物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)

1、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)概述 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.1 物聯(lián)網(wǎng)起源與發(fā)展1. 1.1物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程1999年美國麻省理工學(xué)院Auto-ID中心研究人員提出將RFID與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間、對(duì)任何物品進(jìn)行標(biāo)識(shí)和管理。 2005年國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組(ITU-T)在ITU Internet Reports2005: The Internet of Things正式提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，全面透徹地分析了物聯(lián)網(wǎng)的可用技術(shù)、市場(chǎng)機(jī)會(huì)、潛在挑戰(zhàn)和美好前景等內(nèi)容。2008年國際電信聯(lián)盟對(duì)泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)闡述為通過傳感器、執(zhí)行器、RFID等對(duì)物理世界進(jìn)行感知和標(biāo)識(shí)，感知的信息依靠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和互聯(lián)

2、，將信息存儲(chǔ)和信息處理后，實(shí)現(xiàn)各種具體的應(yīng)用，其目標(biāo)是使我們的環(huán)境變?yōu)椴恍枰祟惛深A(yù)、并能為人類服務(wù)的智能化世界。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.1 物聯(lián)網(wǎng)起源與發(fā)展1. 1.1物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程2009年1月，IBM首席執(zhí)行官彭明盛與美國奧巴馬總統(tǒng)參加美國工商界領(lǐng)袖“圓桌會(huì)議”，提出“智慧地球”的概念?！爸腔鄣厍颉本褪前迅袘?yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成所謂“物聯(lián)網(wǎng)”。 2009年6月，歐盟制定了歐洲物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃，該計(jì)劃涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、硬件、軟件與算法、標(biāo)識(shí)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)與信號(hào)處理技術(shù)、知識(shí)發(fā)現(xiàn)與搜

3、索引擎技術(shù)、關(guān)系網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、電能存儲(chǔ)技術(shù)、安全與隱私保護(hù)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化等關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展以及重點(diǎn)研究領(lǐng)域給出了明確的路線圖。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.1 物聯(lián)網(wǎng)起源與發(fā)展1. 1.1物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程2009年8月溫家寶總理在視察中科院無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究所時(shí)，提出“感知中國”的概念。2010年9月國務(wù)院審議通過國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定，物聯(lián)網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容，被提高到國家戰(zhàn)略層面高度予以重點(diǎn)關(guān)注和推進(jìn)。2012年2月，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃發(fā)布，重點(diǎn)確定了物聯(lián)網(wǎng)在“智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智

4、能安防、智能醫(yī)療、能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療、智能家居智能家居”等9個(gè)重點(diǎn)示范應(yīng)用領(lǐng)域。 2012年8月，國務(wù)院發(fā)布我國首個(gè)國家級(jí)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃無錫國家傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要（2012-2020年），提出打造具有全球影響力的傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.1 物聯(lián)網(wǎng)起源與發(fā)展1. 1.2 物聯(lián)網(wǎng)的基本概念物聯(lián)網(wǎng)基本概念：物聯(lián)網(wǎng)基本概念：通過條碼與二維碼、射頻標(biāo)簽（RFID）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、傳感器網(wǎng)絡(luò)等自動(dòng)標(biāo)識(shí)與信息傳感設(shè)備及系統(tǒng)，按照約定的通信協(xié)議，通過各種局域網(wǎng)、接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)將物與物、人與物、人與人連接起來，進(jìn)行信息交換與通信，

5、以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種信息網(wǎng)絡(luò)。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.1 物聯(lián)網(wǎng)起源與發(fā)展1. 1.3互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)：又稱因特網(wǎng)（Internet）,將計(jì)算機(jī)以一組通用的協(xié)議相連，形成邏輯上單一巨大的國際網(wǎng)絡(luò)。這種將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互相連接在一起的方法可稱作“網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”，在這基礎(chǔ)上發(fā)展出覆蓋全世界的全球性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)稱“互聯(lián)網(wǎng)”，即是“互相連接一起的網(wǎng)絡(luò)”。 IOT（Internet of things）： 最早的IOT網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上是RFID網(wǎng)絡(luò)，該概念最早來自于美國麻省理工學(xué)院的Auto-ID中心研究人員。他們最早提出將RFID與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間，對(duì)任何

