信息技術(shù)導(dǎo)論-物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)7.1物聯(lián)網(wǎng)概述及特征7.3物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用本章內(nèi)容7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

能解釋物聯(lián)網(wǎng)的概念、特征

能羅列物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用了解物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史教學(xué)目標(biāo)

了解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及各層的關(guān)鍵技術(shù)

7.1物聯(lián)網(wǎng)概述及特征

我們的生活為什么越來越便利？一卡通刷卡用餐？身份證刷卡進(jìn)高鐵站？刷支付寶坐公交和地鐵？開車過門禁、進(jìn)小區(qū)？手機(jī)拍照？手機(jī)導(dǎo)航？手機(jī)輸入（語音）？（手寫）？發(fā)朋友圈？用雨課堂在線授課？高速ETC?交通測速?路面攝像頭？智能電飯鍋？智能洗衣機(jī)？智能掃地機(jī)？我們身邊到處都是物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)概念的起源可以追溯到1995年，比爾·蓋茨在《未來之路》一書中對信息技術(shù)未來的發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測1《未來之路》：如果您的孩子需要零花錢，您可以從電腦錢包中給他轉(zhuǎn)帳5美元。此外，當(dāng)您駕車駛過機(jī)場大門時，電腦錢包將會與機(jī)場購票系統(tǒng)連接，檢驗?zāi)欠褓徺I了機(jī)票。2《未來之路》：音樂銷售將出現(xiàn)新的模式。那些對光盤和磁帶等耗材產(chǎn)品感到頭疼的用戶將不會再受到磨損的困擾，未來的音樂將存儲在一臺服務(wù)器上，供用戶通過互聯(lián)網(wǎng)下載。3《未來之路》：未來您將可以選擇收看自己喜歡的節(jié)目，而不是被動的等著電視臺播放。4《未來之路》：一對鄰居在各自家中收看同一部電視劇，然而在中間插播電視廣告的時段，兩家電視中卻出現(xiàn)完全不同的節(jié)目。中年夫妻家中的電視廣告節(jié)目是退休理財服務(wù)廣告，而年輕夫婦的電視中播放的是假期旅行廣告。5《未來之路》：如果您計劃購買一臺冰箱，您將不用再聽那些喋喋不休的推銷員嘮叨，因為電子公告板上有各種正式和非正式的評價信息。6《未來之路》：未來人們在觀看電影《飄》時，可以用自己的面孔替換片中的嘉寶等知名演員，實實在在體會一下當(dāng)明星的感覺。7《未來之路》：用戶遺失或遭竊的照相機(jī)將自動發(fā)回信息，告訴用戶所處的具體位置，甚至當(dāng)它已經(jīng)身處不同的城市。8《未來之路》中寫道：可以親自進(jìn)入地圖之中，方便的找到每一條街道或每一座建筑?！半娮觿e針”與家庭電子服務(wù)設(shè)施連接通過“電子別針”去感知來訪者的位置，控制室內(nèi)的照明和溫度，控制電話和音響、電視等家電設(shè)備《未來之路》，通俗易懂，然而充滿睿智、遠(yuǎn)見。它成為1996年度全球最暢銷書。書中涉及的內(nèi)容與我們生活休戚相關(guān)。7.1物聯(lián)網(wǎng)概述及特征

第七章

7.1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念按照規(guī)定的協(xié)議，將具有“感知、通信、計算”功能的智能物體、系統(tǒng)、信息資源互聯(lián)起來，實現(xiàn)對物理世界“泛在感知、可靠傳輸、智慧處理”的智能服務(wù)系統(tǒng)7.1物聯(lián)網(wǎng)概述及特征

第七章

7.1.2物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與形成溫家寶“感知中國”IBM“智慧地球”國際電信聯(lián)盟《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005》無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨

BillGates《未來之路》物物互聯(lián)19952005200920097.1物聯(lián)網(wǎng)概述及特征

第七章

7.1.2物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與形成“ITUInternetReports”系列研究報告7.1物聯(lián)網(wǎng)概述及特征

