物联网概论-PPT课件

1物联网2什么是物联网3什么是物联网4物联网定义InternetofThings在计算机互联网的基础上，利用感知（RFID，传感器等）、无线通信、智能等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的网络。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。5物品开口说话6人、物交流7物、物交流1）衣服会“告诉”洗衣机对清洗强度和水温的要求；2）食物会“告诉”微波炉，用多长时间多高的温度进行烹饪。8物联网定义物联网，英文名称叫“TheInternetofthings”（简称IOT）。通俗地讲，物联网就是“物物相连的互联网”,是将各种信息传感设备通过互联网把物品与物品结合起来而形成的一个巨大网络。其中两层意思，第一，物联网是互联网的延伸和扩展，其核心和基础仍然是互联网，第二，其用户端不仅仅是个人，还包括任何物品。9物联网概念10物联网概念11物联网意义“物联网”概念的问世，打破了人类之前的思维方式。过去，人们一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。而在物联网时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带融合为统一的基础设施，实现人类社会与物理系统的整合。在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，并达到“智慧”状态，从而提高资源利用率和生产力水平，实现人与自然和谐统一。12物联网与传感网区别传感器网sensornetworks，现在谈到的传感器网，通常强调是无线传感器网络。传感器信息一般被认为是低速率、短距离、低功耗，因此组网上有特殊性。也可以叫wirelesssensornetwork，WSN。物联网networkofthings，对物体进行标识。包含了传感器网、RFID、二维码等。主要试图区别于Internet，认为Internet是人与人之间的网络。而物联网是物物相连的网。13物联网与传感网区别传感器网可以看成时传感模块+组网模块共同构成的一个网络。传感器仅仅感知到信号，并不强调对物体的标识。例如可以让温度传感器感知到森林的温度，但并不一定需要标识哪根树木。物联网的概念相对比传感器网大一些。这主要是人感知物、标识物的手段，除了有传感器网，还可以有二维码/一维码/RFID等。如用二维码/RFID标识桌椅之后，就可以形成物联网，但二维码/RFID并不在传感器网络的范畴（除非将传感器网络广义化，而传感器网络广义化意义不大，如广义之后，手机也可以是传感器网，电话也可以是传感器网……）。顺便说一下M2M（MachinetoMachine，即机器到机器的通信）与物联网的关系。从字面上感觉，m2m似乎应当算物联网的子集。原因是Machine一般特指人造的机器设备，而Things则是说更抽象的物体。也就是说，树叶属于things，可以被感知、被标记，但树叶不是Machine，不是人为事物。而冰箱则属于Machine，同时也是一种thing。在实际情况中，m2m的概念并不究得这么严谨。很多M2M应用并不局限于机器，也会触及到自然事物，如水温水位监测等等。14物联网结构15物联网架构16物联网历史无论是物联网还是传感网，都不是最近才出现的新兴概念。传感器网络的构想最早由美国军方提出，起源于1978年美国国防部高级研究计划局资助卡耐基-梅隆大学进行分布式传感器网络研究项目。17卡耐基梅隆大学自动售货机大概是2019年夏天，在美国卡耐基梅隆大学(CarnegieMellonUniversity)的校园里有一个自动售货机，如图所示，出售各色可乐，价钱比市场上的便宜一半。所以，很多学生都去那个机器买可乐。但是大老远地跑过去，经常发现可乐已经售完，白跑一趟。于是有几个聪明的学生想了一个办法，他们在自动售货机里装了一串光电管，用来计数，看还剩下多少罐可乐。然后把自动售货机与互联网对接。这样，学生们去自动售货机前，可以先在网上查看一下还剩下多少罐可乐，免得白跑一趟。后来CNN还专程来学校，实地拍摄了一段新闻。当时还没有物联网(Internetofthings)这个概念。大家最初的想法很简单，就是把传感器(Sensors)连到互联网上去，提高数据的输入速度，扩大数据的来源。这是对于物联网的初次接触。