物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu).ppt

1、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),目 錄,1. 物聯(lián)網(wǎng)的定義,2. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,3. 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,目 錄,1. 物聯(lián)網(wǎng)的定義,2. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,3. 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念,物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱(chēng)為“The Internet of Things”，簡(jiǎn)稱(chēng)IOT。由該名稱(chēng)可見(jiàn)，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。 從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，物聯(lián)網(wǎng)就是通過(guò)Internet將眾多信息傳感設(shè)備與應(yīng)用系統(tǒng)連接起來(lái)并在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)對(duì)物品身份進(jìn)行識(shí)別的分布式系統(tǒng)。,1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念,物聯(lián)網(wǎng)的概念是由麻省理工學(xué)院Auto-ID研究中心于1999年提出的。當(dāng)時(shí)基于互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)、EPC標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻

2、識(shí)別技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等，構(gòu)造了一個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時(shí)共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)。,1.2 物聯(lián)網(wǎng)定義,目前較為公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)的定義是： 通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、 全球定位系統(tǒng)GPS、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。 當(dāng)每個(gè)而不是每種物品能夠被唯一標(biāo)識(shí)后，利用識(shí)別、通信和計(jì)算等技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，構(gòu)建的連接各種物品的網(wǎng)絡(luò)，就是人們常說(shuō)的物聯(lián)網(wǎng)。,物聯(lián)網(wǎng)中的“物”的涵義要滿足以下條件才能夠被納入“物聯(lián)網(wǎng)”的范圍： 要有相應(yīng)信息的接收器； 要有數(shù)據(jù)傳輸通路； 要有一定的存儲(chǔ)功能；

3、 要有CPU；,1.2 物聯(lián)網(wǎng)定義, 要有操作系統(tǒng)； 要有專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用程序； 要有數(shù)據(jù)發(fā)送器； 遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議； 在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識(shí)別的唯一編號(hào)。,1.2 物聯(lián)網(wǎng)定義,1.3 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與形成,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展跟互聯(lián)網(wǎng)是分不開(kāi)的，主要兩個(gè)層面的意思： 第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展； 第二，物聯(lián)網(wǎng)是比互聯(lián)網(wǎng)更為龐大的網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)連接延伸到了任何的物品和物品之間，這些物品可以通過(guò)各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，進(jìn)行更為復(fù)雜的信息交換和通信。,一般認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)具有以下的三大特征: 1） 全面感知 利用RFID 、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取和采集物體

4、的信息。 2）可靠傳遞 通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞給用戶。,1.4 物聯(lián)網(wǎng)的三大特征,3）智能處理 利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘以及模糊識(shí)別等人工智能技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化的控制。,物聯(lián)網(wǎng)概念模型,1.4 物聯(lián)網(wǎng)的三大特征,目 錄,1. 物聯(lián)網(wǎng)的定義,2. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,3. 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論,物聯(lián)網(wǎng)是典型的交叉學(xué)科，它所涉及的核心技術(shù)包括IPv6技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、傳感技術(shù)、RFID智能識(shí)別技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等。 因此，從技術(shù)角度講，物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)主要涉及的專(zhuān)業(yè)有：計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、電子與電氣工程、電子信息與通訊、自動(dòng)控制

5、、遙感與遙測(cè)、精密儀器、電子商務(wù)等等。,歐盟于2009年9月發(fā)布的歐盟物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖白皮書(shū)中列出13類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)，包括：標(biāo)識(shí)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)和信號(hào)處理技術(shù)、軟件和算法、發(fā)現(xiàn)與搜索引擎技術(shù)、電源和能量?jī)?chǔ)存技術(shù)等。,2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論,2.2 物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu),2.2 物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu),感知層實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的智能感知識(shí)別、信息采集處理和自動(dòng)控制，并通過(guò)通信模塊將物理實(shí)體連接到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。 網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞、路由和控制，包括延伸網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層可依托公眾電信網(wǎng)和互璇網(wǎng)也可以依托行業(yè)專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)。,應(yīng)用層類(lèi)似于人類(lèi)社會(huì)的“分工”，包括應(yīng)用基礎(chǔ)

6、設(shè)施中間件和各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施中間件為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供信息處理、計(jì)算等通用基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施、能力及資源調(diào)用接口，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在眾多領(lǐng)域的各種應(yīng)用。,2.2 物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu),2.3 物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù),1. RFID技術(shù) 2. 條形碼 3. 傳感器技術(shù) 4. 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 5. 產(chǎn)品電子代碼EPC,2.3.1 RFID技術(shù),RFID(Radio Frequency Identification)， 即射頻識(shí)別，俗稱(chēng)電子標(biāo)簽。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)完成信息的自動(dòng)

