物联网通信-概述28

物联网通信技术授课人：肖竹（讲师，博士）Email：[e-mail]课程安排40学时+16学时上机教学目标介绍物联网核心通信技术，主要包括近距离无线通信，无线传感器网络，移动通信技术等，通过本课程的学习，使学生认识、了解和掌握物联网所涉及的通信技术的概念、基本原理、关键技术和实际应用，并结合课程实验，为物联网工程专业学生今后从事相关工作打下基础。上课时间及地点第1-10周(双周)周一1-2节，综407;第1-15周，周三5-6节,综407。课程安排考核方式20%作业及考勤30%课程实验50%期末考试教材推荐张新程等著.物联网关键技术.人民邮电版社,2011.7.课程安排教程推荐张春红等著.物联网技术与应用.人民邮电出版社,2011.1.朱晓荣等著.物联网与泛在通信技术.人民邮电出版社,2010.11.授课老师肖竹•2007.3－2009.12，西安电子科技大学，综合业务网与关键技术国家重点实验室(ISN)，信息与通信工程工学博士，导师：于全院士，易克初教授研究方向：通信信号处理、超宽带通信系统、定位测距与导航和卫星通信•2004.9－2007.2，西安电子科技大学，智能感知与图像理解教育部重点实验室，电子科学与技术工学硕士，导师：焦李成教授研究方向：SAR图像和遥感图像处理，特征融合与分类•2010年加入湖南大学•2010.5－2012.3，英国贝德福特大学(UniversityofBedfordshire)，博士后主要研究领域：宽带无线通信下一代移动通信网异构网络无线传感器网络测距导航与定位第1章物联网概述1.1物联网的概念物联网（InternetofThings）的概念最早由MITAuto-ID中心Ashton教授于1999年在研究射频识别（RFID）时首先提出：把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成一个物联网2005年国际电信联盟（ITU）发布有关物联网的报告指出：无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷，从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行信息交换。射频识别技术，传感器技术，纳米技术，智能嵌入式技术将达到广泛的应用。第1章物联网概述1.1物联网的概念早期认识典型的物联网是将所有的物品通过短距离RFID等信息传感设备与互联网连接起来，实现局域范围内的物品“智能化识别和管理”。当代认识物联网的基本含义就是一种虚拟数字世界和现实物理世界的融合。物联网的目标现实世界与虚拟世界的双向融合:第一个方向是现实世界向虚拟世界的融入第二个方向是虚拟世界向现实世界的融入1.1物联网的概念在“数字世界泛在化”和“物理世界智能化”的融合过程中，物联网被赋予多个维度的内涵，具有多重含义。从领域的维度（横向）物联网覆盖了信息技术和通信技术的众多领域，包括RFID、传感器、互联网、嵌入式、移动通信等。第1章物联网概述广义上，物联网就是以“物”的信息感知、传输、处理为特征，利用包括RFID、移动通信、传感器等在内的通信技术使“物”具有通信能力，利用嵌入式、中间件编程等信息技术使“物”具有信息处理能力，形成一个物物、人人、人物都能通信的系统。1.1物联网的概念从层次的维度（纵向）第一层是感知网络利用RFID、摄像头、各类传感器、GPS等识别物体、采集信息第二层是传输网络利用通信和网络相关手段，如移动通信系统、互联网等将感知层获取的信息进行处理和传递第三层是业务和应用网络分析和处理获取的信息，实现智能化的管理、应用和服务第1章物联网概述1.1物联网的定义物联网与传感网物联网与互联网物联网与泛在网第1章物联网概述传感网是物联网的组成部分物联网是互联网的延伸泛在网是物联网发展的愿景1.2物联网的定义第1章物联网概述第1章物联网概述1.3物联网体系结构1.4物联网的发展概况第1章物联网概述物联网实例发展无所不在的网络（U网络），以人为本，实现所有人与人、物与物、人与物之间的连接，即所谓的4U（Ubiquitous，Universal，User-oriented，Unique）。韩国的“U-Korea”战略1.4物联网的发展概况韩国信息和通信部具体推动“U-Korea”项目的建设，重点支持“无所不在的网络”相关的技术研发及科技应用，希望通过“U-Korea”计划的实施带动国家信息产业的整体发展。