物聯(lián)網(wǎng)展望課件

1物聯(lián)網(wǎng)展望上海市計(jì)算技術(shù)研究所研發(fā)三部（無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)）2009年8月王漫1物聯(lián)網(wǎng)展望上海市計(jì)算技術(shù)研究所王漫物聯(lián)網(wǎng)展望物聯(lián)網(wǎng)展望物聯(lián)網(wǎng)定義美國(guó)日本歐洲美日歐技術(shù)發(fā)展的規(guī)律相關(guān)名詞技術(shù)基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)例展望4物聯(lián)網(wǎng)定義45物聯(lián)網(wǎng)定義“物聯(lián)網(wǎng)”的概念是在1999年提出的。定義：把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(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2005年一份報(bào)告曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景：當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車(chē)會(huì)自動(dòng)報(bào)警；公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么東西；衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等等。

5物聯(lián)網(wǎng)定義“物聯(lián)網(wǎng)”的概念是在1999年提出的。機(jī)器聯(lián)網(wǎng)了，人也聯(lián)網(wǎng)了，下一步就是物體與物體之間要聯(lián)網(wǎng)了，于是，物聯(lián)網(wǎng)來(lái)了(TheInternetofthings)！TheconceptoftheinternetofthingsisattributedtotheoriginalAuto-IDCenter,foundedin1999andbasedatthetimeinMIT。6機(jī)器聯(lián)網(wǎng)了，人也聯(lián)網(wǎng)了，下一步就是物體與物體之間要聯(lián)網(wǎng)了，于具體地說(shuō)，就是把傳感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，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群，能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制。7具體地說(shuō)，就是把傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世,打破了之前的傳統(tǒng)思維。過(guò)去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開(kāi):一方面是機(jī)場(chǎng)、公路、建筑物,而另一方面是數(shù)據(jù)中心,個(gè)人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施,在此意義上,基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地,世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行,其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。8“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世,打破了之前的傳統(tǒng)思維。過(guò)去的思路一直是RFID標(biāo)簽相當(dāng)重要在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息，通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品(商品)的識(shí)別，進(jìn)而通過(guò)開(kāi)放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的“透明”管理。9RFID標(biāo)簽相當(dāng)重要在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)新舊思路的對(duì)比“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世,打破了之前的傳統(tǒng)思維。過(guò)去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開(kāi)：一方面是機(jī)場(chǎng)、公路、建筑物,而另一方面是數(shù)據(jù)中心，個(gè)人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地，世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行，其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。10新舊思路的對(duì)比“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世,打破了之前的傳統(tǒng)思維。過(guò)美國(guó)EPC奧巴馬就任美國(guó)總統(tǒng)后,1月28日與美國(guó)工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次“圓桌會(huì)議”,作為僅有的兩名代表之一,IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧的地球”這一概念,建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施,闡明其短期和長(zhǎng)期效益。奧巴馬對(duì)此給予了積極的回應(yīng):“經(jīng)濟(jì)刺激資金將會(huì)投入到寬帶網(wǎng)絡(luò)等新興技術(shù)中去,毫無(wú)疑問(wèn),這就是美國(guó)在21世紀(jì)保持和奪回競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的方式?！?1美國(guó)EPC11“智慧的地球”對(duì)經(jīng)濟(jì)的意義在短期經(jīng)濟(jì)刺激方面,該戰(zhàn)略要求政府投資于諸如智能鐵路、智能高速公路、智能電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施,能夠刺激短期經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),創(chuàng)造大量的就業(yè)崗位;新一代的智能基礎(chǔ)設(shè)施將為未來(lái)的科技創(chuàng)新開(kāi)拓巨大的空間,有利于增強(qiáng)國(guó)家的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力;能夠提高對(duì)于有限的資源與環(huán)境的利用率,有助于資源和環(huán)境保護(hù);計(jì)劃的實(shí)施將能建立必要的信息基礎(chǔ)設(shè)施。12“智慧的地球”對(duì)經(jīng)濟(jì)的意義在短期經(jīng)濟(jì)刺激方面,該戰(zhàn)略要求政府智能交通現(xiàn)有的城市交通管理基本是自發(fā)進(jìn)行的,每個(gè)駕駛者根據(jù)自己的判斷選擇行車(chē)路線(xiàn),交通信號(hào)標(biāo)志僅僅起到靜態(tài)的、有限的指導(dǎo)作用。這導(dǎo)致城市道路資源未能得到最高效率的運(yùn)用,由此產(chǎn)生不必要的交通擁堵甚至癱瘓。而智能的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施可以將整個(gè)城市內(nèi)的車(chē)輛和道路信息實(shí)時(shí)收集起來(lái),并通過(guò)超級(jí)計(jì)算中心動(dòng)態(tài)地計(jì)算出最優(yōu)的交通指揮方案和車(chē)行路線(xiàn);13智能交通現(xiàn)有的城市交通管理基本是自發(fā)進(jìn)行的,每個(gè)駕駛者根據(jù)自智能電網(wǎng)現(xiàn)有的電力輸送網(wǎng)絡(luò)缺少動(dòng)態(tài)調(diào)度，從而導(dǎo)致電力輸送效率低下。據(jù)美國(guó)能源部的統(tǒng)計(jì),使用傳統(tǒng)電網(wǎng),大量上網(wǎng)電力被消耗在輸送途中。智慧電網(wǎng)通過(guò)先進(jìn)信息系統(tǒng)與電網(wǎng)的整合,把過(guò)去靜態(tài)的、低效的電力輸送網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)可調(diào)整的智能網(wǎng)絡(luò),對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),根據(jù)不同時(shí)段的用電需求,將電力按最優(yōu)方案予以分配。14智能電網(wǎng)現(xiàn)有的電力輸送網(wǎng)絡(luò)缺少動(dòng)態(tài)調(diào)度，從而導(dǎo)致電力輸送效率“十五年周期定律”IBM前首席執(zhí)行官郭士納提出一個(gè)重要的觀(guān)點(diǎn)：計(jì)算模式每隔15年發(fā)生一次變革。1965年前后發(fā)生的變革以大型機(jī)為標(biāo)志，1980年前后以個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及為標(biāo)志，1995年前后則發(fā)生了互聯(lián)網(wǎng)革命。每一次這樣的技術(shù)變革都引起企業(yè)間、產(chǎn)業(yè)間甚至國(guó)家間競(jìng)爭(zhēng)格局的重大動(dòng)蕩和變化。而互聯(lián)網(wǎng)革命一定程度上是由美國(guó)“信息高速公路”戰(zhàn)略所催熟。2010年前后？物聯(lián)網(wǎng)？15“十五年周期定律”IBM前首席執(zhí)行官郭士納提出一個(gè)重要的觀(guān)點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)展望CambridgeUniversityPressHenryHoltandCompany/~neilgBasicBooksCambridgeHenryHolthttp://cba.ITUInternetReports2005:

