物聯(lián)網相關知識培訓

1、提綱提綱物聯(lián)網的起源、背景、定義及現(xiàn)狀物聯(lián)網的技術構成物聯(lián)網在各大行業(yè)的應用飛瑞敖物聯(lián)網信息平臺及應用案例討論環(huán)節(jié)物聯(lián)網的起源物聯(lián)網的起源1995199920052009.12009.8比爾蓋茨在未來之路提及物物互聯(lián)美國麻省理工學院Auto-ID中心，提出EPC及RFID組成“Internet of things”國際電信聯(lián)盟發(fā)布ITU互聯(lián)網報告2005：物聯(lián)網，正式提出了“物聯(lián)網”的概念 IBM提出“智慧地球”的概念, 隨即美國奧巴馬總統(tǒng)把物聯(lián)網上升到國家戰(zhàn)略溫家寶總理考察無錫的講話中指出 “感知中國” 注：注：EPCElectronic Product Code , 電子產品碼，電子產品碼

2、，每個物體賦予一個唯一編號每個物體賦予一個唯一編號 RFID射頻識別射頻識別物聯(lián)網的背景物聯(lián)網的背景十五年周期定律：計算模式每隔15年發(fā)生一次變革，這一判斷像摩爾定律一樣準確。IBM前首席執(zhí)行官郭士納20101995198019651950計算機產生與應用以大型計算機為標志的革命以互聯(lián)網為標志的革命以個人計算機普及為標志物聯(lián)網革命歷史的經驗，每一次重大的經濟危機都要伴隨著一場技術的革命!物聯(lián)網信息平臺解決方案 走入物聯(lián)網走入物聯(lián)網互聯(lián)網互聯(lián)網物聯(lián)網物聯(lián)網智慧地球智慧地球?電腦終端電腦終端+客戶電腦客戶電腦人人機器終端機器終端+管理軟件平臺管理軟件平臺機器和機器和人人通信網絡通信網絡通信網絡通信

3、網絡 電腦終端電腦終端個人電腦和各類服務器個人電腦和各類服務器 機器終端機器終端個人電腦和各類服務器個人電腦和各類服務器射頻識別器件射頻識別器件, ,傳感器件傳感器件, ,嵌入式機嵌入式機器器 物聯(lián)網應用物聯(lián)網應用物資人員跟蹤與定位物資人員跟蹤與定位工作環(huán)境監(jiān)測與管理工作環(huán)境監(jiān)測與管理故障預先診斷與識別故障預先診斷與識別重大災難預防與報警重大災難預防與報警機器設備監(jiān)督與控制機器設備監(jiān)督與控制 互聯(lián)網應用互聯(lián)網應用電子郵件電子郵件電子商務電子商務電子政務電子政務網絡影視和網絡通信網絡影視和網絡通信+ + +物聯(lián)網的定義物聯(lián)網的定義定義1：由具有標識、虛擬個性的物體/對象所組成的網絡，這些標識和個

4、性運行在智能空間，使用智慧的接口與用戶、社會和環(huán)境的上下文進行連接和通信。2008年5月，歐洲智能系統(tǒng)集成技術平臺（EPoSS）Internet of Things in2020定義2：物聯(lián)網是未來互聯(lián)網的整合部分，它是以標準、互通的通訊協(xié)議為基礎，具有自我配置能力的全球性動態(tài)網絡設施。在這個網絡中，所有實質和虛擬的物品都有特定的編碼和物理特性，通過智能界面無縫鏈接，實現(xiàn)信息共享。2009年9月，歐盟第七框架RFID和互聯(lián)網項目組報告定義3：指通過信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。它是在互聯(lián)網基礎上

5、延伸和擴展的網絡。2010年3月，我國政府工作報告所附的注釋中物聯(lián)網定義物聯(lián)網的定義物聯(lián)網的定義物聯(lián)網到現(xiàn)在為止還沒有約定俗成的公認的概念，目前在國內比較流行的觀點是：物聯(lián)網的定義物聯(lián)網的定義對定義的理解u物聯(lián)網是在互聯(lián)網基礎上延伸和擴展的網絡u通過信息傳感設備，按照約定的協(xié)議u把任何物品與互聯(lián)網連接起來，進行信息交換和通訊u實現(xiàn)智能識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡物聯(lián)網連網必須具有的特征：u物品可以尋址u物品可以通信u物品可以控制物聯(lián)網在全球物聯(lián)網在全球美國美國2005年1月以后，美國國防部規(guī)定所有軍需物資都要使用 RFID標簽。2006年，美國食品及藥物管理局建議利用RFID跟蹤最常