6、物品進(jìn)行標(biāo)識(shí)和管理。 傳感網(wǎng)傳感網(wǎng)：傳感器網(wǎng)絡(luò)（Sensor Networks or Wireless Sensor Networks）的簡稱，將傳感器組成網(wǎng)絡(luò)，形成網(wǎng)絡(luò)的方式可以通過有線連接，更多是通過無線的方式組成網(wǎng)絡(luò)。而傳感器則是一種能夠探測(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置的器件。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.1 物聯(lián)網(wǎng)起源與發(fā)展1. 1.3互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)M2M：最早來自于諾基亞，其含義有Machine-to-Machine、Man-to-Machine，或者M(jìn)achine-to-Man等，其側(cè)重點(diǎn)在于無線數(shù)據(jù)通信和信息技術(shù)的無縫

7、連接，從而實(shí)現(xiàn)在其基礎(chǔ)上的無線業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化、集成化，并最終為用戶創(chuàng)造增值服務(wù)。CPS：美國基金委員會(huì)近幾年提出CPS(Cyber Physical Systems)研究計(jì)劃， 該計(jì)劃通過3C技術(shù)即計(jì)算(Computation)、通信(Communication)和控制(Control)的有機(jī)融合與深度協(xié)作，實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)。泛在傳感網(wǎng)（USN）：2005年國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組(ITU-T)在ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things中正式提出IOT的概念。2008年該組織在Ubiquitous S

8、ensor Networks中進(jìn)一步提出泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)概念（廣義傳感網(wǎng)），并闡述為通過傳感器、執(zhí)行器、RFID等對(duì)物理世界進(jìn)行感知和標(biāo)識(shí)，然后依靠網(wǎng)絡(luò)將信息進(jìn)行傳輸和互聯(lián)，再進(jìn)行信息處理和信息存儲(chǔ)，最后實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.1 物聯(lián)網(wǎng)起源與發(fā)展1. 1.3互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)泛在網(wǎng)（Ubiquitous Networking）：又稱為U網(wǎng)絡(luò)，指實(shí)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(chǔ)、認(rèn)知、決策、使用等服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)超強(qiáng)的環(huán)境感知、內(nèi)容感知及其智能性，為個(gè)人和社會(huì)提供泛在的、無所不含的信息服務(wù)和應(yīng)用。傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)的關(guān)系：傳感網(wǎng)可以看作是物聯(lián)網(wǎng)的一部分，屬于

9、一種末端網(wǎng)絡(luò)，具有低速率、短距離、低功耗、自組網(wǎng)的特性。而物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)概念最為接近，可以看作是泛在網(wǎng)在目前的一種實(shí)現(xiàn)形式。 泛在網(wǎng)泛在網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)傳感網(wǎng)傳感網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.2 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)分為三層：即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。分為四層：即感知層、傳輸層、服務(wù)管理層（也稱智能層）和應(yīng)用層感知層、傳輸層、服務(wù)管理層（也稱智能層）和應(yīng)用層。本質(zhì)上講這兩種分法都是一樣的。 感知層感知層：實(shí)現(xiàn)對(duì)外界的感知，識(shí)別或定位物體，采集外界信息等。主要包括二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽、讀寫器、攝像頭、各種終端、GPS等定位裝置、各種傳感器或局部傳感器網(wǎng)絡(luò)等。

10、傳輸層傳輸層：負(fù)責(zé)感知信息或控制信息的傳輸，物聯(lián)網(wǎng)通過信息在物體間的傳輸可以虛擬成為一個(gè)更大的“物體”，或者通過網(wǎng)絡(luò)，將感知信息傳輸?shù)礁h(yuǎn)的地方。傳輸層包括各種有線和無線組網(wǎng)技術(shù)、接入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)等。服務(wù)管理層服務(wù)管理層：對(duì)感知層通過傳輸層傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行動(dòng)態(tài)匯集、存儲(chǔ)、分解、合并、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等智能處理，并為應(yīng)用層提供物理世界所對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)等。其中主要包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、智能信息處理技術(shù)、智能軟件技術(shù)、語義網(wǎng)技術(shù)等。應(yīng)用層應(yīng)用層：應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的各種具體的應(yīng)用并提供服務(wù)，物聯(lián)網(wǎng)具有廣泛的行業(yè)結(jié)合的特點(diǎn)，根據(jù)某一種具體的行業(yè)應(yīng)用，應(yīng)用層實(shí)際上依賴感知層、傳輸層和服務(wù)管理層共同完

