物聯(lián)網(wǎng)簡介講稿

物聯(lián)網(wǎng)導論1提綱物聯(lián)網(wǎng)的提出常見應用場景物聯(lián)網(wǎng)定義與特征物聯(lián)網(wǎng)體系結構2物聯(lián)網(wǎng)的提出1.比爾·蓋茨與電子別針1995年出版的《未來之路》“物—物互聯(lián)”的設想“電子別針”與家庭電子服務設施接通通過“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、電視等家電設備4物聯(lián)網(wǎng)的提出2.Auto-ID實驗室、RFID與物聯(lián)網(wǎng)的概念1998年，美國麻省理工學院Auto-ID實驗室產(chǎn)品電子代碼（EPC）研究提出了利用RFID、無線網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)，構建物—物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)的概念與解決方案5物聯(lián)網(wǎng)的提出3.“物聯(lián)網(wǎng)”概念產(chǎn)生于20世紀90年代，而真正引起各國政府與產(chǎn)業(yè)界的重視是在2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布的互聯(lián)網(wǎng)研究報告《物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，IOT）》之后報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進行交換。射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。6物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2009年1月，IBM首席執(zhí)行官彭明盛提出“智慧地球”構想，其中物聯(lián)網(wǎng)為“智慧地球”不可或缺的一部分，而奧巴馬在就職演講后已對“智慧地球”構想提出積極回應，并提升到國家級發(fā)展戰(zhàn)略。7智慧地球智慧地球將傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并通過超級計算機和云計算組成物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)人與物的融合。通過在基礎設施和制造業(yè)中大量嵌入傳感器，捕捉運行過程中的各種信息，然后通過無線網(wǎng)絡接入到互聯(lián)網(wǎng)，通過計算機分析、處理和發(fā)出指令，反饋給控制器，遠程執(zhí)行指令。通過智慧地球技術的實施，人類可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)與生活，提高資源利用率和生產(chǎn)能力，改善人與自然的關系。81.第一階段（2010年前）：基于RFID技術實現(xiàn)低功耗、低成本的單個物體間的互聯(lián)，并在物流、零售、制藥等領域開展局部的應用第二階段（2010～2015年）：利用傳感網(wǎng)與無處不在的RFID標簽實現(xiàn)物與物之間的廣泛互聯(lián)，針對特定的產(chǎn)業(yè)制定技術標準，并完成部分網(wǎng)絡的融合第三階段（2015～2020年）：具有可執(zhí)行指令的RFID標簽廣泛應用，物體進入半智能化，物聯(lián)網(wǎng)中異構網(wǎng)絡互聯(lián)的標準制定完成，網(wǎng)絡具有高速數(shù)據(jù)傳輸能力第四階段（2020年之后）：物體具有完全的智能響應能力，異構系統(tǒng)能夠實現(xiàn)協(xié)同工作，人、物、服務與網(wǎng)絡達到深度地融合9歐盟發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃韓國政府關于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃韓國政府提出了泛在感知網(wǎng)絡的概念通過在各種物品中嵌入傳感器，傳感器之間自主地傳輸和采集環(huán)境信息，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)對外部環(huán)境的監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)重點發(fā)展的四大領域與計劃：

