物聯(lián)網應用技術 chap1

物聯(lián)網應用系統(tǒng)技術

主講人：劉永磊liuyonglei程安排課程郵箱：dbms_tcu@163.com密碼：1234566541231~7周理論教學8~10周實驗教材薛燕紅，物聯(lián)網技術及應用，清華大學出版社成績評定方法：閉卷期末考試80%加平時成績（考勤、作業(yè)、實驗）20%目錄教學內容

共八章第1章第2章

第3章第4章第5章物聯(lián)網概述物聯(lián)網體系結構

信息感知層

網絡傳輸層

物聯(lián)接入層

目錄第6章

第7章第8章技術支撐層物聯(lián)網應用

物聯(lián)網安全

教學內容共八章第1章物聯(lián)網概述

1.1物聯(lián)網發(fā)展歷史1.2物聯(lián)網的背景和現狀1.3物聯(lián)網的定義1.4物聯(lián)網典型實例1.1物聯(lián)網發(fā)展簡史概念的提出在人類發(fā)展史上，人們從來沒有停止對自由和美好事物的追求。我們已經不滿足于享受“隨時、隨地”兩個維度的自由，而夢想著“隨物”的第三維度自由——能與物體自由交流、讓物體也有靈感。

1.敵我識別--物聯(lián)網的早期萌芽

1.1物聯(lián)網發(fā)展簡史

2.RFID技術--物聯(lián)網的雛形倉庫貨物管理1.1物聯(lián)網發(fā)展簡史1.1物聯(lián)網發(fā)展簡史大事記：

1990年物聯(lián)網的實踐最早可以追溯到1990年施樂公司的網絡可樂販售機——NetworkedCokeMachine。1991年美國麻省理工學院（MIT）的KevinAsh-ton教授首次提出物聯(lián)網的概念。1995年比爾蓋茨在《未來之路》一書中也曾提及物聯(lián)網，但未引起廣泛重視。1999年美國麻省理工學院建立了“自動識別中心（Auto-ID）”，提出“萬物皆可通過網絡互聯(lián)”，闡明了物聯(lián)網的基本含義。早期的物聯(lián)網是依托射頻識別（RFID）技術的物流網絡，隨著技術和應用的發(fā)展，物聯(lián)網的內涵已經發(fā)生了較大變化。2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布《ITU互聯(lián)網報告2005：物聯(lián)網》，引用了“物聯(lián)網”的概念。物聯(lián)網的定義和范圍已經發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術的物聯(lián)網。2009年1月28日，奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，與美國工商業(yè)領袖舉行了一次“圓桌會議”，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“智慧地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎設施。2009年8月，溫家寶“感知中國”的講話把我國物聯(lián)網領域的研究和應用開發(fā)推向了高潮，無錫市率先建立了“感知中國”研究中心，中國科學院、運營商、多所大學在無錫建立了物聯(lián)網研究院，無錫市江南大學還建立了全國首家實體物聯(lián)網工廠學院。自溫總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產業(yè)之一，寫入“政府工作報告”，物聯(lián)網在中國受到了全社會極大的關注。

1.2物聯(lián)網背景和現狀1.必然性物聯(lián)網是互聯(lián)網的延伸與擴展。物聯(lián)網是在互聯(lián)網的基礎上，利用RFID與WSN等技術，構建一個覆蓋世界上所有人與物的網絡信息系統(tǒng)。我們不會滿足目前互聯(lián)網僅僅是人與人之間的信息交互和共享，我們更希望的是人與物、物與物之間信息的自動交互和共享。物聯(lián)網可以實現物理世界與信息世界的無縫連接。1.2物聯(lián)網背景和現狀

數字世界

真實的物理世界

虛擬的信息世界數據的集成

描述語義的集成物的集成

物聯(lián)網社會

知識的集成1.2物聯(lián)網背景和現狀2.技術背景（1）互聯(lián)網技術是物聯(lián)網的發(fā)展基礎

（2）三網融合是物聯(lián)網理想的通信平臺

（3）云計算是物聯(lián)網應用的商業(yè)模式（4）普適計算是物聯(lián)網智能的理論模型（5）3G/4G/M2M是物聯(lián)網便捷的接入方式（6）WSN/Sensor是物聯(lián)網無處不在的感知手段

（7）RFID是物聯(lián)網最成熟的應用技術1.2物聯(lián)網背景和現狀3.社會背景

（1）國際金融危機必然要通過催生新的科技革命和產業(yè)革命來解決（2）物聯(lián)網可以解決我們面臨的諸多問題（3）世界各國高層領導的重視和親自推動（4）信息化產業(yè)對物聯(lián)網強力推動（5）傳統(tǒng)產業(yè)的積極呼應（6）社會經濟發(fā)展與產業(yè)轉型成為物聯(lián)網發(fā)展的推動力（7）解決物理世界與信息世界分離所造成的問題成為物聯(lián)網發(fā)展的推動力