第七章

物聯(lián)網(wǎng):作為未來信息化戰(zhàn)略的重要內(nèi)容共同點:融合各種信息技術(shù)，突破互聯(lián)網(wǎng)的限制，將物體接入信息網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”在網(wǎng)絡(luò)泛在的基礎(chǔ)上，將信息技術(shù)應(yīng)用到各個領(lǐng)域，從而影響到國民經(jīng)濟(jì)和社會生活的方方面面未來信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在由信息網(wǎng)絡(luò)向全面感知和智能應(yīng)用兩個方向拓展、延伸和突破。日本：2009年8月i-Japan戰(zhàn)略中國：2009年8月感知中國歐盟：2009年6月物聯(lián)網(wǎng)行動計劃美國：2008年底IBM向美國政府提出的”智慧的地球”戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)傳感等感知技術(shù)的應(yīng)用，提出建設(shè)智慧型基礎(chǔ)設(shè)施具體而務(wù)實，強(qiáng)調(diào)RFID的廣泛應(yīng)用，注重信息安全在u-Japan的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)電子政務(wù)和社會信息服務(wù)應(yīng)用7.1物聯(lián)網(wǎng)概述及特征

第三章

7.1.3物聯(lián)網(wǎng)的特征物聯(lián)網(wǎng)是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實時性，按一定的頻率周期性地采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計算、模式識別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同用戶的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。7.1物聯(lián)網(wǎng)概述及特征

第七章

7.1.3物聯(lián)網(wǎng)的特征物聯(lián)網(wǎng)主要特征是：泛在感知、可靠傳輸、智能處理。7.1物聯(lián)網(wǎng)概述及特征

