2 物聯(lián)網(wǎng)的演進 2.2 第二代物聯(lián)網(wǎng)：物體互聯(lián)構成網(wǎng)絡

2.物聯(lián)網(wǎng)的演進物聯(lián)網(wǎng)概論主講教師：12物聯(lián)網(wǎng)的演進如何標記物理對象如何將物理對象通過網(wǎng)絡技術互相連通物理對象之間的社交、云計算、以數(shù)據(jù)為中心2.物聯(lián)網(wǎng)的演進2.22.1第一代物聯(lián)網(wǎng)32.3第二代物聯(lián)網(wǎng)第三代物聯(lián)網(wǎng)第二代物聯(lián)網(wǎng)：實體標簽化轉向實體互聯(lián)網(wǎng)化Web技術的盛行IETF基于IP部署物聯(lián)網(wǎng)社交網(wǎng)絡概念引入IETF提出輕量級解決方案，支持IP協(xié)議在小型電池驅動嵌入式設備上運行。問題提出：將RFID設備集成到基于IP的物聯(lián)網(wǎng)愿景中。將互聯(lián)網(wǎng)上的應用程序設計為Web應用程序的新方法（即程序能夠在Web瀏覽器中運行）迅速出現(xiàn)。Web標準被重新啟用，包含嵌入式設備或計算機的日常生活對象可以連接和集成到網(wǎng)絡中。社交網(wǎng)絡的概念：延遲耐受、對等網(wǎng)絡、內容搜索、內容推薦等。如何在物聯(lián)網(wǎng)領域中利用社交概念？——社交物聯(lián)網(wǎng)解決方案設計的初步嘗試。46LoWPAN的提出：將受限設備集成到IP網(wǎng)絡為實現(xiàn)物物互聯(lián)，互聯(lián)網(wǎng)技術和協(xié)議需要被擴展和完善。原則有二?！拔铩睂ο笈c網(wǎng)絡互聯(lián)的方式：無線通信?！拔铩睂ο笈c網(wǎng)絡互聯(lián)的協(xié)議：IP協(xié)議。2005年，國際互聯(lián)網(wǎng)工程工作組（IETF）圍繞低功耗無線個人網(wǎng)絡上的IPv6（6LoWPAN）開展一系列研究工作。工作組的主要目標：物聯(lián)網(wǎng)如何適應IPv6，并要將IEEE802.15.4納入IPv6。IEEE802.15.4是低速率無線個人網(wǎng)絡（LR-WPAN，網(wǎng)絡覆蓋半徑在幾米的短距離網(wǎng)絡）的參考標準。這意味著半徑幾米的短程網(wǎng)絡也進入了IP體系架構。56LoWPAN輕量級6LoWPAN指定了一個輕量級的IPv6版本，該版本可以由資源受限的設備運行。1234需要部署網(wǎng)關6LoWPAN需要部署網(wǎng)關，該網(wǎng)關可以將6LoWPAN的數(shù)據(jù)包轉換為標準的IPv4（或IPv6）數(shù)據(jù)包。多操作系統(tǒng)支持自輕量級IPv6的概念推出，已經(jīng)有多個6LoWPAN協(xié)議棧被提出。有多種物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)可以支持。物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點互聯(lián)網(wǎng)化通過部署6LoWPAN，可以將無線傳感器的節(jié)點視為Internet的節(jié)點。6物體聯(lián)網(wǎng)技術：設備被視作Web服務利用Web服務需要HTTP服務支持將設備視作Web服務僅僅讓低功率傳感設備在IP網(wǎng)絡中通信是不夠的。需要基于HTTP的服務的支持，傳感器節(jié)點才可以成為萬維網(wǎng)中的設備。從軟件開發(fā)的角度，可以利用Web服務管理和處理所有連接到Internet的設備。為此，嵌入式技術興起，這些技術能在最微小的通信設備中嵌入Web服務器功能。第二代物聯(lián)網(wǎng)解決方案中，物聯(lián)網(wǎng)設備被視作萬維網(wǎng)的資源。設備被視作Web服務，由通用資源標識符（URI）唯一標識，如Internet中的網(wǎng)頁。7需求實現(xiàn)效果設備被視作Web服務的例子SunSPOT：Java可編程嵌入式系統(tǒng)使用RESTful方法執(zhí)行資源交互SunSPOT平臺配備了幾個傳感器（光、溫度和加速度計）和執(zhí)行器，以及內部組件（如無線電收發(fā)器和電池）。