物聯(lián)網(wǎng)概論 課件 模塊5、6 通過智能安防認識物聯(lián)網(wǎng)安全、通過智慧醫(yī)療認識物聯(lián)網(wǎng)

模塊5

通過智能安防認識物聯(lián)網(wǎng)安全目錄CONTENTS1智能安防2信息安全基礎(chǔ)3物聯(lián)網(wǎng)安全概述4物聯(lián)網(wǎng)信息安全體系思維導圖學習目標掌握物聯(lián)網(wǎng)安全的概念、體系結(jié)構(gòu)、實施策略。理解物聯(lián)網(wǎng)安全的層次模型。熟悉信息安全的概念和基本屬性。知識目標能理解信息安全的概念。能掌握物聯(lián)網(wǎng)安全的概念和體系結(jié)構(gòu)。能了解物聯(lián)網(wǎng)安全面臨的威脅和相關(guān)實施策略。技能目標培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)安全方面的基礎(chǔ)性信息素養(yǎng)能力。培養(yǎng)基于物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)的創(chuàng)新思維。素質(zhì)目標01PARTONE智能安防情景導入智能樓宇是智能安防的一種。會議室根據(jù)不同的議程設(shè)置，燈光會進行自動調(diào)節(jié)，需要放映幻燈片時，燈光就會相應調(diào)暗……“智能樓宇”什么是智能安防？5.1.1智能安防概述智能安防系統(tǒng)是在傳統(tǒng)安防系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，融合機器視覺、深度學習、智能算法、控制系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)等技術(shù)形成的智能化系統(tǒng)。智能安防系統(tǒng)與傳統(tǒng)安防系統(tǒng)的最大區(qū)別在于智能化，智能安防系統(tǒng)能夠通過機器實現(xiàn)智能判斷，從而實現(xiàn)對異?；蛲话l(fā)事件的處理，最大程度地保護受保護場所的人員生命和財產(chǎn)安全。5.1.2智能安防主要內(nèi)容1、智能視頻監(jiān)控一個完整的安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端設(shè)備、傳輸設(shè)備、控制設(shè)備、終端設(shè)備4部分組成。3、出入口控制系統(tǒng)出入口控制系統(tǒng)(AccessControlSystem，ACS)是采用現(xiàn)代電子設(shè)備與軟件信息技術(shù)，在出入口對人或物的進、出進行放行、拒絕、記錄和報警等操作的控制系統(tǒng)。2、防盜防火探測報警一個完整的防盜防火探測報警系統(tǒng)主要由前端防盜/防火探測器、傳輸設(shè)備、報警控制主機、報警顯示與記錄設(shè)備4部分組成。5.1.3智能安防案例------智能樓宇智能樓宇安防系統(tǒng)是一個系統(tǒng)性、綜合性的工程，它包含建筑物各方面的安防功能，如門禁系統(tǒng)、住宅防盜報警系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、周邊防范報警系統(tǒng)等，運用了先進的指紋識別、面部識別等技術(shù)，具有較高的自動化水平。5.1.3智能樓宇安防系統(tǒng)主要包括以下幾個方面

（1）門禁管理系統(tǒng)門禁管理系統(tǒng)是智能樓宇安防系統(tǒng)中最常用的一項功能，在建筑物內(nèi)設(shè)置門禁系統(tǒng)，主要是為了防范來自外部的威脅，保障建筑物內(nèi)部的安全與安靜，為小區(qū)居民創(chuàng)建一個安全的生活環(huán)境。01一是建筑物大門處的門禁系統(tǒng)，此處的門禁系統(tǒng)較為嚴格，技術(shù)上也相對復雜，功能上涉及行人、車輛的進出驗證。在行人的進出上應設(shè)置身份驗證系統(tǒng)，只允許身份驗證通過的人進入建筑物，驗證不通過的不予開門。對于車輛，只允許車牌經(jīng)過驗證的車輛進入建筑物，否則不予開門。02二是住宅樓的門禁系統(tǒng)。住宅樓的門禁系統(tǒng)防護范圍更加精準，通常在住宅樓下設(shè)置門禁系統(tǒng)，通過門禁感應器進出住宅樓。設(shè)置語音對講或可視化對講系統(tǒng)，訪客通過可視化對講系統(tǒng)可與住宅樓內(nèi)的住戶進行溝通。住宅樓處的門禁系統(tǒng)通常由微控主機、通信傳輸模塊、電控防盜門組成，為提高門禁安防系數(shù)，還會接入智能樓宇的安防系統(tǒng)，對門禁系統(tǒng)的使用情況進行記錄和監(jiān)控，大大提高門禁系統(tǒng)的安全系數(shù)。5.1.3智能樓宇安防系統(tǒng)主要包括以下幾個方面

（2）住宅防盜報警系統(tǒng)

智能樓宇的住宅防盜報警系統(tǒng)是安防系統(tǒng)的重要組成部分，通過在住戶的門窗、樓道、臥室、廚房等位置安裝各類傳感器，如紅外傳感器、聲控傳感器等。再通過通信技術(shù)，如電纜或無線網(wǎng)絡(luò)接入住宅防盜報警系統(tǒng)中，由住宅防盜報警系統(tǒng)進行統(tǒng)一的管理。通過各類傳感器24h監(jiān)控各區(qū)域，在采集到異常信息后，傳感器通過通信系統(tǒng)將異常信息上傳至住宅防盜報警系統(tǒng)中，再由住宅防盜報警系統(tǒng)經(jīng)過識別、分析以后，下發(fā)相應的指令。紅外傳感器、聲控傳感器等

住宅防盜報警系統(tǒng)異常信息指令5.1.3智能樓宇安防系統(tǒng)主要包括以下幾個方面

(3)火災報警系統(tǒng)智能樓宇的火災報警系統(tǒng)由傳感器、報警器和自動滅火裝置組成。其中傳感器分為紅外、煙霧、溫度等傳感器，對建筑物內(nèi)各區(qū)域進行監(jiān)測，尤其是廚房、庫房、電力設(shè)備區(qū)等位置。火災報警系統(tǒng)傳感器自動滅活裝置報警器5.1.3智能樓宇安防系統(tǒng)主要包括以下幾個方面

(4)指紋識別技術(shù)指紋識別技術(shù)已成為人們生活中使用較多的一種安防技術(shù)，得益于指紋識別技術(shù)的進步，指紋識別的安全性大大增強，同時也衍生出多種產(chǎn)品，如指紋識別防盜門。在提升智能樓宇安防系統(tǒng)的自動化水平工作方面，可以通過采用指紋識別技術(shù)來實現(xiàn)。如可以對本小區(qū)內(nèi)的住戶進行指紋錄入，然后在小區(qū)大門和住宅樓防盜門處，設(shè)置指紋識別門禁系統(tǒng)，可以極大地方便居民的生活，起到防止外來人員進入的作用。5.1.3智能安防案例------智慧停車智慧停車是指將無線通信技術(shù)、移動終端技術(shù)、GPS技術(shù)、GIS技術(shù)等綜合應用于城鎮(zhèn)停車位的采集、管理、查詢、預訂與導航服務(wù)，實現(xiàn)停車位資源的實時更新、查詢、預訂與導航服務(wù)一體化，實現(xiàn)停車位資源利用率的最大化、停車場利潤的最大化和車主停車服務(wù)的最優(yōu)化。5.1.3智能安防案例------智慧停車智慧停車主要包括以下功能。車牌識別是利用采集的車輛動態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進行車牌號碼、車牌顏色自動識別的技術(shù)。車牌識別依靠停車場智能前端硬件搭建與運維平臺遠程托管功能的開發(fā)，無人值守技術(shù)已廣泛應用于智慧園區(qū)停車管理無人值守車位引導是智慧停車發(fā)展相當重要的一環(huán)，它能幫助車主快速找到停車位，避免盲目駛?cè)?，有效提高交通道路利用率，緩解車輛擁堵。目前主流車位引導系統(tǒng)主要有3類：停車區(qū)位引導、超聲波車位引導和視頻車位引導。車位引導在“互聯(lián)網(wǎng)停車”的環(huán)境下，很多停車場都通過鋪設(shè)智能設(shè)備，對停車場的停車流程做升級改進，來引導用戶線上支付。移動支付基于對管理方與車主日常運營數(shù)據(jù)的不斷積累，通過智能管理平臺，使客戶、硬件、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，基于大數(shù)據(jù)開展車流、客流、信息流的對比決策分析，在提升停車場管理效率的同時為經(jīng)營決策提供數(shù)據(jù)支持大數(shù)據(jù)管理安防變得智能后，你的生活發(fā)生了哪些改變？5.1.4分組討論02PARTTWO信息安全基礎(chǔ)情景導入強化防范意識，避免信息泄露2021年，全國公安機關(guān)深入推進“凈網(wǎng)2021”專項行動，針對民眾關(guān)注的個人信息保護問題，全力組織開展偵查打擊工作，共破獲侵犯公民個人信息案件9800余起，抓獲犯罪嫌疑人1.7萬余名，有力維護了網(wǎng)絡(luò)空間秩序和人民群眾合法權(quán)益?！薄Ｕ埶伎及咐械男畔⑿孤秵栴}應如何防范？列舉你身邊可能存在哪些信息安全事件。5.2.1信息安全概述信息安全的概念在20世紀經(jīng)歷了一個漫長的歷史階段，20世紀90年代以來逐漸得到了深化。

