物联网技术及其应用课件

JINHUAPOLYTECHNICJINHUAPOLYTECHNIC物联网技术及其应用寿康背景*2011年9月2日至4日中国(宁波)智慧城市技术与应用产品博览会(以下简称“智博会”)隆重举办，浙江省政府、工业和信息化部、国家标准化委员会签署了战略合作框架协议，三方将联合开展“智慧城市”建设试点工作，并支持宁波成为“智慧城市”国家综合试点城市。*我国物联网产业2012年市场规模已达到3650亿元，比此前一年增长38.6%，而今年连续的行业利好政策让投资者对物联网再度充满想象。新华社发布的《2010至2011年中国物联网发展年度报告》认为，保守预计到2015年，中国物联网产业将达到5000多亿元的规模，年均增长率为11%左右。*2013年由住建部组织召开的国家智慧城市试点创建工作会议1月29日在北京召开，会议公布了首批国家智慧城市试点名单共90个（温州市、金华市、诸暨市、杭州市上城区、宁波市镇海区）*2013年5月14日金华市委书记陈一新说网络经济转型升级“一号产业”*2013年6月12日，潘云鹤金华主讲《中国智能城市的建设》第一讲物联网概述第二讲物联网技术基础知识——RFID——无线传感器网络——网络技术——智能计算第三讲物联网技术的应用（生活、农业、交通等）第一讲物联网概述物联网概念综述12354物联网从何而来物联网三大推动力物联网整体体系构架总结什么是物联网？什么是物联网？通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品通过有线与无线方式与互联网连接，进行通信和信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。(InternetofThings)。物联网（IoT）概念的提出2009年2008年2005年1998年lMIT的KevinAshton第一次提出：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”lITU报告：物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络lIBM提出：把传感器设备安装到各种物体中，并且普遍连接形成网络，即“物联网”，进而在此基础上形成“智慧地球l欧洲物联网研究项目工作组制订《物联网战略研究路线图》，介绍传感网/RFID等前端技术和20年发展趋势物联网形式早已存在，统一意义上的物联网概念提出是在架构在互联网发展成熟的基础上物联网的三大推动力第一大推动力：政府第二大推动力：企业第三大推动力：教育界与科技界第一大推动力：政府美国总统奥巴马2009年1月20日就职美国第44任总统，1月28日为了摆脱经济危机阴影的笼罩，提出了两项国家新战略计划——新能源和“物联网”“互联网＋物联网＝智慧的地球”奥巴马期望利用“智慧的地球”来刺激经济复苏，把美国经济带出低谷。第一大推动力：政府欧盟2009年6月制定物联网行动方案，推出物联网标准战略，确保物联网的可信度、接受度和安全性：2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域2010－2015年实现物与物之间的互联2015－2020年进入半智能化2020年之后实现全智能化。第一大推动力：政府日本u-Japan战略，希望实现从有线到无线、从网络到终端、包括认证、数据交换在内的无缝链接泛在网络环境，100％的国民可以利用高速或超高速网络。韩国也实现了类似的发展。配合u-Korea推出的u-Home是韩国的u-IT839八大创新服务之一。智能家庭最终让韩国民众能通过有线或无线的方式远程控制家电设备，并能在家享受高质量的双向与互动多媒体服务。澳大利亚、新加坡、法国、德国等其他发达国家也加快部署了下一代网络基础设施的步伐，全球信息化正在引发当今世界的深刻变革2009.8.7中国国务院总理温家宝调研无锡时，对无锡传感中心高度关注，提出把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法并指出：在传感网发展中早一点谋划未来---早一点攻破核心技术。