6、造假的藥品。2009年，IBM推廣“智慧地球”概念，建議政府投資新一代的智慧型基礎建設，闡明其短期和長期效益。這個概念被認為是美國振興經濟，確立競爭優(yōu)勢的關鍵戰(zhàn)略，是繼互聯(lián)網之后國家發(fā)展的核心領域。奧巴馬政府對“智慧地球”作出積極回應，確定為國家戰(zhàn)略，主要從電力、醫(yī)療、城市、交通、供應鏈、銀行六大領域切入。目前重點在智能電網和電子病歷兩方面開展工作。物聯(lián)網在全球物聯(lián)網在全球日本日本e Japan2000年啟動，促進信息化基礎建設。u - Japan004年啟動，著力發(fā)展泛在網絡相關產業(yè)，希望于2010年時將日本建設成為一個“隨時、隨地、任何人、任何物品”都可以上網的無所不在的網絡社會。 實物間

7、網絡的基礎建設：RFID、傳感器網絡、泛在終端。i Japan20152009年推出的中長期信息技術發(fā)展戰(zhàn)略，在u-Japan基礎之上利用信息技術使全民生活變得更加便利。 電子政府和電子地方自治體：一站式行政服務。 醫(yī)療健康：遠程醫(yī)療、電子病歷電子化及追蹤和反饋。 教育電子化：推廣數字化技術和信息化教育的應用。物聯(lián)網在全球物聯(lián)網在全球歐盟歐盟目前歐盟已將物聯(lián)網及其核心技術納入到預算高達500億歐元并開始實施的歐盟“第七個科技框架計劃（20072013年）”中。提出“物聯(lián)網是我們的未來”，重視歐洲各國技術標準的統(tǒng)一，計劃建30座智能電網試點城市。國際電信聯(lián)盟（ITU），歐洲物聯(lián)網研究項目工作組

8、(CERP-IoT) ，針對物聯(lián)網進行標準、技術趨勢等研究。歐洲醫(yī)藥界藥品防偽和追蹤、紡織業(yè)供應鏈管理、制造過程管理、資產管理等方面取得了成功應用，并獲得了廣泛的認可物聯(lián)網在全球物聯(lián)網在全球韓國、新加坡韓國、新加坡韓國信息和通信部具體推動“U-Korea”項目的建設，重點支持“無所不在的網絡”相關的技術研發(fā)及科技應用，希望通過“U-Korea”計劃的實施帶動國家信息產業(yè)的整體發(fā)展?！袄脽o所不在的信息通信技術將新加坡打造成一個智慧的國家、全球化的城市”改造政府、金融、教育、醫(yī)療保健、媒體娛樂、制造與物流、旅游、零售7大行業(yè)物聯(lián)網在中國物聯(lián)網在中國2009年8月，溫家寶總理視察中科院無線傳感網工

9、程無錫研發(fā)中心，提出“在傳感網發(fā)展中，要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術”2010年6月，胡錦濤總書記在中國科學與第十五次院士大會、中國工程院第十次院士大會再次提出加快發(fā)展物聯(lián)網技術并明確要求盡快建立中國傳感信息中心，或者叫“感知中國”中心。提升到國家戰(zhàn)略高度物聯(lián)網在中國物聯(lián)網在中國國家關于物聯(lián)網的各項政策：江西于物聯(lián)網的各項政策：物聯(lián)網現(xiàn)存問題物聯(lián)網現(xiàn)存問題資金和成本技術標準安全問題物聯(lián)網需要用到大量的標簽、讀取設備和信息處理系統(tǒng)，而需要大量資金、成本投入形成規(guī)?；纬梢?guī)?；捅仨毱占拔锫?lián)網涉及各種技術和行業(yè)眾多，各種技術標準不一，行業(yè)特點也不盡相同，物聯(lián)網要得到發(fā)展，技術必須統(tǒng)一，行