TheInternetofThings

18ITUInternetReports2005:

The無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過(guò)因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換。射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應(yīng)用。19無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨，世界上所有的物體從輪胎20202121歐洲先做哲學(xué)思考與探索；第一階段項(xiàng)目：2008年1月~2009年10月22歐洲先做哲學(xué)思考與探索；2223物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵開(kāi)放事務(wù)(物聯(lián)網(wǎng))體系結(jié)構(gòu)(端設(shè)備,服務(wù)器,發(fā)現(xiàn)服務(wù),安全,

私人權(quán)利,

等等)管理,命名,一致,接口公開(kāi)服務(wù),互用性頻譜(HF,UHF,ISMetc?)標(biāo)準(zhǔn)23物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵開(kāi)放事務(wù)(物聯(lián)網(wǎng))體系結(jié)構(gòu)(端設(shè)備,服24下一步–物聯(lián)網(wǎng)(IOT)考慮到積極的參與和信息內(nèi)容的創(chuàng)新，以及由人民產(chǎn)生的服務(wù)-人民不僅作為最終的用戶(hù)者同時(shí)也是創(chuàng)新者/發(fā)布者為所有成員提高生活質(zhì)量，也包括殘疾人，老人和小孩使世界變成更安全的地方(抵制假貨,減少浪費(fèi),等等)為將來(lái)的下一代和市民在變化迅速的世界中面臨多樣的難點(diǎn)建立一個(gè)交互式和教育式的‘全球檔案’做出貢獻(xiàn)RFID應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)第一個(gè)例子=物理無(wú)縫集成到信息網(wǎng)絡(luò)

連接對(duì)象和信息–真實(shí)世界向信息–向互聯(lián)網(wǎng)24下一步–物聯(lián)網(wǎng)(IOT)=物理無(wú)縫集成到信息網(wǎng)絡(luò)25普遍深入和可信賴(lài)的網(wǎng)絡(luò)以及

基礎(chǔ)下層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)?