第一大推动力：政府温家宝2009年11月3日上午在人民大会堂首都科技大会上强调要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。2010年3月5日在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告时指出，大力培育战略性新兴产业。积极推进“三网”融合取得实质性进展，加快物联网的研发应用。第一大推动力：政府2011年3月5日在十一届全国人大四次会议上作政府工作报告时指出：加快发展节能环保、电子信息、物联网、新能源等战略性新兴产业，提升改造生物医药等四大高新技术优势行业，组织企业实施科技攻关第一大推动力：政府2010年9月，物联网技术作为新一代信息技术的重要组成部分而被列为国家重点培育的中国的战略性新兴产业……国家“十二五”规划明确提出，物联网将会在十大领域重点部署：智能电网智能交通智能物流智能家居环境与安全检测医疗健康国防军事精细农牧业金融与服务业工业与自动化控制国家和地方政府支持物联网发展要点125634应用服务导向关键技术突破试点示范带动产业联盟推进基础设施先行产业园区辐射l传感器技术和部件l移动通信技术和芯片l数字信号处理技术l政府事务应用l社会公共服务应用l行业和企业专业应用l公共安全、交通、环境l生活服务、医疗卫生l安全溯源、电网、物流l政策法规和标准建设l移动和宽带网络建设l计算中心建设l通过产业联盟的成立，推进产业快速发展l争取科技重大专项，支持关键技术成果产业化l通过产业园区建设，聚焦和强化产业力量物联网受到高度关注，“试点项目与投资趋向”和“参与产业联盟与争取重大专项”是关键第二大推动力：企业第三大推动力：教育界与科技界2010年3月9日教育部网站发出通知：我国拟针对互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等国家决定大力发展的重要战略性新兴产业，在高校本科教育阶段设立相关专业。这其中就包括增设物联网专业，以期为重要战略性新兴产业——物联网相关产业培养高素质人才。物联网整体体系架构物联网感知层网络连接统一IP协议关注IPv6IT和应用统一架构关注云计算RFID读写M2M终端传感器网摄像监控定位授时物联网网络层接入网络核心网络业务支撑平台物联网应用层行业应用平台行业应用系统物联网是一个以应用为导向，分工日渐清晰的产业，IPv6和云计算是核心基础架构发展方向智能家居智能城管智能交通智能电力智能医疗行业应用导向，完整解决方案交付产业链各环节定位，通用产品提供感知层是物联网全面感知的基础物联网感知层lRFID标签和读写器lM2M终端和传感器l传感器网络和网关感知层实现方式l摄像头和监控lGPS/北斗定位授时l智能家居网关感知层作用感知层突破方向l感知和识别物体l采集和捕获信息l更敏感和更全面的感知能力l解决低功耗的问题l解决小型化和低成本问题RFID读写智能家居网关M2M终端传感器网络摄像头GPS/北斗传感器网关感知层是实现物的世界连接和感知的基础，必须考虑感知层的全面布局和发展重点产品策略无线上连&有线上连网络层是物联网无处不在的前提物联网网络层l接入网：无线/光纤各种类型的接入形式l核心网：统一IP协议上的大带宽的可靠网络l业务支撑平台：业务统一管理部署和运营支撑网络层主要层次网络层作用网络层突破方向l连接感知层和应用层l随时随地的连接实现l当前最成熟的部分l扩展规模，以实现无处不在l业务可扩展的管理运营能力l简化结构，上下层面融合IP统一协议有效降低实现成本规模扩展带来IPv6的发展动力接入网络l无线接入：2G/3G/LTE/WLAN/WiMaxl有线接入：光纤（PON）和铜线（xDSL）l汇集承载：IP化传输网络（PTN/CE）核心网络&业务网关l统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口l针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制l边缘业务控制实现业务感知、控制和策略转发CPE业务平台鉴权平台计费平台经营分析平台业务支撑平台l提供终端和业务的通道和联动控制逻辑l实