10、業(yè)也要有標準物聯(lián)網應用越廣泛，感知的節(jié)點就越多，從而涉及的信息安全問題和隱私保密問題是在物聯(lián)網發(fā)展過程必須要面臨和解決的物聯(lián)網前景展望物聯(lián)網前景展望全球物物互聯(lián)：人人互聯(lián)業(yè)務之比將達到30:1202020352050中國的物聯(lián)網終端將達到數千億個物聯(lián)網將在生活中無處不在“物聯(lián)網”被稱為是下一個萬億級的行業(yè)。傳感器RFIDGPS二維碼數據采集短距無線傳輸技術自組織組網技術協(xié)同信息處理傳感器中間件技術傳感器網絡組網和協(xié)同信息處理感知層下一代承載網M2M 無線接入移動通信網互聯(lián)網互聯(lián)網、移動通信網及其他專網網絡層異構網融合資源和存儲管理專用網絡遠程控制應用通信中間件信息開放平臺云計算平臺服務支撐平臺

11、物聯(lián)網應用支撐子層環(huán)境監(jiān)測工業(yè)控制智能物流物聯(lián)網應用應用層數字城市智能交通智能水利智能樓宇公共技術系統(tǒng)及網絡管理安全技術QoS 管理標識管理數據采集數據傳輸數據處理嵌入式設備物聯(lián)網體系架構物聯(lián)網體系架構物聯(lián)網體系圖示物聯(lián)網體系圖示全面感知、可靠傳送、智能處理是物聯(lián)網的三大特征。物聯(lián)網技術要點物聯(lián)網技術要點信號分布信號分布網絡網絡網絡終端網絡終端設備設備應用服務應用服務軟件軟件信號分布網絡信號分布網絡( (公網公網) ) GPRSGPRS網絡網絡 (2G)(2G) CDMACDMA網絡網絡 (3G)(3G) LTELTE網絡網絡 (4G)(4G) 各種超各種超3G3G網絡網絡信號分布技術信號分布

12、技術( (專網專網) ) 有線以太局域網有線以太局域網 WiFiWiFi無線局域網無線局域網 一代：傳統(tǒng)網關一代：傳統(tǒng)網關 二代：二代：WiFiWiFi交換機交換機 三代：光載無線交換機三代：光載無線交換機網絡終端設備網絡終端設備 RFIDRFID射頻識別器件射頻識別器件射頻標簽、讀卡器射頻標簽、讀卡器 傳感器件傳感器件溫度傳感器溫度傳感器 濕度傳感器等濕度傳感器等 嵌入式設備嵌入式設備各種嵌入式各種嵌入式機器設備機器設備 WiFiWiFi設備設備WiFiWiFi設備服務器設備服務器 攝像機、投影機攝像機、投影機電視機及各種電視機及各種WiFiWiFi手機等手機等. .網絡管理軟件網絡管理軟件

13、 管理軟件管理軟件 測控軟件測控軟件網絡服務軟件網絡服務軟件 Web Web 服務器服務器 Web Web 瀏覽器瀏覽器D DC CM M物聯(lián)網感知層相關技術物聯(lián)網感知層相關技術RFIDRFID（無線射頻識別）（無線射頻識別）標簽、閱讀器、天線 RFID技術是非接觸式的識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。它由標簽、閱讀器、天線、中間件、應用軟件五部分組成。 RFID按應用頻率的不同分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）、微波（MW），相對應的代表性頻率分別為：低頻135KHz以下、高頻13.56MHz、超高頻860M960

14、MHz、微波2.4G，5.8G 。 RFID按照能源的供給方式分為無源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。有源RFID傳輸距離遠，但價格高，無源RFID傳輸距離近，價格相對低。 讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號； 當電子標簽進入發(fā)射天線工作區(qū)域時產生感應電流，它獲得能量被激活，并將自身編碼等信息通過卡內置發(fā)送天線發(fā)送出去； 系統(tǒng)接收天線接收到從電子標簽發(fā)送來的載波信號，經天線調節(jié)器傳送到讀寫器，讀寫器對接收的信號進行解調和解碼然后送到后臺主系統(tǒng)進行相關處理； 主系統(tǒng)根據邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構動作。 物聯(lián)網感知層相關