收斂

?浮現(xiàn)的問(wèn)題

使用者需要處理不同的網(wǎng)絡(luò)

多樣性設(shè)備

全異的服務(wù)

十億設(shè)備連接安全和可信賴(lài)需要加入

不知疲倦/可靠性是關(guān)鍵的障礙

難以應(yīng)付破碎的價(jià)值鏈

任何地方任何時(shí)間任何設(shè)備

無(wú)縫,普遍接受

寬帶,可移動(dòng)性

重新配置加載/.使用/連上下文萬(wàn)億的設(shè)備連接

內(nèi)置安全和可信賴(lài)

高可靠性的軟件和系統(tǒng)

完全支持分布式的價(jià)值鏈和網(wǎng)絡(luò)式的產(chǎn)業(yè)當(dāng)今5-10年25普遍深入和可信賴(lài)的網(wǎng)絡(luò)以及

基礎(chǔ)下層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)?

收斂

26267th

研究框架計(jì)劃(FP7)由歐盟資助的研發(fā)活動(dòng)聚集在一起

從2007年到2013年將有537億歐元花費(fèi)

合作研發(fā)項(xiàng)目,多樣的合作伙伴FP7ICT研發(fā)是最大的一塊投入:91億歐元1–普遍深入和可信賴(lài)的網(wǎng)絡(luò)，以及基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