1.2物聯(lián)網背景和現狀4.發(fā)展現狀在應用和研發(fā)方面，美、歐、日、韓等少數國家起步較早，總體實力較強。物聯(lián)網最初的研發(fā)方向是條形碼、RFID等技術在商業(yè)零售、物流領域應用，而隨著RFID、傳感器技術、短程通信以及計算技術等的發(fā)展，近年來其研發(fā)、應用開始拓展到環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療、智能基礎設施等領域。目前，物聯(lián)網開發(fā)和應用仍處于起步階段，發(fā)達國家和地區(qū)抓住機遇，出臺政策、進行戰(zhàn)略布局，希望在新一輪信息產業(yè)重新洗牌中占領先機。日韓基于物聯(lián)網的“U社會”戰(zhàn)略、歐洲“物聯(lián)網行動計劃”及美國“智能電網”、“智慧地球”等計劃相繼實施，物聯(lián)網成為搶占“后危機”時代各國提升綜合競爭力的重要手段。1.2物聯(lián)網背景和現狀1．交通領域2．醫(yī)療領域3．農業(yè)應用4．零售行業(yè)5．電力管理6．數字家庭通過使用不同的傳感器和RFID可以對交通工具進行感知和定位，及時了解車輛的運行狀態(tài)和路線；方便地實現車輛通行費的支付；顯著提高交通管理效率，減少道路擁堵。通過在病人身上放置不同的傳感器，對人的健康參數進行監(jiān)控，及時獲知病人的生理特征，提前進行疾病的診斷和預防，并且實時傳送到相關的醫(yī)療保健中心通過使用不同的傳感器對農業(yè)情況進行探測，幫助人們進行精確管理或精細農業(yè)生產。比如沃爾瑪等大型零售企業(yè)要求他們采購的所有商品上都貼上RFID標簽，以替代傳統(tǒng)的條形碼，促進了物流的信息化。電力公司對分布在全國范圍內配電變壓器安裝傳感裝置，對運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測。數字家庭是以計算機技術和網絡技術為基礎，通過不同的互聯(lián)方式進行通信及數據交換，實現家庭網絡中各類電子產品之間的“互聯(lián)互通”。1.2物聯(lián)網背景和現狀1.2物聯(lián)網背景和現狀1.2物聯(lián)網背景和現狀1.2物聯(lián)網背景和現狀太湖水資源監(jiān)測系統(tǒng)1.2物聯(lián)網背景和現狀NFC手機支付1.3物聯(lián)網定義1.3.1物聯(lián)網的定義及特征1．物聯(lián)網的定義物聯(lián)網的英文名稱為“

TheInternetofThings，IOT”，也稱為WebofThings。由該名稱可知，物聯(lián)網就是“物物相連的互聯(lián)網”。這里包含了兩層含義：第一，物聯(lián)網的核心和基礎仍然是互聯(lián)網，物聯(lián)網就是互聯(lián)網的延伸和擴展。第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間、人和物、物和物進行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網是通過各種信息傳感設備，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、信息通信和信息處理，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。它是在互聯(lián)網基礎上延伸和擴展的網絡。1.3物聯(lián)網定義1．物聯(lián)網的定義這里的“物”要滿足以下條件才能夠融入“物聯(lián)網”，才能夠具有“感知的神經”和“智慧的大腦”。（1）有相應的信息接收器。（2）有數據傳輸通路。（3）有一定的存儲功能。（4）有CPU。（5）有操作系統(tǒng)。（6）有專門的應用程序。（7）有數據發(fā)送器。（8）遵循物聯(lián)網的通信協(xié)議。（9）在世界網絡中有可被識別的唯一編號。1.3物聯(lián)網定義3.物聯(lián)網的其他定義

國際電信聯(lián)盟（ITU）對物聯(lián)網的定義：2005年，ITU在《TheInternetofThings》報告中對物聯(lián)網概念進行了擴展，提出了任何時刻、任何地點、任意物體之間的互聯(lián)，無所不在的網絡和無所不在的計算的發(fā)展愿景，如圖所示。該圖顯示：IOT是在任何時間、環(huán)境、任何物品、人、企業(yè)、商業(yè)、采用任何通信方式（包括匯聚、連接、收集、計算等），以滿足提供的任何服務。按照ITU給出的這個定義，物聯(lián)網主要解決物品到物品(ThingtoThing，T2T)、人到物品(HumantoThing,H2T)、,人到人(HumantoHuman，H2H)之間的互聯(lián)。這里與傳統(tǒng)互聯(lián)網最大的區(qū)別是，H2T是指人利用通用裝置與物品之間的連接，H2H是指人之間不依賴于個人計算機而進行的互聯(lián)。需要利用物聯(lián)網才能解決的是傳統(tǒng)意義上的互聯(lián)網沒有考慮的、對于任何物品連接的問題。1.3物聯(lián)網定義圖ITU物聯(lián)網示意圖1.4物聯(lián)網實例基于物聯(lián)網的溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)現場監(jiān)控子系統(tǒng)為C/S架構，現場監(jiān)控計算機上運行的監(jiān)控軟件通過CANOpen協(xié)議和基于分布式CAN總線的溫室數據采集與控制系統(tǒng)通信，實現對溫室主要環(huán)境因子的采集和設備的控制。輸入模塊接收傳感器采集的溫室小氣候環(huán)境因子（空氣溫度、濕度、太陽輻射等）和室外氣象信息（空氣溫度、濕度、風速、