15、技術物聯(lián)網感知層相關技術RFIDRFID（無線射頻識別）（無線射頻識別） 倉儲物流倉儲物流制造業(yè)制造業(yè)醫(yī)療醫(yī)療身份識別身份識別防偽防偽食品溯源食品溯源公路收費公路收費檔案管理檔案管理物聯(lián)網感知層相關技術物聯(lián)網感知層相關技術RFIDRFID（無線射頻識別）（無線射頻識別）物聯(lián)網感知層相關技術物聯(lián)網感知層相關技術RFIDRFID（無線射頻識別）（無線射頻識別）基于WiFi傳輸技術的RFIF系統(tǒng)結構物聯(lián)網感知層相關技術物聯(lián)網感知層相關技術EPCEPC（電子產品碼）（電子產品碼） EPC物聯(lián)網系統(tǒng)的思想是為每一個商品提供惟一的號碼EPC（電子產品碼）。EPC采用一組編號來代表制造商及產品，不同的是EP

16、C還用另外一組數字來惟一標識單品。 EPC是惟一存儲在RFID標簽微型芯片中的信息，這樣可使得RFID標簽能夠維持低廉的成本并保持靈活性，使在數據庫中無數的動態(tài)數據能夠與EPC標簽相連接。 目前，EPC 代碼有64 位、96 位和256 位3 種。為了保證所有物品都有一個EPC 代碼并使其載體標簽成本盡可能降低，建議采用96 位，這樣其數目可以為2.68 億個公司提供惟一標識，每個生產廠商可以有1600 萬個對象種類并且每個對象種類可以有680 億個序列號，這對未來世界所有產品已經非常夠用了。物聯(lián)網感知層相關技術物聯(lián)網感知層相關技術二維（條形）碼二維（條形）碼 二維條形碼是用某種特定的幾何圖形

17、按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的；在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。 二維條形碼能夠在橫向和縱向兩個方位同時表達信息，因此能在很小的面積內表達大量的信息。 手機二維碼是二維碼技術在手機上的應用。手機二維碼的應用有兩種：一種為被讀，稱為條碼憑證或者電子回執(zhí)；一種為主讀，稱為條碼識別。 物聯(lián)網感知層相關技術物聯(lián)網感知層相關技術GPSGPS（全球定位系統(tǒng)）（全球定位系統(tǒng)） 全球定位系統(tǒng)是一種結合衛(wèi)星及通訊發(fā)展的技術

18、,利用導航衛(wèi)星進行測時和測距 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)以全天候、高精度、自動化、高效益等特點,成功地應用于大地測量、工程測量、航空攝影、運載工具導航和管制、地殼運動測量、工程變形測量、資源勘察、地球動力學等多種學科，具有好的經濟效益和社會效益。 物聯(lián)網感知層相關技術物聯(lián)網感知層相關技術傳感器傳感器 傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成 。 傳感器是機器感知物質世界的“感覺器官”，可以感知熱、力、光、電、聲、位移等信號，為網絡系統(tǒng)的處理、傳輸、分析和反饋提供最原始的信息。 隨著科技技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的傳感器正逐步實現(xiàn)微型化、智能化、信息化、

19、網絡化，正經歷著一個從傳統(tǒng)傳感器智能傳感器嵌入式Web傳感器的內涵不斷豐富的發(fā)展過程。物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術無線傳感網（無線傳感網（WSNWSN） 無線傳感器網絡（WSN）是由大量傳感器節(jié)點通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網絡系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網絡覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，它能夠實現(xiàn)數據的采集量化、處理融合和傳輸應用。無線傳感器網絡的三個要素：1、傳感器2、感知對象3、觀察者物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術M2MM2M 狹義的M2M是指：機器與機器(Machine to Machine) 之間的通信； 廣義的M2M是指：機器與機器(Machin

20、e to Machine) 、人與人(Man to Man)、人與機器(Man to Machine) 之間的通信； M2M是一種理念，也是所有增強機器設備通信和網絡能力的技術的總稱。 M2M技術的目標就是使所有機器設備都具備連網和通信能力，其核心理念就是網絡一切（Network Everything）一個典型的M2M系統(tǒng)一般包括三個方面的內容：末端設備或子系統(tǒng)，通訊連接系統(tǒng)，以及總控管理系統(tǒng)。我們把它歸結為 DCM，Device設備，Connect連接，Manage 管理。物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術M2MM2M M2M機器互聯(lián)技術是通信和信息技術的整合，它提供了設備實時數據在系