第七章

7.1.3物聯(lián)網(wǎng)的特征

物聯(lián)網(wǎng)中的“物”？

7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.1物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)由物聯(lián)網(wǎng)特點可知，物聯(lián)網(wǎng)具有很強(qiáng)的異構(gòu)性，為實現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備之間的互聯(lián)、互通與互操作，物聯(lián)網(wǎng)需要以一個開放的、分層的、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為框架。目前，國內(nèi)外的研究人員在描述物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)時，差異很大。如：ITU-T在Y.2002的自下而上分為底層泛在感知網(wǎng)絡(luò)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入層、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、中間件、泛在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺5層結(jié)構(gòu)。通用四層物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，包含感知控制層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)管理與組織層、應(yīng)用決策層。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.1物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.2物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù)傳感器（sensor）是由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成的一種檢測裝置，能感受到被測量，并能將檢測和感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號（電壓、電流、頻率或相位）輸出，以滿足感知信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制的要求傳感器結(jié)構(gòu)與工作原理示意圖各種傳感器7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.2物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù)RFID是射頻識別技術(shù)（RadioFrequencyIdentification）的英文縮寫,利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的。RFID系統(tǒng)由五個組件構(gòu)成，包括：傳送器、接收器、微處理器、天線、標(biāo)簽。傳送器、接收器和微處理器通常都被封裝在一起，又統(tǒng)稱為閱讀器(Reader)，所以工業(yè)界經(jīng)常將RFID系統(tǒng)分為為閱讀器、天線和標(biāo)簽三大組件。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.2物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù)二維碼（2-DimensionalBarCode）是用某種特定的幾何形體按一定規(guī)律在平面上分布（黑白相間）的圖形來記錄信息的應(yīng)用技術(shù)。從技術(shù)原理來看，二維碼在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”和“1”比特流的概念，使用若干與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示數(shù)值信息，并通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀，以實現(xiàn)信息的自動處理。Code16KDataMatrixPDF147AztecCodeQRCode7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)Internet物聯(lián)網(wǎng)也被認(rèn)為是Internet的進(jìn)一步延伸。Internet將作為物聯(lián)網(wǎng)主要的傳輸網(wǎng)絡(luò)之一，它將使物聯(lián)網(wǎng)無所不在、無處不在地深入社會每個角落。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)移動通信網(wǎng)移動通信網(wǎng)由無線接入網(wǎng)、核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)三部分組成。無線接入網(wǎng)主要為移動終端提供接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)主要為各種業(yè)務(wù)提供交換和傳輸服務(wù)。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)5G與物聯(lián)網(wǎng)5G網(wǎng)絡(luò)作為面向2020年的技術(shù)，需要滿足移動寬帶、物聯(lián)網(wǎng)，以及其他高可靠通信要求，同時它也是一個智能化的網(wǎng)絡(luò)；5G網(wǎng)絡(luò)具有自檢修、自配置與自管理的能力5G的設(shè)計者將物聯(lián)網(wǎng)納入到整個技術(shù)體系之中，5G技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將大大推動物聯(lián)網(wǎng)“萬物互聯(lián)”的發(fā)展進(jìn)入5G時代，受益最大的將是物聯(lián)網(wǎng)7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)NB-IoT全稱是“基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NarrowBandInternetofThings）”NB-IoT研究的目標(biāo)瞄準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)市場。NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)是由華為公司主導(dǎo)制定，技術(shù)的主要特點是：廣覆蓋、大規(guī)模、低功耗、低成本“廣覆蓋、大容量”表現(xiàn)在NB-IoT構(gòu)建于蜂窩移動通信網(wǎng)中，只消耗大約180KHz的帶寬，單個小區(qū)支持10萬個移動終端接入“低功耗、低成本”表現(xiàn)在NB-IoT終端模塊的待機(jī)時間可長達(dá)10年，終端模塊的成本很低NB與物聯(lián)網(wǎng)7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能是將一系列空間分散的傳感器單元通過自組織的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸匯總，以實現(xiàn)對空間分散范圍內(nèi)的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控，并根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理。近距離無線通信技術(shù)是實現(xiàn)無線局域網(wǎng)、無線個人局域網(wǎng)中節(jié)點、設(shè)備組網(wǎng)的常用通信技術(shù)，用于將傳感器、RFID，以及手機(jī)等移動感知設(shè)備的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚，并通過網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)缴蠈泳W(wǎng)絡(luò)中。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)藍(lán)牙（Bluetooth），是一種支持設(shè)備短距離通信（10cm~10m）的無線電技術(shù)，能在包括移動電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本計算機(jī)、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。利用藍(lán)牙技術(shù)，能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠簡化設(shè)備與Internet之間的通信，從而使數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速、高效。藍(lán)牙技術(shù)最初由愛立信公司提出，后與索尼愛立信、IBM、英特爾、諾基亞及東芝等四家公司聯(lián)合組成藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（BluetoothSpecialInterestGroup，SIG），并于1999年公布1.0版本。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)Wi-Fi（wirelessfidelity，無線保真）技術(shù)，是一種將PC機(jī)、筆記本、移動手持設(shè)備（如PDA、手機(jī)）等終端以無線方式互相連接的短距離無線電通信技術(shù)。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)NFC通信技術(shù)。這種通信技術(shù)能夠可以實現(xiàn)設(shè)備之間無接觸式點對點的數(shù)據(jù)信息傳輸。該技術(shù)也是以射頻信號自動識別為基礎(chǔ)，對于目標(biāo)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行獲取，從而有效構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)ZigBee技術(shù)是一種近距離、低功耗低復(fù)雜性、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)，這一技術(shù)在遠(yuǎn)程自動控制方面具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)紅外線技術(shù)借助電磁波來實現(xiàn)信息傳輸7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)云計算云計算是分布式計算、并行計算和網(wǎng)格計算的發(fā)展，也可以說是這些計算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn)。用戶可以在多種場合，利用各類終端，通過互聯(lián)網(wǎng)接入云計算平臺來共享資源。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)人工智能在物聯(lián)網(wǎng)中，人工智能技術(shù)主要負(fù)責(zé)分析物品所承載的信息內(nèi)容，從而實現(xiàn)計算機(jī)自動處理。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘（DataMining）是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的及隨機(jī)的實際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，挖掘出隱含的、未知的、對決策有潛在價值的數(shù)據(jù)的過程。在物聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)挖掘只是一個代表性概念，它是一些能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)“智能化”“智慧化”的分析技術(shù)和應(yīng)用的統(tǒng)稱。7.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第七章

7.2.4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)中間件中間件是為了實現(xiàn)每個小的應(yīng)用環(huán)境或系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化以及它們之間的通信，在后臺應(yīng)用軟件和讀寫器之間設(shè)置的一個通用的平臺和接口。物聯(lián)網(wǎng)中間件的主要作用在于將實體對象轉(zhuǎn)換為信息環(huán)境下的虛擬對象，因此數(shù)據(jù)處理是中間件最重要的功能。

7.3物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

7.3物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

第七章

7.3.1智慧交通應(yīng)用案例交通擁塞空氣污染交通事故精神折磨7.3物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

第七章

7.3.1智慧交通應(yīng)用案例智慧交通系統(tǒng)7.3物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

第七