物聯(lián)網與RFID應用技術基礎-1

物聯(lián)網與RFID應用技術基礎-1第一頁，共93頁。課程目標以講解物聯(lián)網基本概念,RFID應用技術與系統(tǒng)架構等為重點，掌握物聯(lián)網、EPC,RFID標準知識，為今后承擔RFID應用系統(tǒng)開發(fā)打下良好基礎。闡述物聯(lián)網典型架構--EPC,RFID技術的工作原理,頻率標準與技術規(guī)范,射頻電子標簽,讀寫器和RFID應用系統(tǒng)，結合案例介紹RFID技術在物聯(lián)網應用領域的具體應用。深刻領會RFID應用系統(tǒng)開發(fā)過程，掌握在具體項目中選擇運用相關技術的基本方法，了解物聯(lián)網核心技術--RFID技術的發(fā)展趨勢。第二頁，共93頁。授課內容

1.物聯(lián)網概述

1.1物聯(lián)網的基本概念

1.2物聯(lián)網的特點與演進

1.3物聯(lián)網發(fā)展綜述

1.4物聯(lián)網的體系結構

1.5物聯(lián)網的應用與發(fā)展2.物聯(lián)網的典型架構--EPC2.1EPC體系及特點2.2EPC編碼策略2.3EPC網絡技術第三頁，共93頁。授課內容3.RFID應用技術3.1RFID技術的工作原理3.2RFID技術的頻率標準和技術規(guī)范

3.3射頻電子標簽

3.4讀寫器3.5RFID與無線傳感網的融合技術4.RFID應用系統(tǒng)的設計4.1RFID系統(tǒng)的選擇標準與性能評估4.2RFID系統(tǒng)的運行環(huán)境與接口設計4.3RFID系統(tǒng)的軟硬件設計4.4RFID系統(tǒng)的安全問題及策略4.5RFID應用系統(tǒng)的發(fā)展趨勢第四頁，共93頁。授課內容5.RFID應用系統(tǒng)的應用案例分析

5.1智能交通領域的應用案例分析

5.2安全防偽領域的應用案例分析

5.3供應鏈管理領域的應用案例分析

5.4公共管理領域的應用案例分析第五頁，共93頁。主要參考書1.物聯(lián)網技術導論張飛舟楊東凱陳智編著電子工業(yè)出版社2.物聯(lián)網技術與應用張春江裘曉峰夏海輪編著人民郵電出版社3.物聯(lián)網核心技術---RFID原理與應用高飛薛艷明王愛華編著人民郵電出版社第六頁，共93頁。1.物聯(lián)網概述1.1物聯(lián)網的基本概念1.2物聯(lián)網的特點與演進1.3物聯(lián)網發(fā)展綜述1.4物聯(lián)網的體系結構1.5物聯(lián)網的應用與發(fā)展第七頁，共93頁。1.1物聯(lián)網的基本概念什么是物聯(lián)網？廣義來講，物聯(lián)網是“未來的互聯(lián)網”或“泛在網絡”，能夠實現(xiàn)人在任何時間、地點，使用任何網絡與任何人與物信息交換及物與物信息交換。狹義來講，物聯(lián)網是物品之間通過傳感器連接起來的局域網，不論介入互聯(lián)網與否，都屬于物聯(lián)網的范疇。第八頁，共93頁。1.1物聯(lián)網的基本概念物聯(lián)網的一種定義是：通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、GPS等傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網連接起來進行信息交換和通信，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。第九頁，共93頁。1.1物聯(lián)網的基本概念物聯(lián)網來到你我身邊試衣鏡幫你挑衣服智能一卡通二代身份證手機刷卡……物聯(lián)網奇跡將在我們身邊發(fā)生。

(大家舉例…)第十頁，共93頁。1.1物聯(lián)網的基本概念

---物聯(lián)網來到你我身邊3G看家---隨時查看家中實時影像北京聯(lián)通推出“3G看家”，用戶將內置專用號卡的監(jiān)控攝像頭放于家中，使用支持視頻通話的3G手機直接呼喚該監(jiān)控攝像頭，實現(xiàn)對家中的視頻監(jiān)控。用戶可通過手機遠程調控攝像頭角度和焦距，實現(xiàn)遠程探視。當出門在外時，可以隨時用3G手機查看家中的實時影像，了解家庭情況，遠程探視家人；當竊賊偷竊時，自動報警信號及時撥通3G手機，傳送實時視頻，對現(xiàn)場進行錄像、喊話驅逐；當出現(xiàn)失火或煤氣泄露等，3G視頻監(jiān)控系統(tǒng)會自動將告警信息發(fā)送到設定的手機上。