這個系統(tǒng)中的每一個組件都可以被視作網(wǎng)絡資源，并被分配一個唯一的URI?？墒褂肦ESTful方法執(zhí)行與此類資源的交互，該RESTful方法利用了經(jīng)典的HTTP方法。GET方法：獲取給定傳感器測量的值或某些組件的設置SET方法：配置傳感器等組件的參數(shù)8IETFCoRE工作組的物體聯(lián)網(wǎng)方案9如何將不能提供Web服務功能的設備聯(lián)網(wǎng)？10集成了Web服務器功能的設備直接接入網(wǎng)絡未提供Web服務器功能的設備可以通過使用適當?shù)拇恚ㄒ嗫煞Q作智能網(wǎng)關）連接到物聯(lián)網(wǎng)。智能網(wǎng)關與設備之間的通信可以基于ZigBee、藍牙或任何標準的技術。設備集合交互模塊：提供與若干設備的集合（或說設備組，而不是單個設備）交互的API。智能對象的數(shù)據(jù)共享：利用現(xiàn)有的人類社交網(wǎng)絡服務（SNS）平臺，幫助智能對象的擁有者與他們認識或信任的人共享智能對象所生成的數(shù)據(jù)。通過人類的主要社交平臺，人們可以獲得由事物感知到的數(shù)據(jù)。由實物對象生成的數(shù)據(jù)可以用于社交網(wǎng)絡中的各種應用場景，具有巨大的想象空間和創(chuàng)新空間。12社交網(wǎng)絡概念的引入11動機價值社交組網(wǎng)@IoT舉例（1）允許實物對象在所有者的社交板上發(fā)布消息，使所有者能夠輕松訪問自己的對象數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)的可見性有限制。通過這種方式，用戶可以持續(xù)聯(lián)系和更新所擁有的對象的狀態(tài)，同時也可以與朋友聯(lián)系。12如：相關傳感器能在Facebook上發(fā)布數(shù)據(jù)，從而農民可以得知并檢查動物、農作物和溫室的狀況。又如：智能電表直接將電表所有者的用電信息在所有者的社交平臺上發(fā)布，社交用戶可以在社交平臺上將自己的用電情況與朋友進行比較，也可以和感興趣社區(qū)內用戶的平均行為（即用電的基準水平）進行比較。社交組網(wǎng)@IoT舉例（2）將對象信息提供給當前朋友或潛在朋友的社區(qū)。（注：潛在朋友，即可能是陌生人，但通過社交網(wǎng)絡的判斷，這些人與擁有者有高度相似性。用戶可以共享自己擁有的智能對象所感測到的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)布到臉書，并允許選定的人查看這些數(shù)據(jù)。）13例如，現(xiàn)在的移動電話都支持傳感器，將通過移動電話所獲得的個人信息與社交網(wǎng)絡平臺中的用戶檔案結合，就能夠獲得關于對應用戶的更完整的特征刻畫。社交組網(wǎng)@IoT舉例（3）利用人類社會網(wǎng)絡平臺來管理智能對象。人類可以通過訪問自己的社交網(wǎng)絡帳戶，將傳感設備連接到執(zhí)行設備或Web服務上。社交網(wǎng)絡服務：人、網(wǎng)絡服務和設備的匯聚點，最終將物聯(lián)網(wǎng)服務帶給用戶。14豐田朋友網(wǎng)絡（ToyotaFriend）：在這個平臺中，由物體（即汽車）所生成的數(shù)據(jù)，可以在人類的社交網(wǎng)絡中用于營銷和市場推廣。用戶通過手機等移動終端，隨時隨地的了解汽車的狀況，例如，若純電動車或者混合動力車上電池電源過低，ToyotaFriend將以發(fā)”推”到用戶手機或者電腦的形式告知用戶。提供各種產(chǎn)品和服務的信息，以及基本的維護技巧，創(chuàng)造良好汽車使用體驗。物與人交互實物對象通過人類的社交網(wǎng)絡服務（SNS）與人類交互。物與物社交構建更純粹的社交物聯(lián)網(wǎng)：實物對象本身具備自主社交能力。數(shù)據(jù)分析技術的應用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)