21、統(tǒng)之間、遠程設備之間以及與個人之間建立無線連接的簡單手段,并綜合了數據采集、遠程監(jiān)控、電信、信息等技術，能夠實現(xiàn)業(yè)務流程自動化。M2M機器互聯(lián)技術依托于無線技術、傳感技術和機器智能企業(yè)的物資管理企業(yè)的物資管理環(huán)境檢測環(huán)境檢測公共交通系統(tǒng)公共交通系統(tǒng)工業(yè)流程自動化工業(yè)流程自動化維修業(yè)務維修業(yè)務城市信息化城市信息化物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術M2MM2M 下圖所示是一個基本的M2M無線網絡平臺，把WiFi技術用于M2M連接優(yōu)點：速率高可靠性安全性兼容性簡化管理降低成本減少干擾M2M無線網絡平臺=無線終端設備+無線信號分布系統(tǒng)+控制管理中心物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術M2MM

22、2M 在未來，全面支持網絡的微處理器將為幾乎每個終端設備提供互聯(lián)互通的功能，并將延伸到我們生活的每個角落。M2M即機器對機器通信，在全球范圍內是新興的熱門無線通信技術，它將為我們創(chuàng)造一個無處不在的互聯(lián)世界。據預計，未來用于人對人通信的終端可能僅占整個終端市場的1/3，而更大數量的通信將是機器間的互聯(lián)（M2M）通信業(yè)務。事實上，目前機器的數量至少是人類數量的4倍，因此M2M具有巨大的市場潛力。物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術WiFiWiFi Wi-Fi 原先是無線保真的縮寫，Wi-Fi 的英文全稱為wireless fidelity,在無線局域網的范疇是指“無線相容性認證”，實質上是一種

23、商業(yè)認證，同時也是一種無線聯(lián)網的技術。但由于使用的習慣，現(xiàn)在大多數人已經通俗地把WiFi等同于了無線局域網，也就是WLAN。WiFi是當前最成熟、最流行的無線局域組網技術，也是未來物聯(lián)網無線傳輸的關鍵核心技術物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術WiFiWiFi無線局域網無線局域網 與有線技術不同，無線技術利用無線微波通過部分或全部的通信路徑來傳輸信號，而其中不需電纜。 由于無線技術本身固有的一些優(yōu)勢，如它能消除地域的限制，因此無線市場在過去幾年中經歷了迅猛增長。 目前，無線通信產業(yè)已經逐漸從傳統(tǒng)的語音服務轉向寬帶多媒體服務。 WiFi無線局域網是一個非常靈活的無線數據通信系統(tǒng)，它既可以作為

24、傳統(tǒng)有線局域網的有效延伸也可單獨組網。 如下圖所示，一個典型的室內無線局域網連結到一個有線分布網上。其無線路由器（或接入點）由一個交換機和一個基站構成，其作用相當于有線分布網網和無線局域網之間的分界面。這個在無線局域網和移動計算機或其它設備間的界面，實際上是一個安裝在移動設備內部的網絡適配器。物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術WiFiWiFi無線局域網無線局域網物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術WiFiWiFi無線局域網無線局域網 為適應今后寬帶無線接入的發(fā)展需求，IEEE 802.11n工作組已經成立以形成一個新的無線局域網標準，使無線接入速率達到108Mbps以上。在商業(yè)領域中

25、，目前WiFi已經成為公認的無線局域網的主流技術，因為它極大地拓展了無線接入的靈活性，使無線網絡無處不在成為現(xiàn)實。物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術光纖分布天線系統(tǒng)光纖分布天線系統(tǒng) 光纖技術至今已發(fā)展為舉世矚目的、獨立的新興產業(yè)，成為人類通訊的首選媒質，在世界各國得以大規(guī)模的應用，光纖放大器、密集波分復用等新產品新技術的應用，更使得光纖通信開始向整合的通信網過渡。重量輕體積小損耗小大容量成本低抗電磁干擾光纖優(yōu)勢物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術光纖分布天線系統(tǒng)光纖分布天線系統(tǒng)光纖無線電無線個人通信網絡寬帶視頻分配網絡遠端天線遙控地面衛(wèi)星通信基站傳輸鏈路 光纖無線電是一種模擬光通信技