第十一頁，共93頁。1.1物聯(lián)網的基本概念

---物聯(lián)網來到你我身邊智能家居---短信指令電飯鍋自動煮飯通過電子芯片將手機設定為控制中心，通過手機短信方式，發(fā)送英文“室內溫度監(jiān)測指令”，約5秒鐘后，手機即收到回信：室內溫度32.29℃。手機還能控制家庭電器?；丶仪鞍l(fā)送一條短信，電飯鍋會開始煮飯。提前開動空調調整室內溫度等等。

第十二頁，共93頁。1.1物聯(lián)網的基本概念

---物聯(lián)網來到你我身邊遠程就醫(yī)---貼心醫(yī)生隨時問診有了無限傳感技術，醫(yī)生坐在辦公室通過病人身上一個傳感器，可24小時獲知病區(qū)內病人脈搏、體溫、血糖等狀況。病人家屬經過授權，也可通過網絡共享這些信息。一套“醫(yī)療健康護理系統(tǒng)”目前已經在江蘇省啟東市一家醫(yī)院使用。

第十三頁，共93頁。1.1物聯(lián)網的基本概念

---物聯(lián)網來到你我身邊智能交通---電子標簽幫汽車防盜無憂交通擁堵是北京頭疼的一個問題。物聯(lián)網技術在智能交通上應用是一個亮點。汽車裝上芯片后，當人出門時系統(tǒng)會預訂車位，遇到堵車路段會發(fā)出提醒，建議改變路線；到達指定地點后停車場會自動識別車輛，將車引導到車位。在行駛中車和車之間會進行信息交換。汽車上嵌上存有車主個人信息的射頻標簽，車輛可以自動“認出”主人。如果偷車者沒對這個標簽進行解碼，車輛會自動報警。車輛自動識別技術在高速不停車收費系統(tǒng)中的作用顯而易見。

第十四頁，共93頁。1.1物聯(lián)網的基本概念根據(jù)物聯(lián)網與互聯(lián)網的關系分類，對物聯(lián)網的定義有四種類型：1）物聯(lián)網是傳感網而不接入互聯(lián)網。2）物聯(lián)網是互聯(lián)網的一部分。3）物聯(lián)網是互聯(lián)網的補充網絡。4）物聯(lián)網是未來的互聯(lián)網。第十五頁，共93頁。1.1物聯(lián)網的基本概念泛在網物聯(lián)網無線傳感網早期物聯(lián)網(RFID物品識別)互聯(lián)網移動通信網物聯(lián)網、傳感網、泛在網的關系第十六頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---物聯(lián)網與互聯(lián)網的不同1．不同應用領域的專用性

不同應用領域的物聯(lián)網具有不同的屬性．不同應用領域具有完全不同的網絡應用需求和服務質量要求，物聯(lián)網節(jié)點是資源受限的節(jié)點，通過專用聯(lián)網技術才能滿足物聯(lián)網的應用需求．(不同的傳感器有不同的協(xié)議…)物聯(lián)網的應用特殊性及其它特征，使它無法復制互聯(lián)網成功的技術模式．

第十七頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---物聯(lián)網與互聯(lián)網的不同２．高度的穩(wěn)定性和可靠性

物聯(lián)網是與許多關鍵領域物理設備相關的網絡，必須保證網絡穩(wěn)定可靠．倉儲的物聯(lián)網必須穩(wěn)定地檢測進庫和出庫物品．醫(yī)療衛(wèi)生的物聯(lián)網必須具有很高的可靠性．．．

第十八頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---物聯(lián)網與互聯(lián)網的不同３．嚴密的安全性和可控性