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u-City計劃，推動智能城市建設—

Telematics示范應用計劃，發(fā)展車用信息通信服務—

u-IT產(chǎn)業(yè)集群計劃，加速新興科技服務業(yè)的發(fā)展—u-Home計劃，推動智能家庭應用的發(fā)展10日本政府關于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃2009年7月，日本政府IT戰(zhàn)略本部制定了新一代的信息化戰(zhàn)略—i-Japan戰(zhàn)略2015戰(zhàn)略規(guī)劃提出到2015年，讓信息技術如同水和空氣一樣融入每一個角落針對電子政務、醫(yī)療保健、教育與人才等三大核心公共事業(yè)領域提出了智能電網(wǎng)、災難應急處置、智能家居、智能交通與智能醫(yī)療保健等項目11物聯(lián)網(wǎng)與我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)2004年初，全球產(chǎn)品電子代碼管理中心授權中國物品編碼中心為國內(nèi)代表機構，負責在中國推廣EPC與物聯(lián)網(wǎng)技術。4月，北京建立了第一個EPC與物聯(lián)網(wǎng)概念演示中心。2005年，國家煙草專賣局的卷煙生產(chǎn)經(jīng)營決策管理系統(tǒng)實現(xiàn)用RFID出庫掃描，商業(yè)企業(yè)到貨掃描。許多制造業(yè)也開始在自動化物流系統(tǒng)中嘗試應用RFID技術。12物聯(lián)網(wǎng)與我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)2009年8月7日，國務院總理溫家寶在無錫視察時發(fā)表了重要的講話，提出“感知中國”的戰(zhàn)略構想，指示要抓住機會，大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術與產(chǎn)業(yè)。2010年3月5日，國務院總理溫家寶在十一屆全國人大三次會議上作政府工作報告中指出：“國際金融危機正在催生新的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命。發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，搶占經(jīng)濟科技制高點，決定國家的未來，必須抓住機遇，明確重點，有所作為。轉變經(jīng)濟發(fā)展方式刻不容緩，大力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”。131415提綱物聯(lián)網(wǎng)的提出常見應用場景物聯(lián)網(wǎng)定義與特征物聯(lián)網(wǎng)體系結構16物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)線17物流自動化倉庫自動檢測物品的出入，向供貨商自動發(fā)送訂單自動化運輸物品上的電子標簽根據(jù)后臺系統(tǒng)信息，自動選擇合適路徑供應鏈商業(yè)模式變化用戶直接通過物聯(lián)網(wǎng)向商品本身發(fā)訂單。用戶不在是向一個生產(chǎn)商定購大宗的商品，而是按照用戶的訂單順序從不同的生產(chǎn)商購買商品18智能家居海爾“智慧之家”超出了單個產(chǎn)品的局限，從客廳到廚房，從黑電到白電，從生活電器到電腦和手機等移動終端，都不再是一個個孤單的產(chǎn)品，而是一個互聯(lián)互通、人性化、智能化的整體一種未來的生活愿景——身在外，家就在身邊；回到家，世界就在眼前智能家居，維持室內(nèi)合適的溫度和熱水器水溫，減少能源浪費，智能機器人自動完成清潔和維護等日常工作，房間的智能系統(tǒng)能學習主人的生活習慣，將室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)為主人最適合的19智能交通實時獲取路況信息，監(jiān)視和控制交通流量可以實現(xiàn)車輛與網(wǎng)絡相連，優(yōu)化行車路線可以無縫地檢測、標識車輛并收取行駛費用20環(huán)境監(jiān)測“藍藻湖泛智能監(jiān)測預警及藍藻打撈處理智能管理調(diào)度物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”藍藻集聚的地點、集聚情況會自動發(fā)到打撈人員手機上，打撈船、車以及運藻船第一時間就會趕去處理指揮控制室的大屏幕上，能看到采用太陽能板、安置傳感芯片和攝像頭的球狀浮標，獲悉該點的溫度、pH值、氨氮等指標21醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)體內(nèi)智能診斷設備，有助于疾病的早期診斷，增強康復效果生物降解材料的智能設備，能夠檢測體內(nèi)溫度濕度，防止皮膚問題新型個人醫(yī)療設備，使得病人在家即可接受醫(yī)療，遠程醫(yī)療可避免昂貴路費，減少病人的壓力家庭中的智能設備，在老人出現(xiàn)意外時發(fā)出求助信號22機場防入侵系統(tǒng)浦東國際機場防入侵系統(tǒng)鋪設了3萬多個傳感節(jié)點，覆蓋了地面、柵欄和低