26、術。通過適當地調制模擬半導體激光器，無線信號能夠直接轉變成光信號，從而極大地簡化了無線信號的傳輸與分布。光纖無線電系統(tǒng)使無線信號在光纖中實現(xiàn)低衰減，無信道間的相互干擾的射頻波帶通傳輸。目前其最主要應用是構建低損耗、大范圍的遠端分布天線系統(tǒng)，包括：物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術光纖分布天線系統(tǒng)光纖分布天線系統(tǒng) 目前正在發(fā)展的WiFi無線局域網分布天線系統(tǒng)(例如在醫(yī)院、校園、機場或商場)是通過光纖無線電鏈路把本地WiFi AP無線接人點信號反饋到遠端遙控天線，然后遠端遙控天線能夠在幾十至上百米的范圍內連接多個無線用戶，實現(xiàn)多業(yè)務信號傳輸,分布和交換，如下圖所示。物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網

27、網絡層相關技術光纖分布天線系統(tǒng)光纖分布天線系統(tǒng)無線通信 優(yōu)點：靈活方便，可移動性 缺點：傳輸距離限制，帶寬窄光纖通信 優(yōu)點：帶寬大，傳輸損耗低 缺點：移動性差光載無線電技術融合光纖和無線兩大通信技術寬帶，可移動 基于光纖分布天線系統(tǒng)的無線局域網與傳統(tǒng)無線局域網相比的優(yōu)勢在于：在滿足信號覆蓋整個局域范圍內實現(xiàn)只有簡單的遙控天線接入點，能顯著降低接人點的復雜度、降低系統(tǒng)成本；由于主要的無線局域網部件集中于中心控制端，系統(tǒng)的可靠性大為提高和非常容易管理，并且高頻信號的擴展可以提供寬帶、多業(yè)務服務。物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術嵌入式嵌入式 IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）對嵌入式系統(tǒng)的

28、定義：“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設備的裝置”。 嵌入式微處理器超過1000多種，體系結構30多個系列，主流體系包括ARM、MIPS、PowerPC、X86和SH等。 嵌入式軟件市場規(guī)模超過1000億美元，嵌入式操作系統(tǒng)有Arm-Linux、VxWorks、Windows CE等十多家。 物聯(lián)網需要大量智能儀器儀表，如各類智能終端、測試儀表、傳感測量設備等，將成為重要的產業(yè)，這些都需要用到嵌入式系統(tǒng)。物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術嵌入式嵌入式WebWeb設備服務器設備服務器 由于互聯(lián)網技術的滲透，嵌入式系統(tǒng)正變得越來越智能化。Web技術的飛速發(fā)展給嵌入式系統(tǒng)進入互聯(lián)網提供了絕佳

29、的途徑。與此同時，數字化設備的開發(fā)使得網絡進一步擴展，基于統(tǒng)一、標準的、獨立于系統(tǒng)平臺的TCPIP通信協(xié)議的Web技術得到更廣泛的應用和普及。在嵌入式系統(tǒng)中、尤其是以微處理器或單片機為核心的微嵌入式系統(tǒng)中設計互聯(lián)網絡端口，將Web服務器技術引入到嵌入式系統(tǒng)，可利用已有的互聯(lián)網絡通過Web瀏覽器實現(xiàn)遠程監(jiān)測、遠程控制、自動報警、傳送數據等功能。嵌入式技術Web服務器技術嵌入式Web設備服務器物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術嵌入式嵌入式WebWeb設備服務器設備服務器 在互聯(lián)網和intranet內部網的環(huán)境下，Web服務器能夠創(chuàng)建大量的web應用，通過客戶端的web瀏覽器，用戶能夠瀏覽We

30、b應用頁面。因此客戶機上只需安裝一個標準的Web瀏覽器，其他的應用程序都存儲在Web服務器上，需要時才下載，這極大地增強了網絡的可管理性。因為局域網內的主要測控工作集中在應用服務器(Web服務器)，任何新增或修改的Web應用對終端客戶毫無影響，從而極大地增加了系統(tǒng)的靈活性、可靠性和安全性。靈活性可靠性安全性 下圖顯示一個典型的基于Web技術的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。嵌入式視頻服務器采用嵌入式實時操作系統(tǒng)，內置嵌入式Web服務器，攝像機傳送過來的視頻信號經高效壓縮芯片壓縮后，通過內部總線傳送到內置的Web服務器，用戶在監(jiān)控端可以直接通過瀏覽器觀看Web服務器上的攝像機視頻圖像，授權用戶還可以控制攝像機云臺