物聯(lián)網系統(tǒng)具有保護個人隱私，防御網絡攻擊的能力.物聯(lián)網的個人用戶或機構用戶可以嚴密控制物聯(lián)網中信息采集，傳遞和查詢操作，不會因為個人隱私或機構秘密泄露造成對個人或機構傷害．第十九頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---現(xiàn)代信息技術演進示意圖電報電話互聯(lián)網移動電話移動互聯(lián)網RFID藍牙ZigBee條碼寬帶化智能化移動化IP化人與人的通信電信物與物的通信近場通信電信網傳感器第二十頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---未來的泛在網絡示意圖電報電話互聯(lián)網移動電話移動互聯(lián)網RFID藍牙ZigBee條碼寬帶化智能化移動化IP化人與人的通信電信物與物的通信近場通信電信網傳感器泛在網絡=廣義互聯(lián)網云計算IPv6第二十一頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---物聯(lián)網的演進路徑物聯(lián)網的演進路徑分電信網主導和傳感網主導兩種模式.初期由傳感網主導,當傳感網技術成熟后,將以電信網主導,實現(xiàn)信息的可控可管,安全高效.電信網發(fā)展有兩大方向:移動化,寬帶化。傳感網發(fā)展也有兩大方向:智能化，IP化。第二十二頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---物聯(lián)網的演進路徑電信網主導模式：由傳統(tǒng)的電信運營商主導，推動物聯(lián)網發(fā)展；傳感網主導模式：以傳感網產業(yè)為主導，實現(xiàn)與電信網的融合。目前傳感器的研發(fā)瓶頸制約了物聯(lián)網的發(fā)展，應加強傳感網絡的發(fā)展。從戰(zhàn)略角度看，針對信息安全和信息隱私保護，應選擇電信網主導模式。第二十三頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---物聯(lián)網的演進路徑這里強調的物聯(lián)網指基于RFID的物聯(lián)網，傳感網指基于傳感器的物聯(lián)網。對于物聯(lián)網，傳感網，廣電網，互聯(lián)網，電信網等相互融合形成的網絡---泛在網。第二十四頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---物聯(lián)網與下一代網絡ITU(國際電信聯(lián)盟)研究結論:物聯(lián)網的核心技術主要是普適網絡、下一代網絡和普適計算。物聯(lián)網與CPS利用計算技術監(jiān)控物理設備行為的嵌入式系統(tǒng)稱為CPS(CyberPhysicalSystems,網絡化物理系統(tǒng)）。CPS這種融合信息世界和物理世界的技術具備以下特征。第二十五頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---物聯(lián)網與下一代網絡CPS技術特征：CPS是未來經濟和社會發(fā)展的革命性技術。信息材料本身就是一種CPS技術。CPS要求計算技術與控制技術的融合。CPS要求開放的嵌入式系統(tǒng)。CPS要求可靠和確定的嵌入式系統(tǒng)。第二十六頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---物聯(lián)網與下一代網絡可以認為CPS是物聯(lián)網的專業(yè)稱呼，側重于物聯(lián)網內部的技術內涵；物聯(lián)網是CPS的通俗稱呼，側重于CPS在日常生活中的應用。CPS提供了物聯(lián)網研究和開發(fā)所需的理論和技術內涵；物聯(lián)網提供了CPS未來應用的一個直觀畫面。第二十七頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---物聯(lián)網與下一代網絡物聯(lián)網與WSNWSN(無線傳感器網絡)由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量微型傳感器節(jié)點組成,通過無線通信方式形成多跳自組織網絡.WSN是一種隨機分布的集成有傳感器,數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微小節(jié)點通過自組織方式構成網絡.傳感器網絡與傳統(tǒng)網絡有明顯不同的技術要求,前者以數(shù)據(jù)為中心，后者以傳輸數(shù)據(jù)為目的。第二十八頁，共93頁。1.2物聯(lián)網的特點與演進

---物聯(lián)網與下一代網絡WSN只是采集和傳遞數(shù)據(jù)，沒有涉及物聯(lián)網中的核心控制技術，也不具備CPS要求的高可靠性。從CPS角度看，WSN并不是物聯(lián)網，更不是網絡化物理系統(tǒng)。但是WSN的相關技術在一定程度上可能支撐物聯(lián)網的開發(fā)與應用。第二十九頁，共93頁。1.3物聯(lián)網發(fā)展綜述

---物聯(lián)網國外發(fā)展概況美國是物聯(lián)網技術主導和先行國之一。2007年馬薩諸塞洲劍橋城就著手打造全球第一個全城無線傳感網。2009年IBM提出“智慧地球”概念，建議美國政府投資新一代智慧型基礎設施。物聯(lián)網產業(yè)引發(fā)全美工商界高度關注，認為“智慧地球”將成為又一個信息高速公路。第三十頁，共93頁。1.3物聯(lián)網發(fā)展綜述

---物聯(lián)網國外發(fā)展概況歐盟2006年成立工作組，專門研究RFID技術，2008年發(fā)布“2020年的物聯(lián)網---未來路線”。2009年歐盟提出“歐盟物聯(lián)網行動計劃”，包括監(jiān)管、隱私保護、芯片、基礎設施保護、標準修改、技術研發(fā)等14項框架內容。EPoSS(歐洲智能系統(tǒng)集成技術平臺）預測：2011-2015年物體互聯(lián)；2015-2020年物體進入半自動化；2020年后物體進入全智能化。第三十一頁，共93頁。1.3物聯(lián)網發(fā)展綜述

