物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)課件

南京信息工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院劉琦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用報(bào)告目錄Contents物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史1

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與體系結(jié)構(gòu)2

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最新動(dòng)態(tài)3國(guó)內(nèi)石油行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀4物聯(lián)網(wǎng)概念的產(chǎn)生1999美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）自動(dòng)識(shí)別中心（Auto-IDLabs）提出網(wǎng)絡(luò)化無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）系統(tǒng)，利用信息傳感設(shè)備將物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上提出“物聯(lián)網(wǎng)IoT”的概念，并發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》。自此，物聯(lián)網(wǎng)正式走入人們的視野。20056月18日，歐盟執(zhí)委會(huì)發(fā)表《物聯(lián)網(wǎng)：歐洲行動(dòng)計(jì)劃》，系統(tǒng)提出發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃和行動(dòng)藍(lán)圖。8月7日，溫家寶總理視察無(wú)錫，提出“感知中國(guó)”計(jì)劃，拉開(kāi)中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的帷幕。2009物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)概念解析：

基本特征全面感知通過(guò)射頻識(shí)別、傳感器、二維碼、GPS衛(wèi)星定位等相對(duì)成熟技術(shù)感知、采集、測(cè)量物體信息；可靠傳輸通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、短距無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物體信息的分發(fā)和共享；智能處理通過(guò)分析和處理采集到的物體信息，針對(duì)具體應(yīng)用提出新的服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)決策和控制智能。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)概念解析：

相較于傳感網(wǎng)、泛在網(wǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WirelessSensorNetworks包含傳感器節(jié)點(diǎn)，按計(jì)算能力可分為普通節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)等；傳感器節(jié)點(diǎn)包含了具有采集環(huán)境數(shù)據(jù)功能的感應(yīng)器和具有聯(lián)網(wǎng)功能的電子元件；節(jié)點(diǎn)間能夠通過(guò)特有無(wú)線通信方式互聯(lián)（如：ZigBee）。泛在網(wǎng)絡(luò)UbiquitousNetworking在現(xiàn)有電子通信范疇內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，提出無(wú)處不在網(wǎng)絡(luò)，即，任何人無(wú)論何時(shí)、何地都可以何種方式實(shí)現(xiàn)通信和服務(wù)的接入；泛在網(wǎng)絡(luò)支持人與人、人與物、物與物之間的通信；物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)概念解析：

相較于傳感網(wǎng)、泛在網(wǎng)區(qū)別與聯(lián)系泛在網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)是依次包容的關(guān)系。傳感器網(wǎng)絡(luò)專注于物與物之間的末端聯(lián)系，它專注于物理世界信息的感知和采集，專注于網(wǎng)絡(luò)的分發(fā)和匯聚效率；專注于低速高效，低功低耗。物聯(lián)網(wǎng)是面向物與物和人與物的網(wǎng)絡(luò)，它包含多種感知單元（傳感器、RFID等等），同時(shí)支持一種或幾種網(wǎng)絡(luò)通信方式，為現(xiàn)實(shí)世界提供服務(wù)和應(yīng)用。泛在網(wǎng)涵蓋并高于物聯(lián)網(wǎng)，講求多網(wǎng)絡(luò)和多技術(shù)融合，探索通信和服務(wù)的無(wú)縫連接，探索人與人之間新的通信和服務(wù)方式。機(jī)對(duì)機(jī)通信Machine-to-Machine機(jī)器與機(jī)器之間的通信；研究機(jī)器的智能交互和機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用；主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自工業(yè)和自動(dòng)化行業(yè)，M2M連接的機(jī)器多是非IT設(shè)備，通過(guò)無(wú)線或有線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信。信息物理融合系統(tǒng)CyberPhysicalSystemsCPS是一個(gè)綜合物理環(huán)境、信息環(huán)境和智能計(jì)算的系統(tǒng)集合；從工業(yè)角度提出大型系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知和動(dòng)態(tài)控制；美國(guó)CPS指導(dǎo)小組將CPS應(yīng)用主要放在交通、國(guó)防、能源、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)和大型建筑設(shè)施上面。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)概念解析：

相較于M2M、CPS目錄Contents物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與體系結(jié)構(gòu)2

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史1

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最新動(dòng)態(tài)3國(guó)內(nèi)石油行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀4體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：

基于M2M架構(gòu)網(wǎng)關(guān)業(yè)務(wù)平臺(tái)傳感器網(wǎng)遠(yuǎn)距離傳輸網(wǎng)ITU-TNGNCENSmart

