物联网技术讲座报告64

物物相连感知世界物联网技术与应用河南经贸职业学院许胜礼2019/8/2TheInternetOfThingsTechnologyandApplication物联网的定义物联网产生的背景物联网的发展历程中国的物联网现状一、物联网的概念二、物联网的相关技术三、物联网的应用四、物联网的行业前景物联网的原理物联网的核心技术物联网亟待解决的技术问题主要内容物联网的概念ITU（国际电信联盟）fromanytime,anyplaceconnectivityforanyone,wewillnowhaveconnectivityforanything.一、物联网的概念——定义一、物联网的概念——定义物联网是指物体通过智能感应装置（射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等），按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和处理，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。信息管理中心Internet、卫星或移动通信网络等汇聚节点监测区域物联网示意图监测节点一、物联网的概念——定义英文名称：TheInternetofThings，简称IOT。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。本质2其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。本质1物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；意义：实现了物理空间与数字空间的无缝连接。一、物联网的概念——定义一、物联网的概念——定义连接到物联网上的“物”应该具有四个特征地址标识你是谁？你在哪里？感知能力你有感知周围情况的能力吗？通信能力你能够将你了解的情况告诉我吗？可以控制你能听从我的指示吗？一、物联网概念——特征全面感知可靠传输智能处理感知传输智能利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。通过网络将感知的各种信息进行实时传送。利用计算机技术，及时地对海量的数据进行信息控制，真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通。经济危机催生技术革新传感技术的成熟网络接入和信息处理能力大幅提高123经济长波理论：每一次的经济低谷必定会催生出新的技术，而这种技术一定为工业产业带来新的发展机遇，从而带动新一轮的消费增长和高额的产业投资，以触动新经济周期的形成。过去的10年间，互联网技术取得巨大成功。目前的经济危机让人们又不得不面临紧迫的选择，物联网技术成为推动下一个经济增长的特别重要推手。随着微电子技术的发展，涉及人类生活、生产、管理等方方面面的各种传感器已经比较成熟。例如常见的无线传感器（WSN）、RFID、电子标签等。网络接入多样化、IP宽带化，IPv6技术成熟，基于云计算的海量信息收集和分类处理能力大大提高。一、物联网的概念——物联网产生的背景199519992004在《未来之路》中，比尔·盖茨已经提及物联网概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。美国麻省理工学院MITAuto-IDCenter提出物联网概念，即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，实现智能化识别和管理。日本总务省提出u-Japan构想中，希望在2010年将日本建设成一个“Anytime，Anywhere，Anything，Anyone”都可以上网的环境。韩国政府制定了u-Korea战略，韩国信通部发布的《数字时代的人本主义：IT839战略》以具体呼应u-Korea。20世纪40年代早在20世纪40年代，美国数学家诺伯特∙维纳在其代表作《控制论，或关于在动物和机器中的通讯和控制的科学》中已提出了物联网的最初思想。一、物联网的概念——物联网的发展历程20082009美国总统奥巴马提出“智慧的地球”概念即“互联网+物联网=智慧地球”，以此做为经济振兴战略。国务院总理温家宝提出“提出尽快建立中国的传感信息中心，并形象地称为“感知中国”中心，把我国物联网研究和应用推向新的高潮。2005.11国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临。TheInternetofThings一、物联网的概念——物联网的发展历程中国物联网现状领导人关注中国的物联网现状——领导人关注无锡传感网中心是国内目前研究物联网的核心单位。2009年８月７日，温家宝总理在江苏无锡调研时，对微纳传感器研发中心予以高度关注，提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法。温家宝总理指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”，“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫感知中国中心”。温家宝在中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察中国的物联网现状——领导人关注中国的物联网现状——领导人关注一、物联网的概念——中国的物联网现状中国的物联网现状——工信部四项措施推动2010.6.22，工业信息化部已经将物联网规划纳入到十二五的专题规划，现在正在在积极研究和推进中国的物联网现状——工信部四项措施推动一是突破物联网关键核心技术，实现科技创新。同时结合物联网特点，在突破关键共性技术时，研发和推广应用技术，加强行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设，以应用技术为支撑突破应用创新。二是制订我国物联网发展规划，全面布局。重点发展高端传感器、ＭＥＭＳ、智能传感器和传感器网节点、传感器网关；超高频ＲＦＩＤ、有源ＲＦＩＤ和ＲＦＩＤ中间件产业等，重点发展物联网相关终端和设备以及软件和信息服务。