(€585m)2–有感知的系統(tǒng),交互作用和機(jī)器人技術(shù)(€193m)3–元件,系統(tǒng)和工程

(€434m)4–數(shù)字圖書(shū)館和目錄

(€203m)5–可持續(xù)性的和個(gè)人的衛(wèi)生保健(€174m)6–靈活性,環(huán)境的可持續(xù)性和節(jié)能

(€159m)7–獨(dú)立的生活和包含物(€73m)將來(lái)和即將形成的技術(shù)(FET)(€185m)ETSI參與了更多的FP7ICT項(xiàng)目26267th研究框架計(jì)劃(FP7)由歐盟資助的研發(fā)活動(dòng)272728CASAGRAS總體目標(biāo):第一階段項(xiàng)目：2008年1月~2009年10月為關(guān)于RFID和物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)等所有方面的國(guó)際協(xié)作的平臺(tái)為中肯的評(píng)論國(guó)際RFID標(biāo)準(zhǔn)的框架和支持文件為RFID國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化和法規(guī)化發(fā)展給出建議為應(yīng)用的方法論核定位給出建議為將來(lái)研究和發(fā)展國(guó)家協(xié)作給出建議鼓勵(lì)中小企業(yè)積極參與的建議是一個(gè)正在為RFID研究協(xié)作的平臺(tái)28CASAGRAS總體目標(biāo):第一階段項(xiàng)目：2008年1月日本歐洲的動(dòng)作引起了東京大學(xué)坂村健的感慨。UID、TRON泛在網(wǎng)絡(luò)東京大學(xué)一枝獨(dú)秀。「プロジェクトの進(jìn)め方」在日本，“泛在網(wǎng)絡(luò)”這一詞匯很流行，很多人對(duì)其究竟指什么？有著模糊的印象。每次開(kāi)會(huì)，都要重新回到原點(diǎn)解釋一下。有徒勞感。29日本歐洲的動(dòng)作引起了東京大學(xué)坂村健的感慨。29美日歐高新技術(shù)發(fā)展規(guī)律30美日歐高新技術(shù)發(fā)展規(guī)律30美國(guó)在新技術(shù)領(lǐng)域中，美國(guó)先拿出商務(wù)計(jì)劃，之后，募集資金。與論文相比，更注重實(shí)踐、在競(jìng)爭(zhēng)中確立事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。屬于兔子型。政府的國(guó)防預(yù)算充足，行動(dòng)迅速。31美國(guó)在新技術(shù)領(lǐng)域中，美國(guó)先拿出商務(wù)計(jì)劃，之后，募集資金。與論日本領(lǐng)域間壁壘森嚴(yán)，只好向深處挖掘，難以水平展開(kāi)。可以形成一個(gè)一個(gè)的散兵坑。在日本，YRP研究所一枝獨(dú)秀，無(wú)法充分展開(kāi)。32日本領(lǐng)域間壁壘森嚴(yán)，只好向深處挖掘，難以水平展開(kāi)?？梢孕纬梢粴W洲在行動(dòng)前首先進(jìn)行哲學(xué)討論，概念上形成歐共體的共識(shí)后寫(xiě)成定義，將目標(biāo)分解形成一個(gè)一個(gè)的目標(biāo)，統(tǒng)一核算政府與民間的經(jīng)費(fèi)，行動(dòng)遲緩，但是，能夠得到從政府到民間的理解與響應(yīng)。可以扎實(shí)推進(jìn)項(xiàng)目。屬于烏龜型。首先追究其本質(zhì)，意見(jiàn)一致之后再采取行動(dòng)。雖然步伐緩慢，通過(guò)形成一致意見(jiàn)的過(guò)程抓住所研究對(duì)象的鳥(niǎo)瞰圖，意見(jiàn)統(tǒng)一，難以動(dòng)搖。33歐洲在行動(dòng)前首先進(jìn)行哲學(xué)討論，概念上形成歐共體的共識(shí)后寫(xiě)成定相關(guān)名詞普適計(jì)算泛在網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)RFID傳感器網(wǎng)絡(luò)34相關(guān)名詞普適計(jì)算34技術(shù)基礎(chǔ)35技術(shù)基礎(chǔ)35無(wú)源RFID標(biāo)簽36無(wú)源RFID標(biāo)簽36有源RFID標(biāo)簽37有源RFID標(biāo)簽37傳感標(biāo)簽38傳感標(biāo)簽38傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)39傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)39移動(dòng)RFID應(yīng)用40移動(dòng)RFID應(yīng)用40頻率41頻率41多標(biāo)簽閱讀42多標(biāo)簽閱讀42應(yīng)用實(shí)例展望43應(yīng)用實(shí)例展望43網(wǎng)絡(luò)冰箱監(jiān)測(cè)冰箱里面的食物，當(dāng)某些食物不足的時(shí)候會(huì)提醒你。它或許還可以監(jiān)視各種美食網(wǎng)站，幫你收集菜譜，并向購(gòu)物清單里自動(dòng)添加配料。根據(jù)你對(duì)每一頓飯的評(píng)價(jià)，這種冰箱知道你喜歡吃什么東西。44網(wǎng)絡(luò)冰箱監(jiān)測(cè)冰箱里面的食物，當(dāng)某些食物不足的時(shí)候會(huì)提醒你。