11、成應(yīng)用層所需要的具體服務(wù)。 1.2 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：全面感知、可靠傳輸、智能處理、自動(dòng)控制全面感知、可靠傳輸、智能處理、自動(dòng)控制。主要技術(shù)：有二維碼技術(shù)、傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、紅外感知技術(shù)、定位技術(shù)、無線通信與組網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)（如IPV6技術(shù)）、物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、語義網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、智能決策、信息安全與隱私保護(hù)、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)等（如嵌入式開發(fā)技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)集成技術(shù)等）。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.1 感知與識(shí)別技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的感知與識(shí)別技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的感知與識(shí)別。感知與識(shí)別都屬于自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，即

12、應(yīng)用一定的識(shí)別裝置，通過被識(shí)別物品和識(shí)別裝置之間的接近活動(dòng)，自動(dòng)地獲取被識(shí)別物品的相關(guān)信息，并提供給后臺(tái)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)來完成相關(guān)后續(xù)處理的一種技術(shù)。識(shí)別技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)識(shí)別物體本身的存在，定位物體位置、移動(dòng)情況等等。常采用的技術(shù)包括射頻識(shí)別技術(shù)如RFID技術(shù)、GPS定位技術(shù)、紅外感應(yīng)技術(shù)、聲音及視覺識(shí)別技術(shù)、生物特征識(shí)別技術(shù)等。感知技術(shù)主要通過在物體上或物體周圍嵌入各類傳感器，感知物體或環(huán)境的各種物理或化學(xué)變化等。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.1 感知與識(shí)別技術(shù)射頻識(shí)別射頻識(shí)別RFID技術(shù)技術(shù)：射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，簡稱RFID

13、）是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，利用射頻信號(hào)及其空間耦合傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)或移動(dòng)物體的自動(dòng)識(shí)別。RFID技術(shù)可實(shí)現(xiàn)無接觸的自動(dòng)識(shí)別，具有全天候、識(shí)別穿透能力強(qiáng)、無接觸磨損、可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)物品的自動(dòng)識(shí)別等特點(diǎn)。 產(chǎn)品電子代碼(EPC)采用RFID電子標(biāo)簽技術(shù)作為載體，大大推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用。RFID技術(shù)市場(chǎng)應(yīng)用成熟，標(biāo)簽成本低廉，但RFID一般不具備數(shù)據(jù)采集功能，多用來進(jìn)行物品的甄別和屬性的存儲(chǔ)。目前在國內(nèi)RFID已經(jīng)在身份證、電子收費(fèi)系統(tǒng)和物流管理等領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.1 感知與識(shí)別技術(shù)傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)：是一門涉及物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、

14、材料科學(xué)、電子學(xué)以及通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多學(xué)科交叉的高新技術(shù)。其中的傳感器是一種物理裝置，能夠探測(cè)、感受外界的各種物理量（如光、熱、濕度）、化學(xué)量（如煙霧、氣體等）、生物量，以及未定義的自然參量等。傳感器技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，綜合傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)、無線通訊技術(shù)等，使嵌入到任何物體的微型傳感器相互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和信息采集，形成一種集感知、傳輸、處理于一體的終端末梢網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.1 感知與識(shí)別技術(shù)一種典型終端末梢網(wǎng)絡(luò)：一種典型終端末梢網(wǎng)絡(luò)：主要由多個(gè)帶有傳感器或RFID射頻的節(jié)點(diǎn)、讀寫器、控制器等組成，在該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，不

15、僅僅實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和處理，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合和路由等。這些局部的節(jié)點(diǎn)經(jīng)過匯聚節(jié)點(diǎn)（比如網(wǎng)關(guān)）將信息匯聚后，再利用核心核心承載網(wǎng)絡(luò)承載網(wǎng)絡(luò)如3G、4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、WiMAX、企業(yè)專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等連接到信息服務(wù)系統(tǒng)，從而形成一個(gè)更大的虛擬網(wǎng)絡(luò)，或者將數(shù)據(jù)處理后用于應(yīng)用服務(wù)。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.2 通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)涉及的網(wǎng)絡(luò)種類：有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)；短距離網(wǎng)絡(luò)和長距離網(wǎng)絡(luò)；企業(yè)專用網(wǎng)絡(luò)、公用網(wǎng)絡(luò)；局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等等。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.2 通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)可以通過有線網(wǎng)絡(luò)連接，比如飛機(jī)上的傳感器網(wǎng)絡(luò)； 無線聯(lián)網(wǎng)，比如手機(jī)