31、鏡頭的動作以達到最佳的攝影效果。物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術嵌入式嵌入式WebWeb設備服務器設備服務器物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術IPv6IPv6 IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫，其中Internet Protocol譯為“互聯(lián)網協(xié)議”。IPv6是設計用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議（IPv4）的下一代IP協(xié)議。目前IP協(xié)議的版本號是4（簡稱為IPv4），它的下一個版本就是IPv6。 目前我們使用的第二代互聯(lián)網IPv4技術，它的最大問題是網絡地址資源有限，從理論上講，編址1600萬個網絡、40億臺主機。但采用A、B、C三類編址方式后，可

32、用的網絡地址和主機地址的數目大打折扣，以至目前的IP地址近乎枯竭。其中北美占有3/4，約30億個，而人口最多的亞洲只有不到4億個，中國截止2010年6月IPv4地址數量達到2.5億，落后于4.2億網民的需求。地址不足，嚴重地制約了我國及其他國家互聯(lián)網的應用和發(fā)展。物聯(lián)網網絡層相關技術物聯(lián)網網絡層相關技術ZigBeeZigBee Zigbee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協(xié)議。根據這個協(xié)議規(guī)定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的

33、方式構成了群體中的通信網絡。近距離近距離低復雜度低復雜度自組織自組織低數據速率低數據速率低功耗低功耗低成本低成本物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能電網智能電網電力 + 信息基礎設施處理感知傳輸感知、傳輸、處理在智能電網中無處不在“發(fā)、輸、變、配、用”物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能電網智能電網發(fā)電環(huán)節(jié)輸電環(huán)節(jié)配電環(huán)節(jié)用電環(huán)節(jié)在常規(guī)機組、水庫、新能源風電機組等布置傳感監(jiān)測點 。在雷電、線路氣象環(huán)境、線路覆冰、線路在線增容、導地線微風振動、導線溫度與弧垂、輸電線路風偏、輸電線路圖像與視頻、桿塔傾斜在線監(jiān)測與預警等方面需要充分利用傳感技術。 配電設備狀態(tài)監(jiān)測、配電網現(xiàn)場作業(yè)管理，以及智能巡檢也

34、需要充分利用各類傳感和識別技術 智能表計及高級量測、智能插座、智能用電交互與智能用電服務、電動汽車及其充電站的管理、綠色數據中心與智能機房、能效監(jiān)測與管理和電力需求側管理等也對物聯(lián)網技術和應用提出了新的需求。 應用需求中國智能電網總體目標 “中國國家電網公司正在全面建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展的堅強電網為基礎，以信息化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領先的堅強智能電網?！?-中國國家電網公司 劉振亞總經理物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能物流智能物流案 例： Walmart 與物流網問 題: 應競爭及市場擴張要求需進一步降低物流成本核心技術：RFID技術方式: 在所有重

35、點產品和物流車輛上裝RFID,在供應鏈(供應商,倉庫,商店)裝讀寫器功 能: 物流自動化以提高效率，縮短了商品市場流通周期，降低商品運送的出錯率效 果: 1、庫存周轉率比傳統(tǒng)物流倉儲提高了60%，資金占用率下降40% 2、總體物流成本降低5%,繼續(xù)保持美國零售業(yè)第一的地位物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能物流智能物流應用需求潛在規(guī)模我國全社會物流費用支出約占GDP的20%，發(fā)達國家僅占10%物流成本占GDP的比重每降低1個百分點，可在貨物運輸、倉儲方面節(jié)能降耗1000億元以上，可以增加1300億元的社會效益分分 類類 年份年份2010 20112012201320142015物流領域物聯(lián)網應

36、用5898138198269302.9 -其中RFID市場規(guī)模426885130156186 -其中衛(wèi)星全球定位市場規(guī)模91522354156預計2010年智能物流物聯(lián)網產業(yè)市場規(guī)模達到58億元，2015年達到300億元。 RFID產業(yè)中50%以上將是物流業(yè)應用；GPS、GIS、智能集裝箱、智能跟蹤與溯源等物聯(lián)網技術將大規(guī)模應用。物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能交通智能交通物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能交通智能交通車輛擋風玻璃上安裝車載通行支付RFID電子標簽電子標簽與收費站ETC車道上的微波天線之間通過微薄短程通信。利用計算機聯(lián)網與銀行系統(tǒng)進行后臺結算處理。利用車輛安裝的RFID電

