物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述

物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用FundamentalsandApplicationsoftheInternetofThings李蔚田博士1F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第1頁課程介紹

物聯(lián)網(wǎng)是一門新興學科，成熟且完善教本極少。本課程本著科學性、理論性和實用性相結(jié)合、現(xiàn)實性和前瞻性相結(jié)合標準，共設計了12章，介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術關鍵技術，對物聯(lián)網(wǎng)應用以案例和經(jīng)典范示例做了詳細解讀，盡可能將國外先進理論、方法和實踐經(jīng)驗與實際需要緊密聯(lián)絡起來；針對信息和經(jīng)管類人才培養(yǎng)目標，系統(tǒng)介紹了物聯(lián)網(wǎng)理論構(gòu)架，包含它涵義、性質(zhì)、特點、職能、基本內(nèi)容、形成發(fā)展、環(huán)境原因、基本原理、基礎理論、應用和實踐等問題。

內(nèi)容以專業(yè)實踐性、應用性和普及性為主，集實踐與理論于一體，使其理論敘述少，應用示例多，力避空洞枯燥；同時做到形象資料多、生動案例多，使學生能系統(tǒng)地學習物聯(lián)網(wǎng)技術與方法，掌握基本理論和實踐，培養(yǎng)學生作為未來實踐者所具備技能，學會用理論分析和處理實際問題方法。2F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第2頁主要參考書目[1]劉化君·物聯(lián)網(wǎng)技術[M]北京：電子工業(yè)出版社年9月[2]楊震等·物聯(lián)網(wǎng)技術與應用導論[M]北京：人民郵電出版社2010月[3]無線龍·當代無線傳感網(wǎng)概論[M]北京：冶金工業(yè)出版社204月[4]沈玉龍等·無線傳感器網(wǎng)絡安全技術概論[M]北京：人民郵電出版社年8月[5]A.Verwer（英）·現(xiàn)場總線技術及應用教程[M]北京：機械工業(yè)出版社年7月[6]單承贛等·射頻識別(RFID)原理與應用[M]北京：電子工業(yè)出版社7月[7]王志良等·物聯(lián)網(wǎng)工程概論[M]北京：機械工業(yè)出版社204月[8]張云勇等·中間件技術原理與應用[M]北京：清華大學出版社年5月引用網(wǎng)絡資源注釋與參考[1]技聯(lián)網(wǎng)[2]物聯(lián)網(wǎng)微博[3]物聯(lián)天下http://www.wltx.cc[4]計算機世界[5]深聯(lián)科技[6]物聯(lián)中國[7]國脈物聯(lián)網(wǎng)[8]baidu3F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第3頁教學內(nèi)容CH1.緒論CH2.射頻識別技術CH3.云計算與云服務平臺CH4.無線傳感器網(wǎng)絡與無線通信技術CH5.物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃與設計CH6.組網(wǎng)技術與應用CH7.智能卡技術與應用CH8.物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領域應用CH9.物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)中應用CH10.物聯(lián)網(wǎng)在公共服務管理中應用CH11.物聯(lián)網(wǎng)在商業(yè)領域應用CH12.物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟

4F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第4頁第

一

章緒論

復習思索題1.1物聯(lián)網(wǎng)及其體系結(jié)構(gòu)1.2物聯(lián)網(wǎng)支撐技術與演進1.3物聯(lián)網(wǎng)與CPS和WSN1.4物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展綜述1.5物聯(lián)網(wǎng)體系框架1.6物聯(lián)網(wǎng)應用與發(fā)展優(yōu)勢物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用5F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第5頁第一章緒論物聯(lián)網(wǎng)應用案例：無人駕公交