MeteringISO/IEC

JTC1UWSNCENELECSmart

meteringOASISW3CIPSOIPV6

harewareand

protocolsZCLZigBee

Alliance

IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

IETF

ROLL

Routing

over

Low

Power

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NetworksOMAGSMASCAG,

……ETSIM2M

TC3GPPSA1,SA3,

,

……ESMIGMeteringEPCGLobalGS1HGIHome

GatewayInitiativeUtilitiesMeteringWOSA

KNXW-MbusIEEE802.15.4

IETF

6LowPANPhy-Mac

Over

IPV6目錄Contents近年物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用動(dòng)態(tài)3

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史1

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與體系結(jié)構(gòu)2國(guó)內(nèi)石油行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)與接口技術(shù)：

Pachube：實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)Pachube的最大貢獻(xiàn)是通過(guò)提供基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，在業(yè)務(wù)上將感知層和應(yīng)用層邏輯分離開(kāi)來(lái)；Pachube為IoT感知設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)接口；2011年P(guān)achube被云服務(wù)提供商LogMeIn收購(gòu)；目前較為典型的商業(yè)應(yīng)用是與CurrentCost合作，形成一套完整的家用電力能源感知、采集、監(jiān)測(cè)、分析和決策方案。IoT感知設(shè)備Pachube網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)與接口技術(shù)：

ArcGIS：專業(yè)地理信息處理引擎地理信息系統(tǒng)（GIS，GeographicInformationSystem）是以采集、存儲(chǔ)、管理、分析、描述和應(yīng)用整個(gè)或部分地球表面（包括大氣層在內(nèi)）與空間和地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。ArcGIS作為專業(yè)的地理信息系統(tǒng)，不僅能夠提供地圖可視化查詢和定位，更能夠通過(guò)空間分析，尋找到不同的地理因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而幫助決策者在更加全面、系統(tǒng)地把握信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)的決策。隨著感知數(shù)據(jù)類型和容量的快速增長(zhǎng)，ArcGIS在專業(yè)地理信息處理方面的優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)，成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不可或缺的一部分。美國(guó)猶他州鹽湖城市中心WiFi熱點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度云。數(shù)據(jù)采集自該城市中心約1700個(gè)WiFi連接點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)與接口技術(shù)：

ArcGIS：專業(yè)地理信息處理引擎Nike+智能運(yùn)動(dòng)鞋通過(guò)嵌入鞋內(nèi)的感知設(shè)備采集跑步數(shù)據(jù)；通過(guò)IPod接收、存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；通過(guò)Nike+網(wǎng)站備份、分析數(shù)據(jù)，設(shè)置目標(biāo)，并能夠與朋友分享成績(jī)。物聯(lián)網(wǎng)在普通家庭中的應(yīng)用：

健康與健身XBox360Kinect利用3D體感攝像技術(shù)捕捉玩家動(dòng)作；通過(guò)相應(yīng)游戲軟件達(dá)到健身目的。物聯(lián)網(wǎng)在普通家庭中的應(yīng)用：

能源的智能使用物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用：

倉(cāng)儲(chǔ)管理目前RFID技術(shù)正在為供應(yīng)鏈領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)巨大的變革，以識(shí)別距離遠(yuǎn)，快速，不易損壞，容量大等條碼無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，簡(jiǎn)化繁雜的工作流程，有效改善供應(yīng)鏈的效率和透明度。托盤(pán)是供應(yīng)鏈中最基礎(chǔ)也是最主要的貨物單元，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、零售等各個(gè)供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)。

集裝箱RFID系統(tǒng)管理全過(guò)程物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用：

智能運(yùn)輸集裝箱RFID系統(tǒng)管理實(shí)施前后效果物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用：

智能運(yùn)輸

隨著識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)智能化系統(tǒng)的要求在不斷的提高。采用先進(jìn)的RFID射頻識(shí)別技術(shù)，對(duì)進(jìn)出單位大門、危險(xiǎn)區(qū)域的人員和車輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)讀卡識(shí)別。只要身上帶卡就可以實(shí)現(xiàn)免掏卡自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)開(kāi)門，把卡放車上可以自動(dòng)開(kāi)啟道閘。同時(shí)還可以支持自動(dòng)進(jìn)行人數(shù)（車輛數(shù)）統(tǒng)計(jì)、行動(dòng)軌跡跟蹤和定位。物聯(lián)網(wǎng)在日常生活中的其它應(yīng)用：