---物聯(lián)網國外發(fā)展概況日本自90年代中期相繼制定了“e-Japan”,“u-Japan”,“i-Japan”。2004年就推出“u-Japan”計劃，著力發(fā)展泛在網及相關產業(yè)。2009年將“u-Japan”升級為“i-Japan”，提出“智慧泛在”構想，致力構建一個個性化的物聯(lián)網智能服務體系。聚焦三大公共事業(yè)：電子化政府治理、醫(yī)療健康信息服務、教育與人才培育。第三十二頁，共93頁。1.3物聯(lián)網發(fā)展綜述

---物聯(lián)網國內發(fā)展概況我國發(fā)展物聯(lián)網體系，以RFID廣泛應用形成物聯(lián)網的發(fā)展基礎。自2004年，每年推出新的RFID應用試點工程，涉及電子票證與身份識別、動物與食品追蹤、藥品監(jiān)管、煤礦安全、電子通關、智能交通、供應鏈管理、防偽、圖書文檔管理、數(shù)字化景區(qū)等。863計劃專項課題中包括了超高頻RFID空中接口安全機制及應用，超高頻讀寫器芯片研發(fā)及產業(yè)化，適用于實時定位系統(tǒng)的RFID產品研發(fā)及產業(yè)化等7個課題。第三十三頁，共93頁。1.3物聯(lián)網發(fā)展綜述

---物聯(lián)網國內發(fā)展概況國內物聯(lián)網產業(yè)鏈和應用范圍呈現(xiàn)以下趨勢：集電子、軟件、通信運營、信息服務和面向行業(yè)應用與系統(tǒng)集成中心于一體的完整產業(yè)鏈正在形成。應用試點向行業(yè)規(guī)?；瘧猛卣?，跨行業(yè)和地區(qū)的綜合性應用正在啟動。應用功能由身份識別、電子票證為主向物品識別過渡；應用頻率以低高頻為主向超高頻和微波過渡。第三十四頁，共93頁。1.3物聯(lián)網發(fā)展綜述

---物聯(lián)網國內發(fā)展概況國內物聯(lián)網產業(yè)鏈和應用范圍呈現(xiàn)以下趨勢：RFID與新技術融合將衍生出更多的商業(yè)模式，如手機移動支付將是未來RFID最大市場，利用RFID進行人與物實時定位也將成為主流應用之一。RFID及傳感技術發(fā)展使得社會公共管理呈現(xiàn)管理智能化、物流可視化、信息透明化。第三十五頁，共93頁。1.3物聯(lián)網發(fā)展綜述