三是推动典型物联网应用示范，带动发展。通过应用引导和技术研发的互动式发展，带动物联网的产业发展。重点建设传感网在公众服务与重点行业的典型应用示范工程，确立以应用带动产业的发展模式，消除制约传感网规模发展的瓶颈。深度开发物联网采集来的信息资源，提升物联网的应用过程产业链的整体价值。四是加强物联网国际国内标准，保障发展。做好顶层设计，满足产业需要，形成技术创新、标准和知识产权协调互动机制。面向重点业务应用，加强关键技术的研究，建设标准验证、测试和仿真等标准服务平台，加快关键标准的制定、实施和应用。积极参与国际标准制定，整合国内研究力量形成合力，推动国内自主创新研究成果推向国际。中国的物联网现状——各地发展概况1999年，中科院启动了传感网研究，组成了2000多人的团队，先后投入数亿元，在以下5个方面取得重大进展，目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。（1）无线智能传感器（2）网络通信技术（3）微型传感器（4）传感器端机（5）移动基站2009年10月24日，西安优势微电子公司宣布：中国的第一颗物联网的中国芯——“唐芯一号”芯片研制成功，中国已经攻克了物联网的核心技术。目前，我国的物联网相关研发水平与发达国家相比毫不逊色，是世界上少数能实现物联网产业化的国家之一。中国的物联网现状——行动与成果在世界传感网领域，中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国之一。物联网在美国美国-智慧地球“智慧地球”是IBM公司首席执行官彭明盛2008年首次提出的新概念。2009年初，美国总统奥巴马就职后，对“智慧地球”构想作出了积极回应，并将其提升为国家层级的发展战略；美国总统奥巴马就职后的一次圆桌会议上，将“物联网”和“新能源”列为振兴经济的两大武器，投入巨资深入研究物联网相关技术。美国7870亿美元《经济复苏和再投资法》中，鼓励物联网技术发展政策主要体现在推动能源、宽带与医疗三大领域开展物联网技术的应用。物联网在欧盟——引领世界物联网“加速跑”2009年6月，欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》（InternetofThings-AnactionplanforEurope），意在引领世界物联网发展。2009年10月，欧盟委员会以政策文件的形式对外发布了物联网战略，将于2011年～2013年间每年新增2亿欧元进一步加强研发力度，同时拿出3亿欧元专款，支持物联网相关公私合作短期项目建设。2009年12月，欧盟委员会以政策文件的形式，对外发布了欧盟“数字红利”利用和未来物联网发展战略。为了加强政府对物联网的管理，消除物联网发展的障碍，欧盟制定了12项行动保障物联网的发展。物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“InternetofThings”。通过物联网可以使日常生活中的物体有“感觉”、有“思想”，会“说话”、会“思考”、会“行动”，实现人与物的对话。二、物联网的相关技术——原理物联网=RFID等智能感应装置+Internet本质：二、物联网技术的三个层次二、中国移动物联网一感知层基于感知设备实现信息的采集和汇聚。二网络层将采集到的信息通过现有的互联网、通信网、广电网等传输。三应用层将采集的信息实现商务应用二、物联网技术的三个层次在这些技术当中，又以底层嵌入式设备芯片开发最为关键，引领整个行业的上游发展，以下我们着重介绍RFID技术。Internet与移动网络网络服务行业应用软件射频识别(RFID)装置WSN网络红外感应器全球定位系统二、物联网的相关技术——核心技术无线射频识别技术（RadioFrequencyIdentification,RFID），或称射频识别技术，是从二十世纪90年代兴起的一项非接触式自动识别技术。它是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到自动识别目标对象并获取相关数据，具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。沃尔玛使用的RRID二、物联网的相关技术——RFID技术二、物联网的相关技术——RFID技术RFID技术的基本工作原理RFID进入电磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID技术的优势——与传统的条形码相比二、物联网的相关技术——RFID技术日本东京大学坂村健教授在计算所介绍RFID。萝卜上的RFID记录了整个萝卜生产信息（产地、施肥、农药），运输信息等。买家在超市可以追踪这些信息。桌子上的烟、酒、饮料都有RFID。RFID技术的应用二、物联网的相关技术——RFID技术（1）技术标准问题二、物联网的相关技术——亟待解决的技术问题•第一接口的标准•第二数据模型的标准化行业需求多样化导致物联网终端模块接口和传输标准难以统一（2）安全与可靠性问题二、物联网的相关技术——亟待解决的技术问题•很多的传感器被植入物体，例如小到个人的心跳脉搏，大到国家电网信息，数据都被接入物联网时，人们都会担心是否安全。•由于物体与物体之间、人与物体之间的联系更紧密，人们都会担心个人行踪举止信息是否会暴露于网络中，如何实现数据加密，确保个人隐私？隐私保护、设备保护、数据加密等（3）IP地址问题实现物联网的前提是必须为物品赋以独一无二的地址现有标准IPv4只支持大概40亿（232次方）个网络地址，平均每个人不到1个，人都不够分的。IPv6丰富的地址资源使得物联网成为可能。IPv6支持2128（约3.4×1038）个地址，这等价于在地球上每平方英寸有4.3×1020个地址（即6.7×1017个地址／mm2）二、物联网的相关技术——亟待解决的技术问题（4）多网融合问题互联网、通信网、局域网等多网融合，实现人和物之间的通信，物理世界到现实世界的通信。二、物联网的相关技术——亟待解决的技术问题二、物联网的相关技术——亟待解决的技术问题•物联网的政策与法规•管理平台的建立和完善•物联网的应用开发等三、物联网的应用案例智慧的地球Copyright©Liyi.Allrightsreserved.物联网管理平台移动POS金融供应链智能运