物联网概述1国内外发展状况2

物联网走进互联网物联网概述1国内外发展状况2M2M业务5物联网体系架构3物联网产业链4.物联网应用6物联网发展趋势71.1从二部好莱坞大片说起《大战皇家赌场》：物联网的萌芽有这么一个情节：M夫人在邦德的手臂中植入一个电子芯片，并将个人信息输入到电子芯片中，而正是这枚能够识别个人身份信息的芯片，关键时候成为了邦德的救命恩人。这枚电子芯片就是射频标签，只不过在我们现实生活中，它广泛应用于商品，而不是我们人类。《阿凡达》史上最强的物联网宣传片潘多拉星球的各种生物、纳美人历代祖先都可以通过圣树来实现连接。在树与树根之间都有着某种类似电流的信息传递，就好像神经连接细胞组织那样。每一棵树之间都有着成千上万个不同的节点。潘多拉星球上有上亿棵树，它像一种全球网络，纳美人可以登录进去，进行信息的上传、下载和存储。圣母化身的神树实际上是潘多拉星球的服务器，星球上所有纳美人和生物都是物联网的传感器节点，物物通信、人机通信通过纳美人和马、龙等生物的精神合体来实现。如图1-3所示，纳美人的长辫子和树木的根须，是神经接触灵魂沟通的重要媒介，他们通过尾巴进行连接这种独特的方式，达到心灵相通。这简直就是IBM描绘的“智慧的地球”的神话版！1.2物联网的前世今生咖啡壶事件：物联网的理念最早可以追溯到1991年英国剑桥大学的咖啡壶事件。剑桥大学特洛伊计算机实验室的科学家们在工作时，要下两层楼梯到楼下看咖啡煮好了没有，但常常空手而归，这让工作人员觉得很烦恼。为了解决这个麻烦，他们编写了一套程序，并在咖啡壶旁边安装了一个便携式摄像机，镜头对准咖啡壶，利用计算机图像捕捉技术，以3帧/秒的速率传递到实验室的计算机上，以方便工作人员随时查看咖啡是否煮好，省去了上上下下的麻烦。而这只因网络而闻名的咖啡壶最终也以7300美元的价格售出。就网络数字摄像机而言，确切地说：其市场开发、技术应用以及日后的种种网络扩展都是源于这个世界上最富盛名的“特洛伊咖啡壶”。比尔盖茨与《未来之路》1995年，比尔盖茨曾撰写过一本在当时轰动全球的书——《未来之路》，他在这本书中预测了微软乃至整个科技产业未来的走势。在该书中，比尔.盖茨提到了“物联网”的构想，意即互联网仅仅实现了计算机的联网，而未实现与万事万物的联网。他在书中写道：“一对邻居在各自家中收看同一部电视剧，然而在中间插播电视广告的时段，两家电视中却出现完全不同的节目。中年夫妻家中的电视广告节目是退休理财服务的广告，而年轻夫妇的电视中播放的是假期旅行广告。另外，当您驾车驶过机场大门时，电子钱包将会与机场购票系统自动关联，为您购买机票，而机场的检票系统将会自动检测您的电子钱包，查看是否已经购买机票。”；1.3何为物联网？物联网（TheInternetofthing)的概念是在1999年提出的，又名传感网，他的定义很简单：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别与管理。国际电信联盟曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。1.4物联网基本特点全面感知：利用RFID、传感器、二维码，及其它各种的感知设备随时随地的采集各种动态对象，全面感知世界。可靠的传送：利用以太网、无线网、移动网将感知的信息进行实时的传送。智能控制：对物体实现智能化的控制和管理，真正达到了人与物的沟通。物联网应用与发展趋势物联网概述1国内外发展状况2M2M业务5物联网体系架构3物联网产业链4.物联网应用6物联网发展趋势72.1国外物联网现状1991年，美国麻省理工学院的KevinAsh-ton教授首次提出物联网的概念。1995年，比尔・盖茨在其《未来之路》一书中已提及物联网概念。1999年，美国麻省理工学院建立了“自动识别中心”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期主要指依托射频识别（RFID）技术的物流网络。2004年，日本总务省提出U-Japan计划，在日本建设一个实现所有物品和人都能在任意时间、任意地点通过互联网接收和发送信息的泛网络。2005年，国际电信联盟（ITU）发布的《ITU互联网报告2005：物联网》引用了“物联网”概念，并将物联网范围拓展至RFID技术以外。2009年1月，IBM首席执行官彭明盛提出“智慧地球”构想，其中物联网为“智慧地球”不可或缺的一部分，而奥巴马在就职演讲后已对“智慧地球”构想提出积极回应，并提升到国家级发展战略。2.2国内物联网现状2009年8月，温家宝总理在无锡调研时，视察了“中科院无锡传感网工程技术研发中心”，对传感器研发中心予以高度关注，指示建设“感知中国”中心。至此，物联网的“感知中国”战略正式以无锡为中心向全国拓展。2010年，温家宝总理在政府工作报告中提出，大力培育战略性新兴产业，加快物联网的研发应用。物联网等新一代信息技术产业被列为国家战略性新兴产业。2012年3月，由中国提交的“物联网概述”标准草案经国际电信联盟审议通过，成为全球第一个物联网总体标准，中国在国际物联网领域的话语权进一步加强。物联网概念虽然起源于国外，但目前我国物联网发展基本同步于全球，均处于物联网起步阶段。当前，我国物联网已初步形成了完整的产业体系，具备了一定的技术、产业和应用基础，发展态势良好。2012年，我国物联网市场规模达到3650亿元，较上年增长38.9%。根据中国物联网研究发展中心预测：到2015年，我国物联网整体市场规模将达到7500亿元，年复合增长率约30%，市场前景巨大。图4我国物联网产业规模预测2.3国内物联网问题我国物联网市场存在“中间强两头弱”的不良现象。目前我国网络层发展较好，其他两层发展动力不足。感知层负责信息的采集，主要通过传感器、RFID标签、数码设备等采集数据，并利用RFID、红外等技术源源不断地将数据导入信息处理系统。国内感知层发展不佳的原因：一、国内中高端传感器严重依赖进口，进口占比80%，传感器芯片进口占比达90%，国产化需求迫切；二、传输技术RFID标准不统一，知名企业推出的产品互不兼容。网络层负责信息的传输。据专家介绍，我国在道路建设中，铺设了大量光纤骨干网，但利用程度不高，而物联网的海量数据正好充分利用这部分光纤网络。应用层方面，我国物联网应用主要集中在智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业等领域，虽然应用领域非常广阔，但目前仍处于起步阶段，在我国物联网市场中产值贡献不足10%。