---物聯(lián)網發(fā)展面臨的問題技術標準問題協(xié)議安全問題終端與地址問題費用與規(guī)模化問題商業(yè)模式與產業(yè)鏈問題配套政策和規(guī)范制定與完善第三十六頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構物聯(lián)網體系結構：應用層、網絡層、感知層和公共技術。智能交通智能家居遠程醫(yī)療智能物流環(huán)境監(jiān)測云計算、普適計算等技術其它專網因特網移動網衛(wèi)星網網關介入設備RFID讀寫器傳感節(jié)點及傳感器子網智能終端其它接入設備其它子網公共技術安全管理網絡管理信息管理應用層網絡層感知層第三十七頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---感知層功能感知層是物聯(lián)網的皮膚和五官---識別物體，采集信息。感知層解決的是人類世界和物理世界的數(shù)據(jù)獲取問題，包括各類物理量、標識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。感知層包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)短距離傳輸，先通過傳感器采集數(shù)據(jù)，通過藍牙、紅外、ZigBee等傳輸技術進行協(xié)同工作或傳遞數(shù)據(jù)到網關設備。第三十八頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---感知層關鍵技術感知層關鍵技術包括檢測技術、無線/有線短距離傳輸技術等。感知層綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、智能組網技術、無線通信技術、分布式信息處理技術等。通過集成化微型傳感器的協(xié)作實時監(jiān)測、采集環(huán)境或對象信息。通過嵌入式系統(tǒng)進行信息處理，通過隨機自組織無線網絡將感知信息傳送到節(jié)點或網關。第三十九頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---感知層關鍵技術傳感器技術傳感器是一種檢測裝置，能將檢測到的信息按一定規(guī)律變換成電信號或其它形式信息輸出。傳感器可分為一般傳感器和智能傳感器。一般傳感器采集的信息需要計算機處理；智能傳感器帶有微處理器，具有采集、處理、交換信息能力。第四十頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---感知層關鍵技術RFID技術RFID(RadioFrequencyIdentification)利用射頻信號通過空間電磁耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并實現(xiàn)物體識別。RFID系統(tǒng)組成：電子標簽(Tag)、讀寫器(Reader)、天線(Antenna)。電子標簽存儲識別物體的標識信息；讀寫器將標識信息寫入電子標簽存儲區(qū)，以無接觸方式將電子標簽內信息讀取；天線發(fā)射/接收射頻信號，內置在電子標簽和讀寫器中。第四十一頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---感知層關鍵技術RFID技術工作原理：電子標簽進入讀寫器磁場后，讀寫器發(fā)出射頻信號，發(fā)送芯片中產品信息（無源/被動標簽），或主動發(fā)送某頻率信號（有源/主動標簽）。讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理。RFID技術優(yōu)勢：無需接觸、自動化程度高、識別速度快、適應各種環(huán)境、可用于廣泛的領域。以RFID系統(tǒng)為基礎，結合網絡技術、數(shù)據(jù)庫技術、中間件技術等，構筑一個由大量聯(lián)網的讀寫器和無數(shù)移動的標簽組成的物聯(lián)網，成為RFID技術發(fā)展趨勢。第四十二頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---感知層關鍵技術二維碼技術二維嗎是用某種特定的幾何形狀按一定規(guī)律在平面上分布的圖形來記錄信息的應用技術。二維嗎巧妙利用”0”和“1”比特流概念，使用與二進制對應的幾何圖形表示數(shù)值信息，通過圖像輸入設備或光電掃描設備自動識讀。二維碼優(yōu)勢：數(shù)據(jù)容量更大，超越了字母數(shù)字限制，尺寸小，抗毀損，可引入保密措施。第四十三頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---感知層關鍵技術RFID與二維碼功能比較讀取數(shù)量讀取條件容量讀寫能力讀取方便性資料準確性堅固性高速提取功能RFID二維碼可同時讀取多個RFID標簽一次只能讀取一個二維碼不需要光線可讀取/更新讀取時需要光線存儲資料容量大存儲資料容量小電子資料可重復寫資料不可更新不可見時仍可讀取讀取時需要清晰可見準確性高人工讀取/有人為疏失可能性惡劣環(huán)境下仍可讀取污損時無法讀取高速運動中仍可讀取移動中讀取有限第四十四頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---感知層關鍵技術ZigBee技術ZigBee是一種短距離、低功耗無線傳輸技術，一種介于無線標記技術和藍牙之間的技術。ZigBee采用分組交換和跳頻技術，可使用3個頻段：2.4GHz（公共通用）,868MHz（歐洲）,915MHz（美國）。ZigBee主要應用在短距離范圍且數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設備之間。第四十五頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---感知層關鍵技術ZigBee技術特點低功耗低成本有效范圍小工作頻段靈活可靠性高時延短安全性高特點數(shù)據(jù)傳輸速率低10-250kbit/s說明只有激活/睡眠狀態(tài)，通信循環(huán)次數(shù)少因數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，降低了成本每個ZigBee網絡最多可支持255個設備網絡容量大有效傳輸距離10-75m可使用三個頻段采用碰撞避免機制，自動動態(tài)組網通信時延和從休眠激活的時延都很短數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒定，AES-128加密算法第四十六頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---感知層關鍵技術藍牙技術藍牙是一種無線數(shù)據(jù)與話音通信的開放性全球規(guī)范，也是一種短距離無線傳輸技術。藍牙采用高速調頻和時分多址等技術，支持點對點及點對多點通信。傳輸頻段為2.4GHz（公共通用），提供1Mbit/s傳輸速率和10m傳輸距離。第四十七頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---感知層關鍵技術