北京朝陽區(qū)將修建一座占地4平方公里物聯(lián)網(wǎng)應用服務產(chǎn)業(yè)園。無人駕駛節(jié)能公交車、手機刷卡付費等生活方式將在園區(qū)內(nèi)實現(xiàn)。朝陽區(qū)信息辦相關責任人表示，作為國內(nèi)首個物聯(lián)網(wǎng)示范園區(qū)，一期工程將在未來3年內(nèi)建成。據(jù)市場調(diào)查資料顯示，朝陽區(qū)一座占地4平方公里物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)示范園已經(jīng)進入規(guī)劃階段。這座物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)位于東五環(huán)外，朝陽區(qū)已初步為其選定建設用地，將采取“政企共建”模式，將能夠嵌入物聯(lián)網(wǎng)全部高科技產(chǎn)品在園內(nèi)投入使用，初步劃分為商業(yè)區(qū)域、企業(yè)區(qū)域、生活區(qū)域以及公共區(qū)域。朝陽區(qū)物聯(lián)網(wǎng)應用案例使我們對物聯(lián)網(wǎng)含義有了一個基本認識，“所謂物聯(lián)網(wǎng)，通俗地說是將生活中每個物件安裝芯片，再經(jīng)過無線系統(tǒng)綜合聯(lián)絡起來，經(jīng)過一個終端就能控制包含家中和戶外全部設備?！痹撠熑稳吮硎?，當前物聯(lián)網(wǎng)技術中包含芯片嵌入、遠程指令等很多內(nèi)容已能夠應用，關鍵是將這些內(nèi)容在一個有限空間內(nèi)進行整合，實現(xiàn)綜合應用，朝陽區(qū)物聯(lián)網(wǎng)示范園興建，正是為這種綜合應用提供試驗場所。據(jù)介紹，朝陽區(qū)物聯(lián)網(wǎng)示范園最大看點應該是無人駕駛公交系統(tǒng)，市民在園區(qū)乘坐無人駕駛節(jié)能環(huán)境保護公交車，經(jīng)過十字路口時候，紅綠燈也能夠自動感應到公交車駛近，從而快速變燈。6F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第6頁第一章緒論教學要求知識關鍵點能力要求相關知識物聯(lián)網(wǎng)概念射頻識別技術傳感器網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)組成體系(1)了解物聯(lián)網(wǎng)基本概念、特點和創(chuàng)新性(2)掌握物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)區(qū)分與聯(lián)絡(3)了解射頻識別技術特點、工作流程(1)傳感器網(wǎng)及泛在網(wǎng)相關概念(2)功效數(shù)據(jù)支撐技術泛在網(wǎng)CPS/WSN(1)了解相關技術主要內(nèi)容(2)掌握基本知識點(1)物聯(lián)網(wǎng)建立模式(2)物聯(lián)網(wǎng)運行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系框架物聯(lián)網(wǎng)應用(1)掌握物聯(lián)網(wǎng)服務類型(2)熟悉物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展優(yōu)勢通用設計基本內(nèi)容和標準7F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第7頁第一章緒論【章前導讀】

物質(zhì)、能量、信息是物質(zhì)世界三大支柱，是當今人類社會賴以生存和發(fā)展重要條件。新經(jīng)濟時代二十一世紀是人類進入信息化世紀，信息已是今天一種不可或缺開發(fā)資源，社會信息化、信息時代化成為新經(jīng)濟時代基本標志。目前在通信、互聯(lián)網(wǎng)、射頻識別等新技術推進下，一種能夠?qū)崿F(xiàn)人與人、人與機器、人與物乃至物與物之間直接溝通全新網(wǎng)絡構(gòu)架——“物聯(lián)網(wǎng)”（InternetofThings）正日漸清晰?；ヂ?lián)網(wǎng)時代，人與人之間距離變小了；而繼互聯(lián)網(wǎng)之后物聯(lián)網(wǎng)時代，則是物與物之間距離變小了。互聯(lián)網(wǎng)改變了人們世界觀，而“物聯(lián)網(wǎng)”出現(xiàn)將再次強烈改變?nèi)藗儗κ澜缯J識。8F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第8頁第一章緒論1.1物聯(lián)網(wǎng)及其體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)（IOT，InternetofThings）被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。國際電聯(lián)曾預測，未來世界是無所不在物聯(lián)網(wǎng)世界，到將有7萬億傳感器為地球上70億人口提供服務。一方面物聯(lián)網(wǎng)可以用于提高經(jīng)濟效益，大大節(jié)約成本；其次可認為全球經(jīng)濟復蘇提供技術動力。有教授預測，未來10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)在全球有可能大規(guī)模普及。目前，美國、歐盟等都在投入巨款，深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。9F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第9頁