信息安全是指信息系統(tǒng)(包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人、物理環(huán)境及其基礎(chǔ)設(shè)施)受到保護，不因偶然的或者惡意的事件而遭到破壞、更改、泄露，系統(tǒng)連續(xù)、可靠、正常地運行，信息服務(wù)不中斷，最終實現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性。其中包括如何防范商業(yè)企業(yè)機密泄露、防范青少年對不良信息的瀏覽、個人信息的泄露等。5.2.1信息安全概述信息安全的屬性網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息安全體系是保證信息安全的關(guān)鍵，包括計算機安全操作系統(tǒng)、各種安全協(xié)議、安全機制(數(shù)字簽名、消息認證、數(shù)據(jù)加密等)，以及安全系統(tǒng)，如網(wǎng)絡(luò)準入控制(NetworkAdmissionControl，NAC)、數(shù)據(jù)泄露防護(DataLeakagePrevention，DLP)等，只要存在安全漏洞便可以威脅全局安全。信息安全具有以下屬性。

真實性:對信息的來源進行判斷，能對偽造來源的信息予以鑒別。1保密性：保證機密信息不被竊聽，或竊聽者不能了解信息的真實含義。2完整性：保證數(shù)據(jù)的一致性，防止數(shù)據(jù)被非法用戶篡改。3可用性：保證合法用戶對信息和資源的使用不會被不正當?shù)鼐芙^。4不可抵賴性：建立有效的責任機制，防止用戶否認其行為，這一點在電子商務(wù)中是極其重要的。5可控制性：對信息的傳播及內(nèi)容具有控制能力。65.2.2信息安全威脅在日常生活中，信息安全遭遇的威脅主要有以下幾種。

信息泄露 01破壞信息的完整性02拒絕服務(wù)03非法使用(非授權(quán)訪問)04竊聽05業(yè)務(wù)流分析06假冒07計算機病毒08旁路控制09除了這些主要威脅以外，還包括授權(quán)侵犯、特洛伊木馬、陷阱門、抵賴、重放、物理侵入、業(yè)務(wù)欺騙等。5.2.2信息安全威脅針對信息安全面臨的主要威脅，可以采取以下主要的解決手段來進行控制。

數(shù)據(jù)庫管理安全防范01加強安全防護意識02科學采用數(shù)據(jù)加密技術(shù)03提高硬件質(zhì)量04改善自然環(huán)境05安裝防火墻和殺毒軟件06加強計算機入侵檢測技術(shù)的應用07其他措施085.2.3密碼學基礎(chǔ)密碼學是一門研究密碼與密碼活動的本質(zhì)與規(guī)律，以及指導密碼實踐的學科，主要探索密碼編碼和密碼分析的一般規(guī)律，它是一門結(jié)合了數(shù)學、計算機科學與技術(shù)、信息與通信工程等多門學科的綜合性學科。它不僅具有信息通信加密和解密功能，還具有身份認證、消息認證、數(shù)字簽名等功能，是網(wǎng)絡(luò)空間安全的核心技術(shù)。密碼學已被應用在日常生活中，包括自動柜員機的芯片卡、計算機使用者存取密碼、電子商務(wù)等。1.密碼學基本概念5.2.3密碼學基礎(chǔ)在通信過程中，待加密的信息稱為“明文”，已被加密的信息稱為“密文”，僅有收、發(fā)雙方知道的信息稱為密鑰。在密鑰控制下，由明文變成密文的過程叫加密，其逆過程叫脫密或解密。在密碼系統(tǒng)中，除合法用戶外，還有非法的截收者，他們試圖通過各種辦法竊取機密(又稱為被動攻擊)或竄改消息(又稱為主動攻擊)。2．密碼學的基礎(chǔ)理論5.2.3密碼學基礎(chǔ)密碼通信系統(tǒng)如圖所示。2．密碼學的基礎(chǔ)理論5.2.3密碼學基礎(chǔ)一個安全的密碼體制應該滿足：

2．密碼學的基礎(chǔ)理論非法截收者很難從密文中推斷出明文；密碼的保密強度只依賴于密鑰；加密和脫密算法應該相當簡便，而且適用于所有密鑰空間；消息的發(fā)送者無法否認其發(fā)出的消息，同時也不能偽造別人的合法消息；合法接收者能夠檢驗和證實消息的完整性和真實性；必要時可由仲裁機構(gòu)進行公斷。0201030405065.2.4拓展知識密鑰和密碼有什么區(qū)別？

密鑰和密碼有什么區(qū)別？

03PARTTHREE物聯(lián)網(wǎng)安全概述5.3.1物聯(lián)網(wǎng)安全威脅舉例01“僵尸網(wǎng)絡(luò)”02分布式拒絕服務(wù)03中間人04身份和數(shù)據(jù)盜竊05社會工程06高級持續(xù)性威脅07勒索軟件08遠程錄制5.3.2物聯(lián)網(wǎng)安全面臨的挑戰(zhàn)Year-endSUMMARY2017-20181、已有的網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的各類工具、方法和策略需要重新考慮。3、對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行長期技術(shù)支持和管理維護是物聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域一個顯著的挑戰(zhàn)。5、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備處于運行狀態(tài)時，用戶對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備內(nèi)部的工作狀態(tài)或設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流可視度很低或完全不可視，用戶面臨制造商隨意進行更改的漏洞。7、周圍的傳感器正在潛在地允許網(wǎng)絡(luò)安全破壞事件發(fā)生2、物聯(lián)網(wǎng)應用通常由相同或類似的設(shè)備構(gòu)成，這種同質(zhì)化特征放大了設(shè)備的單一弱點導致的潛在影響。4、一些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備有意設(shè)計成不具備網(wǎng)絡(luò)更新能力，或者更新過程是煩瑣的或不現(xiàn)實的。給網(wǎng)絡(luò)攻擊者留下了永久的漏洞6、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備有時會部署在物理安全防護很困難或幾乎不可能實現(xiàn)的位置，使攻擊者可以直接接觸物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。因此為確保物聯(lián)網(wǎng)安全，需要考慮設(shè)備自帶防篡改能力或進行其他的創(chuàng)新設(shè)計。8、個人自主研發(fā)或改裝的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將大量上線應用，這類設(shè)備不一定或完全不具備工業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)安全防護，漏洞或脆弱性將普遍存在且不受控制，很可能成為黑客入侵并控制的對象。5.3.3物聯(lián)網(wǎng)安全與互聯(lián)網(wǎng)安全物聯(lián)網(wǎng)安全和互聯(lián)網(wǎng)安全的區(qū)別主要有以下幾點。架構(gòu)的安全風險01協(xié)議的安全風險02邊界的安全風險03系統(tǒng)的安全風險04App的安全風險05業(yè)務(wù)的安全風險06研發(fā)的安全風險07合規(guī)的安全風險08AI的風險095.3.4拓展知識：物聯(lián)網(wǎng)成信息安全“重災區(qū)”《經(jīng)濟參考報》2018年9月6日刊發(fā)題為《物聯(lián)網(wǎng)成信息安全“重災區(qū)”》的報道。文章稱，我們有沒有想過，當我們享受著物聯(lián)網(wǎng)給生活帶來的便利時，看不見的安全威脅可能已經(jīng)發(fā)生。04PARTFOUR物聯(lián)網(wǎng)信息安全體系情景導入物聯(lián)網(wǎng)安全嗎？？？？小米米家智能攝像頭被曝嚴重隱私安全漏洞。WiFi

