼、傳感器，以及其它各種感知設(shè)備，采集物體動態(tài)信息和周圍環(huán)境信息，并實時地更新數(shù)據(jù)。（2）可靠傳送：物聯(lián)網(wǎng)作為基于互聯(lián)網(wǎng)的泛在網(wǎng)絡(luò)，其重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將感知的各種物

7、體信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。（3）智能處理：智能處理能力是物聯(lián)網(wǎng)的第三個重要特征。物聯(lián)網(wǎng)利用云計算、模式識別等各種智能技術(shù)對海量信息進(jìn)行及時處理，使得人與物的交流和物與物的溝通變成現(xiàn)實。1.3 物聯(lián)網(wǎng)工程物聯(lián)網(wǎng)工程1.1.物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程工程概念概念的提出的提出隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷走向應(yīng)用，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷走向應(yīng)用，對各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行綜合集成與對各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行綜合集成與創(chuàng)新研究及應(yīng)用創(chuàng)新研究及應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)在一個整體應(yīng)當(dāng)在一個整體框架下進(jìn)行，這個框架就是物聯(lián)網(wǎng)框架下進(jìn)行，這個框架就是物聯(lián)網(wǎng)工程工程。2.2.物聯(lián)網(wǎng)工程概念物聯(lián)網(wǎng)工程概念物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)（物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系（物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)）

8、開發(fā)階段可統(tǒng)）開發(fā)階段可分可行性論證與分可行性論證與分析、需求分析、分析、需求分析、總體方案設(shè)計、總體方案設(shè)計、系統(tǒng)功能設(shè)計、系統(tǒng)功能設(shè)計、設(shè)備選型、系統(tǒng)設(shè)備選型、系統(tǒng)集成、單元測試、集成、單元測試、管理與維護(hù)。管理與維護(hù)。1.3 物聯(lián)網(wǎng)工程物聯(lián)網(wǎng)工程物聯(lián)網(wǎng)工程的設(shè)計與實施主要如下：物聯(lián)網(wǎng)工程的設(shè)計與實施主要如下：（1 1）業(yè)務(wù)過程評估甚至重組。）業(yè)務(wù)過程評估甚至重組。（2 2）需求分析。）需求分析。（3 3）系統(tǒng)功能設(shè)計。）系統(tǒng)功能設(shè)計。（4 4）系統(tǒng)構(gòu)建。）系統(tǒng)構(gòu)建。（5 5）集成商的選擇。）集成商的選擇。（6 6）設(shè)備選型。）設(shè)備選型。（7 7）安全性設(shè)計。）安全性設(shè)計。（8 8）項目實

9、施監(jiān)理。）項目實施監(jiān)理。1.3 物聯(lián)網(wǎng)工程物聯(lián)網(wǎng)工程 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要分為三個方面：物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要分為三個方面：第一，終端的數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、第一，終端的數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、終端網(wǎng)絡(luò)的部署和協(xié)同等，以無線傳感終端網(wǎng)絡(luò)的部署和協(xié)同等，以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的器網(wǎng)絡(luò)的RFIDRFID為代表；為代表；第二，異構(gòu)的接入網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)的核心網(wǎng)第二，異構(gòu)的接入網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)的核心網(wǎng)絡(luò)，包括基礎(chǔ)的絡(luò)，包括基礎(chǔ)的NGNNGN核心網(wǎng)和核心網(wǎng)和3G3G、Wi-FiWi-Fi、藍(lán)牙等接入技術(shù)；藍(lán)牙等接入技術(shù)；第三，由中間件、信息開放平臺和服務(wù)第三，由中間件、信息開放平臺和服務(wù)支撐子層以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域示范系統(tǒng)支撐

10、子層以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域示范系統(tǒng)等。等。1.5 1.5 物聯(lián)網(wǎng)工程的技術(shù)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)工程的技術(shù)架構(gòu)它包括它包括感知層感知層技術(shù)、技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、技術(shù)、應(yīng)用層應(yīng)用層技術(shù)和技術(shù)和公共技公共技術(shù)。術(shù)。1.1.感知層技術(shù)感知層技術(shù)2.2.網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)3.3.應(yīng)用層技術(shù)應(yīng)用層技術(shù)4.4.公共技術(shù)公共技術(shù)1.5 1.5 物聯(lián)網(wǎng)工程的技術(shù)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)工程的技術(shù)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)（物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)（物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)）開發(fā)階段可以分為可行性論證統(tǒng)）開發(fā)階段可以分為可行性論證與分析、物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)需求分析與分析、物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)需求分析、總體方案設(shè)計、功能設(shè)計、設(shè)備、總體方案設(shè)計、功能設(shè)計、設(shè)備選型、集成、物聯(lián)網(wǎng)工程單元測試選型、集成、物聯(lián)網(wǎng)工程單元測試、管理與維護(hù)。、管理與維護(hù)。物聯(lián)網(wǎng)工程的技術(shù)體系框架包括物聯(lián)網(wǎng)工程的技術(shù)體