空探測，可防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵23路燈控制系統(tǒng)濟南園博園園區(qū)所有功能性照明都采用了ZigBee無線技術達成的無線路燈控制，節(jié)能環(huán)保24世博會門票紙質門票基于RFID技術，以無線方式與遍布園區(qū)的傳感器交換信息安全防偽，快速驗票；跟蹤查詢，人員分流手機門票用戶使用的RFID-SIM卡，是基于RFID技術，以手機SIM卡為載體實現(xiàn)的一種全新電子票可直接購買附帶門票信息的SIM卡，或通過網(wǎng)上下載寫入SIM卡“刷”手機即可入園25世博園便利店每一盒在售的盒飯都被貼上一個薄薄的RFID電子標簽，記錄食品來源信息，增加食品安全，保障了消費者權益收銀員可以一次掃描數(shù)十盒盒飯，這大大縮短了顧客排隊的時間，提高了供應鏈管理的效率，減少結賬和查詢設施開銷，同時也有利于智能貨架管理26提綱物聯(lián)網(wǎng)的提出常見應用場景物聯(lián)網(wǎng)定義與特征物聯(lián)網(wǎng)體系結構27物聯(lián)網(wǎng)定義物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等通信網(wǎng)絡的基礎上，針對不同應用領域的需求，利用具有感知、通信與計算能力的智能物體自動獲取物理世界的各種信息，將所有能夠獨立尋址的物理對象互聯(lián)起來，實現(xiàn)全面感知、可靠傳輸、智能處理，構建人與物、物與物互聯(lián)的智能信息服務系統(tǒng)。28人與自然和諧相處需要更多地感知物理世界物聯(lián)網(wǎng)=物理世界與信息網(wǎng)絡的無縫連接智能交通遠程醫(yī)療智能家居環(huán)境監(jiān)測公共安全綠色農(nóng)業(yè)工業(yè)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡。物流管理物聯(lián)網(wǎng)的特征1．全面感知“感知”是物聯(lián)網(wǎng)的核心。物聯(lián)網(wǎng)是具有全面感知能力的物品和人所組成的，為了使物品具有感知能力，需要在物品上安裝不同類型的識別裝置，例如：電子標簽（Tag）、條形碼與二維碼等，或者通過傳感器、紅外感應器等感知其物理屬性和個性化特征。利用這些裝置或設備，可隨時隨地獲取物品信息，實現(xiàn)全面感知。31物聯(lián)網(wǎng)的特征2．可靠傳遞數(shù)據(jù)傳遞的穩(wěn)定性和可靠性是保證物-物相連的關鍵。為了實現(xiàn)物與物之間信息交互，就必須約定統(tǒng)一的通信協(xié)議。由于物聯(lián)網(wǎng)是一個異構網(wǎng)絡，不同的實體間協(xié)議規(guī)范可能存在差異，需要通過相應的軟、硬件進行轉換，保證物品之間信息的實時、準確傳遞。32物聯(lián)網(wǎng)的特征3．智能處理物聯(lián)網(wǎng)的目的是實現(xiàn)對各種物品（包括人）進行智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能。這就需要智能信息處理平臺的支撐，通過云計算、人工智能等智能計算技術，對海量數(shù)據(jù)進行存儲、分析和處理，針對不同的應用需求，對物品實施智能化的控制。練習查找物聯(lián)網(wǎng)信息獲取的方式并舉例。查找物聯(lián)網(wǎng)信息傳遞的方式并舉例。查找車聯(lián)網(wǎng)的相關信息（目前的發(fā)展、所采用的技術等、你自己關于車聯(lián)網(wǎng)的想法）33提綱物聯(lián)網(wǎng)的提出常見應用場景物聯(lián)網(wǎng)定義與特征物聯(lián)網(wǎng)體系結構34物聯(lián)網(wǎng)的架構應用層：互聯(lián)網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)的信息存儲物聯(lián)網(wǎng)的計算決策網(wǎng)絡層：泛在接入無線網(wǎng)絡（蜂窩、WiFi等）有線網(wǎng)絡感知層：物物網(wǎng)絡智能嵌入式設備感知、標識和通信35概述物聯(lián)網(wǎng)技術體系框架物聯(lián)網(wǎng)典型體系結構381感知層【解決的問題】就是人類世界和物理世界的數(shù)據(jù)獲取【功能和作用】是完成信息采集和信號處理【特點】由于需要感知的地理范圍和空間范圍比較大，包含的信息也比較多，該層中的設備還需要通過自組織網(wǎng)絡技術，以協(xié)同工作的方式組成一個自組織的多節(jié)點網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳遞（瞎子摸象）。（1）感知層主要功能RFID技術無線射頻識別技術(RadioFrequencyIdentification，RFID)，又稱電子標簽，是利用無線射頻信號空間耦合的方式，實現(xiàn)無接觸的標簽信息自動傳輸與識別的技術。(2)感知層關鍵技術RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，包括兩個核心部分：讀寫器（Reader）和電子標簽(也稱射頻卡、應答器,Tag)。另外還包括天線、主機等。RFID系統(tǒng)的組成RFID電子標簽（Tag）