芯片漏洞曝光，掃蕩全球數(shù)十億臺設(shè)備美國83%聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療成像設(shè)備存在安全隱患福特、大眾被曝網(wǎng)絡(luò)安全漏洞，黑客可竊取隱私、操控車輛交通信號燈曝嚴重漏洞，可人為操控引發(fā)交通癱瘓你能否描述上述案例中遭遇了哪種信息安全，這種安全發(fā)生在物聯(lián)網(wǎng)的哪一層架構(gòu)？列舉你身邊可能發(fā)生過的跟物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的信息安全事件。為構(gòu)建整個物聯(lián)網(wǎng)安全架構(gòu)，需要分別考慮感知層安全問題、網(wǎng)絡(luò)層安全問題和應用層不同業(yè)務(wù)中的安全問題。5.4.1物聯(lián)網(wǎng)安全層次模型感知層安全體系5.4.2物聯(lián)網(wǎng)感知層安全感知層的安全問題主要包括秘鑰管理漏洞、設(shè)備偽造、源碼安全、固件完整性、敏感信息泄露等。它是一整套面向感知層、面向邊緣側(cè)的安全體系，它應包括安全的設(shè)備、安全的傳輸和安全的管控。網(wǎng)絡(luò)層面臨的安全問題5.4.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層安全物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層所涉及的安全問題包括Web應用漏洞、重放攻擊、通信劫持、訪問鑒權(quán)漏洞、明文傳輸?shù)?，可歸納為以下幾個方面的安全威脅。01物聯(lián)網(wǎng)終端自身安全02承載網(wǎng)絡(luò)信息傳輸安全03核心網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)絡(luò)層安全技術(shù)需求5.4.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層安全物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層主要用于實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息的雙向傳遞和控制。物聯(lián)網(wǎng)應用承載網(wǎng)絡(luò)主要以互聯(lián)網(wǎng)、移動通信及其他專用IP網(wǎng)絡(luò)為主，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層對安全的需求可以涵蓋以下幾個方面。物聯(lián)網(wǎng)應用網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一協(xié)議棧需求大規(guī)模終端分布式安全管控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在承載網(wǎng)絡(luò)中的傳輸安全異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下終端安全接入終端及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的鑒權(quán)認證承載網(wǎng)絡(luò)的安全防護網(wǎng)絡(luò)層安全解決方案5.4.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層安全物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層安全解決方案應包括以下幾方面內(nèi)容。建立物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)相融合的網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)0101優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)各應用層次之間的安全應用與保障措施0303

建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)安全統(tǒng)一防護平臺0202建立全面的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全接入與應用訪問控制機制0404面臨安全威脅5.4.4物聯(lián)網(wǎng)應用層安全

物聯(lián)網(wǎng)應用層面臨的安全威脅智能設(shè)備的智能失效，導致效率嚴重下降。自動處理失控。終端設(shè)備無法實現(xiàn)災難控制和從災難中恢復。非法的人為干擾造成了終端故障。設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)中邏輯丟失。超大量終端提供了海量的數(shù)據(jù)，來不及識別和處理。針對物聯(lián)網(wǎng)涌現(xiàn)的各種安全問題，我們可以采取如下安全實施策略。5.4.5物聯(lián)網(wǎng)安全策略使用強密碼了解隱私政策實施最新的加密協(xié)議建立安全的互聯(lián)網(wǎng)連接采用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安全最佳實踐物聯(lián)網(wǎng)是數(shù)字轉(zhuǎn)型時代最熱門的技術(shù)之一，其能夠?qū)⒁磺卸歼B接到互聯(lián)網(wǎng)。它是智能家居、自動駕駛汽車、智能電表和智能城市背后的核心技術(shù)。但是物聯(lián)網(wǎng)的未來將面臨9個主要的安全挑戰(zhàn)。5.4.6拓展知識：物聯(lián)網(wǎng)未來的9個主要安全挑戰(zhàn)過時的硬件和軟件01使用弱憑證和默認憑證02惡意軟件和勒索軟件03預測和預防攻擊04很難發(fā)現(xiàn)設(shè)備是否受到影響05數(shù)據(jù)保護和安全挑戰(zhàn)06使用海量數(shù)據(jù)治理07家庭安全08自動駕駛車輛的安全09拓展實訓請以4~6人為一組，以小組為單位開展以下活動?；顒?：小組內(nèi)開展頭腦風暴或者小組討論，主題為在當今的全屋智慧家庭系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)主要遭受哪些具體的安全威脅，可以采取哪些安全實施策略？活動2：針對活動1中的討論結(jié)果，請以小組為單位用思維導圖的形式對安全威脅和策略進行總結(jié)。謝謝！模塊6通過智慧醫(yī)療認識物聯(lián)網(wǎng)與前沿技術(shù)的關(guān)系思維導圖學習目標掌握與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的前沿技術(shù)如：云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等概念、發(fā)展。了解物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征、關(guān)鍵技術(shù)與層次劃分。知識目標能理解物聯(lián)網(wǎng)的概念，熟悉物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起源、現(xiàn)狀與趨勢。能掌握物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征和層次劃分。技能目標培養(yǎng)與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)前沿技術(shù)的基礎(chǔ)性信息素養(yǎng)能力。素質(zhì)目標目錄CONTENTS1智慧醫(yī)療2物聯(lián)網(wǎng)與云計算3物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)

