物联网与物联网管理

第一章物联网与物联网管理物联网（IoT）概念的提出2009年2008年2005年1998年MIT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”ITU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IBM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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温家宝总理考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心后，指示“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫‘感知中国’中心”。无锡市政府多次赴京向国家三部委申报“中国传感网产业园”。背景•物联网(TheInternetofthings)的概念最早是在1999年提出的，其后又多次被重复。其定义是：把任何物品通过射频识别（RFID），红外感应器，全球定位系统，激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议与互联网连接起来，进行信息交换和共享，以实现智能化识别和管理的一种网络。物联网概念物联网的定义•范畴：网络；•方式：传感设备、协议、信息交换和通讯；•目的：识别、定位、跟踪、监控和管理。•含义：物联网是物物相连的互联网。一层：基础和核心仍是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；二层：用户端从个人电脑延伸和扩展到任何物品间的信息交换和通讯。•在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，人们能够彼此进行“交流”，人与物能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。•其实质是网络通信，网状网络是关键，它是利用感知/无线技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。物联网的定义客观事物会说话应用与决策、服务与运营统一的数据平台体系(云计算）传感器/智能卡/智能设备物联网物联网的英文叫InternetofThings，物联网就是物物相连，把真实数据实时传到网络中，形成各种应用和服务物联网就是物体真实信息的网络体系国际物联网发展中国：2009年8月感知中国以中科院和中国移动为先导，强调自主创新的传感技术和TD结合美国：2008年底IBM向美国政府提出的“智慧地球”战略强调传感等感知技术的应用，提出建设智慧型基础设施欧盟：2009年6月物联网行动计划具体而务实，强调RFID的广泛应用，注重信息安全日本：2009年8月u-Japan战略在u-Japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用关注点1：全面感知关注点2：可靠传送关注点3：智能处理传感器和RFID智能嵌入技术(如智能家庭)短距无线和传感网技术IP化多业务承载的公网信息IT技术深入各行业物物&人物交互的智能中枢美国--智慧地球•IBM是智慧地球的推动者•提出应用物联网技术实现智慧地球计划•说服奥巴马将物联网提升为美国国家战略•设立“更加智能的星球”的网站•发布“智慧地球赢在中国”白皮书•IBM技术优势–服务器等系列产品–解决方案及云计算技术•IBM核心问题–现有应用规模小–欠缺行业性和专业性欧盟FP7物联网---国家战略仪表读写集团车辆私人车辆安全收费资产管理智能城市智能家居医疗电子设备物品溯源电力车辆管理车辆盗窃写安防销售网点机器设备城市照明智能电网远程监护可连PNDRFID供应链煤气电子收费远程诊断商业调查售票储存罐交通管理智能电器设备朔源电子书库存水驾驶辅助城市调查ATM机储存箱公共信息园艺泳池病人监理电子相框…车联网个