44545圖書(shū)館目錄管理自動(dòng)借書(shū)還書(shū)遠(yuǎn)程確認(rèn)46圖書(shū)館目錄管理46后勤追蹤目錄管理自動(dòng)收貨與發(fā)貨47后勤追蹤47衛(wèi)生保健實(shí)時(shí)存貨管理裝備監(jiān)測(cè)患者安全48衛(wèi)生保健實(shí)時(shí)存貨管理48公交運(yùn)輸電子計(jì)費(fèi)航空包裹追蹤49公交運(yùn)輸電子計(jì)費(fèi)4908日本鉄道総合技術(shù)研究所08日本鉄道総合技術(shù)研究所物聯(lián)網(wǎng)展望物聯(lián)網(wǎng)展望魔鏡：魚(yú)缸也聯(lián)網(wǎng)在魔鏡前晃動(dòng)魚(yú)食罐兒，這樣你就知道上次喂魚(yú)是什么時(shí)候。在不久的將來(lái)，射頻芯片會(huì)內(nèi)置在魚(yú)食罐兒里。在更遠(yuǎn)的將來(lái)，數(shù)據(jù)可以直接顯示在魚(yú)食罐兒或者浴缸上，或顯示在手機(jī)上。53魔鏡：魚(yú)缸也聯(lián)網(wǎng)在魔鏡前晃動(dòng)魚(yú)食罐兒，這樣你就知道上次喂魚(yú)是通過(guò)Twitter監(jiān)測(cè)能源消耗的房子在很多房屋物品上安裝了傳感器，比如電表上合窗戶(hù)上。他可以監(jiān)測(cè)照明、采暖、室溫、電話(huà)和自來(lái)水使用情況。只要點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)上的開(kāi)關(guān)，或者通過(guò)手機(jī)上的即時(shí)控制面板就可以打開(kāi)/關(guān)閉他的噴泉、電燈和暖氣。54通過(guò)Twitter監(jiān)測(cè)能源消耗的房子在很多房屋物品上安裝了傳給公共設(shè)施裝上傳感器？無(wú)論是政府、城市委員會(huì)，還是公司，都需要給公共設(shè)施裝上傳感器，比如燃?xì)夤艿馈⒐?、火?chē)和輪船等。55給公共設(shè)施裝上傳感器？無(wú)論是政府、城市委員會(huì)，還是公司，都需IBM跟蹤花卉運(yùn)輸在運(yùn)輸花卉過(guò)程中使用射頻識(shí)別技術(shù)來(lái)監(jiān)視溫度可以保證沒(méi)有人在供應(yīng)鏈中偷工減料（比如為了省錢(qián)而關(guān)閉氣溫控制儀器）。56IBM跟蹤花卉運(yùn)輸在運(yùn)輸花卉過(guò)程中使用射頻識(shí)別技術(shù)來(lái)監(jiān)視溫度當(dāng)體重秤碰上互聯(lián)網(wǎng)BodyTrace公司，這款產(chǎn)品也被稱(chēng)為“電子秤”（'eScale‘）。它可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式將用戶(hù)的體重?cái)?shù)據(jù)上傳到BodyTrace網(wǎng)站上，并根據(jù)數(shù)據(jù)生成圖表，以及給出建議。網(wǎng)站主要專(zhuān)注于體重監(jiān)測(cè)。網(wǎng)站將提供體重以及體重指數(shù)（BMI）的交互式圖表，以及還有飲食日志和攝入量計(jì)算器。57當(dāng)體重秤碰上互聯(lián)網(wǎng)BodyTrace公司，這款產(chǎn)品也被稱(chēng)為“Merlin@home心臟裝置MQTT（消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸）是IBM開(kāi)發(fā)的一個(gè)即時(shí)通訊協(xié)議，支持所有平臺(tái)，幾乎可以把所有聯(lián)網(wǎng)物品和外部連接起來(lái)，被用來(lái)當(dāng)做傳感器和致動(dòng)器的通信協(xié)議。58用來(lái)監(jiān)控那些已經(jīng)植入復(fù)律-除顫器和起搏器（兩者都是基本的傳感器）的心臟病人。Merlin@home心臟裝置MQTT（消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸）是制約因素家電要留傳感與控制接口59制約因素家電要留傳感與控制接口5960結(jié)束60結(jié)束61聯(lián)系王漫的辦法上海、愚園路546號(hào)5號(hào)樓3樓62520070-302manwang@61聯(lián)系王漫的辦法上海、愚園路546號(hào)5號(hào)樓3樓62物聯(lián)網(wǎng)展望上海市計(jì)算技術(shù)研究所研發(fā)三部（無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)）2009年8月王漫1物聯(lián)網(wǎng)展望上海市計(jì)算技術(shù)研究所王漫物聯(lián)網(wǎng)展望物聯(lián)網(wǎng)展望物聯(lián)網(wǎng)定義美國(guó)日本歐洲美日歐技術(shù)發(fā)展的規(guī)律相關(guān)名詞技術(shù)基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)例展望65物聯(lián)網(wǎng)定義466物聯(lián)網(wǎng)定義“物聯(lián)網(wǎng)”的概念是在1999年提出的。定義：把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(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2005年一份報(bào)告曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景：當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車(chē)會(huì)自動(dòng)報(bào)警；公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么東西；衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等等。