特點說明藍牙技術特點同時可傳輸話音和數(shù)據(jù)可建立臨時性對等連接開放的接口標準采用電路交換和分組交換技術為推廣藍牙技術聯(lián)盟將技術標準全部公開AdhocConnnection第四十八頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---網絡層功能網絡層相當人的神經中樞和大腦，承擔數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋＞W絡層把感知層感知到的數(shù)據(jù)無障礙、可靠安全地傳送，解決數(shù)據(jù)在一定范圍內，尤其是遠距離傳輸問題。物聯(lián)網網絡層將承擔比現(xiàn)有網絡更大的數(shù)據(jù)量和更高的服務質量要求，物聯(lián)網要對現(xiàn)有網絡進行融合和擴展。第四十九頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---網絡層關鍵技術InternetInternet將作為物聯(lián)網主要傳輸網絡之一，為讓Internet適應物聯(lián)網大數(shù)據(jù)量和多終端要求，正在發(fā)展一系列新技術。Internet用IP地址對節(jié)點進行標識，目前的IPv4受制于資源空間耗竭，無法提供更多IP地址，IPv6以其近乎無限的地址空間將在物聯(lián)網中發(fā)揮重大作用。第五十頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---網絡層關鍵技術移動通信網移動通信網由無線接入網、核心網和骨干網組成。無線接入網為移動終端提供網絡服務，核心網和骨干網為各種業(yè)務提供交換和傳輸服務。從通信技術層面看，移動通信網基本技術可分為傳輸技術和交換技術。第五十一頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---網絡層關鍵技術移動通信網熱門的接入技術有3G、Wi-Fi和WiMAX。3G是第三代支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通信技術，3G網絡綜合了蜂窩、無繩、集群、移動數(shù)據(jù)、衛(wèi)星等功能。3G目標是實現(xiàn)所有地區(qū)的無線覆蓋，使用戶在任何地方均可使用系統(tǒng)提供的各種服務。3G包括3種國際標準:CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA(中國提出的)第五十二頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---網絡層關鍵技術Wi-Fi全稱WirelessFidelity（無線保真技術），傳輸距離幾百米，可實現(xiàn)各種便攜設備在局部區(qū)域內的高速無線連接或接入局域網。Wi-Fi是由接入點AP和無線網卡組成的無線網絡。主流的Wi-Fi技術無線標準有IEEE802.11b及IEEE802.11g，分別提供11Mbit/s和54Mbit/s傳輸速率。第五十三頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---網絡層關鍵技術WiMAX全稱WorldIeteroperabilityforMicrowaveAccess（全球微波接入互操作性），是一種城域網無線接入技術，針對微波和毫米波頻段提出的空中接口標準。由于遠距離傳輸特性，WiMAX不僅能解決無線接入問題，還能作為有線網絡（有線電視、DSL）接入的無線擴展。第五十四頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---網絡層關鍵技術無線傳感器網絡無線傳感器網絡是將一系列空間分散的傳感器單元通過自組織的無線網絡連接，將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線網絡傳輸匯總，實現(xiàn)對空間分散范圍內的物理或環(huán)境的協(xié)同監(jiān)控。無線傳感器網絡將邏輯上的數(shù)字世界與客觀上的物理世界融合在一起，改變了人類與自然界的交互方式。第五十五頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---網絡層關鍵技術無線傳感器網絡特點：節(jié)點數(shù)目更為龐大，節(jié)點分布更為密集；由于環(huán)境影響和存在能量耗盡問題，節(jié)點更易出現(xiàn)故障；環(huán)境干擾和節(jié)點故障易造成網絡拓撲結構變化；通常情況下，大多數(shù)傳感器節(jié)點固定；傳感器節(jié)點能量、處理能力、存儲能力和通信能力都十分有限。第五十六頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層功能應用層相當于人的社會分工，是把感知和傳輸來的信息進行分析處理，實現(xiàn)智能化管理、應用和服務。應用層將網絡層傳輸來的數(shù)據(jù)通過各類信息系統(tǒng)進行處理，并通過各種設備與人交互?？砂葱螒B(tài)劃分為兩個子層：應用程序層，終端設備層。應用程序層進行數(shù)據(jù)處理，完成跨行業(yè)、跨應用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通功能。終端設備層提供人機界面，泛指與應用程序相連的各種設備與人的反饋。第五十七頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層功能物聯(lián)網的應用分為:監(jiān)控型(物流監(jiān)控,污染監(jiān)控…)查詢型(智能檢索,遠程抄表…)控制型(智能交通,智能家居,路燈控制…)掃描型(手機錢包,ETC…)……第五十八頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術M2MM2M(Machine-to-Machine,Man-to-Machine,Mobile-to-Machine…)，M2M是物聯(lián)網的子集或應用。M2M業(yè)務現(xiàn)階段通過結合通信技術、自動控制技術和軟件智能處理技術，實現(xiàn)對機器設備信息的自動獲取和控制。第五十九頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術M2M將多種類型的通信技術有機結合，將數(shù)據(jù)從一臺終端傳送到另一臺終端，實現(xiàn)機器與機器的對話。M2M技術綜合了數(shù)據(jù)采集、GPS、遠程監(jiān)控、電信、工業(yè)控制等技術，可提供廣泛的應用和解決方案。M2M技術目標是使所有的機器設備具備聯(lián)網和通信能力，其核心理念是網絡一切，將會推動社會生產方式和生活方式的新一輪變革。第六十頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術云計算第六十一頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術網格計算效用計算軟件服務云計算是繼承了網格計算、效用計算、軟件即服務的研發(fā)成果，逐步發(fā)展而來。云計算將改變整個信息產業(yè)的格局，改變人類的工作方式和公司的運營模式。云計算第六十二頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術狹義云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺、軟件）。

