物联网与我们的生活

物联网(Internetofthings)定义：把所有物品通过无线射频识别（RFID）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。ITU定义：Fromanytime,anyplaceconnectivityforanyone,wewillnowhaveconnectivityforanything.1.物联网概述国际电信联盟（ITU）曾描绘“物联网”时代的情形：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;……物联网基本概念物联网时代示意图。例如：汽车可以根据实时路况自动选择最佳路线；当你出家门时忘关灯钥匙会自动报警等等。•中国通信标准化协会对于物联网（TheInternetofThings)的定义：通过部署具有一定感知、计算、执行和通信等能力的各种设备，获得物理世界的信息，通过网络实现信息的传输、协同和处理，从而实现广域的人与物、物与物之间信息交换的互联的网络。物联网是互联网发展到新阶段、以“物体”为核心的网络延伸拓展，是迈向泛在网络的必然过程,是信息技术的深度应用。广义的物联网涵盖了RFID、传感网和数字物理系统（CPS）、M2M等。1999年美国麻省理工学院（MIT）首次提出物联网的概念InternetofThingsITU2005年的年度报告：信息通信技术发展到连接任何物体的阶段，形成了物联网全面感知：利用RFID、传感器、二维码、卫星、微波，及其它各种感知设备随时随地采集各种动态对象，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传送。智能控制：对物体实现智能化的控制和管理，真正达到人与物的沟通。物联网基本特点二维码：用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理；二维条码/二维码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，能在很小的面积内表达大量的信息。二维码（2-dimensionalbarcode）条形码二维码一、物联网概述二、国内外发展现状三、物联网体系架构四、物联网的产业链五、物联网的应用1995年比尔・盖茨在《未来之路》书中首次提及物联网概念。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，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，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交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。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。2.1国外物联网现状8共同点:政府重视信息技术深入应用，将物联网作为振兴经济的战略性产业；打造广泛覆盖的网络基础设施，重视信息技术的深入应用与服务，渗透到经济和社会生活的方方面面；增值应用是物联网未来发展的重点方向，软件开发、智能控制将会为用户提供丰富多彩的物联网应用。日本：2009年8月i-Japan战略中国：2009年8月提出建立“感知中国”传感网中心欧盟：2009年6月物联网行动方案美国：2008年底IBM向美国政府提出”智慧的地球”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具体务实，强调RFID广泛应用，注重协调管理和信息安全在u-Japan的基础上，强调电子化政府治理、医疗健康信息服务、教育与人才培育等三大目标物联网成为后金融危机时代世界各国振兴经济的共同选择92008年11月，美国IBM公司总裁彭明盛在纽约对外关系理事会上发表题为《智慧地球：下一代领导人议程》的讲话，正式提出“智慧地球”（SmarterPlanet）设想。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”，彭明盛推销“智慧的地球”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。奥巴马对此给予了积极的回应。认为“智慧地球”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。美国：政府积极回应IBM的“智慧地球”10日本：从e-Japan到i-Japan战略11中国：物联网成为国家战略新兴产业《国家中长期科学技术发展规划（2006-2020年）》2009年8月7日，温家宝总理视察无锡提出：1.传感网的核心技术、关键设备应早一点谋划2.建立中国的“感知中国”传感网中心。2010年10月18日，国务院发布《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》《决定》明确了信息为七大战略性新兴产业之一，突破方向为：新一代信息网络、“三网”融合、物联网、云计算。2010年6月7日，在中国科学院第十五次院士大会、中国工程院第十次院士大会上，胡锦涛总书记发表重要讲话，指出“加快发展物联网研发和建设新一代互联网”。12•江苏、上海、北京、广东等28个省将物联网作为重点发展领域感知中国，赢在未来•抢占信息产业第三次浪潮的制高点。我国各地政府强力“抢滩”物联网•转变经济发展方式、实现经济结构调整的重要手段;•无锡、重庆、杭州、广州、深圳、武汉等80％以上大城市将物联网列为主导产业2009年8月24日，中国移动总裁王建宙访台期间解释了物联网概念2009年9月11日，“传感器网络标准工作组成立大会暨‘感知中国’高峰论坛”在北京举行，会议提出传感网发展相关政策。2009年9月14日。《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。1.3国内物联网现状对于物联网在国内市场空间，权威机构预测，仅“产业排头兵”RFID领域，今年国内市场规模就将达50亿元，年复合增长率为33%，其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。