2.4国际物联网问题基础物联网多系统集成问题技术标准问题：网络层互联网；有TCP/IP协议；接入层协议类别多:GPRS、传感器、TD-SCDMA、有线等多种通道；物联网是基于网络的多种技术的结合，应该有相关协议标准做支撑。地址问题:每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要解决地址问题。多种技术融合问题：传感器技术、射频识别技术、通道技术、控制技术、智能技术等技术的融合问题。物联网应用与发展趋势物联网概述1国内外发展状况2M2M业务5物联网体系架构3物联网产业链4.物联网应用6物联网发展趋势73.1物联网体系架构3.2.1感知层功能及其技术感知层是物联网的皮肤和五官。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等，主要作用是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。物联网感知层解决的就是人类世界和物理世界的数据获取问题。感知层所需要的关键技术包括检测技术、中低速无线或有线短距离传输技术等，如：传感器技术、RFID技术、二维码技术、ZigBee技术、蓝牙等等。传感器技术计算机类似于人的大脑，而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不够的，计算机也还需要它们的“五官”—传感器。传感器功能：传输、处理、存储、显示、记录、控制等功能。传感器作用：传感器是摄取信息的关键器件，它是物联网中不可缺少的信息采集手段，也是采用微电子技术改造传统产业的重要方法。RFID技术RFID是射频识别（RadioFrequencyIdentification）的英文缩写，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID系统的组成：电子标签（Tag）、读写器（Reader）、天线。RFID技术的主要特点：快速扫描；可重复使用；穿透性和无屏障阅读；数据的记忆容量大；安全性；二维码技术二维码也叫二维条码或二维条形码，是用某种特定的几何形体按一定规律在平面上分布（黑白相间）的图形来记录信息的应用技术。技术原理：二维码使用若干与二进制相对应的几何形体来表示数值信息，并通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息的自动处理。二维码的应用前景：炒得很火热的是二维码与O2O(OnlineToOffline)模式的结合，即利用二维码的读取将线上的用户引流给线下的商家，腾讯很看好这个模式，马化腾称二维码是线上线下的一个关键入口。尽管有些人不看好二维码的应用，但无可否认，只要培养了足够多的用户群，再结合良好的商业模式，二维码将成为桥接现实与虚拟最得力的工具之一。二维码特点：信息容量大、编码范围广、容错能力强、译码可靠性高、成本低，易制作，持久耐用等特点。ZigBee技术、蓝牙ZigBee是一种短距离、低功耗的无线传输技术，是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，它是IEEE802.15.4协议的代名词。同时，ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。应用：短距离范围、数据流量较小的业务。蓝牙（Bluetooth）是一种无线数据与话音通信的开放性全球规范，和ZigBee一样，是一种短距离的无线传输技术。蓝牙采用高速跳频（FrequencyHopping）和时分多址（TimeDivisionMultipleAccess，TDMA）等先进技术，支持点对点及点对多点通信。蓝牙的应用：话音/数据接入、外围设备互连、个人局域网（PAN）。3.2.2网络层功能及其技术网络层主要承担着数据传输的功能在物联网中，要求网络层能够把感知层感知到的数据无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，它解决的是感知层所获得的数据在一定范围内，尤其是远距离地传输问题。网络层的关键技术：Internet、移动通信网、无线传感器网络Internet、移动通信网物联网也被认为是Internet的进一步延伸。Internet将作为物联网主要的传输网络之一，它将使物联网无所不在、无处不在地深入社会每个角落。移动通信网由无线接入网、核心网和骨干网三部分组成。无线接入网主要为移动终端提供接入网络服务，核心网和骨干网主要为各种业务提供交换和传输服务。在移动通信网中，当前比较热门的接入技术有3G\4G、Wi-Fi和WiMAX。无线传感网络无线传感器网络（WSN）的基本功能是将一系列空间分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接，从而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总，以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控，并根据这些信息进行相应的分析和处理。无线传感器网络的特点：节点数目更为庞大（上千甚至上万），节点分布更为密集由于环境影响和存在能量耗尽问题，节点更容易出现故障环境干扰和节点故障易造成网络拓扑结构的变化通常情况下，大多数传感器节点是固定不动的传感器节点具有的能量、处理能力、存储能力和通信能力等都十分有限3.2.3应用层功能及其技术应用层的任务是：感知和传输来的信息进行分析和处理，做出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。这一层解决的是信息处理和人机界面的问题。应用层的关键技术：M2M、云计算、人工智能、数据挖掘、中间件人工智能、数据挖掘人工智能（ArtificialIntelligence）是探索研究使各种机器模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等），使人类的智能得以物化与延伸的一门学科。在物联网中，人工智能技术主要负责分析物品所承载的信息内容，从而实现计算机自动处理。