第一章緒論任何時刻任意物品任何人任何網(wǎng)絡任何服務任何地點物聯(lián)網(wǎng)圖1.1ITU物聯(lián)網(wǎng)示意圖10F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第10頁第一章緒論1.1.1認識物聯(lián)網(wǎng)

1.物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于比爾?蓋茨1995年出版《未來之路》一書中。2.1998年，美國麻省理工學院創(chuàng)造性地提出了當初被稱為EPC（ElectronicProductCode產(chǎn)品電子代碼）系統(tǒng)“物聯(lián)網(wǎng)”構(gòu)想。3.1999年，美國Auto-ID首先提出“物聯(lián)網(wǎng)”概念，主要是建立在物品編碼、射頻識別（RFID，RadioFrequencyIdentification）技術和互聯(lián)網(wǎng)基礎上。4.，國際電信聯(lián)盟（ITU）在《ITU互聯(lián)網(wǎng)匯報：物聯(lián)網(wǎng)》中，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”概念。按照ITU給出這個定義，物聯(lián)網(wǎng)主要處理物品到物品（T2T，ThingtoThing）、人到物品（H2T，HumantoThing）、人到人（H2H，HumantoHuman）之間互聯(lián)。11F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第11頁第一章緒論1.1.2物聯(lián)網(wǎng)含義

即使物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)引發(fā)國內(nèi)外學術界、工業(yè)界和媒體高度重視，但當前對物聯(lián)網(wǎng)定義、內(nèi)在原理、體系結(jié)構(gòu)、關鍵技術、應用前景等都還在進行著熱烈討論。即使大家都在談論物聯(lián)網(wǎng)，不過談內(nèi)容卻似乎并不一樣。（1）物聯(lián)網(wǎng)定義：當前，物聯(lián)網(wǎng)準確定義并未統(tǒng)一。關于物聯(lián)網(wǎng)比較準確定義應該是：物聯(lián)網(wǎng)是經(jīng)過各種信息傳感設備及系統(tǒng)（傳感網(wǎng)、射頻識別系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器等）、條碼與二維碼、全球定位系統(tǒng)，按約定通信協(xié)議，將物與物、人與物、人與人連接起來，經(jīng)過各種接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)進行信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理一個信息網(wǎng)絡。這個定義關鍵是，物聯(lián)網(wǎng)主要特征是每一個物件都能夠?qū)ぶ罚恳粋€物件都能夠控制，每一個物件都能夠通信。12F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第12頁第一章緒論1.1.2物聯(lián)網(wǎng)含義（2）物聯(lián)網(wǎng)三個主要含義物聯(lián)網(wǎng)是指對含有全方面感知能力物體及人互聯(lián)集合。物聯(lián)必須遵照約定通信協(xié)議，并經(jīng)過對應軟、硬件實現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對各種物品（包含人）進行智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功效。這也是組建物聯(lián)網(wǎng)目標。（3）從應用角度了解

從應用角度來看，物聯(lián)網(wǎng)主要是在提升數(shù)據(jù)傳送效率、提升生產(chǎn)率、降低企業(yè)管理成本、改進民生等方面發(fā)揮主要作用。比如，就電信運行產(chǎn)業(yè)鏈而言，物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵主要是基于特定終端，以有線或無線（IP/CDMA）等為接入伎倆，為集團和家庭客戶提供機器到機器、機器到人處理方案，滿足客戶對生產(chǎn)過程/家居生活監(jiān)控、指揮調(diào)度、遠程數(shù)據(jù)采集和測量、遠程診療等方面信息化需求。13F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第13頁第一章緒論1.1.3物聯(lián)網(wǎng)基本屬性物聯(lián)網(wǎng)屬性分為廣義和狹義兩方面：

廣義來講，物聯(lián)網(wǎng)是一個未來發(fā)展愿景，等同于“未來互聯(lián)網(wǎng)”或者“泛在網(wǎng)絡”，能夠?qū)崿F(xiàn)人在任何時間、地點，使用任何網(wǎng)絡與任何人與物信息交換以及物與物之間信息交換；狹義來講，物聯(lián)網(wǎng)是物品之間經(jīng)過傳感器連接起來局域網(wǎng)，不論接入互聯(lián)網(wǎng)是否，都屬于物聯(lián)網(wǎng)范圍。

