期末作業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜述(修改中)33

1、關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的理解和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的綜述豐詩(shī)崧20103132832013年12月5日LOGO物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)的形成過(guò)程物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用LOGO物聯(lián)網(wǎng)的概念 物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)至今沒(méi)有統(tǒng)一的定義,大家眾說(shuō)紛紜。有的認(rèn)為RFID的互聯(lián)就是物聯(lián)網(wǎng),有的認(rèn)為傳感網(wǎng)絡(luò)就是物聯(lián)網(wǎng),有的認(rèn)為M2M(machine to machine)就是物聯(lián)網(wǎng),有的認(rèn)為把互聯(lián)網(wǎng)的用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間就是物聯(lián)網(wǎng)。 國(guó)際通用的物聯(lián)網(wǎng)的定義是:通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按

2、約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。LOGO物聯(lián)網(wǎng)的概念 出現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)沒(méi)有統(tǒng)一定義這種局面的原因是物聯(lián)網(wǎng)還處于初級(jí)的概念階段和探索階段,還沒(méi)有具有說(shuō)服力的完整的大規(guī)模的應(yīng)用?；ヂ?lián)網(wǎng)是先發(fā)展起來(lái),后有互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)名詞術(shù)語(yǔ);而物聯(lián)網(wǎng)是先提出名詞概念,希望通過(guò)這個(gè)名詞概念來(lái)推動(dòng)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。 物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)就是讓地球上的物品能說(shuō)話(huà),讓人們能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)智能地聽(tīng)見(jiàn)物品說(shuō)話(huà)、看見(jiàn)物品的行為,同時(shí)又能讓物品智能地聽(tīng)話(huà),智能地動(dòng)作,達(dá)到讓物質(zhì)世界與人智能對(duì)話(huà)的目的。 LOGO物聯(lián)網(wǎng)的形成過(guò)程 Internet of Things的概念最初來(lái)源

3、于Bill Gates1995年發(fā)表的未來(lái)之路，書(shū)中提及物聯(lián)網(wǎng)概念，只是當(dāng)時(shí)受限于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展，并未引起重視。 1999年美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，由美國(guó)統(tǒng)一代碼委員會(huì)UCC、吉列公司、寶潔、沃爾瑪?shù)?00多家大公司贊助，在美國(guó)麻省理工大學(xué)生成立了Auto-ID中心，集中對(duì)EPC進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，全世界共有六所頂尖高校參考其中的工作。包括：美國(guó)的MIT、英國(guó)的劍橋大學(xué)、日本的慶應(yīng)大學(xué)、澳大利亞的阿德雷德大學(xué)、瑞士的圣加侖大學(xué)、中國(guó)的復(fù)旦大學(xué)。Auto-ID中心于2003年11月1日更名為Auto-ID Lab，為EPC global提供技術(shù)支持。EPC g

4、lobal旨在改變整個(gè)世界，搭建一個(gè)可以自動(dòng)識(shí)別任何地方、任何事物的開(kāi)放性的全球網(wǎng)絡(luò)也就是我們所說(shuō)的“物聯(lián)網(wǎng)”原型。LOGO物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別 物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱(chēng)是Internet of Things，即“物物相連的網(wǎng)絡(luò)”。人們既可以把它看作傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的自然延伸，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的信息傳輸基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)；也可以把它看作是一種新型網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)槠溆脩?hù)端延伸和擴(kuò)展到了物品與物品之間，這與互聯(lián)網(wǎng)那種“電腦相連的網(wǎng)絡(luò)”大不一樣。 LOGO物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別相比互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)具有以下諸多特點(diǎn)： 1、終端的多樣化。小到手表、鑰匙各種家電，大到汽車(chē)、房屋、橋梁、道路，甚至那些有生命的東西（包括人和動(dòng)植物）都能連接

5、進(jìn)網(wǎng)絡(luò)。 2、感知的自動(dòng)化。物聯(lián)網(wǎng)在各種物體上植入微型感應(yīng)芯片，這樣，任何物品都可以變得“有感受、有知覺(jué)”。它主要是依靠一種名為RFID（射頻識(shí)別）的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 3、智能化。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)感應(yīng)芯 片和RFID時(shí)時(shí)刻刻地獲取人和物體的最新特征、位置、狀態(tài)等信息，這些信息將使網(wǎng)絡(luò)變得更加“博聞廣識(shí)”。 據(jù)美國(guó)權(quán)威咨詢(xún)機(jī)構(gòu)Forrester（弗雷斯特研究公司）預(yù)測(cè)，到2020年世界上物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將達(dá)到互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的30倍。因此，“物聯(lián)網(wǎng)”也被稱(chēng)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。LOGO技術(shù)體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三個(gè)大層次。LOGO感知層 感知層是讓物品說(shuō)話(huà)

