物联网技术大全

物联网技术大全一、物联网概述二、国内外发展现状三、物联网体系架构四、物联网的关键技术五、物联网的应用六、物联网的发展趋势•物联网(TheInternetofthings)的概念是在1999年提出的，又名传感网，它的定义很简单：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，实现智能化识别和管理。1.物联网概述国际电信联盟曾描绘“物联网”时代的图景：公文包会提醒主人忘带了什么东西；当司机出现操作失误时汽车会自动报警；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。•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。1.1物联网基本特点第一章物联网介绍一、物联网概述二、国内外发展现状三、物联网体系架构四、物联网的关键技术五、物联网的应用六、物联网的发展趋势1995年，比尔・盖茨在其《未来之路》一书中已提及物联网概念。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”。2.2国内物联网现状9•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•2004年初，全球产品电子代码管理中心授权中国物品编码中心为国内代表机构，负责在中国推广EPC与物联网技术。4月，北京建立了第一个EPC与物联网概念演示中心。•2005年，国家烟草专卖局的卷烟生产经营决策管理系统实现用RFID出库扫描，商业企业到货扫描。许多制造业也开始在自动化物流系统中尝试应用RFID技术。2.2国内物联网现状•09年８月７日，温总理在无锡调研时，对微纳传感器研发中心予以高度关注，提出了把“感知中国”中心设在无锡、辐射全国的想法。•江苏省委省政府接到指示后认真落实总理的要求，热情拥抱“物联网”，突出抓好平台建设和应用示范工作。•无锡市则作出部署：举全市之力，抢占新一轮科技革命制高点，把无锡建成传感网信息技术的创新高地、人才高地和产业高地。2.2国内物联网现状中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心（以下简称‘无锡传感网中心’），是国内目前研究物联网的核心单位之一。作为“感知中国”的中心，无锡市2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，涉及光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化等技术领域，包括应用技术研究、科研成果转化和产业化推广等。2.2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物联网现状第一章物联网介绍一、物联网概述二、国内外发展现状三、物联网体系架构四、物联网的关键技术五、物联网的应用六、物联网的发展趋势153.1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）3.2地区物联网架构——分层架构图接入终端、接入系统：包含信息源终端。RFID事件、传感器事件、二维码事件等，通过因特网、无线网、移动网实现通信。开放平台：体系架构中有个重要的开放平台，提供这样的功能：第一，终端管理，可以实时监控网络和终端的运营状况，精确表述故障原因；接入系统的管理，对接入系统的开放问题、接入问题、资源共享问题进行管理。第二，数据中心，进行数据采集、数据处理、数据存储、数据共享、信息智能交互。第三，跟开发中间件结合，提供一个面向应用的开放的环境，开发人员只需要调API就可以进行开发，最终降低开发的难度，提高开发的效率。这个平台还可以起到网关的作用，来简化终端和应用的接入。3.3功能架构图说明因特网：系统联系的桥梁。智能、自学习中心：控制系统的上、下层及中间环节的智能联系，使得物物联接具有人人联接的特性，保证物联网的智能特性。上层应用：物联网本着服务政府、社会、行业和公众的目的，把整个社会以物联网的形式组织起来。3.3功能架构图说明一、物联网概述二、国内外发展现状三、物联网体系架构四、物联网的关键技术五、物联网的应用六、物联网的发展趋势第一章物联网介绍传感器通信方式RFID技术EPC物联网系统其他技术4.物联网的关键技术4.1传感器简介传感器定义能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器组成敏感元件转换元件信号调节与转换电路中间量电量被测量电信号4.2通信方式短距离无线通信，RFID、WiFi、802.15系列（蓝牙、HomeRF、IRDA、UWB、ZigBee）、IEEE1451（网络化智能传感器标准）等；移动通信，如GSM、GPRS、CDMA、3G（TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA）、4G（TD-LTE）等；卫星通信其他通信方式，如(802.16，全球微波互联接入)4.3RFID技术RFID定义RFID（RadioFrequencyIdentification）即射频识别技术，俗称电子标签，通过射频信号自动识别目标对象，并对其信息进行标志、登记、储存和管理。