人调查零售机能源设备垃圾废物电子游戏保险停车交费环境农场传感雷达探测电子通话药品管理远程诊断………成熟市场新兴市场未来市场FP7市场日本--泛在网为立国之本物联网在台湾的应用发展中国-物联网为战略性新兴产业物联网被正式提升为战略性新兴产业，国家物联网标准联合工作组成立中国--无锡物联网园区•主要优势–园区及品牌–政府支持–传感器电源部分自主开发–RFID、传感器标准制定•核心问题–传感器敏感元件进口空间规划面积20平方公里，一期10.8平方公里，2012产业规模达1000亿，2015年达2500亿目前各研究院所进驻很多中国与欧美日特点比较西方特点欧美日在信息化设施、技术体系、应用经验等占据优势欧美日在基础元件、网络架构方面具备绝对优势欧美日在标准制定方面具备优势。中国特点中国信息化基础，是一种优势中国在标准制定方面已经介入中国在起步方面属于同时起步中国在政府的主导和引导作用占据优势中国是全世界最大的制造业中国是全世界最大的市场传感器RFID自动化仪表多媒体信息数据采集短距无线传输技术自组织组网技术协同信息处理传感器中间件技术传感器网络组网和协同信息处理感知层下一代承载网M2M无线接入移动通信网互联网互联网、移动通信网及其他专网通信层异构网融合资源和存储管理专用网络远程控制应用通信中间件信息开放平台云计算平台服务支撑平台物联网应用支撑子层环境监测工业控制智能物流……物联网应用应用层传感网与通信网的互通数字城市智能交通智能水利智能楼宇公共技术系统及网络管理安全技术QoS管理标识管理数据采集数据传输数据处理物联网体系框架物联网体系构架：感知层指通过条码、二维码、射频识别、传感器、工业仪表等在内的采集设备获取信息。智能卡（条码、二维码、射频卡等）传感器（温度、压力、湿度、化学等）工业仪表（温度、压力、液位、分析仪等）智能设备（开关、控制器、执行机构等）音视频设备传感器RFID自动化仪表多媒体信息数据采集短距无线传输技术自组织组网技术协同信息处理传感器中间件技术传感器网络组网和协同信息处理感知层下一代承载网M2M无线接入移动通信网互联网互联网、移动通信网及其他专网通信层异构网融合资源和存储管理专用网络远程控制应用通信中间件信息开放平台云计算平台服务支撑平台物联网应用支撑子层环境监测工业控制智能物流……物联网应用应用层传感网与通信网的互通数字城市智能交通智能水利智能楼宇公共技术系统及网络管理安全技术QoS管理标识管理数据采集数据传输数据处理物联网体系框架26基础通信网络企业网络电信网络（3G/2.5/…)InternetRK智能网关平台iSAN网络存储服务及磁盘整列数据库服务器集群RK-ACC数据中心RK-ACC应用软件平台物联网体系构架-通信层通信层即传输层，通过无线或有线模式，将信息传输到中央数据库中，建立海量的数据储备传感器RFID自动化仪表多媒体信息数据采集短距无线传输技术自组织组网技术协同信息处理传感器中间件技术传感器网络组网和协同信息处理感知层下一代承载网M2M无线接入移动通信网互联网互联网、移动通信网及其他专网通信层异构网融合资源和存储管理专用网络远程控制应用通信中间件信息开放平台云计算平台服务支撑平台物联网应用支撑子层环境监测工业控制智能物流……物联网应用应用层传感网与通信网的互通数字城市智能交通智能水利智能楼宇公共技术系统及网络管理安全技术QoS管理标识管理数据采集数据传输数据处理物联网体系框架物联网体系构架-应用层专业软件及服务将海量数据进行分类、整理、挖掘分析，建立各种算法，优化调度，应用在各种专业领域：工业自动化、交通、物流、农业、旅游、环保、军事等。服务器、计算机、存储设备、云计算等数据挖掘软件及服务专家分析软件及服务专业应用软件及服务传感器RFID自动化仪表多媒体信息数据采集短距无线传输技术自组织组网技术协同信息处理传感器中间件技术传感器网络组网和协同信息处理感知层下一代承载网M2M无线接入移动通信网互联网互联网、移动通信网及其他专网通信层异构网融合资源和存储管理专用网络远程控制应用通信中间件信息开放平台云计算平台服务支撑平台物联网应用支撑子层环境监测工业控制智能物流……物联网应用应用层传感网与通信网的互通数字城市智能交通智能水利智能楼宇公共技术系统及网络管理安全技术QoS管理标识管理数据采集数据传输数据处理物联网体系框架18世纪中期，以蒸汽机为代表的第一次工业革命开创了人类的大机器工业时代从科学发展史看物联网19世纪后期到20世纪中叶，以电机为代表的第二次工业革命使人类进入了电气化时代20世纪下半叶，以互联网计算机为代表的第三次工业革命迅速席卷全球，世界进入信息化时代21世纪初提出的物联网，能够引发第四次工业革命吗？