7、采集工作 ，RFID是物聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)，它為物體貼上電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)高效靈活的管理。,RFID基本上是由3部分組成: 1）標(biāo)簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象； 2）閱讀器(Reader)或讀寫(xiě)器：讀取(有時(shí)還可以寫(xiě)入)標(biāo)簽信息的設(shè)備, 可設(shè)計(jì)為手持式或固定式; 3）天線(Antenna)：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。,2.3.1 RFID技術(shù),RFID標(biāo)簽打印機(jī),2.3.1 RFID技術(shù),感應(yīng)式讀寫(xiě)器,2.3.1 RFID技術(shù),RFID工作原理 標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)

8、品信息(Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。,2.3.1 RFID技術(shù),條形碼是一種信息的圖形化表示方法，可以把信息制作成條形碼，然后用相應(yīng)的掃描設(shè)備把其中的信息輸入到計(jì)算機(jī)中。,條形碼掃描器,一維條形碼,2.3.2 條形碼,條形碼分為一維條碼和二維條碼，一維條形碼將寬度不等的多個(gè)黑條和空白，按一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識(shí)符。二維條形碼是在二維空間水平和豎直方向存儲(chǔ)信息的條形碼。它的優(yōu)點(diǎn)是信息容量大，譯碼可靠性高，糾錯(cuò)能力強(qiáng)，制作成本低，

9、保密與防偽性能好。,2.3.2 條形碼,傳感器是指能感知預(yù)定的被測(cè)指標(biāo)并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件和裝置，通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成 。 傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。,2.3.3 傳感器技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)中傳感器節(jié)點(diǎn)是在傳感器基礎(chǔ)上增加了協(xié)同、計(jì)算、通信功能構(gòu)成了具有感知能力、計(jì)算能力和通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)。智能化是傳感器的重要特點(diǎn)，嵌入式智能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)傳感器智能化的重要手段。,2.3.3 傳感器技術(shù),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN, wireless se

10、nsor network)它是集分布式信息采集、信息傳輸和信息處理技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),以其低成本、微型化、低功耗和靈活的組網(wǎng)方式、鋪設(shè)方式以及適合移動(dòng)目標(biāo)等特點(diǎn)受到廣泛重視,是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全的重要技術(shù)。,2.3.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),EPC系統(tǒng)（物聯(lián)網(wǎng)）是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)和射頻技術(shù)RFID的基礎(chǔ)上，利用全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)編碼技術(shù)給每一個(gè)實(shí)體對(duì)象一個(gè)唯一的代碼，構(gòu)造了一個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時(shí)共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)“Internet of things”。,2.3.5 產(chǎn)品電子代碼EPC,EPC 系統(tǒng)主要由如下六方面組成： （1） EPC編碼標(biāo)準(zhǔn) （2） EPC 標(biāo)簽 （3） 識(shí)讀器 （4）

11、 Savant (神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件) （5） 對(duì)象名解析服務(wù)(Object Naming Service：ONS) （6） 實(shí)體標(biāo)記語(yǔ)言（Physical Markup Language PML）,2.3.5 產(chǎn)品電子代碼EPC,1. ZigBee 2. WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 3. 藍(lán)牙技術(shù) 4. GPS技術(shù),2.4 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、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無(wú)線通訊技術(shù)。這一名稱(chēng)來(lái)源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。 ZigB

12、ee網(wǎng)絡(luò)主要特點(diǎn)是低功耗、低成本、時(shí)延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠、安全。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。,2.4.1 ZigBee,ZigBee設(shè)備類(lèi)型,2.4.1 ZigBee,1. ZigBee協(xié)調(diào)器（Coordinator） 2. ZigBee路由器（Router） 3. ZigBee終端設(shè)備（End-device） 一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、多個(gè)路由器和多個(gè)終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)組成。,2.4.2 WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò),Wi-Fi是一種可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備（如PDA、手機(jī)）等終端以無(wú)線方式互相連接的技術(shù)。 WIFI突出優(yōu)勢(shì)： 其一，無(wú)線電波的覆蓋范圍廣 其二，傳輸速度