物聯(lián)網(wǎng)與人工智能401PARTONE智慧醫(yī)療情景導入智慧醫(yī)療5G遠程超聲機械臂、中醫(yī)智慧屏、手術(shù)機器人、AI輔助診斷、VR病房探視、智慧院區(qū)管理……“未來的醫(yī)療”什么是智慧醫(yī)療？2004年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)便應用于醫(yī)療行業(yè)，當時美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）采取大量實際行動促進RFID的實施和推廣，政府相關(guān)機構(gòu)通過立法，規(guī)范RFID技術(shù)在藥物的運輸、銷售、防偽、追蹤體系中的應用。美國醫(yī)院采用基于RFID技術(shù)的新生兒管理系統(tǒng)，利用RFID電子標簽和讀寫器，確保新生兒和小兒科病人的安全。2008年底，IBM提出了“智慧醫(yī)療”概念，設(shè)想把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分應用到醫(yī)療領(lǐng)域，實現(xiàn)醫(yī)療信息互聯(lián)、共享協(xié)作、臨床創(chuàng)新、診斷科學以及公共衛(wèi)生預防等。如今，智慧醫(yī)療的概念已從單純的“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”轉(zhuǎn)變成了由新興科技手段賦能組成的龐大醫(yī)療體系。智慧醫(yī)療的概念幾乎與5G同時興起，經(jīng)過幾年時間的發(fā)展，其內(nèi)容已經(jīng)從狹義的“智慧醫(yī)院”演變成了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的醫(yī)療解決方案。6.1.1智慧醫(yī)療概述智慧醫(yī)療采用新型傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、通信等技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學理念，構(gòu)建出以電子健康檔案為中心的區(qū)域醫(yī)療信息平臺，將醫(yī)院之間的業(yè)務(wù)流程進行整合，優(yōu)化了區(qū)域醫(yī)療資源，實現(xiàn)跨醫(yī)療機構(gòu)的在線預約和雙向轉(zhuǎn)診，縮短病患就診流程、縮減相關(guān)手續(xù)、使得醫(yī)療資源合理化分配，真正做到以病人為中心的智慧醫(yī)療。從使用場景上看，智慧醫(yī)療覆蓋醫(yī)院、家庭、社區(qū)甚至企業(yè)內(nèi)部；從市場需求上看，智慧醫(yī)療包括預防、檢測、診斷、治療和后期康復；從科技手段上看，智慧醫(yī)療又集互聯(lián)網(wǎng)、AI、AR、VR、大數(shù)據(jù)等手段于一身。6.1.1智慧醫(yī)療概述智慧醫(yī)療是以醫(yī)療數(shù)據(jù)中心為核心，以電子病歷、居民健康檔案為基礎(chǔ)，以自動化、信息化、智能化為表現(xiàn)，綜合應用物聯(lián)網(wǎng)、頻射技術(shù)、嵌入式無線傳感器、云計算等信息技術(shù)，構(gòu)建高效化的信息支撐體系、規(guī)范化的信息標準體系、常態(tài)化的信息安全體系、科學化的政府管理體系、專業(yè)化的業(yè)務(wù)應用體系、便捷化的醫(yī)療服務(wù)體系、人性化的健康管理體系，使得整個醫(yī)療生態(tài)圈中的每一個群體均可從中受益。6.1.1智慧醫(yī)療概述6.1.1智慧醫(yī)療概述智慧醫(yī)療技術(shù)框架智慧醫(yī)療建立了從技術(shù)平臺、領(lǐng)域產(chǎn)品到各類應用的統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)。以統(tǒng)一的技術(shù)平臺為基礎(chǔ)，運用基于產(chǎn)品線的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和統(tǒng)一的領(lǐng)域組l件，打造醫(yī)院信息一體化、區(qū)域衛(wèi)生、個人健康、醫(yī)療大數(shù)據(jù)的各類領(lǐng)域產(chǎn)品，從而建立起能支撐面向醫(yī)院、衛(wèi)生行政機構(gòu)、居民的大規(guī)模個性化應用。6.1.1智慧醫(yī)療概述1.健康監(jiān)護2.遠程醫(yī)療3.智能急救4.醫(yī)藥監(jiān)控6.1.2智慧醫(yī)療功能分類6.1.2智慧醫(yī)療功能分類隨著人們對健康的關(guān)注度不斷提高，智能健康監(jiān)測設(shè)備逐漸成為人們生活中不可或缺的一部分。這些設(shè)備可以實時監(jiān)測人體各項指標，如心率、血壓、血糖等，并將數(shù)據(jù)上傳到云端進行分析和處理。醫(yī)生可以通過專業(yè)的軟件對患者的健康狀況進行遠程監(jiān)控和管理。智能健康監(jiān)測設(shè)備在預防和治療慢性病方面發(fā)揮了重要作用。例如，在心臟病治療方面，智能手環(huán)可以實時監(jiān)測心率、血氧飽和度等指標，幫助醫(yī)生及時發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。1.健康監(jiān)護6.1.2智慧醫(yī)療功能分類遠程醫(yī)療基于電子健康檔案及遠程網(wǎng)絡(luò)，提供遠程診斷、遠程會診、遠程教學等服務(wù)。實現(xiàn)多個醫(yī)療機構(gòu)的醫(yī)生在異地利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和信息技術(shù)等科技手段與患者進行視頻、語音交流，完成病例資料調(diào)閱等工作，為患者提供會診診斷和治療服務(wù)，或者利用醫(yī)學專家資源為學員開展遠程教學。2.遠程醫(yī)療6.1.2智慧醫(yī)療功能分類針對突發(fā)應急環(huán)境下分散、隨機、復雜的場景中對患者進行精確定位，并實現(xiàn)遠程體征病情監(jiān)測從而在第一時間實施救治是智慧醫(yī)療急救中的主要目標，運用移動通信和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，急救醫(yī)療機構(gòu)、救災部隊等應急服務(wù)機構(gòu)可以充分利用各種傳感器和信息采集設(shè)備等各種新興技術(shù)來實時監(jiān)測傷員的血壓、體溫、心率、心電和體位等各種生命體征參數(shù)，并結(jié)合精確的地理位置信息和高清圖像視頻信息，通過4G、5G、Wi-Fi、互聯(lián)網(wǎng)和專網(wǎng)等多種接入方式，借助具有一定安全保障的傳輸網(wǎng)絡(luò)，將地理位置信息、體征監(jiān)測信息和視頻圖像信息的多元化信息流發(fā)送至急救監(jiān)護調(diào)度中心。調(diào)度中心服務(wù)器在收集傷員體征監(jiān)測、位置和圖像信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合醫(yī)療專家知識庫甚至醫(yī)生的實時參與，對以上信息進行融合、判斷，制訂出醫(yī)療急救方案，做出相應遠程急救干預等操作。如此構(gòu)建起的智能急救監(jiān)護業(yè)務(wù)系統(tǒng)可應用于消防、災害急救和社會醫(yī)院等急救醫(yī)療機構(gòu)，可形成醫(yī)院、急救中心、社區(qū)家庭/個人三位一體的急救業(yè)務(wù)模式。3.智能急救6.1.2智慧醫(yī)療功能分類在藥品追溯方面，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對流通過程中單個藥品唯一的身份進行標識和追蹤，及時、準確地采集與共享藥品信息，有效解決醫(yī)藥流通中存在的安全、成本和管理等問題；在藥品防偽方面，應用RFID技術(shù)，把符合EPC（ElectronicProductCode）標準的標簽貼于藥品的包裝瓶上，能實現(xiàn)藥品流向追蹤、防偽等功能；在服藥追蹤方面，應用傳感器可以收集患者服藥后的各項生命體征數(shù)據(jù)，便于收集信息和采取措施。4.醫(yī)藥監(jiān)控6.1.3智慧醫(yī)療案例移動醫(yī)護移動醫(yī)護系統(tǒng)，通過Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和4G網(wǎng)絡(luò)，無縫對接醫(yī)院HIS、EMR等系統(tǒng)，通過藍牙通訊，對接其他醫(yī)療測量診斷設(shè)備。護士通過使用智能PDA，將醫(yī)院護理流程中的每個環(huán)節(jié)實時上傳到數(shù)據(jù)庫，并將信息錄入和驗證工作自動化，醫(yī)生通過醫(yī)用平板，可實時查看病人信息、病歷、檢查檢驗單等，還可以移動觀片，下達醫(yī)囑、查房。6.1.3智慧醫(yī)療案例智慧醫(yī)院多倫多HumberRiver醫(yī)院被譽為“北美第一家全方位數(shù)字化醫(yī)院”，該院在智能化建設(shè)方面的特點可以用三個詞來概括：有思維、能感知、可執(zhí)行。（1）有思維的智慧醫(yī)院指揮中心（2）能感知的智慧護理中心（3）可執(zhí)行的高效運營清遠人民醫(yī)院