日本的“U-Japan”计划第1章物联网概述第1章物联网概述第1章物联网概述2005年2月，新加坡资讯通信发展局发布名为“下一代I-Hub”的新计划，标志着该国正式将“U”型网络构建纳入国家战略。该计划旨在通过一个安全、高速、无所不在的网络实现下一代的联接。新加坡“下一代I-Hub”计划1.4物联网的发展概况第1章物联网概述美国的“智慧的地球”2008年11月，IBM公司总裁彭明盛推广“智慧的地球”（SmartPlanet）这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施，阐明其短期和长期效益。2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，对此给予了积极的回应，认为“智慧的地球”有助于美国的“巧实力”（SmartPower）战略，是继互联网之后国家发展的核心领域。1.4物联网的发展概况第1章物联网概述欧盟的物联网行动计划2006年欧盟成了的工作组，进行RFID技术研究。2008年发布了《2020年的物联网——未来路线》2009年欧盟制订了《物联网——欧洲行动计划》。目前欧盟已将物联网及其核心技术纳入到预算高达500亿欧元并开始实施的欧盟“第七个科技框架计划（2007—2013年）”中。1.4物联网的发展概况第1章物联网概述中国的“感知中国”2009年8月国家领导人在考察无锡高新微纳传感器工程技术中心时指出，要积极创造条件，在无锡建立中国的传感网中心——“感知中国”中心。2010年3月，“加快物联网的研发应用”第一次写入中国政府工作报告。《国家中长期科学与技术发展规划（2006－2020年）》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。1.4物联网的发展概况第1章物联网概述我国物联网发展现状一是产业体系初步形成但产业化能力不高，尚未形成规模化产业优势；二是核心关键技术有待突破，在传感器、芯片、关键设备制造、智能通信与控制、海量数据处理等核心技术上，与发达国家存在较大差距；三是标准比较分散、体系还不完善，在国际上面临标识等关键资源和核心标准的竞争；四是物联网应用的规模和领域比较小，没有形成成熟的商业模式，应用成本较高；五是物联网承载大量的国家经济社会活动和战略性资源，因而面临巨大的安全与隐私保护挑战。1.5我国物联网发展现状第1章物联网概述第1章物联网概述目前物联网还缺乏统一标准。标准化的实现将能够整合行业应用，规范新业务的实现和测试，保证物联网产品的互操作性和全网的互联互通。物联网标准体系的建设与完备，是扩大物联网市场规模的基础，是物联网产业发展的关键。物联网的标准化概况1.6物联网的标准化第1章物联网概述第1章物联网概述国际物联网标准制定现状目前投入物联网相关整体架构研究的国际组织有：（1）ETSI欧洲电信标准化协会M2M技术委员会，研究M2M物联网（2）ITU-T国际电信联盟泛在传感网（USN）（3）ISO/IEC国际标准化组织/国际电工协会RFID的标准化研究1.6物联网的标准化第1章物联网概述（1）电子标签标准工作组成了于2005年10月（2）传感器网络标准工作组（WGSN）成立于2009年9月（3）成立于2003年的资源共享协同服务标准工作组（闪联）：信息设备智能互联与资源共享协议（4）中国通信标准化协会（CCSA）：《无线泛在网络体系架构》、《无线传感器网络与电信网络相结合的网关设备技术要求》（5）运营商。中国电信开发了开放式架构的M2M平台，在一定程度上解决了标准化问题。我国物联网标准制定现状第1章物联网概述欧洲智能系统集成技术平台组织（EPoSS）在《InternetofThingsin2020》中预测，物联网的发展将经历四个阶段：1.7物联网的前景展望第1章物联网概述2010年之前以RFID为代表的物联网技术广泛应用于物流、零售和制药等领域；2010—2015年实现物与物之间的互联；2020年之后实现全智能化2015—2020年进入半智能化；第1章物联网概述物联网的广泛应用1.7物联网的前景展望第1章物联网概述物联网发展面临的挑战虽然物联网具有美好的前景和重大的意义，但物联网的大规模地应用面临的挑战，至少包括三个方面:一是成本的挑战二是安全的挑战三是侵犯隐私的威胁第1章物联网概述1.7物联网的前景展望2.1物联网通信技术物联网：具有自我标识,感知和智能的物理实体基于通信技术相互连接形成的网络,这些物理设备可以在无需人工干预的条件下实现协同和互动,为人们提供智慧和集约的服务.谢谢！问题？