13、非?？?其三，廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門(mén)檻比較低,2.4.2 WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò),Wi-Fi是一個(gè)無(wú)線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。 802.11是IEEE(電子工程師協(xié)會(huì))最初制定的一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中，用戶與用戶終端的無(wú)線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取。,藍(lán)牙，是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無(wú)線電技術(shù)。能在包括移動(dòng)電話、PDA、無(wú)線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交換。 藍(lán)牙技術(shù)優(yōu)勢(shì)：穩(wěn)定、全球可用、設(shè)備范圍廣、易于使用、通用規(guī)

14、格。,2.4.3 藍(lán)牙技術(shù),GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）是利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)。全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)、歐洲“伽利略”系統(tǒng)、中國(guó)“北斗”系統(tǒng)。,2.4.4 GPS技術(shù),30-100美元（模塊）,成本相對(duì)較高,覆蓋廣、質(zhì)量好,大范圍語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用,無(wú)線通信,約20美元,高功耗、協(xié)議開(kāi)銷(xiāo)大、需要接入點(diǎn),使用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、高速率、組網(wǎng)靈活（前向、后向兼容）,Web/Email/Video等相關(guān)應(yīng)用,WiFi（802.11b),50美分左右,缺少安全性規(guī)范和完善的標(biāo)準(zhǔn),可

15、靠、電源和成本優(yōu)勢(shì)、組網(wǎng)方便,家庭、樓宇自動(dòng)化以及監(jiān)控類(lèi)應(yīng)用,ZigBee,5-50美分,無(wú)處理能力，單向,成本低、無(wú)功耗,物流、軍事、防偽等多種行業(yè),無(wú)源RFID,低于5美元,以移動(dòng)電話為中心，每網(wǎng)最多8個(gè)節(jié)點(diǎn),應(yīng)用較多、成本較低且方便使用,替代有線：遙感勘測(cè)、移動(dòng)電子商務(wù)、數(shù)字電子設(shè)備、工業(yè)控制、智能化建筑、家庭和辦公自動(dòng)化、電子商務(wù)、無(wú)線公文包、軍事,藍(lán)牙,節(jié)點(diǎn)成本,缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),主要應(yīng)用,主要技術(shù),無(wú)線傳輸技術(shù),*zigbee實(shí)際的售價(jià)在100元以上,1.云計(jì)算技術(shù) 2.軟件和算法 3.信息和隱私安全技術(shù) 4.標(biāo)識(shí)和解析技術(shù),2.5 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù),云計(jì)算具有彈性收縮、快速部署、資

16、源抽象和按用量收費(fèi)的特性，按照云計(jì)算的服務(wù)類(lèi)型可以將云分為三層：基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)、軟件即服務(wù)。,2.5.1 云計(jì)算技術(shù),2.5.1 云計(jì)算技術(shù),云計(jì)算涉及的關(guān)鍵技術(shù),基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)位于最底層，該層提供的是最基本的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，在這其中自動(dòng)化和虛擬化是核心技術(shù)。 平臺(tái)即服務(wù)位于三層服務(wù)的中間，該層涉及兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：基于云的軟件開(kāi)發(fā)、測(cè)試及運(yùn)行技術(shù)和大規(guī)模分布式應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境。 軟件即服務(wù)位于最頂層，該層涉及的關(guān)鍵技術(shù)：Web2.0中的Mashup、應(yīng)用多租戶技術(shù)、應(yīng)用虛擬化等技術(shù)。,2.5.1 云計(jì)算技術(shù),軟件和算法在物聯(lián)網(wǎng)的信息處理和應(yīng)用集成中發(fā)揮重要作用，是物聯(lián)網(wǎng)智慧性的集中體現(xiàn)。

17、這其中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括面向服務(wù)的體系架構(gòu)(SOA)和中間件技術(shù)，重點(diǎn)包括各種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算系統(tǒng)的感知信息處理、交互與優(yōu)化軟件與算法、物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與軟件平臺(tái)研發(fā)等。,2.5.2 軟件和算法,面向服務(wù)的體系架構(gòu)(ServiceorientedArchitecture，SOA)是一種松耦合的軟件組件技術(shù)，它將應(yīng)用程序的不同功能模塊化，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的接口和調(diào)用方式聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)快速可重用的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和部署。 中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。,2.5.2 軟件和算法,安全和隱私技術(shù)包括安全體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、“智能物體”的廣泛部署對(duì)社會(huì)