醫(yī)院總建筑面積33.5萬平方米，其中新院區(qū)建筑面積26.8萬平方米，占地面積16.5萬平方米。醫(yī)院編制床位數(shù)2560張。設(shè)立中心實驗室、臨床技能培訓中心、臨床生物標本庫、分子診斷中心、實驗動物房等科教平臺。在項目的綜合布線系統(tǒng)中，全部采用宇洪科技的綜合布線產(chǎn)品。宇洪綜合布線系統(tǒng)支持光纖到戶系統(tǒng)、各辦公業(yè)務(wù)專用子系統(tǒng)、物業(yè)管理子系統(tǒng)、各智能化子系統(tǒng)以太網(wǎng)通信的應用，能夠兼容眾多廠家的產(chǎn)品及其新產(chǎn)品，擁有很強的開放性和兼容性，采用全系列的產(chǎn)品則充分保證了系統(tǒng)運行的可靠性、穩(wěn)定性以及安全性，為其提供高品質(zhì)高性能設(shè)備產(chǎn)品。6.1.3智慧醫(yī)療案例雲(yún)禾智慧病房，讓你大開眼界！雲(yún)禾智慧病房以病房和住院患者為核心，提供全方位的智慧病房整體解決方案。通過先進的技術(shù)將醫(yī)護、患者以及專業(yè)醫(yī)療檢測設(shè)備數(shù)據(jù)緊密聯(lián)接，為患者提供高效優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，降低醫(yī)院運營成本，推動醫(yī)院病房數(shù)字化運營。雲(yún)禾智慧病房解決方案是一個由智慧床旁系統(tǒng)、護理站輔助管理系統(tǒng)、智能物聯(lián)系統(tǒng)等部分組成智能病房交互平臺。6.1.3智慧醫(yī)療案例6.1.3智慧醫(yī)療案例十堰市人民醫(yī)院5G+VR智慧醫(yī)療2020年8月，由湖北聯(lián)通和十堰市人民醫(yī)院聯(lián)合打造的5G遠程會診、查房探視系統(tǒng)正式應用。在ICU、新生兒重癥監(jiān)護室部署TECHE全景相機，通過5G傳輸，實現(xiàn)高清8K視頻硬解碼、360度全景實時觀看。指揮中心可以實時了解到病房狀態(tài)，提升醫(yī)護工作效率。同時運用VR全景攝像技術(shù)解決了新生兒重癥監(jiān)護（NICU）探視難題。。6.1.3智慧醫(yī)療案例四川大學華西醫(yī)院