16、就是一種無線的聯(lián)網(wǎng)方式。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也使用無線組網(wǎng)方式。 物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)可以是專用網(wǎng)絡(luò)，比如企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，也可以是公用網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也可以由上述網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)混合網(wǎng)絡(luò)。 對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)，無線網(wǎng)絡(luò)具有特別的吸引力，比如不用部署線路并且特別適合于移動(dòng)物體。 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)豐富多樣，根據(jù)距離不同，可以組成個(gè)域網(wǎng)、局域網(wǎng)和城域網(wǎng)。近距離的無線技術(shù)組成個(gè)域網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)最為活躍的部分，其通信距離可能是幾厘米到幾百米之間，常用的主要有WI-FI、藍(lán)牙、ZigBee、RFID、NFC和UWB等技術(shù)。 對(duì)于各種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需要可以有所取舍。在物流領(lǐng)域，RFID以其低成本占據(jù)著核心地位。而在智能

17、家居的應(yīng)用中，ZigBee逐步占據(jù)重要地位。但對(duì)于安防使用高清攝像的應(yīng)用，Wi-Fi或者直接連接到互聯(lián)網(wǎng)可能是唯一的選擇。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.2 通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的許多應(yīng)用，比如比較分散的野外監(jiān)測(cè)點(diǎn)、市政各種傳輸管道的分散監(jiān)測(cè)點(diǎn)、農(nóng)業(yè)大棚的監(jiān)測(cè)信息匯聚點(diǎn)、無線網(wǎng)關(guān)，移動(dòng)的監(jiān)測(cè)物體（如汽車等）等，一般需要遠(yuǎn)距離的無線通信技術(shù)。常用的遠(yuǎn)距離通信技術(shù)主要有GSM、GPRS、WIMAX、2G3G4G移動(dòng)通信，甚至衛(wèi)星通信等。從能耗上看，長距離無線通信比短距離無線通信往往具有更高的能耗，但其移動(dòng)性和長距離通信使物聯(lián)網(wǎng)具有更大的監(jiān)測(cè)空間和更多有吸引力的應(yīng)用。從近距離通信網(wǎng)

18、絡(luò)到遠(yuǎn)距離通信網(wǎng)絡(luò)往往會(huì)涉及連接到互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)。使用新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如IPV6可以給每一個(gè)物體分配一個(gè)IP地址。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.3 信息處理與服務(wù)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行智能信息處理并為應(yīng)用層提供服務(wù)。信息處理與服務(wù)層主要解決感知數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)（如物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)）、如何檢索（搜索引擎等）、如何使用（云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等）、如何不被濫用（數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)等）的問題。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)而言，信息的智能處理是最為核心的部分。物聯(lián)網(wǎng)不僅僅要收集物體的信息，更重要的在于利用這些信息對(duì)物體實(shí)現(xiàn)管理，因此信息處理技術(shù)是提供服務(wù)與應(yīng)用的重要組成部分。

19、物聯(lián)網(wǎng)的信息處理與服務(wù)技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘、智能決策、云計(jì)算、安全及隱私保護(hù)等，本節(jié)主要介紹如云計(jì)算技云計(jì)算技術(shù)、智能化技術(shù)、安全及隱私保護(hù)、中間件技術(shù)術(shù)、智能化技術(shù)、安全及隱私保護(hù)、中間件技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.3 信息處理與服務(wù)技術(shù)云計(jì)算云計(jì)算(Cloud Computing)： 云技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)拆分成無數(shù)個(gè)較小的子程序，再交給多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。通過這項(xiàng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，達(dá)成處理數(shù)以千萬計(jì)甚至億計(jì)的信息，達(dá)到和超級(jí)計(jì)算機(jī)同樣強(qiáng)大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 物聯(lián)網(wǎng)與

20、云計(jì)算二者并不等同： 云計(jì)算是一種分布式的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，而物聯(lián)網(wǎng)可以說是利用云技術(shù)實(shí)現(xiàn)其自身的應(yīng)用。 但物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算關(guān)系緊密。首先，物聯(lián)網(wǎng)采集到的數(shù)據(jù)量很大，使用云計(jì)算來承載數(shù)據(jù)處理任務(wù)具有非常顯著的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，使“云”有用武之地。其次，物聯(lián)網(wǎng)依賴云計(jì)算設(shè)施對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、挖掘，可以更加迅速、準(zhǔn)確、智能地對(duì)物理世界進(jìn)行管理和控制，使人類可以更加及時(shí)、精細(xì)地管理物質(zhì)世界，大幅提高資源利用率和社會(huì)生產(chǎn)力水平，實(shí)現(xiàn)“智慧化”的狀態(tài) 。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.3 信息處理與服務(wù)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)的智能化技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的智能化技術(shù)： 物聯(lián)網(wǎng)的智能化技術(shù)將智能技術(shù)的研究成果應(yīng)