37、子標簽、路邊安裝的感應器，還可得到車輛行駛的路徑及車的流量信息。ETC收費系統(tǒng)物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能家居智能家居智能家居，也叫智能住宅，英文叫Smart Home；智能家居是以家為平臺，綜合建筑、網絡通訊、信息家電、網絡家電、自動化和智能化，集中了系統(tǒng)、結構、服務、管理、控制于一體的高效、舒適、安全、便利、節(jié)能、健康和環(huán)保的家居環(huán)境。燈光控制/場景切換窗簾控制門禁控制煤氣探測保護物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能家居智能家居物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能醫(yī)療智能醫(yī)療移動電移動電子病歷子病歷數字醫(yī)數字醫(yī)學影像學影像PACS輸液編輸液編碼核對碼核對RFID母母嬰配對嬰配對即

38、時 記 錄 儲存 ， 免 除 人工 錄 入 ， 方便 查 詢 ， 數據同步更新便于跟病患交流，清晰放大，對于微小的病灶可以及時發(fā)現(xiàn)，防微杜漸身份雙重驗證，保證用藥安全，提高工作效率，防范醫(yī)療事故防抱錯，防調換，防偷盜，可監(jiān)控體溫物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能醫(yī)療智能醫(yī)療醫(yī)療設醫(yī)療設備定位備定位檢測樣檢測樣本管理本管理無線呼無線呼叫系統(tǒng)叫系統(tǒng)網絡視網絡視頻電話頻電話facetime醫(yī)療設備重要而且昂貴，借調頻繁，提高設備使用率，減少投入，增加效益無線呼叫可以擺脫線纜束縛，緊急情況快速相應，有效應對突發(fā)時間，提高服務質量醫(yī)院每天要進行大量檢測項目，要防止人為失誤，避免張冠李戴利用先進的網絡通

39、訊技術，可實現(xiàn)遠距離及時溝通和處理物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能農業(yè)智能農業(yè)“動物溯源”是移動通信技術與射頻識別技術，以各類動物耳標為追溯標識，跟蹤監(jiān)控動物從出生到零售的全過程，并以此為基礎建立動物及動物產品的電子防疫、檢疫和監(jiān)督體系。物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智能農業(yè)智能農業(yè)很多傳感器節(jié)點分布在葡萄園的各個角落，每個無線傳感節(jié)點配備太陽能供電和蓄電系統(tǒng)，維持電能供應。這些傳感節(jié)點負責采集、存儲其所在地點的各種土壤和環(huán)境參數，包括空氣溫度、濕度、日照強度以及土壤溫度、水分、PH值等數據，通過無線傳感輸入監(jiān)控室的計算機能在屏幕上一目了然地看到葡萄園不同區(qū)域的設施環(huán)境參數，觀察到葡萄的

40、長勢。辦公區(qū)智能監(jiān)控室還可以通過自動方式控制水泵和電磁閥啟停，實施電腦遠程滴灌，并依靠水流的壓力啟動供肥機，及時供給水溶性肥料。遠程農業(yè)自動化裝有無線傳感器網絡監(jiān)測系統(tǒng)的大棚物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用智慧城市智慧城市普通市民公務人員視頻監(jiān)控呼叫中心子系統(tǒng)移動無線網絡交換機PSTN交換機政務外網城市管理網絡防火墻Internet協(xié)同工作子系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)大屏幕系統(tǒng)維護/數據管理綜合評價數據交換系統(tǒng)市應急聯(lián)動中心其他相關部門GPS車輛監(jiān)控物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用工業(yè)控制工業(yè)控制自動化倉庫，自動檢測物品的出入，向供貨商自動發(fā)送訂單自動化運輸，物品上的電子標簽根據后臺系統(tǒng)信息，自動選擇合適路徑井下人員定位系統(tǒng)物聯(lián)網的行業(yè)應用物聯(lián)網的行業(yè)應用環(huán)境監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測瀕臨種群跟蹤如珍稀鳥類、動物和昆蟲棲息分區(qū)域監(jiān)測水位及相關水資源與污染信息山區(qū)中泥石流、滑坡等自然災害；地震、水災、強熱帶風暴災害地