5G+機器人VR醫(yī)療探視系統(tǒng)2021年2月，四川省內(nèi)第一個5G+機器人VR醫(yī)療探視系統(tǒng)在四川大學華西醫(yī)院SICU病房正式應用。該系統(tǒng)成功采用5G網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療機器人、TECHE8K全景相機、VR眼鏡等技術(shù)設(shè)備，實現(xiàn)醫(yī)療場景遠程探視。預約探視后，家屬只需在醫(yī)院指定場所佩戴VR眼鏡，裝載TECHE全景相機的醫(yī)療機器人自動前往病人床前，通過具備高速率和低延時的5G網(wǎng)絡(luò)回傳實時8K全景影像。便可實時了解親屬在ICU病房內(nèi)的情況，與親屬達成雙向?qū)崟r溝通，實現(xiàn)身臨其境的沉浸式探視。6.1.3智慧醫(yī)療案例海南婦女兒童醫(yī)學中心5GVR新生兒遠程探視系統(tǒng)2021年7月，海南首個5G+VR新生兒遠程探視系統(tǒng)在海南省婦女兒童醫(yī)學中心上線應用。海南聯(lián)通聯(lián)合海南婦女兒童醫(yī)學中心采用5G網(wǎng)絡(luò)、TECHE全景相機、VR眼鏡等技術(shù)設(shè)備，打造5GVR新生兒遠程探視平臺。家長通過5G+VR新生兒遠程探視平臺，可以隨時隨地實時查看新生兒在重癥監(jiān)護室的情況，向醫(yī)生了解治療進展，有效疏解分離焦慮擔憂情緒，解決新生兒重癥監(jiān)護室探視難題。6.1.3智慧醫(yī)療案例中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院5G+VR遠程手術(shù)示教21年11月，中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院百臺手術(shù)直播活動中，首創(chuàng)性采用5GTECHE全景相機進行沉浸式5GVR全景手術(shù)直播。其他醫(yī)生或異地人員在手機端、佩戴VR眼鏡就可以實時觀看手術(shù)全過程，任意視角觀看細節(jié)清晰可見。不用進入手術(shù)室就可以身臨其境地觀摩手術(shù)，在手術(shù)室內(nèi)外實現(xiàn)高質(zhì)量的信息即時交互，助力優(yōu)勢醫(yī)療資源共享和跨地域優(yōu)化配置，全景影像的留存亦可用于醫(yī)學手術(shù)教學。6.1.4拓展知識1.達芬奇手術(shù)機器人2.google深度學習算法檢測癌癥3.膠囊體溫計02PARTTOW物聯(lián)網(wǎng)與云計算6.2.1云計算概述云計算的概念最早在1963年被提出，直到2007年左右才開始興盛。2006年，Google、亞馬遜和IBM先后提出了云端應用，使得云計算的概念重回人們視野。2006年3月，亞馬遜（Amazon）推出彈性計算云（ElasticComputeCloud；EC2）服務(wù)。2006年8月9日，Google首席執(zhí)行官埃里克·施密特（EricSchmidt）在搜索引擎大會首次提出“云計算”（CloudComputing）的概念。2007年10月，Google與IBM開始在美國大學校園推廣云計算的計劃。2008年2月1日，IBM（NYSE：IBM）宣布將在中國無錫太湖新城科教產(chǎn)業(yè)園為中國的軟件公司建立全球第一個云計算中心（CloudComputingCenter）。2009年1月，阿里軟件在江蘇南京建立首個“電子商務(wù)云計算中心”。同年11月，中國移動云計算平臺“大云”計劃啟動。6.2.1云計算概述云計算又稱cloudcomputing，是分布式算法的一種，是將相當巨大的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)中的“云”計算處理程序（包含儲存、計算、虛擬化等）分解成多個小程序。通過網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器組成的系統(tǒng)進行處理和分析，將得到的結(jié)果返回給用戶。早期的云計算是簡單的分布式計算，解決任務(wù)分發(fā)、結(jié)果合并等，可以在很短的時間內(nèi)（幾秒種）完成對數(shù)以萬計的數(shù)據(jù)的處理，提供強大的網(wǎng)絡(luò)計算服務(wù)?，F(xiàn)階段的云服務(wù)已經(jīng)不單單是一種分布式計算，而是分布式計算、效用計算、負載均衡、并行計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、熱備份冗雜和虛擬化等計算機技術(shù)混合演進并躍升的結(jié)果，是基于互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)的疊加、使用和交付模式，云計算可以將虛擬的資源通過互聯(lián)網(wǎng)提過給每一個有需求的客戶，從而實現(xiàn)拓展數(shù)據(jù)處理。6.2.2云計算技術(shù)1.虛擬化技術(shù)2.云計算構(gòu)架技術(shù)3.資源調(diào)度技術(shù)4.并行計算技術(shù)1.虛擬化技術(shù)6.2.2云計算技術(shù)虛擬化技術(shù)是將物理上的資源匯集起來，進行統(tǒng)一的表示，包括服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化等。大多數(shù)的計算機組件都不是在硬件上運行的，都是虛擬運行。通過虛擬的運行不但可以節(jié)約資源、提高利用率，還具有多變性，能夠根據(jù)用戶的不同需求進行不同的響應。虛擬化運行一般都是在“云”基礎(chǔ)上進行的，利用底層的服務(wù)與應用程序來實現(xiàn)相關(guān)功能。虛擬化技術(shù)同樣也應用在CPU、操作系統(tǒng)和服務(wù)器等方面。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的應用能夠進一步提高云計算的工作效率和效果。1.虛擬化技術(shù)6.2.2云計算技術(shù)云計算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)6.2.2云計算技術(shù)2.云計算構(gòu)架技術(shù)服務(wù)接口：統(tǒng)一規(guī)定了在云計算時代使用計算機的各種規(guī)范、云計算服務(wù)的各種標準等，是用戶端與云端交互操作的入口，可以完成用戶或服務(wù)注冊，對服務(wù)的定制和使用。服務(wù)管理中間件：在云計算技術(shù)中，中間件位于服務(wù)和服務(wù)器集群之間，提供管理和服務(wù)即云計算體系結(jié)構(gòu)中的管理系統(tǒng)。對標識、認證、授權(quán)、目錄、安全性等服務(wù)進行標準化和操作，為應用提供統(tǒng)一的標準化程序接口和協(xié)議，隱藏底層硬件、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，統(tǒng)一管理網(wǎng)絡(luò)資源。云計算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)6.2.2云計算技術(shù)2.云計算構(gòu)架技術(shù)虛擬化資源：指一些可以實現(xiàn)一定操作，具有一定功能，但其本身是虛擬而不是真實的資源，如計算池、存儲池和網(wǎng)絡(luò)池、數(shù)據(jù)庫資源等，通過軟件技術(shù)來實現(xiàn)相關(guān)的虛擬化功能包括虛擬環(huán)境、虛擬系統(tǒng)、虛擬平臺。物理資源：主要指能支持計算機正常運行的一些硬件設(shè)備及技術(shù)，可以是價格低廉的PC，也可以是價格昂貴的服務(wù)器及磁盤陣列等設(shè)備，可以通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和并行技術(shù)、分布式技術(shù)將分散的計算機組成一個能提供超強功能的集群用于計算和存儲等云計算操作。云計算架構(gòu)6.2.2云計算技術(shù)2.云計算構(gòu)架技術(shù)云計算構(gòu)架技術(shù)用于研究解決適合于云計算的系統(tǒng)軟硬件構(gòu)架。云計算構(gòu)架主要有顯示層、中間層、基礎(chǔ)設(shè)施層以及管理層等四個層面的構(gòu)架。由包含有賬號管理、SLA監(jiān)控、計費管理、安全管理、負載均衡、運維管理六種技術(shù)的管理層去更好地管理和維護好橫向的顯示層、中間層以及基礎(chǔ)設(shè)施層等三層架構(gòu)。6.2.2云計算技術(shù)3.資源調(diào)度技術(shù)資源調(diào)度技術(shù)解決物理或虛擬計算資源的自動化分配、調(diào)度、配置、使用、負載均衡、回收等資源管理。信息系統(tǒng)仿真系統(tǒng)在大多數(shù)情況下會處在多節(jié)點并發(fā)執(zhí)行環(huán)境中，要保證系統(tǒng)狀態(tài)的正確性，必須保證分布數(shù)據(jù)的一致性。云計算中的分布式資源管理技術(shù)圓滿解決了這一問題。Google公司的Chubby是最著名的分布式資源管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了Chubby服務(wù)鎖機制，使得解決分布一致性問題的不再僅僅依賴一個協(xié)議或者是一個算法，而是有了一個統(tǒng)一的服務(wù)（service）。6.2.2云計算技術(shù)4.并行計算技術(shù)針對大數(shù)據(jù)或復雜計算應用，解決數(shù)據(jù)或計算任務(wù)切分和并行計算算法設(shè)計問題，云計算采用并行編程模式。在并行編程模式下，并發(fā)處理、容錯、數(shù)據(jù)分布、負載均衡等細節(jié)都被抽象到一個函數(shù)庫中，通過統(tǒng)一接口，用戶大尺度的計算任務(wù)被自動并發(fā)和分布執(zhí)行，即將一個任務(wù)自動分成多個子任務(wù)，并行地處理海量數(shù)據(jù)。“物聯(lián)網(wǎng)”與“云計算”這兩個名詞經(jīng)常在一起出現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)和云計算之間是應用與平臺的關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展依賴于云計算系統(tǒng)的完善，云計算系統(tǒng)為海量物聯(lián)信息的處理和整合提供可能的平臺條件，云計算的中數(shù)據(jù)處理和管理能力將有效地解決海量物聯(lián)信息存儲和處理問題。沒有云計算平臺支持的物聯(lián)網(wǎng)其實價值并不大。所以云計算技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展有著決定性的作用，沒有統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將喪失其真正的優(yōu)勢，物物相聯(lián)的范圍是十分廣闊的，可能是高速運動的列車、汽車甚至是飛機，當然也可能是家中靜止的電視、空調(diào)、茶杯，任何小范圍的物物相聯(lián)都不能被稱為真正的物聯(lián)網(wǎng)。6.2.3物聯(lián)網(wǎng)與云計算關(guān)系對于云計算平臺來說物聯(lián)網(wǎng)并不是特殊的應用，對于云計算平臺來說物聯(lián)網(wǎng)只是其所支持的所有應用中的一種而已，云計算平臺對待物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與對待其他應用是完全一樣的，并沒有任何區(qū)別，因為云計算并不關(guān)心應用是什么。對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來說它需要解決的核心問題是：云計算平臺的成熟和傳感器技術(shù)的發(fā)展。6.2.3物聯(lián)網(wǎng)與云計算關(guān)系我國云計算市場的“四朵云”阿里云、華為云、騰訊云和百度智能云組成的“中國四朵云”占據(jù)80%的中國云計算市場，穩(wěn)居主導地位。云計算應用場景不斷拓展。隨著政務(wù)云、金融云、能源云、交通云廣泛普及，政府和企業(yè)上云比例和應用深度大幅度提升。比如，在政務(wù)領(lǐng)域，全國超九成省級行政區(qū)和七成地市級行政區(qū)均已建成或正在建設(shè)政務(wù)云平臺。6.2.4拓展知識03PARTTHREE物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)是一個寬泛的概念，對其定義也不盡相同。大數(shù)據(jù)（BigData），通常人們是指大規(guī)模數(shù)據(jù)或“海量數(shù)據(jù)”。單單從字面表達的意思來看，大數(shù)據(jù)指的是數(shù)據(jù)量規(guī)模很大的數(shù)據(jù)集合，這種規(guī)?？赡苓_到PB或者ZB字節(jié)。大數(shù)據(jù)這一概念的提出來源已久。維基百科對大數(shù)據(jù)的定義是：大數(shù)據(jù)是具有很大規(guī)模的、超過傳統(tǒng)意義上數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)集合，處理這種大規(guī)模的數(shù)據(jù)量單單使用當前的主流軟件工具是很難在短時間內(nèi)做到的?！洞髷?shù)據(jù)》一書的作者涂子沛認為大數(shù)據(jù)指的是“那些海量數(shù)據(jù)和全面的綜合數(shù)據(jù)。龐大的數(shù)量超出了傳統(tǒng)規(guī)模，傳統(tǒng)的軟件工具難以捕獲，存儲，分析和處理。整體而言，它的數(shù)據(jù)集具有完整的記錄和過程，用于生成和開發(fā)事物”。美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST）：“認為大數(shù)據(jù)具有大規(guī)模、快速增長率（Velocity）和各種多樣性（Variety），需要一個可擴展體系結(jié)構(gòu)來有效存儲、處理和分析的廣泛的數(shù)據(jù)集。著名咨詢公司邁肯錫全球研究機構(gòu)認為：“大數(shù)據(jù)是一種超出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具收集，存儲，管理和分析功能的數(shù)據(jù)集?！?.3.1大數(shù)據(jù)概述1.大數(shù)據(jù)產(chǎn)生：BigData名詞由來有記錄最早以“BigData”為題公開發(fā)表文章的是I·拉克希米博士（Dr.I.Lakshmi）在1930年06月所發(fā)表的“ASURVEYONREVOLUTIONOFBIGDATAPROCESSANALYTICS”。

大數(shù)據(jù)（BigData），或稱巨量資料，指的是所涉及的資料量規(guī)模巨大到無法通過目前主流軟件工具，在合理時間內(nèi)達到擷取、管理、處理、并整理成為有價值的信息。大數(shù)據(jù)技術(shù)，是指從各種各樣類型的數(shù)據(jù)中，快速獲得有價值信息的能力。6.3.1大數(shù)據(jù)概述2.