21、用到物聯(lián)網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化。物聯(lián)網(wǎng)根據(jù)具體應(yīng)用結(jié)合人工智能，可以實(shí)現(xiàn)智能控制和決策。 人工智能或稱機(jī)器智能，是研究如何用計(jì)算機(jī)來表示和執(zhí)行人類的智能活動(dòng)，以模擬人腦所從事的推理、學(xué)習(xí)、思考和規(guī)劃等思維活動(dòng)，并解決需要人類的智力才能處理的復(fù)雜問題，如醫(yī)療診斷、管理決策等。 人工智能一般有兩種不同的方式：工程學(xué)方法（Engineering Approach）和模擬法（Modeling Approach ）。 模擬法應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)方向是專家系統(tǒng)，這是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。 另外一個(gè)方向?yàn)槟Ｊ阶R(shí)別，通過計(jì)算機(jī)用數(shù)學(xué)技術(shù)方法來研究模式的自動(dòng)處理和判讀，如用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模式

22、（文字、聲音、人物、物體等）的自動(dòng)識(shí)別。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.3 信息處理與服務(wù)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)安全及隱私保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)安全及隱私保護(hù)： 物聯(lián)網(wǎng)是一種虛擬網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)實(shí)世界實(shí)時(shí)交互的系統(tǒng)，其特點(diǎn)是無處不在的數(shù)據(jù)感知、以無線為主的信息傳輸、智能化的信息處理。正如互聯(lián)網(wǎng)上的安全問題一樣，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，安全問題擺在了重要位置。與互聯(lián)網(wǎng)不同，從物聯(lián)網(wǎng)的信息處理過程來看，感知信息經(jīng)過采集、匯聚、融合、傳輸、決策與控制等過程，整個(gè)信息處理的過程體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的安全特征與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全存在著巨大的差異。 在發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)，必須對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的安全問題更加重視，保證物聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的

23、安全，可以參照互聯(lián)網(wǎng)所設(shè)計(jì)的安全防范體系，在傳感層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用層分別設(shè)計(jì)相應(yīng)的安全防范體系。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.3 信息處理與服務(wù)技術(shù) 中間件：位于位于數(shù)據(jù)感知設(shè)施和后臺(tái)應(yīng)用軟件之間的應(yīng)用系統(tǒng)軟件。 中間件的兩個(gè)關(guān)鍵特征： 1、為系統(tǒng)應(yīng)用提供平臺(tái)服務(wù)。 2、需要連接到網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，并且保持運(yùn)行工作狀態(tài)。 中間件為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供一系列計(jì)算和數(shù)據(jù)處理功能，對(duì)感知系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行捕獲、過濾、匯聚、計(jì)算，數(shù)據(jù)校對(duì)、解調(diào)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和任務(wù)管理，減少從感知系統(tǒng)向應(yīng)用系統(tǒng)中心傳送的數(shù)據(jù)量 。 中間件還可提供與其它支撐軟件系統(tǒng)進(jìn)行互操作等功能。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.

24、3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 3.3 信息處理與服務(wù)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中間件是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的共性需求（感知、互聯(lián)互通和智能等層面），與信息處理技術(shù)，包括信息感知技術(shù)、下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能與自動(dòng)化技術(shù)等的聚合與技術(shù)提升。 受限于底層不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和硬件平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)中間件目前主要集中在底層的感知和互聯(lián)互通方面，現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)包括屏蔽底層硬件及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)差異，支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、運(yùn)行時(shí)共享和開放互聯(lián)互通，保障物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)系統(tǒng)的可靠部署與可靠管理等。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及前景1. 3.3 信息處理與服務(wù)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)具有行業(yè)應(yīng)用的特征，具有很強(qiáng)的應(yīng)用滲透性，可以運(yùn)用到各行各業(yè)，大致可以分為三類：行業(yè)應(yīng)用、大