提供資源的網絡被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴展，按使用付費。

廣義云計算是指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯(lián)網相關的，也可以是任意其他的服務(教育云，醫(yī)療云，政府云。。。）

第六十三頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術云計算具有強大的處理能力、存儲能力、帶寬和極高性價比，可有效用于物聯(lián)網應用和業(yè)務。云計算可為各種不同物聯(lián)網應用提供統(tǒng)一服務交付平臺，海量計算和存儲資源，統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲格式和數(shù)據(jù)處理方法。利用云計算大大簡化應用交付過程，降低交付成本，提高處理效率。第六十四頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術人工智能人工智能研究使機器模擬人的某些思維過程和智能行為（學習、推理、思考、規(guī)劃等），使人類智能得以物化與延伸。人工智能研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。主要方法：神經網絡、遺傳算法、粒度計算。第六十五頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術在物聯(lián)網中，人工智能技術主要負責分析物品所承載的信息內容，實現(xiàn)計算機自動處理。人工智能技術優(yōu)點：改善操作者作業(yè)環(huán)境，減輕工作強度；提高作業(yè)質量和工作效率；一些危險場合或重點施工應用得到解決；提高機器的自動化程度及智能化水平；提高設備可靠性，降低維護成本……第六十六頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘是從大量、不完全、有噪聲、模糊及隨機的實際應用數(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。數(shù)據(jù)挖掘主要基于人工智能、機器學習、模式識別、統(tǒng)計學、數(shù)據(jù)庫、可視化技術等，高度自動化地分析數(shù)據(jù)，做出歸納性推理。第六十七頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術在物聯(lián)網中，數(shù)據(jù)挖掘是一些能夠實現(xiàn)物聯(lián)網“智能化”、“智慧化”的分析技術和應用的統(tǒng)稱。細分包括數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)倉庫、決策支持、商業(yè)智能、報表、ETL（數(shù)據(jù)抽取、轉換和清洗）、在線數(shù)據(jù)分析、平衡計分卡等技術和應用。第六十八頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術中間件中間件是為實現(xiàn)每個小的應用環(huán)境或系統(tǒng)的標準化及它們之間的通信，在后臺應用軟件和讀寫器之間設置的一個通用的平臺和接口。物聯(lián)網中間件是在物聯(lián)網中采用中間件技術，實現(xiàn)多個系統(tǒng)或多種技術之間的資源共享，組成一個資源豐富、功能強大的服務系統(tǒng)。第六十九頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術目前主流的中間件：ASPIRE、HydraASPIRE旨在將RFID應用滲透到中小企業(yè)。引入一種完全開放的中間件，同時完全有能力支持原有模式中核心部分的開發(fā)。ASPIRE完全開源,免版權費用,大大降低開發(fā)成本.第七十頁，共93頁。1.4物聯(lián)網的體系結構

---應用層關鍵技術Hydra特別方便實現(xiàn)環(huán)境感知行為和在資源受限設備中處理數(shù)據(jù)的持久性問題。Hydra第一個產品是為了開發(fā)基于面向服務結構的中間件,第二個產品是為了能基于Hydra中間件生產出可簡化開發(fā)過程的工具,即供開發(fā)者使用的軟件或設備開發(fā)套裝.第七十一頁，共93頁。1.5物聯(lián)網的應用與發(fā)展物聯(lián)網管理平臺庫存、車隊、監(jiān)視、導航、識別設備、安全、節(jié)能照明、信號、應急生產、安全、防災物流、零售、服務交易、訂單、跟蹤降水、防洪、遠程設備抄表、監(jiān)控、節(jié)能防火、勘探、報警設備、監(jiān)床、輔助診斷勘測、地震、海洋污染檢測、報警聯(lián)動、消防栓、定位偵查、監(jiān)控、定位通風、瓦斯、救災定位電子支付、實時信息智能運輸智能建筑公共安全工業(yè)自動化移動POS供應鏈氣象電力林業(yè)金融煤炭軍事消防環(huán)保遙感數(shù)字化醫(yī)療第七十二頁，共93頁。1.5物聯(lián)網的應用與發(fā)展智能交通醫(yī)療領域農業(yè)應用零售行業(yè)電力管理數(shù)字家庭