14F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第14頁第一章緒論1.1.3物聯(lián)網(wǎng)基本屬性

計算任何時間任何內(nèi)容物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容任何事物任何人搜集任何服務任何商務連接任何地方任何地點集中任何物體任何設備通信任何路徑任何網(wǎng)絡圖1.2物聯(lián)網(wǎng)基本屬性15F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第15頁第一章緒論1.1.3物聯(lián)網(wǎng)基本屬性

物聯(lián)網(wǎng)一個定義是經(jīng)過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)（GPS）、激光掃描器等信息傳感設備，按約定協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理一個網(wǎng)絡。顯然，物聯(lián)網(wǎng)這一概念來自于同互聯(lián)網(wǎng)類比。依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)關系分類，不一樣教授學者對物聯(lián)網(wǎng)給出了各自定義，歸納起來有以下4種類型。1．物聯(lián)網(wǎng)是傳感網(wǎng)而不接入互聯(lián)網(wǎng)2．物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)一部分3．物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)補充網(wǎng)絡4．物聯(lián)網(wǎng)是未來互聯(lián)網(wǎng)16F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第16頁第一章緒論1.1.4物聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)及泛在網(wǎng)相關概念和聯(lián)絡

泛在網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)/泛在傳感網(wǎng)絡網(wǎng)絡傳感網(wǎng)絡最初定義圖1.3物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、泛在網(wǎng)之間關系

從RFID技術出發(fā)，在RFID網(wǎng)絡基礎上，構(gòu)建基于RFID物聯(lián)網(wǎng)；從傳感器技術出發(fā)，在傳感網(wǎng)絡基礎上，構(gòu)建基于傳感器物聯(lián)網(wǎng)；將RFID技術和傳感器技術融合，構(gòu)建更廣義物聯(lián)網(wǎng)，即泛在網(wǎng)。17F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第17頁第一章緒論1.1.4物聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)及泛在網(wǎng)相關概念和聯(lián)絡

泛在網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)傳感網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)電信網(wǎng)廣電網(wǎng)…感知技術、FFID、智能芯片、納米技術等傳感器、ZigBee、藍牙、UWB等機器通信（M2M）智能處理、自動控制、模式識別、云計算移動通信網(wǎng)WiFi、WiMAX、3G/B3G等互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)泛在網(wǎng)圖1.4泛在網(wǎng)絡圖1.5物聯(lián)網(wǎng)與其它網(wǎng)絡之間關系18F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第18頁第一章緒論1.2物聯(lián)網(wǎng)支撐技術與演進

互聯(lián)網(wǎng)能夠把世界上不一樣角落人緊密地聯(lián)絡在一起一樣，采取RFID技術Internet也能夠把世界上全部物品聯(lián)絡在一起，而且彼此之間能夠相互“交流”，從而組成一個全球性實物相互聯(lián)絡物聯(lián)網(wǎng)。假如說RFID為物品提供了自我表示能力，物品之間交流則需要一個網(wǎng)絡即物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)。

1.2.1物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)區(qū)分不一樣應用領域?qū)Ｓ眯愿叨确€(wěn)定性和可靠性嚴密安全性和可控性盡管物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)有很大區(qū)分，不過從信息化發(fā)展角度看，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展密不可分，而且和移動電信網(wǎng)絡發(fā)展、下一代網(wǎng)絡以及網(wǎng)絡化物理系統(tǒng)、無線傳感網(wǎng)絡等都有千絲萬縷聯(lián)絡。19F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第19頁第一章緒論1.2.2物聯(lián)網(wǎng)在信息化發(fā)展中位置

在未來網(wǎng)絡發(fā)展過程中，拼圖將逐步被揭開，從人角度和從物角度對信息通信探索將實現(xiàn)融合，最終實現(xiàn)無所不在“泛在網(wǎng)絡”（如圖1.7所表示），而這也就是終極意義上物聯(lián)網(wǎng)。1.2.3物聯(lián)網(wǎng)演進路徑電信網(wǎng)發(fā)展傳感網(wǎng)發(fā)展M2M實現(xiàn)