25、眾服務(wù)、公共管理。 具體細(xì)分，主要有城市居住環(huán)境、智能交通、消防、智能建筑、家居、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、智能環(huán)保、災(zāi)害監(jiān)測(cè)避免、智慧醫(yī)療、智慧老人護(hù)理、智能物流、食品安全追溯、智能工業(yè)控制、智能電力、智能水利、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、公共管理、智慧校園、公共安全、智能安防、軍事安全等應(yīng)用。 2012年2月出臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃，重點(diǎn)確定了“智智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療、智能家居安防、智能醫(yī)療、智能家居”等9個(gè)重點(diǎn)示范應(yīng)用領(lǐng)域。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及前景智能工業(yè)智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)

26、域的應(yīng)用：（1）制造業(yè)供應(yīng)鏈管理：物聯(lián)網(wǎng)可以應(yīng)用于企業(yè)原材料采購、庫存、銷售等領(lǐng)域，通過完善和優(yōu)化供應(yīng)鏈管理體系，提高供應(yīng)鏈效率，降低成本。 （2）生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化：物聯(lián)網(wǎng)通過對(duì)生產(chǎn)線過程檢測(cè)、實(shí)時(shí)參數(shù)采集、生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控、監(jiān)測(cè)材料消耗，從而使生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護(hù)水平不斷提高。 （3）產(chǎn)品設(shè)備監(jiān)控管理：通過各種傳感技術(shù)與制造技術(shù)的融合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)備的遠(yuǎn)程操作、設(shè)備故障診斷的遠(yuǎn)程監(jiān)控。 （4）環(huán)保監(jiān)測(cè)及能源管理： 物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備進(jìn)行融合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。 （5）工業(yè)安全生產(chǎn)管理：把感應(yīng)器嵌

27、入和裝備到礦山設(shè)備、油氣管道、礦工設(shè)備中，可以感知危險(xiǎn)環(huán)境中工作人員、設(shè)備機(jī)器、周邊環(huán)境等方面的安全狀態(tài)信息，將現(xiàn)有分散、獨(dú)立、單一的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺(tái)提升為系統(tǒng)、開放、多元的綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)感知、準(zhǔn)確辨識(shí)、快捷響應(yīng)、有效控制。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及前景智能農(nóng)業(yè)智能農(nóng)業(yè) 智能農(nóng)業(yè)運(yùn)用遙感遙測(cè)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和農(nóng)業(yè)專家信息系統(tǒng)等技術(shù)，與土壤快速分析、自動(dòng)灌溉、自動(dòng)施肥給藥、自動(dòng)耕作、自動(dòng)收獲、自動(dòng)采后處理和自動(dòng)儲(chǔ)藏等智能化農(nóng)機(jī)技術(shù)相結(jié)合，在微觀尺度上直接與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、生產(chǎn)管理相結(jié)合，創(chuàng)造新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用： （1）實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的智

28、能化培育控制。 （2）實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的智能化監(jiān)控。 標(biāo)簽對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行有效、可識(shí)別的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理。 （3）增強(qiáng)農(nóng)業(yè)的生態(tài)功能。 （4）食品安全追溯。 （5）農(nóng)業(yè)設(shè)施智能管理系統(tǒng)主要包括農(nóng)業(yè)設(shè)施工況監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程診斷和服務(wù)調(diào)度以及智能遠(yuǎn)程操控實(shí)現(xiàn)無人作業(yè)等。 （6）通過物聯(lián)網(wǎng)對(duì)農(nóng)用土地資源、水資源、生產(chǎn)資料等信息的收集和處理等，以便為政府、企業(yè)及農(nóng)民進(jìn)行有效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃提供客觀合理的信息資料。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及前景智能物流智能物流 智能物流是指貨物從供應(yīng)者向需求者的智能移動(dòng)過程，包括智能運(yùn)輸、智能倉儲(chǔ)、智能配送、智能包裝、智能裝卸以及智能信息的獲取、加工和處理等多項(xiàng)基本活