(大家舉例…)第七十三頁，共93頁。1.5物聯(lián)網的應用與發(fā)展提高物流企業(yè)的信息獲取能力準確獲取信息的能力全面獲取信息的能力及時獲取信息的能力完善物流信息增值服務物流信息增值服務企業(yè)級信息增值服務行業(yè)級信息增值服務第七十四頁，共93頁。1.5物聯(lián)網的應用與發(fā)展

---物聯(lián)網應用發(fā)展模式物聯(lián)網應用發(fā)展面臨互聯(lián)網初期相似的問題，如何解決內容豐富和商業(yè)運營模式的問題。物聯(lián)網是通信網絡的應用延伸，是信息網絡上的一種增值應用，面臨廣泛開展需求挖掘及投資消費引導工作。企業(yè)將成為物聯(lián)網應用的第一批用戶，其應用也將是物聯(lián)網發(fā)展初期的主要應用。第七十五頁，共93頁。1.5物聯(lián)網的應用與發(fā)展

---協(xié)同推進物聯(lián)網業(yè)務發(fā)展終端芯片傳感器其它硬件終端設備提供商網絡設備、軟件提供商應用開發(fā)商方案提供商（系統(tǒng)集成商）業(yè)務運營用戶網絡供應商設備提供商物聯(lián)網產業(yè)鏈基本組成第七十六頁，共93頁。1.5物聯(lián)網的應用與發(fā)展

---物聯(lián)網應用面臨的挑戰(zhàn)基礎研究方面的挑戰(zhàn)技術開發(fā)方面的挑戰(zhàn)示范系統(tǒng)建設的挑戰(zhàn)第七十七頁，共93頁。2.物聯(lián)網的典型架構--EPC2.1EPC體系及特點2.2EPC編碼策略2.3EPC網絡技術第七十八頁，共93頁。2.1EPC體系及特點EPC系統(tǒng)是一個非常先進的、綜合性的復雜系統(tǒng)，其最終目標是為每一單品建立全球的、開放的標識標準。它由全球產品電子代碼（EPC）的編碼體系、射頻識別系統(tǒng)及信息網絡系統(tǒng)三部分組成，

第七十九頁，共93頁。2.1EPC體系及特點EPC系統(tǒng)工作流程示意圖第八十頁，共93頁。2.1EPC體系及特點系統(tǒng)構成名稱注釋EPC編碼體系EPC代碼標識目標的特定代碼

射頻識別系統(tǒng)EPC標簽貼在物品上或內嵌在物品中讀寫器識讀EPC標簽信息網絡系統(tǒng)EPC中間件軟件支持系統(tǒng)對象名稱解析服務(ONS)EPC信息服務(EPCIS)EPC系統(tǒng)的構成第八十一頁，共93頁。2.1EPC體系及特點

---EPC編碼體系EPC編碼體系是新一代的與GTIN兼容的編碼標準，它是全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)的延伸和拓展，是EPC系統(tǒng)的核心與關鍵。

EPC代碼是由標頭、廠商識別代碼、對象分類代碼、序列號等數(shù)據(jù)字段組成的一組數(shù)字。具有以下特性：科學性：結構明確，易于使用、維護。

兼容性：GTIN、SSCC、GLN等都可轉換到EPC中去。全面性：可在生產、流通、存儲、結算、跟蹤、召回等供應鏈的各環(huán)節(jié)全面應用。

第八十二頁，共93頁。2.1EPC體系及特點

---EPC編碼體系合理性：由EPCglobal、各國EPC管理機構、被標識物品的管理者分段管理、共同維護、統(tǒng)一應用。國際性：不以具體國家、企業(yè)為核心，編碼標準全球協(xié)商一致，具有國際性。無歧視性：編碼采用全數(shù)字形式，不受地方色彩、語言、經濟水平、政治觀點的限制，是無歧視性的編碼。第八十三頁，共93頁。2.1EPC體系及特點

---EPC編碼體系EPC編碼結構

標頭廠商識別代碼對象分類代