安全管理

2010年5月份開(kāi)始的上海世博會(huì)的門票系統(tǒng)將全部采用RFID技術(shù)，每張門票內(nèi)都含有一顆自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)“世博芯”，通過(guò)采用特定的密碼算法技術(shù)，確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全性，外界無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何篡改或竊取。2010年交通運(yùn)輸部、發(fā)改委、財(cái)政部發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)高速公路應(yīng)用聯(lián)網(wǎng)電子不停車收費(fèi)技術(shù)的若干意見(jiàn)》。國(guó)家從政策層面上大力發(fā)展電子不停車收費(fèi)（ETC）。到“十二五”末，全國(guó)高速公路ETC平均覆蓋率將達(dá)到60%，ETC車道數(shù)達(dá)到6000條，ETC用戶量達(dá)到500萬(wàn)個(gè)，非現(xiàn)金支付使用率達(dá)到40%。物聯(lián)網(wǎng)在日常生活中的其它應(yīng)用：

安全管理不停車收費(fèi)系統(tǒng)示意圖物聯(lián)網(wǎng)在日常生活中的其它應(yīng)用：

安全管理江蘇省太湖流域水環(huán)境信息共享平臺(tái)采用物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)理念，運(yùn)用先進(jìn)的虛擬實(shí)境、視頻監(jiān)控、通訊組網(wǎng)等信息化技術(shù)，覆蓋流域內(nèi)282家重點(diǎn)污染源、75個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站、53個(gè)國(guó)家考核斷面、21個(gè)湖體監(jiān)測(cè)點(diǎn)位和太湖藍(lán)藻遙感預(yù)警監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)流域水環(huán)境全方位、一體化監(jiān)控，在太湖流域水環(huán)境管理與決策中發(fā)揮了重要的支撐作用。物聯(lián)網(wǎng)在日常生活中的其它應(yīng)用：

環(huán)境保護(hù)目錄Contents國(guó)內(nèi)石油行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀4

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史1

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與體系結(jié)構(gòu)2

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最新動(dòng)態(tài)3物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例分析：物流上海石化物流信息系統(tǒng)每個(gè)托盤(pán)放置RFID標(biāo)簽；門口固定RFIDReader自動(dòng)識(shí)別出入托盤(pán)；工作人員手持RFID讀取設(shè)備；操作主要包括入庫(kù)、出庫(kù)、盤(pán)點(diǎn)和用戶管理；缺乏對(duì)非計(jì)劃貨物的容錯(cuò)處理。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例分析：巡檢齊魯石化電子巡檢系統(tǒng)采用無(wú)源非接觸RFID標(biāo)簽和防爆手持?jǐn)?shù)據(jù)采集器，杜絕方案本身的安全隱患。手持?jǐn)?shù)據(jù)采集器能夠記錄巡檢到的標(biāo)簽編碼和時(shí)間，并提示需作的工作。記錄信息通過(guò)數(shù)據(jù)線上傳至管理電腦。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例分析：稱重RFID智能稱重系統(tǒng)利用地感線圈控制車流，同時(shí)控制RFID讀卡器讀取車輛信息。電子衡稱重信息顯示在顯示屏內(nèi)，并抓拍車輛圖像信息。免除人工干預(yù)，自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，自動(dòng)核放。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例分析：定位中石化北京化工研究院氣瓶管理系統(tǒng)每個(gè)氣瓶一個(gè)RFID標(biāo)簽，并建立氣瓶安全檔案；通過(guò)手持RFID讀卡器進(jìn)行信息采集和監(jiān)控；氣瓶倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)地安裝固定RFID讀卡器，管理氣瓶進(jìn)出庫(kù)；通過(guò)無(wú)線路由器連接服務(wù)器和讀卡器（手持+固定）。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例分析：車輛基于RFID的運(yùn)輸車自動(dòng)考勤技術(shù)系統(tǒng)遠(yuǎn)距離讀卡系統(tǒng)對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；圖像抓拍系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控過(guò)往車輛，刷卡瞬間抓拍圖片，并自動(dòng)保存；管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)登記和顯示車輛信息。方案規(guī)劃問(wèn)題列舉的案例均針對(duì)石化行業(yè)的一環(huán)，缺乏整體規(guī)劃。忽視標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系與應(yīng)用脫鉤，現(xiàn)有的