4V特征定義現(xiàn)階段大數(shù)據(jù)的理解主要分為兩種：其一是大數(shù)據(jù)可以提高決策力來適應現(xiàn)在多元化信息社會，其二則認為大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總規(guī)模和處理方式都遠遠超過了傳統(tǒng)模式。

大數(shù)據(jù)的特征總結(jié)為4個V，即體量大（volume）、速度快（velocity）、模態(tài)多（variety）和價值化（value）。6.3.1大數(shù)據(jù)概述（1）Volume—體量大數(shù)據(jù)集合的規(guī)模不斷擴大，已從GB到TB再到PB級，甚至開始以EB和ZB來計數(shù)。6.3.1大數(shù)據(jù)概述單位換算關(guān)系Byte（字節(jié)）1Byte=8bitKB（kilobytes，千字節(jié)）1KB=1024ByteMB（Megabytes，兆字節(jié)）1MB=1024KBGB（Gigabytes，吉字節(jié)）1GB=1024MBTB（trillionbytes，太字節(jié)）1TB=1024GBPB（petabytes，拍字節(jié)）1PB=1024TBEB（Exabytes，艾字節(jié)）1EB=1024PBZB（Zettabytes，澤字節(jié)）1ZB=1024EBYB（Yottabytes，堯字節(jié)1YB=1024ZB（2）Velocity—速度快數(shù)據(jù)產(chǎn)生、處理和分析的速度持續(xù)在加快，數(shù)據(jù)流量大。數(shù)據(jù)處理快速化包含兩方面的速度：第一，數(shù)據(jù)產(chǎn)生和更新的速度快；第二，要求對數(shù)據(jù)處理和分析的速度快。數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理的即時快速化，處理能力從批處理轉(zhuǎn)向流處理是區(qū)別于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)應用的重要特征。6.3.1大數(shù)據(jù)概述（3）Variety—模態(tài)多社交網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、移動計算、在線廣告等新的渠道和技術(shù)不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)生大量半結(jié)構(gòu)化或者非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如XML、郵件、博客、即時消息等，導致了新數(shù)據(jù)類型的劇增。隨著傳感器、智能設(shè)備和社會協(xié)同技術(shù)的爆炸性增長，數(shù)據(jù)的類型無以計數(shù)，包括：文本、微博、傳感器數(shù)據(jù)、音頻、視頻、點擊流、日志文件等。當前利用大數(shù)據(jù)技術(shù)所處理的數(shù)據(jù)模態(tài)多樣化現(xiàn)象明顯，具體類型有：結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化等。6.3.1大數(shù)據(jù)概述（4）Value—價值化大數(shù)據(jù)由于體量不斷加大，單位數(shù)據(jù)的價值密度在不斷降低，然而數(shù)據(jù)的整體價值在提高。大數(shù)據(jù)具有很高的商業(yè)價值，但是數(shù)據(jù)基數(shù)大，加之密度低，所以需要從這海量的數(shù)據(jù)中進行提取、分析使用有用的數(shù)據(jù)。6.3.1大數(shù)據(jù)概述3.大數(shù)據(jù)應用按照數(shù)據(jù)開發(fā)應用深入程度的不同，可將眾多的大數(shù)據(jù)應用分為三個層次。第一層，描述性分析應用，是指從大數(shù)據(jù)中總結(jié)、抽取相關(guān)的信息和知識，幫助人們分析發(fā)生了什么，并呈現(xiàn)事物的發(fā)展歷程。第二層，預測性分析應用，是指從大數(shù)據(jù)中分析事物之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系、發(fā)展模式等，并據(jù)此對事物發(fā)展的趨勢進行預測。第三層，指導性分析應用，是指在前兩個層次的基礎(chǔ)上，分析不同決策將導致的后果，并對決策進行指導和優(yōu)化。6.3.1大數(shù)據(jù)概述1.大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺2.大數(shù)據(jù)處理過程3.數(shù)據(jù)挖掘與可視化6.3.2大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)是指大數(shù)據(jù)的應用技術(shù)，主要包括大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺、大數(shù)據(jù)處理過程、數(shù)據(jù)挖掘與可視化3個方面的應用技術(shù)。1.大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺6.3.2大數(shù)據(jù)技術(shù)為了方便最終用戶的使用，將用于解決大數(shù)據(jù)處理的采集、挖掘、預處理、存儲、管理、分析等技術(shù)問題的算法和模型進一步的封裝，形成了比較簡單易用的操作平臺大數(shù)據(jù)平臺。目前大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺有很多，歸納起來可以按照以下方式進行分類。2.大數(shù)據(jù)處理過程6.3.2大數(shù)據(jù)技術(shù)大數(shù)據(jù)的處理過程可以分為大數(shù)據(jù)采集、存儲、結(jié)構(gòu)化處理、隱私保護、挖掘、可視化展示（發(fā)布）等。對于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)而言，由于其具有獨特完整的大數(shù)據(jù)特點，除了共性技術(shù)外，采集技術(shù)、結(jié)構(gòu)化處理技術(shù)、隱私保護也非常突出。3.數(shù)據(jù)挖掘與可視化6.3.2大數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘（DataMining）就是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際應用數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。大數(shù)據(jù)可視化，面臨最大的一個挑戰(zhàn)就是規(guī)模，如何提出新的可視化方法能夠幫助人們分析大規(guī)模、高維度、多來源、動態(tài)演化的信息，并輔助做出實時的決策，成了這個領(lǐng)域最大的挑戰(zhàn)。為了解決這個問題，我們可以依賴的主要手段是兩種，即數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和視覺轉(zhuǎn)換。物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的關(guān)系還是非常緊密的，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）物聯(lián)網(wǎng)為大數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)來源。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)來源主要有三方面，分別是物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、Web系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集和傳統(tǒng)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集，其中物聯(lián)網(wǎng)是大數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)來源。（2）大數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)體系的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)分成六個部分，分別是設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、平臺、分析、應用和安全，其中分析部分的主要內(nèi)容就是大數(shù)據(jù)分析。大數(shù)據(jù)分析是大數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)價值化的重要手段之一，目前的分析方式有兩種，一種是基于統(tǒng)計學的分析方式，另一種是基于機器學習的分析方式。當大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合之后，智能體就可以把決策通過物聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)送到終端，當然決策也可以是人工做出的。（3）物聯(lián)網(wǎng)平臺的發(fā)展進一步整合大數(shù)據(jù)和人工智能。當前物聯(lián)網(wǎng)平臺的研發(fā)正處在發(fā)展期，隨著相關(guān)標準的陸續(xù)制定，未來物聯(lián)網(wǎng)平臺將進一步整合大數(shù)據(jù)和人工智能，物聯(lián)網(wǎng)未來必然是數(shù)據(jù)化和智能化。6.3.3物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)關(guān)系1.物聯(lián)網(wǎng)市場統(tǒng)計2020年物聯(lián)網(wǎng)市場的估計價值為7420億美元。（IDC）相比之下，2017年的物聯(lián)網(wǎng)市場價值為1000億美元。（IDC）到2025年，物聯(lián)網(wǎng)市場的價值將高達1.6萬億美元。（IDC）2019年至2025年的6年間，全球物聯(lián)網(wǎng)支出總額將達到15萬億美元。（Dataprot）北美、西歐和中國占物聯(lián)網(wǎng)使用量的67%。（SafeAtLast）截至2021年的32個物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)6.3.4拓展知識2.物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)計據(jù)估計，截至2021年，活躍的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備已超過100億臺。（Dataprot）據(jù)一些報道，截至2021年，全球共有215億臺連網(wǎng)設(shè)備。（TechJury）到2025年底，這一數(shù)字預計將超過750億臺。（Dataprot）事實上，到2025年，每分鐘將有152200臺物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)。（Dataprot）到2025年，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可能產(chǎn)生高達73.1兆字節(jié)（zettabytes）的數(shù)據(jù)。（Dataprot）6.3.4拓展知識3.物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)力統(tǒng)計到2025年，物聯(lián)網(wǎng)解決方案有可能產(chǎn)生4到11萬億美元的經(jīng)濟價值。（Dataprot）物聯(lián)網(wǎng)通過創(chuàng)造一個減少能源浪費和提高員工生產(chǎn)力的環(huán)境，幫助組織平均降低15%的成本。（AlbanyBusinessReview）大約83%的組織通過引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高了效率。（Dataprot）此外，高達94%的零售商認為實施物聯(lián)網(wǎng)的好處大于風險。（Dataprot）6.3.4拓展知識4.物聯(lián)網(wǎng)安全統(tǒng)計7.7%的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備用于安全領(lǐng)域。（SafeAtLast）2018年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備遭遇8.13億起惡意軟件事件。（Forbes）2019年，這一數(shù)字達到了29億。（Forbes）2020年，物聯(lián)網(wǎng)硬件約占受感染設(shè)備總數(shù)的三分之一。（Forbes）2020年全球物聯(lián)網(wǎng)安全市場規(guī)模為125億美元，預計2025年增至366億美元。路由器是最有針對性的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，因為它們充當智能設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接的網(wǎng)關(guān)。僅僅入侵一個路由器就可以讓黑客訪問任何使用它的不安全設(shè)備。（Symantec）只有48%的企業(yè)能夠檢測到他們的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是否遭到攻擊。（Gemalto）6.3.4拓展知識5.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IndustrialInternetofThings，IIOT）統(tǒng)計40.2%的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備用于商業(yè)和制造。（SafeAtLast）2020年，全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達到813.39億美元，預計2027年將達到3038.59億美元，年復合增長率為20.74%。（QYResearch）到2030年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可能為全球經(jīng)濟增加多達14.2萬億美元。（i-SCOOP）最大的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)貢獻預計將來自工廠，增加1.2至3.7萬億美元的價值。（Dataprot）58%的制造商表示，物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)運營數(shù)字化轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略必需品。（IDC）6.3.4拓展知識6.消費者物聯(lián)網(wǎng)（ConsumerInternetofThings，CIoT）、商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)