RFID系统组成电子标签：由芯片和标签天线或线圈组成，通过电感耦合或电磁反射原理与读写器进行通信；读写器：读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备；天线：可以内置在读写器中，也可以通过同轴电缆与读写器天线接口相连。RFID系统工作原理读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号；当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，它获得能量被激活，并将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从电子标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到读写器，读写器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。4.3RFID技术4.4EPC物联网系统EPC物联网系统的思想是为每一个商品提供惟一的号码—EPC（电子产品码）。EPC采用一组编号来代表制造商及产品，不同的是EPC还用另外一组数字来惟一标识单品。EPC是惟一存储在RFID标签微型芯片中的信息，这样可使得RFID标签能够维持低廉的成本并保持灵活性，使在数据库中无数的动态数据能够与EPC标签相连接。4.4EPC系统结构EPC系统是一个非常先进的、综合性的复杂系统，其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。它由全球产品电子代码（EPC）的编码体系、射频识别系统及信息网络系统三部分组成，主要包括六个方面，如下所示。EPC编码类型目前，EPC代码有64位、96位和256位3种。为了保证所有物品都有一个EPC代码并使其载体—标签成本尽可能降低，建议采用96位，这样其数目可以为2.68亿个公司提供惟一标识，每个生产厂商可以有1600万个对象种类并且每个对象种类可以有680亿个序列号，这对未来世界所有产品已经非常够用了。EPC-96编码规范4.4EPC系统结构对象名称解析服务(ONS)ONS是一个自动的网络服务系统，类似于域名解析服务(DNS),ONS给EPC中间件指明了存储产品相关信息的服务器。因此，可以使整个EPC网络以因特网为依托，迅速架构并顺利延伸到世界各地。EPC信息服务(EPCIS)EPCIS提供了一个模块化、可扩展的数据和服务的接口，使得EPC的相关数据可以在企业内部或者企业之间共享。4.4EPC系统结构EPC系统工作流程PML：PhysicalMarkupLanguage，物理标示语言，PML核心提供通用的标准词汇表来分配直接由Auto-ID的基础结构获得的信息，如位置、组成以及其他遥感勘测的信息。第一章物联网介绍一、物联网概述二、国内外发展现状三、物联网体系架构四、物联网的关键技术五、物联网的应用六、物联网的发展趋势物联网应用实例农业园林2医疗保健3智能楼宇4交通运输5其它6城市市政管理应用1城市市政管理物联网应用实例农业园林2医疗保健3智能楼宇4交通运输5其它项目建议6城市市政管理应用1精细农业•将无线传感器网络布设于农田、园林、温室等目标区域，网络节点大量实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度等物理量，精准地获取土壤水分、压实程度、电导率、pH值、氮素等土壤信息。•无线传感器网络有助于实现农业生产的标准化、数字化、网络化。•将从三个方面有效促进农业的发展：增产增收、节约能源，相当于露地栽培产量10倍以上精细农业•研究基于农田、园林、温室等目标区域的射频技术与无线传感器网络架构，实现大量实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度等物理量，精准地获取土壤水分、压实程度、电导率、pH值、氮素等土壤信息。基于物联网的精细农业•由于边远山区网络难以覆盖，现有的监控手段成本过高，严重影响了园林绿化的动态监测活动，本项目拟采用低成本、低功耗无线传感器网络动态监测造林营林、林木采伐、林地征占、城市绿地等多方面园林资源变化，建立园林绿化的评价模型和园林绿化信息管理服务平台,促进园林绿化的信息化和现代化,提高园林绿化的经济效益、社会效益和生态效益。基于物联网的园林绿化信息管理服务•特点：•（1）面向园林绿化的物联网的组网与最优覆盖；•（2）面向园林监控的无线传感器网络；•（3）面向园林监控的无线传感器网络数据融合；•（4）基于GIS的园林灾害预测预报模型；•（5）面向园林绿化的统一监测技术标准和规范。基于物联网的园林绿化信息管理服务物联网应用实例农业园林2医疗保健3智能楼宇4交通运输5其它项目建议6城市市政管理应用1医院病房电子巡检•由于缺乏资金和管理不当，中国医疗保健体系矛盾突出。通过建立医疗保健信息交换平台，实现医疗保健信息资源共享，降低药品库存和成本并提高效率；增加医生对患者以往病史和治疗记录的了解，提高诊断质量和服