RFID電子標簽又稱電子標簽或數(shù)據(jù)載體，是系統(tǒng)主要核心部件，有耦合元件和芯片組成，用于存儲數(shù)據(jù)信息；43RFID閱讀器（Reader）用于讀取、寫入標簽信息的設備，分為手持和固定式。各種讀寫器45RFID技術的基本工作原理：標簽進入磁場后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(PassiveTag，無源標簽或被動標簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(ActiveTag，有源標簽或主動標簽)；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。RFID應用系統(tǒng)結構47傳感器技術傳感器是指能感受規(guī)定的被測量件，并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。1.不同用途的力傳感器4950515.磁傳感器52嵌入式系統(tǒng)

-—以應用為中心

—以計算機技術為基礎

—軟硬件可裁剪

—適用于應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)有如下特點：(1)嵌入式系統(tǒng)是與特定應用緊密結合的，它具有很強的專用性，必須結合實際系統(tǒng)需求進行合理利用。(2)嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)應用需求對軟硬件進行選擇，以滿足應用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積等要求。無線傳感器網(wǎng)絡嵌入式OS代表性的是UCBerkelsy的TinyOS，是一種面向無線傳感器網(wǎng)絡的新型嵌入式操作系統(tǒng)。55可穿戴計算機在提高人的感知能力方面研究的發(fā)展56智能機器人的應用57585960616263美國GPS歐盟GALILEO俄羅斯GLONASS中國北斗感知層（衛(wèi)星導航系統(tǒng)）目前全世界一共有四大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)：一個是美國的GPS系統(tǒng)：GPS系統(tǒng)是世界上最早建立的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，無論在系統(tǒng)的成熟性、服務的精度，都處于最領先的水平。一個是俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)：俄羅斯正在加緊恢復建設格洛納斯系統(tǒng)，已經(jīng)基本建成，即將提供相應的服務,

其抗干擾能力較強。一個是歐洲正在建設的伽利略系統(tǒng)：伽利略系統(tǒng)正在建設，目前還沒有提供正式的服務,

可能在2014年開始提供導航服務。一個是中國的北斗:已覆蓋了亞太地區(qū)，

2020年左右，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)形成全球覆蓋能力，短信服務是北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)的特色感知層（衛(wèi)星導航系統(tǒng)）GIS

GIS(GeographicInformationSystem，地理信息系統(tǒng))是以測繪測量為基礎，以數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)儲存和使用的數(shù)據(jù)源，以計算機編程為平臺的全球空間分析即時技術。

北京市前門地理信息系統(tǒng)三維GIS地理信息系統(tǒng)70712.網(wǎng)絡層

網(wǎng)絡層的主要功能是直接通過現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)(IPv4/IPv6網(wǎng)絡)、移動通信網(wǎng)(如GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、無線接入網(wǎng)（Wi-Fi）、無線局域網(wǎng)等)、有線電視網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、微波、北斗等基礎網(wǎng)絡設施，對來自感知層的信息進行接入和傳輸。(1)網(wǎng)絡層主要功能互聯(lián)網(wǎng),廣義的因特網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)是一個由各種不同類型和規(guī)模的、獨立運行和管理的計算機網(wǎng)絡組成的世界范圍的巨大計算機網(wǎng)絡。74移動通信網(wǎng)移動通信使電話擺脫了電纜的束縛，讓人們可以以更加靈活方便的方式進行交流。GPRS（GeneralPacketRadioService）：中文含義為通用分組無線服務，它是利用“包交換”（Packet-Switched）的概念所發(fā)展出的一套無線傳輸方式

3G技術：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA4G技術無線短距離通信技術（1）ZigBee:ZigBee技術是基于IEEE802.15.4特點：

低速率（低于250kbps）低功耗（休眠模式，2節(jié)5號6個月）

低成本

自配置

靈活的網(wǎng)絡拓撲結構：星狀、簇狀、網(wǎng)狀（2）藍牙是一種支持設備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信。藍牙支持點對點及點對多點通信，工作在全球通用的2.4GHzISM（即工業(yè)、科學、醫(yī)學）頻段。其數(shù)據(jù)速率為1Mbps。3應用層->功能是把感知和傳輸來的信息進行分析和處理，做出正確的控制和決策，實現(xiàn)智能化的管理、應用和服務例如：展示、預警、報警、數(shù)據(jù)挖掘、智能處理(1)應用層主要功能(2)應用層關鍵技術云計算

云計算概念是由G