6、的先決條件，主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類(lèi)物理量身份標(biāo)識(shí)、位置信息、音頻、視頻數(shù)據(jù)等。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實(shí)時(shí)定位等技術(shù)。 感知層又分為數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行、短距離無(wú)線(xiàn)通信。 數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行主要是運(yùn)用智能傳感器技術(shù)身份識(shí)別以及其他信息采集技術(shù)，對(duì)物品進(jìn)行基礎(chǔ)信息采集，同時(shí)接收上層網(wǎng)絡(luò)送來(lái)的控制信息，完成相應(yīng)執(zhí)行動(dòng)作。 短距離無(wú)線(xiàn)通信完成小范圍內(nèi)的多個(gè)物品的信息集中與互通功能，相當(dāng)于物品的腳。LOGO網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層完成大范圍的信息溝通，主要借助于已有的廣域網(wǎng)通信系統(tǒng)(如PSTN網(wǎng)絡(luò)、2G /3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等)，把感知層感知到的信息快

7、速、可靠、安全地傳送到地球的各個(gè)地方，使物品能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離、大范圍的通信，以實(shí)現(xiàn)在地球范圍內(nèi)的通信。LOGO應(yīng)用層 應(yīng)用層完成物品信息的匯總、協(xié)同、共享、互通、分析、決策等功能，相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的控制層、決策層。 應(yīng)用層完成物品與人的最終交互，前面兩層將物品的信息大范圍地收集起來(lái)，匯總在應(yīng)用層進(jìn)行統(tǒng)一分析、決策，用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通，提高信息的綜合利用度，最大程度地為人類(lèi)服務(wù)。如智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等。LOGO物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)射頻識(shí)別技術(shù)傳感技術(shù)納米技術(shù)智能嵌入技術(shù)云計(jì)算IPv6技術(shù)LOGO射頻識(shí)別技術(shù) RFID是Radio Freq

8、uency Identification的縮寫(xiě)，即為射頻識(shí)別技術(shù)，俗稱(chēng)電子標(biāo)簽。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，讀卡距離最遠(yuǎn)可超過(guò)20米。一套完整的RFID系統(tǒng)，其基本組成部分包括標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）和應(yīng)用軟件系統(tǒng)。其基本的工作原理：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，要么接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（這一類(lèi)標(biāo)簽我們稱(chēng)之為被動(dòng)標(biāo)簽），要么主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（這一類(lèi)標(biāo)簽我們稱(chēng)之為主動(dòng)標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。不管是主動(dòng)式還是被動(dòng)式標(biāo)簽，可以實(shí)現(xiàn)同

9、時(shí)識(shí)別多個(gè)電子標(biāo)簽。在物聯(lián)網(wǎng)中，RFID是一個(gè)可以讓物品開(kāi)口說(shuō)話(huà)的關(guān)鍵技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)。RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著各種物品的信息，利用無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品的識(shí)別。LOGO傳感技術(shù) 傳感技術(shù)是對(duì)從自然信息源獲取的信息進(jìn)行處理和識(shí)別的一門(mén)多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)，它涉及傳感器、信息處理和識(shí)別等技術(shù)。傳感器是指測(cè)量某一類(lèi)物理變量，并將它轉(zhuǎn)化為設(shè)備可以識(shí)別的電子信號(hào)的器件。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、測(cè)量電路和輔助電源四部分組成。傳感器的種類(lèi)繁多，按照技術(shù)類(lèi)別分有超聲波傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器、圖像傳感器、電量傳感器

10、和位移傳感器等。 傳感器的功能與品質(zhì)決定了傳感系統(tǒng)獲取自然信息的信息量和信息質(zhì)量，是高品質(zhì)傳感技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)造的一個(gè)關(guān)鍵。LOGO納米技術(shù) 納米技術(shù)，主要用于研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。納米技術(shù)關(guān)注當(dāng)物質(zhì)到達(dá)納米尺度（0.1-100納米這個(gè)范圍空間）時(shí)，物質(zhì)所展現(xiàn)出來(lái)的特殊物理特性。例如：銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來(lái)的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱；鐵鈷合金，把它做成大約2030納米大小，它的磁性要比原來(lái)高1000倍。 納米技術(shù)的發(fā)展，使得我們可以制造更微型的電子標(biāo)簽，用以跟蹤和監(jiān)測(cè)小型物體或者分子級(jí)別的信息變化。LOGO智能嵌入技術(shù) 智能嵌入技術(shù)是將信息

11、處理部件嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中的一種技術(shù)，它將硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)固化到一起。嵌入式技術(shù)是在Internet的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展的，具有安全性和能快速地與外界進(jìn)行信息交換的特點(diǎn)，而嵌入式系統(tǒng)一般情況下都是小型的專(zhuān)用系統(tǒng)，這樣就使得嵌入式系統(tǒng)很難承受占有大量系統(tǒng)資源的服務(wù)。如何實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的Internet接入和嵌入式Internet安全技術(shù)，是智能嵌入技術(shù)的關(guān)鍵和核心。 在物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，一個(gè)個(gè)具備信息計(jì)算功能和網(wǎng)絡(luò)接入的智能物品可以隨時(shí)與物品的主人和其他物品進(jìn)行信息交互。例如冰箱可以提醒主人牛奶快過(guò)期了，當(dāng)它發(fā)現(xiàn)雞蛋用完了時(shí)會(huì)主動(dòng)發(fā)信息給超市進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，這些都是智能嵌入式技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。LOGO云