（InternetofHealthThings，IoHT）

統(tǒng)計8.3%的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備用于零售。（SafeAtLast）到2026年，消費者物聯(lián)網(wǎng)市場有望達到1420億美元，復合年增長率為17%。（Dataprot）雖然北美目前是消費者物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的最大市場，但亞太地區(qū)的需求增長最快。（Dataprot）30.3%的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備用于醫(yī)療保健行業(yè)。（SafeAtLast）截至2017年，30%的醫(yī)療保健組織將物聯(lián)網(wǎng)用于敏感數(shù)據(jù)。（Thales）截至2019年，86%的醫(yī)療保健組織以某種方式使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。（i-SCOOP）6.3.4拓展知識04PARTFOUR物聯(lián)網(wǎng)與人工智能人工智能（ArtificialIntelligence）簡稱“AI”。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學。當前，人工智能理論研究一直呈現(xiàn)“三足鼎立”的趨勢：其一，研究在計算機平臺上編制軟件來解決諸如定理證明、問題求解、機器博弈和信息檢索等復雜問題；其二，針對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行研究；其三，對于感知-動作系統(tǒng)以及多智能體進行研究。6.4.1人工智能概述

人工智能涉及的知識領(lǐng)域很多，各個領(lǐng)域的思想和方法有許多可以互相借鑒的地方。隨著人工智能理論研究的發(fā)展和成熟，人工智能的應用領(lǐng)域更為寬廣，應用效果更為顯著。從應用的角度看，人工智能的研究主要集中在以下幾個方面。1.專家系統(tǒng)；2.自然語言理解；3.機器學習；4.自動定理證明；5.自動程序設(shè)計；6.分布式人工智能；7.機器人學；8.模式識別；9.博弈；10.計算機視覺；11.軟計算；12.智能控制；13.智能規(guī)劃6.4.2人工智能研究領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)專家系統(tǒng)是一個具有大量專門知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)。它應用人工智能技術(shù)，根據(jù)某個領(lǐng)域一個或多個人類專家提供的知識和經(jīng)驗進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以解決那些需要專家決定的復雜問題。專家系統(tǒng)從體系結(jié)構(gòu)上可分為集中式專家系統(tǒng)、分布式專家系統(tǒng)、協(xié)同式專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)等，從方法上可分為基于規(guī)則的專家系統(tǒng)、基于模型的專家系統(tǒng)、基于框架的專家系統(tǒng)等。6.4.2人工智能研究領(lǐng)域2.自然語言理解自然語言理解是研究實現(xiàn)人類與計算機系統(tǒng)之間用自然語言進行有效通信的各種理論和方法。目前計算機系統(tǒng)與人類之間的交互還只能使用嚴格限制的各種非自然語言，人工解決計算機系統(tǒng)能夠理解自然語言的問題成為智能研究領(lǐng)域的重要研究課題之一。6.4.2人工智能研究領(lǐng)域3.機器學習機器學習是人工智能的一個核心研究領(lǐng)域，它是使計算機具有智能的根本途徑。機器學習研究的主要目標是讓機器自身具有獲取知識的能力，使機器能夠總結(jié)經(jīng)驗、修正錯誤、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、改進性能，對環(huán)境具有更強的適應能力，通常要解決如下幾方面的問題。（1）選擇訓練經(jīng)驗。它包括如何選擇訓練經(jīng)驗的類型，如何控制訓練樣本序列，以及如何使訓練樣本的分布與未來測試樣本的分布相似等問題。（2）選擇目標函數(shù)。所有的機器學習問題幾乎都可簡化為學習某個特定的目標函數(shù)的問題，因此，目標函數(shù)的學習、設(shè)計和選擇是機器學習領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。（3）選擇目標函數(shù)的表示。對于一個特定的應用問題，在確定了理想的目標函數(shù)后，接下來的任務(wù)是必須從很多(甚至是無數(shù))種表示方法中選擇一種最優(yōu)或近似最優(yōu)的表示方法。6.4.2人工智能研究領(lǐng)域4.自動定理證明自動定理證明，又叫機器定理證明，它是數(shù)學和計算機科學相結(jié)合的研究課題。數(shù)學定理的證明是人類思維中演繹推理能力的重要體現(xiàn)。自動定理證明的理論價值和應用范圍并不局限于數(shù)學領(lǐng)域，許多非數(shù)學領(lǐng)域的任務(wù)，如醫(yī)療診斷、信息檢索、規(guī)劃制定和難題求解等，都可以轉(zhuǎn)化成相應的定理證明問題，或者與定理證明有關(guān)的問題。6.4.2人工智能研究領(lǐng)域5.自動程序設(shè)計自動程序設(shè)計是指根據(jù)給定問題的原始描述，自動生成滿足要求的程序。它是軟件工程和人工智能相結(jié)合的研究課題。自動程序設(shè)計主要包含程序綜合和程序驗證兩方面內(nèi)容。前者實現(xiàn)自動編程，即用戶只需告知機器“做什么”，無須告訴“怎么做”，后面的工作由機器自動完成;后者是程