M2M概念，能夠解釋為人到人（MantoMan）、人到機器（MantoMachine）、機器到機器（MachinetoMachine）。20F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第20頁第一章緒論1.3物聯(lián)網(wǎng)與CPS和WSN

按照ITU物聯(lián)網(wǎng)研究組研究結(jié)論，物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術主要是普適網(wǎng)絡、下一代網(wǎng)絡和普適計算。這3項關鍵技術簡單定義：普適網(wǎng)絡是無處不在、普遍存在網(wǎng)絡；下一代網(wǎng)絡，能夠在任何時間、任何地點，互聯(lián)任何物品，提供各種形式信息訪問和信息管理網(wǎng)絡；普適計算是無處不在、普遍存在計算。

1.3.1物聯(lián)網(wǎng)與CPS

國際上把利用計算技術監(jiān)測和控制物理設備行為嵌入式系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡化物理系統(tǒng)（CPS，CyberPhysicalSystems）或者深度嵌入式系統(tǒng)（DES，DeeplyEmbeddedSystems），CPS也能夠翻譯為“物理設備聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”。絕大部分CPS系統(tǒng)都是安全關鍵系統(tǒng)，必須在外部攻擊和打擊下能夠繼續(xù)正常工作。CPS這種融合信息世界和物理世界技術具備以下特征。

1．CPS是未來革命性技術2．信息材料即CPS技術3．計算技術與控制技術融合4．開放嵌入式系統(tǒng)5．可靠和確定嵌入式系統(tǒng)21F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第21頁第一章緒論1.3.2物聯(lián)網(wǎng)與WSN（無線傳感網(wǎng)）

微機電系統(tǒng)（MEMS，Micro-Electro-MechanismSystem）、片上系統(tǒng)（SystemonChip，SoC）、無線通信和低功耗嵌入式技術飛速發(fā)展，孕育出無線傳感器網(wǎng)絡（WSN），并以其低功耗、低成本、分布式和自組織特點帶來了信息感知一場變革。WSN就是由布署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量廉價微型傳感器節(jié)點組成，經(jīng)過無線通信方式形成一個多跳自組織網(wǎng)絡，是一個全新信息獲取平臺，能夠?qū)崟r監(jiān)測和采集網(wǎng)絡分布區(qū)域內(nèi)各種檢測對象信息，并將這些信息發(fā)送到網(wǎng)關節(jié)點，以實現(xiàn)復雜指定范圍內(nèi)目標檢測與跟蹤，含有快速展開、抗毀性強等特點，有著遼闊應用前景。

按照國內(nèi)權威學術期刊定義，WSN是一個“隨機分布集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊微小節(jié)點經(jīng)過自組織方式組成網(wǎng)絡”，它能夠借助于節(jié)點中內(nèi)置形式多樣傳感器測量所在周圍環(huán)境中熱、紅外、聲納、雷達和地震波信號，而且傳感器網(wǎng)絡有著與傳統(tǒng)網(wǎng)絡顯著不一樣技術要求，前者以數(shù)據(jù)為中心，后者以傳輸數(shù)據(jù)為目標。22F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第22頁第一章緒論1.3.3物聯(lián)網(wǎng)技術框架

環(huán)境監(jiān)測智能電力……智能交通工業(yè)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)應用公共中間件信息開放平臺云計算平臺服務支撐平臺物聯(lián)網(wǎng)應用支撐子層應用層異構(gòu)網(wǎng)融合資源和存放管理專用網(wǎng)絡遠程控制移動通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和其它專網(wǎng)下一代承載網(wǎng)M2M無線接入移動通信網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層傳輸層與感知層互通低速和中高速短距離傳輸技術傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)和協(xié)同信息處理傳感器二維條碼RFID多媒體信息數(shù)據(jù)采集自組織組網(wǎng)技術協(xié)同信息處理技術傳感器中間件技術感知層標識解析安全技術QoS管理網(wǎng)絡管理公共技術圖1.8物聯(lián)網(wǎng)技術體系架構(gòu)23F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第23頁第一章緒論1.3.3物聯(lián)網(wǎng)技術框架