18、生活帶來(lái)的安全威脅、隱私保護(hù)技術(shù)、安全管理機(jī)制和保證措施等。 為實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)廣泛部署的智能物體的管理，需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)功能和適用性分析，開(kāi)發(fā)適合的管理協(xié)議。,2.5.3 信息和隱私安全技術(shù),是對(duì)物理實(shí)體、通信實(shí)體和應(yīng)用實(shí)體賦予的或其本身固有的一個(gè)或一組屬性，并能實(shí)現(xiàn)正確解析的技術(shù)。 物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)示主要包括物體標(biāo)示和通信標(biāo)示，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)和解析技術(shù)涉及不同的標(biāo)識(shí)體系、不同體系的互操作、全球解析或區(qū)域解析、標(biāo)識(shí)管理等。,2.5.4 標(biāo)識(shí)和解析技術(shù),目 錄,1. 物聯(lián)網(wǎng)的定義,2. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,3. 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,物流管理醫(yī)療管理 交通管理 食品安全 動(dòng)物識(shí)別 圖書(shū)管理 煤礦安

19、全 資產(chǎn)管理 票證管理 汽車(chē)管理 金融支付 RFID防偽 航空管理 軍事管理,環(huán)境保護(hù) 政府工作 公共安全 智能家居 智能消防 工業(yè)監(jiān)測(cè) 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 智能交通 老人護(hù)理 個(gè)人健康 人員安全,目前，國(guó)外對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)、應(yīng)用主要集中在美、歐、日、韓等少數(shù)國(guó)家，其最初的研發(fā)方向主要是條形碼、RFID等技術(shù)在商業(yè)零售、物流領(lǐng)域應(yīng)用，而隨著RFID、傳感器技術(shù)、近程通信以及計(jì)算技術(shù)等的發(fā)展，近年來(lái)其研發(fā)、應(yīng)用開(kāi)始拓展到環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)療、智能基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,目前，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要有智能交通中的電子車(chē)牌及電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)（ETC ）、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療的醫(yī)療監(jiān)護(hù)、智慧城市、環(huán)境

20、保護(hù)、智能農(nóng)業(yè)等方面。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,電子車(chē)牌作為物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用，它是一種新興無(wú)線射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，具有高速識(shí)別、防拆、防磁、加密、儲(chǔ)存等特點(diǎn)，公安交通管理部門(mén)應(yīng)用該技術(shù)，能精確、全面地獲取交通信息，規(guī)范車(chē)輛使用和駕駛行為，抑制車(chē)輛亂占道、亂變道、超速等違法違規(guī)行為，并能有效打擊肇事逃逸、克隆、涉案等違法車(chē)輛。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,智能電網(wǎng)在發(fā)電環(huán)節(jié)上對(duì)常規(guī)機(jī)組、水庫(kù)、新能源風(fēng)電機(jī)組等布置傳感監(jiān)測(cè)點(diǎn)；在輸電環(huán)節(jié)上堆雷電、線路氣象環(huán)境、線路覆冰、線路在線增容、導(dǎo)地線微風(fēng)振動(dòng)、導(dǎo)線溫度與弧垂、輸電線路風(fēng)偏、輸電線路圖像與視頻、桿塔傾斜在線監(jiān)測(cè)與預(yù)警等方面充分利用傳感技術(shù)

21、。配電環(huán)節(jié)上對(duì)配電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、配電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理，以及智能巡檢也充分利用各類(lèi)傳感和識(shí)別技術(shù)。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,在智能醫(yī)療的醫(yī)療監(jiān)護(hù)應(yīng)用中，醫(yī)療監(jiān)護(hù)人身上可以安裝不同的傳感器，對(duì)人的健康參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并且實(shí)時(shí)傳送到相關(guān)的醫(yī)療保健中心，如果有異常，保健中心通過(guò)手機(jī)，提醒您去醫(yī)院檢查身體，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)智能分析自動(dòng)預(yù)警。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,在智慧城市的平安城市建設(shè)應(yīng)用中，利用部署在大街小巷的全球眼監(jiān)控探頭，實(shí)現(xiàn)圖像敏感性智能分析并與110、119、112等交互，實(shí)現(xiàn)探頭與探頭之間、探頭與人、探頭與報(bào)警系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)，從而構(gòu)建和諧安全的城市生活環(huán)境。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,環(huán)境保