29、動(dòng)，一方面提供最佳的服務(wù)，另外一方面消耗最少的資源，形成完備的智能社會(huì)物流管理體系。 在物流過程的可視化智能管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方面，采用基于GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、RFID技術(shù)、傳感技術(shù)等多種技術(shù)，對(duì)物流過程實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的車輛定位、運(yùn)輸物品監(jiān)控、在線調(diào)度、配送可視化等管理任務(wù)。 利用傳感技術(shù)、RFID技術(shù)、聲、光、機(jī)、電、移動(dòng)計(jì)算等各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，建立全自動(dòng)化的物流配送中心，建立物流作業(yè)智能控制和自動(dòng)化操作的網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)物流與生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)商流、物流、信息流、資金流的全面協(xié)同，實(shí)現(xiàn)整個(gè)物流作業(yè)與生產(chǎn)制造的自動(dòng)化、智能化。 物聯(lián)網(wǎng)在物流業(yè)的應(yīng)用實(shí)質(zhì)是與物流信息化進(jìn)行整合，將信息技術(shù)的單點(diǎn)應(yīng)用逐步整合成一個(gè)

30、體系，整體推進(jìn)物流系統(tǒng)的自動(dòng)化、可視化、可控化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，最終形成智慧物流系統(tǒng)。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及前景智能交通智能交通智能交通系統(tǒng)（ITS ：Intelligent Transport Systems）將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)及計(jì)算機(jī)軟件處理技術(shù)等進(jìn)行有效地集成，運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，高效、便捷、安全、環(huán)保、舒適、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)，同時(shí)也是一種提高交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率、減少交通事故、降低環(huán)境污染，信息化、智能化、社會(huì)化、人性化的新型交通運(yùn)輸系統(tǒng)?！败嚶?lián)網(wǎng)”就是物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合智能交通發(fā)

31、展的新范例，突出表現(xiàn)智能交通的發(fā)展將向以熱點(diǎn)區(qū)域?yàn)橹?、以車為管理?duì)象的管理模式轉(zhuǎn)變，車聯(lián)網(wǎng)一般由車載終端、控制平臺(tái)、服務(wù)平臺(tái)和計(jì)算分析車載終端、控制平臺(tái)、服務(wù)平臺(tái)和計(jì)算分析等四個(gè)部分組成。以車載移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)和全路網(wǎng)動(dòng)態(tài)信息服務(wù)為雙向通訊的移動(dòng)傳感車載終端，加上強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、決策支持的軟件和數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì)路況環(huán)境和車輛實(shí)施實(shí)時(shí)智能監(jiān)控和智能管理，對(duì)交通流量進(jìn)行控制調(diào)節(jié)和調(diào)度，達(dá)到暢通安全的目的。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及前景智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)(Smart Grid) 智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的智能化，它建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先

32、進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，為新能源接入、電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)、提高輸電能力、激勵(lì)用戶參與電網(wǎng)調(diào)峰、提高資產(chǎn)管理效益等方面產(chǎn)生重要影響。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以應(yīng)用在智能電網(wǎng)的發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)、變電環(huán)節(jié)、配發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)、變電環(huán)節(jié)、配電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)等方面。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)1.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及前景智能環(huán)保智能環(huán)保智能環(huán)保通過應(yīng)用傳感器、全球定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、衛(wèi)星遙感、紅外探測(cè)、射頻識(shí)別等裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集污染源、環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)等信息，構(gòu)建全方位、多層次、全覆蓋的生態(tài)環(huán)境監(jiān)

33、測(cè)網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)環(huán)境信息資源高效、精準(zhǔn)地傳遞，通過構(gòu)建海量數(shù)據(jù)資源中心和統(tǒng)一的服務(wù)支撐平臺(tái)，從而達(dá)到促進(jìn)污染減排與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范、培育環(huán)保戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)保事業(yè)科學(xué)發(fā)展的目的。 將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到環(huán)保領(lǐng)域，可以增加中觀和微觀的監(jiān)控密度，將監(jiān)控對(duì)象從廢水、廢氣排放擴(kuò)展到危廢、重金屬、輻射源、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控等，從城市監(jiān)控、工業(yè)監(jiān)控向城鎮(zhèn)、農(nóng)村污染監(jiān)控?cái)U(kuò)展。在監(jiān)控深度上，既可以監(jiān)控污染源末端，如污染物的排放濃度、排放量，還可以監(jiān)控企業(yè)污染排放和治理設(shè)施的工況運(yùn)行情況。 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)密切監(jiān)控產(chǎn)生廢氣、廢水等廢棄物的生產(chǎn)過程，減少污染物、廢棄物到最低限度； 經(jīng)過深入分析，實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化和無害化處理，使部分污染物或廢棄物可以進(jìn)行循環(huán)再利用，如對(duì)排污進(jìn)行余熱