圖1.9物聯(lián)網(wǎng)標準體系框架通用規(guī)范通信與信息交互接口服務支持協(xié)同信息處理測試信息安全網(wǎng)絡管理基礎平臺標準術語物理層物理接口信息描述支撐服務及接口一致性測試安全技術網(wǎng)絡管理需求分析MAC層數(shù)據(jù)接口信息存放參考模型互操作測試安全管理標識目錄服務中間件功效和接口參考架構(gòu)組網(wǎng)需求分析需求分析安全評價系統(tǒng)測試公共安全環(huán)境保護醫(yī)療和家庭看護工業(yè)控制軍事領域精細化農(nóng)業(yè)智能交通智能建筑太空探索能源和智能電網(wǎng)應用子集（輪廓）標準24F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第24頁1.4物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概述1.4.1國外發(fā)展概述1．美國研究與應用據(jù)美國《科課時報》報道，在美國國家自然科學基金會（NSF）資助下，馬薩諸塞州劍橋城于年就著手打造全球第一個全城無線傳感網(wǎng)。不過，掀起物聯(lián)網(wǎng)關注熱潮應該是在201月IBM提出“智慧地球”之后，201月，在奧巴馬總統(tǒng)與美國工商界領袖舉行一次會議上，提議美國政府投資新一代智慧型基礎設施。2．歐盟發(fā)展遠景歐盟制訂了“歐洲行動計劃”，科學規(guī)劃未來發(fā)展路線。歐盟早在就成立工作組，專門進行RFID技術研究，并于20公布《20物聯(lián)網(wǎng)--未來路線》。第一章緒論25F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第25頁第一章緒論3．日本發(fā)展戰(zhàn)略日本政府自20世紀90年代中期以來相繼制訂了“e-Japan”、“u-Japan”、“i-Japan”等多項國家信息技術發(fā)展戰(zhàn)略。7月日本IT戰(zhàn)略本部頒布了日本新一代信息化戰(zhàn)略—“i-Japan”戰(zhàn)略，并于8月日本又將“u-Japan”升級為“i-Japan”。4．韓國產(chǎn)業(yè)政策韓國政府自1997年起出臺了一系列推進國家信息化建設產(chǎn)業(yè)政策，包含RFID先導計劃、RFID全方面推進計劃、USN領域測試計劃等。10月，韓國通信委員會出臺了《物聯(lián)網(wǎng)基礎設施構(gòu)建基本規(guī)劃》，將物聯(lián)網(wǎng)市場確定為新增加動力。該規(guī)劃提出，到年實現(xiàn)“經(jīng)過構(gòu)建世界最先進物聯(lián)網(wǎng)基礎實施，打造未來廣播通信融合領域超一流信息通信技術強國”目標，并確定了構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)基礎設施、發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)服務、研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術、營造物聯(lián)網(wǎng)擴散環(huán)境等4大領域、12項詳細課題。另外，法國、德國、澳大利亞、新加坡等國也在加緊布署物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略，加緊推進下一代網(wǎng)絡基礎設施建設步伐。26F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第26頁第一章緒論1.4物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概述1.4.2國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況8月7日，溫家寶總理視察無錫微納傳感網(wǎng)工程技術研發(fā)中心并發(fā)表主要講話之后，物聯(lián)網(wǎng)概念在國內(nèi)快速升溫。與國外相比，我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展在最近幾年取得了重大進展?！秶抑虚L久科學與技術發(fā)展規(guī)劃（2006－年）》和新一代寬帶移動無線通信網(wǎng)重大專題中均將傳感網(wǎng)列入重點研究領域。9月11日，經(jīng)國家標準化管理委員會同意，全國信息技術標準化技術委員會組建了傳感器網(wǎng)絡標準工作組。國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈和應用范圍不停得到擴大和拓展，并主要展現(xiàn)以下趨勢。1．全方面發(fā)展建設物聯(lián)網(wǎng)體系（1）集電子產(chǎn)業(yè)、軟件業(yè)、通信運行業(yè)、信息服務業(yè)和面向行業(yè)應用與系統(tǒng)集成中心等于一體完整產(chǎn)業(yè)鏈正在逐步形成。（2）應用試點向行業(yè)規(guī)?；瘧猛卣?，跨行業(yè)和地域綜合性應用正逐步開啟。（3）應用功效以當前身份識別、電子票證為主逐步向物品識別過渡，如向資產(chǎn)管理、食品藥品安全監(jiān)管、電子文檔、圖書館、倉儲物流等物品識別拓展；應用頻率以低、高頻為主逐步向超高頻和微波過渡，即從低高頻門禁、二代身份證應用逐步向高速公路不停車收費、交通車輛管理等超高頻應用拓展。（4）RFID與新技術融合將會衍生出更多商業(yè)模式，如手機移動支付將會是未來RFID最大市場，利用RFID進行人與物實時定位也將會成為未來主流應用之一。（5）RFID以及傳感技術發(fā)展使得社會公共管理展現(xiàn)出管理智能化、物流可視化、信息透明化發(fā)展趨勢。27F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第27頁第一章緒論1.4物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概述1.4.2國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況