22、護(hù)應(yīng)用中，使用無(wú)線傳感技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物種群研究、氣象和地理研究、洪水、火災(zāi)檢測(cè)。如跟蹤珍稀鳥(niǎo)類(lèi)、動(dòng)物和昆蟲(chóng)棲息，分區(qū)域監(jiān)測(cè)水位及相關(guān)水資源與污染信息，鋪設(shè)大量節(jié)點(diǎn)隨時(shí)監(jiān)控林區(qū)內(nèi)部火險(xiǎn)情況，生活環(huán)境-水質(zhì)、大氣、電磁輻射、噪聲、降水、土壤地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)等。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)定義：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)指的是將各種各樣的傳感器節(jié)點(diǎn)自動(dòng)組織起來(lái)構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)各種傳感器實(shí)時(shí)采集農(nóng)田信息并及時(shí)反饋給農(nóng)戶,使農(nóng)民足不出戶便可掌握監(jiān)控區(qū)域的農(nóng)田環(huán)境及作物信息,另外,農(nóng)民也可以通過(guò)手機(jī)或者電腦遠(yuǎn)程控制設(shè)備,自動(dòng)控制系統(tǒng)減少了灌溉、作物管理的用工人數(shù),提高了生產(chǎn)效率。,3.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng),

23、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 與物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的三層體系架構(gòu)對(duì)應(yīng),農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也分為三個(gè)層次:信息感知層、信息傳輸層、信息應(yīng)用層。,3.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng),3.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng),農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu),1.M2M技術(shù) 廣義上M2M包括機(jī)器與機(jī)器之間的通信(Machine-to-Machine)、機(jī)器與人之間的通信(Machine-to-Man )、人與機(jī)器之間的通信(Man-to-Machine)。狹義上M2M是機(jī)器與機(jī)器之間的通信(Machine-to-Machine)。,3.3 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù),M2M特點(diǎn)： 1）M2M表達(dá)的是多種不同類(lèi)型通信技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,包括機(jī)器之間通信、機(jī)器控制

24、通信、人機(jī)交互通信以及移動(dòng)互聯(lián)通信。 2）M2M讓機(jī)器、設(shè)備在應(yīng)用處理過(guò)程中與后臺(tái)信息處理系統(tǒng)建立無(wú)線連接、共享信息,并與操作者共享信息。 3）M2M技術(shù)綜合了數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控、GPS等系統(tǒng),能夠使業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化,集成公司的IT設(shè)備和非IT設(shè)備,并創(chuàng)造相關(guān)增值服務(wù)。,3.3 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù),2.WSN WSN (Wireless Sensor Network)指的是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),它由部署在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的各種各樣的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),此網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)自組織和多跳的方式形成,依靠無(wú)線通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)感知、采集、處理和傳輸。,3.3 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù),從定義可以看出W

25、SN是由三個(gè)要素組成，分別為傳感器、感知對(duì)象和觀察者。通過(guò)傳感器檢測(cè)環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照等數(shù)據(jù)，并由無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)傳送給管理人員，管理人員收到信息后便可直接掌握現(xiàn)場(chǎng)狀況，從而進(jìn)行調(diào)控相應(yīng)的配套設(shè)施。,3.3 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù),1.物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)種植管理中的應(yīng)用 根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)獲取的植物生長(zhǎng)環(huán)境信息，如監(jiān)測(cè)土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。系統(tǒng)平臺(tái)負(fù)責(zé)接收無(wú)線傳感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、顯示和數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)所有基地測(cè)試點(diǎn)信息的獲取、管理、動(dòng)態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)以上各類(lèi)信息的反饋對(duì)農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行自動(dòng)灌溉、自動(dòng)降溫、自動(dòng)進(jìn)行液體肥料施肥、自動(dòng)噴藥等自動(dòng)控制。,3.4 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,應(yīng)用舉例專(zhuān)家遠(yuǎn)程指導(dǎo)種植,傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大棚農(nóng)作物生長(zhǎng)條件的環(huán)境關(guān)鍵因子,專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行分析,農(nóng)作物生長(zhǎng) 模型庫(kù),農(nóng)作物種植 管理規(guī)范,生成指導(dǎo)信息 發(fā)送到用戶手機(jī),例如：環(huán)境監(jiān)測(cè)及告警服務(wù),應(yīng)用舉例成熟度預(yù)報(bào),農(nóng)作物的成熟度與生長(zhǎng)環(huán)境的溫度、光照等因素息息相關(guān)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)根據(jù)積累的光照時(shí)間、積溫等參數(shù)來(lái)預(yù)報(bào)農(nóng)作物的成熟日期。,大棚內(nèi)傳感器采集光照、溫度等信息,農(nóng)業(yè)