高科技产业发展规律•计算机行业（5年一个大进步）–1965年,美国推出第一台小型机PDP-8–1970年，第一块RAM芯片由INTEL推出，容量1K。UNIX操作系统、Forth编程语言完成–1970年互联网的雏形形成。向非军用开放，一些大学开始接入–1974年，第一台商用个人计算机–1975年，BillGates和PaulAllen开发BASIC程序创办微软公司，苹果计算机同年成立–1979年,第一台笔记本电脑。–1985年，微软推出MS-DOS3.2–1990年:微软推出Windows3.0高科技产业发展规律•互联网行业（5年一个大发展）–1995年，第一家网络公司Netscape股票上市全球热捧互联网–2000年，互联网电子商务改变我们的生活–2005年，移动互联网改变上网方式–2009年，物联网开始兴起……………从互联网到物联网随着网络覆盖的普及，人们提出了一个问题，既然无处不在的网络能够成为人际间沟通的无所不能的工具，为什么我们不能将网络作为物体与物体沟通的工具，人与物体沟通的工具，乃至人与自然沟通的工具？——中国移动通信集团公司总经理王建宙《从互联网到“物联网”》计算机:自动计算以独立计算机进行信息处理互联网：人与人交互基于计算机网络进行信息交互物联网：物物&人物交互万物的信息感知、交互、处理的网络原因一、互联网走到瓶颈•互联网是虚拟世界•互联网垃圾信息越来越多，互联网逐步成为娱乐平台，公信力和严肃性缺失•互联网的飞速发展，使政府无法控制；但巨大的社会效应却又无法放弃，需要一个新产业来取代•计算机行业的发展决定人要把计算机装到物体上，而不是人自己来控制•物联网把物质世界和数字世界连接起来，实现现实世界和虚拟世界的融合。把一切事物交给计算机把计算（机）装入一切事物物联网兴起的原因分析互联网到物联网是必然趋势原因二：•国际、国家高层领导的重视和亲自推动•信息化产业对物联网强力推动（IBM、中移动、无锡中科院、研祥、罗克佳华等）•传统产业的积极呼应（沃尔玛、海尔等）物联网覆盖性，可以作为传统产业新经济增长点，得到各个方面的支持•资本市场的热情高涨，在股市低迷情况下，物联网概念股都是逆势上扬•我国各相关部委都在积极研究、不断推出各类政策、措施来支持物联网产业的快速发展物联网兴起的原因分析深层次原因：•国际金融危机–历史的经验，每一次重大的经济危机都要伴随着一场技术的革命–每次经济危机之后，都会极大地激发人们对新技术的追求和探索–每一次危机会使人们冷静下来反省：以往的发展出了什么问题？未来当如何应对？–这次国际金融危机促使人们反思：对如此严重的危机，现有的信息技术为什么没能及时监测、提前预警？–也就是说，人类对物理世界的认知、把握还远远不够，要想真正应对各种危机，必须把信息技术的触角延伸到物理世界，以实现及时的感知，并迅速采取相应的措施。•深层次原因是人类自信缺失的反应，此轮经济危机后，需要更多的真实的实时的信息来判断，来控制已知的世界。找到经济增长的新引擎、进而实现整体经济的再一次腾飞！这就是物联网！新一轮的产业革命——物联网物联网兴起的原因分析39物联网应用领域物联网既是网络，更是应用，重点体现在十大行业智能电网网络汽车智能交通智能物流智能家居智能建筑环境保护城市管理医疗健康精细农牧业金融服务保险业公共安全当前物联网应用的十大热点行业电力发电,输电,配电,变电,用电,调度六大环节的物联网应用主要应用:无线抄表,智能用电,电力巡检等应用提供汽车信息服务,支持交通管理，车辆控制和安全系统，公共交通管理，商用车运营管理，交通应急管理以及出行和交通需求管理等领域提高物流效率，实现物流的全供应链流程管理支持提供基于网络的通