2、我國物聯(lián)網(wǎng)智能產(chǎn)品主要應用領域(1)智能家居(2)智能醫(yī)療(3)智能城市(4)智能環(huán)境保護(5)智能交通(6)智能司法(7)智能農(nóng)業(yè)(8)智能物流(9)智能校園(10)智能文博(11)電子門票M2M平臺是物聯(lián)網(wǎng)應用基礎支撐設施平臺。中國電信M2M協(xié)議規(guī)范引領著M2M終端、中間件和應用接口標準統(tǒng)一，為跨越傳感網(wǎng)絡和承載網(wǎng)絡物聯(lián)信息交互提供表示和交流規(guī)范。在電信級M2M平臺上驅(qū)動著遍布各行各業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用邏輯，提倡基于物聯(lián)網(wǎng)絡泛在網(wǎng)絡時空，讓廣大消費者盡情享受物聯(lián)網(wǎng)帶來個性化、智慧化、創(chuàng)新化信息新生活。28F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第28頁第一章緒論1.4.3物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨問題我們應該清醒了解我國當前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)還處于零星應用啟蒙期，距離關鍵應用形式以及大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣還存在很大差距。當前物聯(lián)網(wǎng)更多是一個概念上推廣階段，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需要全社會共同努力。我們要清楚梳理出物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨問題：1．技術標準問題2．亟待掌握關鍵技術問題3．協(xié)議與安全問題4．終端與地址問題5．費用與規(guī)?；瘑栴}6．商業(yè)模式還未成熟7．產(chǎn)業(yè)鏈缺乏推力8．配套政策和規(guī)范制訂與完善1.4.4物聯(lián)網(wǎng)未來物聯(lián)網(wǎng)被很多國家稱為信息技術革命第三次浪潮，有教授預言，未來間，物聯(lián)網(wǎng)一定會像現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)一樣高度普及。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為3個層次，首先是傳感網(wǎng)絡，以二維碼、RFID、傳感器為主，實現(xiàn)“物”識別；其次是傳輸網(wǎng)絡，經(jīng)過現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡、通信網(wǎng)絡或者未來NGN（NextGenerationNetwork，下一代網(wǎng)絡），實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與計算；三是應用網(wǎng)絡，即輸入輸出控制終端，可基于現(xiàn)有手機、PC等終端進行。美國權威咨詢機構(gòu)Forrester預測，到年全球物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，和人與人通信業(yè)務相比，將到達30:1。所以，物聯(lián)網(wǎng)被稱為是下一個萬億級龐大信息技術產(chǎn)業(yè)。在國內(nèi)市場，依據(jù)預測，僅RFID市場規(guī)模就到達50億元，年復合增加率為33%，其中電子標簽超出38億元，讀寫器靠近7億元，軟件和服務到達5億元。29F&AoftheInternetofThings物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用概述第29頁第一章緒論1.5物聯(lián)網(wǎng)應用與發(fā)展優(yōu)勢物聯(lián)網(wǎng)被視為互聯(lián)網(wǎng)應用擴展，應用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展關鍵，以用戶體驗為關鍵創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展靈魂。圖1.10物聯(lián)網(wǎng)