5物聯(lián)網(wǎng)定義“物聯(lián)網(wǎng)”的概念是在1999年提出的。機(jī)器聯(lián)網(wǎng)了，人也聯(lián)網(wǎng)了，下一步就是物體與物體之間要聯(lián)網(wǎng)了，于是，物聯(lián)網(wǎng)來(lái)了(TheInternetofthings)！TheconceptoftheinternetofthingsisattributedtotheoriginalAuto-IDCenter,foundedin1999andbasedatthetimeinMIT。67機(jī)器聯(lián)網(wǎng)了，人也聯(lián)網(wǎng)了，下一步就是物體與物體之間要聯(lián)網(wǎng)了，于具體地說(shuō)，就是把傳感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，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群，能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制。68具體地說(shuō)，就是把傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世,打破了之前的傳統(tǒng)思維。過(guò)去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開(kāi):一方面是機(jī)場(chǎng)、公路、建筑物,而另一方面是數(shù)據(jù)中心,個(gè)人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施,在此意義上,基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地,世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行,其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。69“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世,打破了之前的傳統(tǒng)思維。過(guò)去的思路一直是RFID標(biāo)簽相當(dāng)重要在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息，通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品(商品)的識(shí)別，進(jìn)而通過(guò)開(kāi)放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的“透明”管理。70RFID標(biāo)簽相當(dāng)重要在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)新舊思路的對(duì)比“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世,打破了之前的傳統(tǒng)思維。過(guò)去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開(kāi)：一方面是機(jī)場(chǎng)、公路、建筑物,而另一方面是數(shù)據(jù)中心，個(gè)人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地，世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行，其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。71新舊思路的對(duì)比“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世,打破了之前的傳統(tǒng)思維。過(guò)美國(guó)EPC奧巴馬就任美國(guó)總統(tǒng)后,1月28日與美國(guó)工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次“圓桌會(huì)議”,作為僅有的兩名代表之一,IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧的地球”這一概念,建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施,闡明其短期和長(zhǎng)期效益。奧巴馬對(duì)此給予了積極的回應(yīng):“經(jīng)濟(jì)刺激資金將會(huì)投入到寬帶網(wǎng)絡(luò)等新興技術(shù)中去,毫無(wú)疑問(wèn),這就是美國(guó)在21世紀(jì)保持和奪回競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的方式?！?2美國(guó)EPC11“智慧的地球”對(duì)經(jīng)濟(jì)的意義在短期經(jīng)濟(jì)刺激方面,該戰(zhàn)略要求政府投資于諸如智能鐵路、智能高速公路、智能電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施,能夠刺激短期經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),創(chuàng)造大量的就業(yè)崗位;新一代的智能基礎(chǔ)設(shè)施將為未來(lái)的科技創(chuàng)新開(kāi)拓巨大的空間,有利于增強(qiáng)國(guó)家的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力;能夠提高對(duì)于有限的資源與環(huán)境的利用率,有助于資源和環(huán)境保護(hù);計(jì)劃的實(shí)施將能建立必要的信息基礎(chǔ)設(shè)施。73“智慧的地球”對(duì)經(jīng)濟(jì)的意義在短期經(jīng)濟(jì)刺激方面,該戰(zhàn)略要求政府智能交通現(xiàn)有的城市交通管理基本是自發(fā)進(jìn)行的,每個(gè)駕駛者根據(jù)自己的判斷選擇行車(chē)路線(xiàn),交通信號(hào)標(biāo)志僅僅起到靜態(tài)的、有限的指導(dǎo)作用。這導(dǎo)致城市道路資源未能得到最高效率的運(yùn)用,由此產(chǎn)生不必要的交通擁堵甚至癱瘓。而智能的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施可以將整個(gè)城市內(nèi)的車(chē)輛和道路信息實(shí)時(shí)收集起來(lái),并通過(guò)超級(jí)計(jì)算中心動(dòng)態(tài)地計(jì)算出最優(yōu)的交通指揮方案和車(chē)行路線(xiàn);74智能交通現(xiàn)有的城市交通管理基本是自發(fā)進(jìn)行的,每個(gè)駕駛者根據(jù)自智能電網(wǎng)現(xiàn)有的電力輸送網(wǎng)絡(luò)缺少動(dòng)態(tài)調(diào)度，從而導(dǎo)致電力輸送效率低下。據(jù)美國(guó)能源部的統(tǒng)計(jì),使用傳統(tǒng)電網(wǎng),大量上網(wǎng)電力被消耗在輸送途中。智慧電網(wǎng)通過(guò)先進(jìn)信息系統(tǒng)與電網(wǎng)的整合,把過(guò)去靜態(tài)的、低效的電力輸送網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)可調(diào)整的智能網(wǎng)絡(luò),對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),根據(jù)不同時(shí)段的用電需求,將電力按最優(yōu)方案予以分配。75智能電網(wǎng)現(xiàn)有的電力輸送網(wǎng)絡(luò)缺少動(dòng)態(tài)調(diào)度，從而導(dǎo)致電力輸送效率“十五年周期定律”IBM前首席執(zhí)行官郭士納提出一個(gè)重要的觀(guān)點(diǎn)：計(jì)算模式每隔15年發(fā)生一次變革。1965年前后發(fā)生的變革以大型機(jī)為標(biāo)志，1980年前后以個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及為標(biāo)志，1995年前后則發(fā)生了互聯(lián)網(wǎng)革命。每一次這樣的技術(shù)變革都引起企業(yè)間、產(chǎn)業(yè)間甚至國(guó)家間競(jìng)爭(zhēng)格局的重大動(dòng)蕩和變化。而互聯(lián)網(wǎng)革命一定程度上是由美國(guó)“信息高速公路”戰(zhàn)略所催熟。2010年前后？物聯(lián)網(wǎng)？76“十五年周期定律”IBM前首席執(zhí)行官郭士納提出一個(gè)重要的觀(guān)點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)展望CambridgeUniversityPressHenryHoltandCompany/~neilgBasicBooksCambridgeHenryHolthttp://cba.ITUInternetReports2005:

TheInternetofThings

79ITUInternetReports2005:

The無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過(guò)因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換。射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應(yīng)用。80無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨，世界上所有的物體從輪胎81208221歐洲先做哲學(xué)思考與探索；第一階段項(xiàng)目：2008年1月~2009年10月83歐洲先做哲學(xué)思考與探索；2284物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵開(kāi)放事務(wù)(物聯(lián)網(wǎng))體系結(jié)構(gòu)(端設(shè)備,服務(wù)器,發(fā)現(xiàn)服務(wù),安全,

私人權(quán)利,

等等)管理,命名,一致,接口公開(kāi)服務(wù),互用性頻譜(HF,UHF,ISMetc?)標(biāo)準(zhǔn)23物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵開(kāi)放事務(wù)(物聯(lián)網(wǎng))體系結(jié)構(gòu)(端設(shè)備,服85下一步–物聯(lián)網(wǎng)(IOT)考慮到積極的參與和信息內(nèi)容的創(chuàng)新，以及由人民產(chǎn)生的服務(wù)-人民不僅作為最終的用戶(hù)者同時(shí)也是創(chuàng)新者/發(fā)布者為所有成員提高生活質(zhì)量，也包括殘疾人，老人和小孩使世界變成更安全的地方(抵制假貨,減少浪費(fèi),等等)為將來(lái)的下一代和市民在變化迅速的世界中面臨多樣的難點(diǎn)建立一個(gè)交互式和教育式的‘全球檔案’做出貢獻(xiàn)RFID應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)第一個(gè)例子=物理無(wú)縫集成到信息網(wǎng)絡(luò)

連接對(duì)象和信息–真實(shí)世界向信息–向互聯(lián)網(wǎng)24下一步–物聯(lián)網(wǎng)(IOT)=物理無(wú)縫集成到信息網(wǎng)絡(luò)86普遍深入和可信賴(lài)的網(wǎng)絡(luò)以及

基礎(chǔ)下層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)?

收斂

?浮現(xiàn)的問(wèn)題

使用者需要處理不同的網(wǎng)絡(luò)

多樣性設(shè)備

全異的服務(wù)

十億設(shè)備連接安全和可信賴(lài)需要加入

不知疲倦/可靠性是關(guān)鍵的障礙

難以應(yīng)付破碎的價(jià)值鏈

任何地方任何時(shí)間任何設(shè)備

無(wú)縫,普遍接受

寬帶,可移動(dòng)性

重新配置加載/.使用/連上下文萬(wàn)億的設(shè)備連接

內(nèi)置安全和可信賴(lài)

高可靠性的軟件和系統(tǒng)

完全支持分布式的價(jià)值鏈和網(wǎng)絡(luò)式的產(chǎn)業(yè)當(dāng)今5-10年25普遍深入和可信賴(lài)的網(wǎng)絡(luò)以及

基礎(chǔ)下層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)?

收斂

87877th

研究框架計(jì)劃(FP7)由歐盟資助的研發(fā)活動(dòng)聚集在一起

從2007年到2013年將有537億歐元花費(fèi)

合作研發(fā)項(xiàng)目,多樣的合作伙伴FP7ICT研發(fā)是最大的一塊投入:91億歐元1–普遍深入和可信賴(lài)的網(wǎng)絡(luò)，以及基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