12、計(jì)算 云計(jì)算指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源。提供資源的網(wǎng)絡(luò)為“云”，這是一種可以隨時(shí)獲取、按需使用、隨時(shí)擴(kuò)展、按使用付費(fèi)的計(jì)算資源。云的計(jì)算能力非常強(qiáng)大，例如Google的云服務(wù)器有100多萬(wàn)臺(tái)，Yahoo和Amazon也擁有幾十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器。云計(jì)算支持用戶(hù)在任何地點(diǎn)使用任何終端來(lái)獲取計(jì)算資源，所請(qǐng)求的資源來(lái)自“云”，而不是固定的有形的實(shí)體。應(yīng)用在“云”中某處運(yùn)行，但實(shí)際上用戶(hù)無(wú)需了解、也不用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行的具體位置。 在物聯(lián)網(wǎng)中，有成千上萬(wàn)的物品信息隨時(shí)在變化更新，云計(jì)算就是為這些服務(wù)提供強(qiáng)大的計(jì)算能力。LOGOIPV6技術(shù) IPv6技術(shù)是下一版本的互

13、聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，IPv4定義的有限網(wǎng)絡(luò)地址將被耗盡，為了擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)地址空間，擬通過(guò)IPv6協(xié)議重新定義地址空間。IPv4采用32位地址長(zhǎng)度，只有大約43億個(gè)地址，估計(jì)在20052010年間將被分配完畢，而IPv6采用128位地址長(zhǎng)度，幾乎可以為地球上每一粒沙子分配一個(gè)IP地址。 在物聯(lián)網(wǎng)中，我們?cè)噲D構(gòu)造一個(gè)任意物體之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，因此每一個(gè)物體都需要一個(gè)IP地址，這個(gè)時(shí)候現(xiàn)有的IPv4協(xié)議肯定無(wú)法滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)的需求，因此大力發(fā)展IPv6技術(shù)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)條件。LOGO 應(yīng)用領(lǐng)域概況應(yīng)用領(lǐng)域概況LOGORFID在我國(guó)的應(yīng)用情況LOGO應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域LOGO在車(chē)間流水線(xiàn)應(yīng)用 RF

14、ID就是電子工票，在車(chē)位上安裝一個(gè)RFID電子閱讀器，工人在做完一扎衣服后刷下工票卡，可以實(shí)時(shí)采集工人生產(chǎn)信息：對(duì)車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理、安排調(diào)度和效率改善。.電子工票系統(tǒng)為管理人員、車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)之間建立了一個(gè)信息平臺(tái)，每個(gè)工人的生產(chǎn)進(jìn)度可以直接反饋到管理人員，管理人員的指令（例如通知等）也可以直接達(dá)到工人的屏幕，幫助管理人員平衡各生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)工人計(jì)件工資，評(píng)估工人表現(xiàn)，從而提高服裝企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理決策能力。 LOGOLOGOLOGO在圖書(shū)館里的應(yīng)用LOGO在食品監(jiān)管的應(yīng)用在食品供應(yīng)鏈中將全面運(yùn)用RFID電子標(biāo)簽技術(shù)，實(shí)現(xiàn)食品的安全信息全程溯源。進(jìn)入園區(qū)的蔬菜、水果、水產(chǎn)品、蛋等初級(jí)產(chǎn)品

15、及配送的餐飲半成品等，包裝袋上都將戴上RFID標(biāo)簽，這個(gè)標(biāo)簽會(huì)儲(chǔ)存種植養(yǎng)殖企業(yè)或生產(chǎn)單位、品名、產(chǎn)地、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期等信息，在專(zhuān)供食品的物流貨車(chē)上也配備相應(yīng)的RFID設(shè)備，對(duì)裝載冷藏、冷凍食品的車(chē)輛配備RFID等溫度連續(xù)監(jiān)控設(shè)備。在食品進(jìn)入園區(qū)時(shí)，工作人員通過(guò)手持式RFID讀取器，就能在現(xiàn)場(chǎng)快速追溯食品和原料的來(lái)源。LOGOLOGORFID在服裝行業(yè)的應(yīng)用RFID技術(shù)在服裝行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越收到服裝企業(yè)主的重視，通過(guò)RFID技術(shù)提供供應(yīng)鏈管理的透明度，提高庫(kù)存轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)率，減少缺貨損失，提升門(mén)店的消費(fèi)體驗(yàn). 通過(guò)RFID技術(shù)基本上為服裝行業(yè)帶來(lái)四大類(lèi)的利益： 1. 快：物流效率快，貨品交接點(diǎn)數(shù)快，提高物流作業(yè)效率 2 .準(zhǔn)：數(shù)據(jù)準(zhǔn)，在供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)服裝的流通數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確 3. 防：通過(guò)嵌入RFID芯片到服裝內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)防竄貨和防偽功效，而