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展l针对客户提供用户自定义业务环境和接口网络层是物联网成为普遍服务前提，必须关注规模扩展机遇，重点是接入网络和业务支撑平台应用层是物联网智能处理的中枢物联网应用层l智能家居l智能交通l智能城管应用层主要应用方向应用层作用应用层突破方向l信息技术与行业专业技术结合l实现广泛智能化应用的解决方案集合l信息技术与行业的深度融合l信息的社会化共享和安全保障l基于云计算的应用整体架构l智能电力l智能医疗l智能通信服务云计算是应用大规模部署关键云计算资源云计算业务计算能力存储能力全局控调SaaSPaaSIaaS云计算的意义l适应业务量增长不确定性的弹性架构体系l适应海量数据计算和存储的低成本曲线的架构l适应开放式的应用提供和部署环境lIT架构和商业模式转变的关键物联网应用发展六热点大领域智能家居智能电力智能交通智能医疗智能城管智能通信服务六大热点涵盖了主要应用集和投资方向应用层是物联网的智能中枢，必须关注云计算新架构应用和聚焦方向的应用方案集合的提供小结：物联网概念最关注以人为中心统一的物联网概念核心关注点是：以人为中心，建立为人服务的物的基础架构和应用体系E社会模型智慧地球模型l强调以人为中心的任意可达的网络l强调以人为中心的按需可用的服务l强调为人服务的生产生活各个方面l强调为人服务的智能处理能力提升智慧城市智慧电力智慧医疗智慧水源智慧电信智慧零售智慧交通智慧石油智慧银行智慧食品SmartPlanet智慧地球物联网不是包含一切的连接物的网络，其核心是以人为中心的物的网络和为人服务的应用第二讲物联网技术基础知识物联网信息获取与感知技术1234物联网信息传输技术物联网信息处理技术总结RFID相关的自动识别技术自动识别技术：包括条形码、接触式IC卡、生物特征识别、光学字符识别（OCR）以及射频识别（RFID）等。条形码（BarCode）技术：最早产生在20世纪20年代，由一组规则排列的条和空、相应的数字组成。其它......左空白区起始左层指示符号字符右层指示符号字符数据区右空白区终止空白区空白区横列0横列1横列2横列3横列4横列5RFIDRFID的应用第二代身份证RFID技术和应用的市场前景巨大人财物l应用领域：身份识别、签名认证l应用要求：身份认证、签名、交易要求具备法律效力，不可抵赖、篡改及假冒l应用领域：财富管理、商业交易l应用要求：构建虚拟“围墙”，确保数字财富、数字物品的安全l应用领域：识别防伪、记录管理l应用要求：与实体社会映射通道分布广泛、方便快捷，映射关系一致RFID广阔的应用前景移动支付不停车收费物流仓储RFID技术具有广阔的应用前景和乐观的市场空间，应该及早掌握相关技术和实现产品化商品防伪自动导航食品追溯药品追溯自动导游校园一卡通物联网通信层是连接智能设备和控制系统的桥梁，有两大类：“地上走的”有线通信和“天上飞的”无线通信。有线通信分为相对短距离的现场总线和中长距离的可支持IP的网络。无线通信技术主要分为的短距离接入的无线网状网、RFID和WIFI/WiMAX等，以及中长距离的GSM和CDMA、卫星通信技术等两类。在物联网应用中，用无线网状网和现场总线网络做最后一公里接入、用GPRS/CDMA网络和IP网等广域网络做长距离主干传输的组合方式是一种常用组合。智能计算物联网产业链DCM三架马车物联网软件和中间件从“牛计算”到云计算传感网应用是未来感知层的主要形式传感网具有广阔应用前景，是未来泛在感知的主要形式，是当前物联网技术突破的主要方向农业生产监控城市环境监控生产安全监控易观国际预测数据中国传感网市场规模将于2015年超过200亿元2010年和2011年市场增长速度显著提升传感网市场开始规模启动l传感网具有广阔的应用前景和乐观的市场空间l当前传感网发展还存在关键技术突破和协议统一等问题l建议初期项目采用合作方式，机会合适时并购相关公司手机集成传感器平台是发展趋势手机发展趋势是“移动互联网服务+移动传感服务”，这是值得关注和研究的方向内置传感网关集成式传感器分布式传感器手机传感器平台TitleinhereGPS定位应用TitleinhereTitleinhere体征传感器