(€585m)2–有感知的系統(tǒng),交互作用和機(jī)器人技術(shù)(€193m)3–元件,系統(tǒng)和工程

(€434m)4–數(shù)字圖書(shū)館和目錄

(€203m)5–可持續(xù)性的和個(gè)人的衛(wèi)生保健(€174m)6–靈活性,環(huán)境的可持續(xù)性和節(jié)能

(€159m)7–獨(dú)立的生活和包含物(€73m)將來(lái)和即將形成的技術(shù)(FET)(€185m)ETSI參與了更多的FP7ICT項(xiàng)目26267th研究框架計(jì)劃(FP7)由歐盟資助的研發(fā)活動(dòng)882789CASAGRAS總體目標(biāo):第一階段項(xiàng)目：2008年1月~2009年10月為關(guān)于RFID和物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)等所有方面的國(guó)際協(xié)作的平臺(tái)為中肯的評(píng)論國(guó)際RFID標(biāo)準(zhǔn)的框架和支持文件為RFID國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化和法規(guī)化發(fā)展給出建議為應(yīng)用的方法論核定位給出建議為將來(lái)研究和發(fā)展國(guó)家協(xié)作給出建議鼓勵(lì)中小企業(yè)積極參與的建議是一個(gè)正在為RFID研究協(xié)作的平臺(tái)28CASAGRAS總體目標(biāo):第一階段項(xiàng)目：2008年1月日本歐洲的動(dòng)作引起了東京大學(xué)坂村健的感慨。UID、TRON泛在網(wǎng)絡(luò)東京大學(xué)一枝獨(dú)秀?！弗抓恁弗Д趣芜M(jìn)め方」在日本，“泛在網(wǎng)絡(luò)”這一詞匯很流行，很多人對(duì)其究竟指什么？有著模糊的印象。每次開(kāi)會(huì)，都要重新回到原點(diǎn)解釋一下。有徒勞感。90日本歐洲的動(dòng)作引起了東京大學(xué)坂村健的感慨。29美日歐高新技術(shù)發(fā)展規(guī)律91美日歐高新技術(shù)發(fā)展規(guī)律30美國(guó)在新技術(shù)領(lǐng)域中，美國(guó)先拿出商務(wù)計(jì)劃，之后，募集資金。與論文相比，更注重實(shí)踐、在競(jìng)爭(zhēng)中確立事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。屬于兔子型。政府的國(guó)防預(yù)算充足，行動(dòng)迅速。92美國(guó)在新技術(shù)領(lǐng)域中，美國(guó)先拿出商務(wù)計(jì)劃，之后，募集資金。與論日本領(lǐng)域間壁壘森嚴(yán)，只好向深處挖掘，難以水平展開(kāi)?？梢孕纬梢粋€(gè)一個(gè)的散兵坑。在日本，YRP研究所一枝獨(dú)秀，無(wú)法充分展開(kāi)。93日本領(lǐng)域間壁壘森嚴(yán)，只好向深處挖掘，難以水平展開(kāi)。可以形成一歐洲在行動(dòng)前首先進(jìn)行哲學(xué)討論，概念上形成歐共體的共識(shí)后寫(xiě)成定義，將目標(biāo)分解形成一個(gè)一個(gè)的目標(biāo)，統(tǒng)一核算政府與民間的經(jīng)費(fèi)，行動(dòng)遲緩，但是，能夠得到從政府到民間的理解與響應(yīng)?？梢栽鷮?shí)推進(jìn)項(xiàng)目。屬于烏龜型。首先追究其本質(zhì)，意見(jiàn)一致之后再采取行動(dòng)。雖然步伐緩慢，通過(guò)形成一致意見(jiàn)的過(guò)程抓住所研究對(duì)象的鳥(niǎo)瞰圖，意見(jiàn)統(tǒng)一，難以動(dòng)搖。94歐洲在行動(dòng)前首先進(jìn)行哲學(xué)討論，概念上形成歐共體的共識(shí)后寫(xiě)成定相關(guān)名詞普適計(jì)算泛在網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)RFID傳感器網(wǎng)絡(luò)95相關(guān)名詞普適計(jì)算34技術(shù)基礎(chǔ)96技術(shù)基礎(chǔ)35無(wú)源RFID標(biāo)簽97無(wú)源RFID標(biāo)簽36有源RFID標(biāo)簽98有源RFID標(biāo)簽37傳感標(biāo)簽99傳感標(biāo)簽38傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)100傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)39移動(dòng)RFID應(yīng)用101移動(dòng)RFID應(yīng)用40頻率102頻率41多標(biāo)簽閱讀103多標(biāo)簽閱讀42應(yīng)用實(shí)例展望104應(yīng)用實(shí)例展望43網(wǎng)絡(luò)冰箱監(jiān)測(cè)冰箱里面的食物，當(dāng)某些食物不足的時(shí)候會(huì)提醒你