而业内人士估计，中国物联网产业链今年就能创造约1000亿元产值,并成为下一个万亿级信息产业引擎。美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比１，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。2.2物联网现状物联网技术一、物联网概述二、国内外发展现状三、物联网体系架构四、物联网的产业链五、物联网的应用3.1物联网体系架构18物联网体系架构:感知层/网络层/应用层全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的三大特征。2G网络公共安全绿色农业工业监控城市管理远程医疗智能家居智能交通环境监测物联网感知层物联网应用层物联网网络层3G网络RFID读写器RFID标签M2M终端传感器摄像头传感器网络传感器网络物联网管理中心（编码、认证、鉴权、计费）4G网络传感器网关传感器网关物联网信息中心（算法库、样本库、信息库）193.2地区物联网架构——分层架构图3.4地区物联网架构——功能模块图22运营管理工具端到端服务质量传感器/执行器层传感网层传感网关层广域网络层应用网关层服务平台层分析与优化咨询和集成工具IBM提出了八层物联网开放架构,应对挑战,促进创新应用层分析与优化层•八层物联网参考架构•IBM中国研究院根据与政府、企业、科研单位的合作而提出•多年物联网项目实践经验的积累和提炼•开放架构，符合中国特色一、感知层传感器技术：感知物资信息RFID技术：智能识别微机电系统（MEMS）：采集信息GPS/GIS技术：全球定位/地理信息系统二、网络层无线传感器网络（WSN）技术Wi-Fi（WirelessFidelity,无线保真技术）通信网、互联网、3G网络、IPV6（让世界的第一粒都拥有一个IP地址）GPRS网络（基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接）广电网络、NGB（下一代广播电视网）3.5关键技术RFID工作原理电子标签RFID的基本组成部分标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象阅读器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线（Antenna）：在标签和读取器间传递射频信号。RFID标签分为被动，（无源）半被动（有源），主动RFID标签工作频率分为低频，125KHz到135KHz高频，13.56MHz超高频。860MHz到960MHz32物联网的本质：是带有各类感知/识别设备的智能信息网络系统，这些设备包括RFID、GPS、各类传感器、智能终端等。是信息技术在各个行业的“智慧”应用；ICT的作用：通过感知网络检测和收集各类物体的信息，通过信息技术分析数据，并实现实时监控和智能管理。感知设备电力交通物流医疗……环境监控传感网络通讯网络信息应用•智能电网•智能交通•智能家庭•航运物流•环境监控•灾难监控•电子医疗•食品安全……物联网的本质—信息技术在各行业的“智慧”应用物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和运营商的无线传输网络。EPoSS在《InternetofThingsin2020》报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段：2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域；2010-2015年物体互联(M2M)；2015-2020年物体进入半智能化；2020年之后物体进入全智能化。4.1物联网产业链M2M的产业包括：一是与感知物理设备相关的芯片、终端、软件开发、系统集成制造等相关产业;二是新的智能服务产业,包括商务、政务、公务和个人服务等等.物联网的信息传感设备:包括射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置。与互联网相结合，可以实现所有物品的远程感知和控制，由此生成一个更加智慧的生产生活体系。广泛用于智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、智能家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。4.1物联网产业链MEMS传感器的主要优势在于体积小、大规模量产后成本下降快，目前主要应用在汽车和消费电子两大领域。根据ICInsight最新报告，预计在2007年至2012年间，全球基于MEMS的半导体传感器和制动器的销售额将达到19%的年均复合增长率(CAGR)，与2007年的41亿美元相比，五年后将实现97亿美元的年销售额。4.3基于MEMS传感器的物联网产业物联网将成为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮，但目前国内对究竟什么是物联网？谁来主导产业链的发展？没有统一的答案目前运营商涉足物联网主要可分为：智能传输通道和行业集成解决方案两种模式。智能通道是指运营商在终端M2M以及应用平台上提供可靠的协议或者是模组和二次开发的环境，通过对移动网络专业性的理解和规模化运营的经验，来跟产业链各方合作，以达到共赢的局面。智能通道模式下的共赢，实际上仍是以运营商为产业链主导。但在技术发展、商业模式、利益博弈等诸多问题的限制下，当物联网涉及到远远超出通信行业的利益时，运营商能否一呼百应，还有待市场的检验。4.4物联网产业主导4.4物联网产业主导4.5物联网产业甁颈目前我国“物联网”的应用主要是RFID、GPS等，广东在这方面的应用已经占到了5成，粤港合作和物流信息化是广东在“物联网”产业中的独特优势”。国内物联网产业面临的三大瓶颈：一是国内RFID产业仍然以低端为主，在RFID高端芯片等核心领域无法产业化；二是国内传感器产业化水平较低，高端产品被国外厂商垄断；三是实现物物互联的数据计算量庞大，需要更大的计算平台支撑。在物联网中：传感是前提，计算是核心，安全是保障，网络是基础，应用服务是牵引。另外，标准是支持物联网产业链的重要基