18物联网历史物联网概念出现于比尔盖茨2019年《未来之路》一书，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。而物联网概念最早提出于2019年，来源于“InternetOfThings”一词，其定义很简单，即把所有物品通过射频识别和条码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。19物联网历史“最深邃的技术是那些‘消失’的技术，它们融入到日常生活的基础结构中，令人难以分辨。”这是上世纪90年代初，信息产业还处在个人电脑时代时，计算机科学家和思想家马克·魏泽尔对计算机和网络未来的展望。魏泽尔2019年因病去世。同年一群科研人员在美国麻省理工学院建立了“自动识别中心”，提出日常生活中万物均可通过网络互相连接。20物联网发展2019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2019：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。21物联网发展物联网和传感网概念在2009年重新唱热的一个重要原因是国际金融危机使得美国等一些遭受危机严重的国家需要新的概念刺激经济。奥巴马政府的“智慧地球”计划明确以物联网为基础。目前，全球主流国家先后都提出了物联网发展战略，全球掀起新一轮物联网浪潮。22物联网中国中国在物联网领域的起步很早。早在2019年，中科院上海微系统所就拨款40万元进行传感网产品的研发，研发出的产品2019年开始在“动态北仑”等项目中得到应用，是物联网在中国的早期发展。2009年下半年，物联网概念开始在中国盛行。尤其是自2009年8月7日，温家宝总理在无锡考察传感网产业发展并做出“要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，要依靠科技和人才，占领科技和经济发展制高点，保证我国具有可持续发展的能力和可持续的竞争力”的指示之后，物联网、传感网等概念引起业内外的广泛关注，相关讨论此起彼伏。23中国物联网北京、上海、广东、浙江等省市已初步展开智能交通、智能电网、智能安防、智能物流等物联网的典型应用。据悉，为迎接2019年世博会，上海在世博会展馆和浦东机场布置的防入侵传感网，可以说是当前国际上规模最大的物联网应用系统。此外，无锡市正在启动“智慧之市”的物联网城市建设。事实上，我国从本世纪初开始启动，2019年起全力推行的信息化战略就已经体现了智慧地球或物联网的精髓，上述两个概念本质上就是将信息化技术应用到各行各业，只不过在表述上更强调互联和智能管理而已。在科研上，基于近十年传感网领域相关研究，我国在技术上基本保持与国际同步。从产业上，不仅在无锡建立了中国的传感信息中心，各地也纷纷启动物联网产业项目。24中国物联网25世界物联网26物联网发展规划2019年之前2019-2019年2019-2020年2020年后技术前景单个物体间互联；低功耗、低成本。物与物之间联网；无所不在的标签和传感器网络。半智能化；标签、物件可执行指令。全智能化。标准化RFID安全及隐私标准；确定无线频带；分布式控制处理协议。针对特定产业的标准；交互式协议和交互频率；电源和容错协议。网络交互标准；智能器件间系统。智能响应行为标准；健康安全。产业化应用RFID在物流、零售、医药产业应用；建立不同系统间交互的框架（协议和频率）。增强互操作性。分布式控制及分布式数据库；特定融合网络；恶劣环境下应用。分布式代码执行；全球化应用；自适应系统；分布式存储、分布式处理。人、物、服务网络的融合；产业整合；异质系统间应用。器件更小、更廉价的标签、传感器、主动系统；智能多波段射频天线；高频标签；小型化、嵌入式读取终端。提高信息容量、感知能力；拓展标签、读取设备、高频传输速度；片上集成射频；与其他材料整合。超高速传输；具有执行能力标签；智能标签；自主标签；协同标签；新材料。更廉价材料；新物理效应。可生物降解器件；纳米功率处理组件。功耗低功耗芯片组；降低能源消耗；低功耗芯片组；超薄电池；电源优化系统（能源管理）。改善能量管理；提高电池性能；能量捕获（储能、光伏）；印刷电池；超低功耗芯片组。可再生能源；多种能量来源；能量捕获（生物、化学、电磁感应）；恶劣环境下发电；能量循环利用。能量捕获；生物降解电池；无线电力传输。27物联网未来物联网并非一个新概念，比尔盖兹在华盛顿湖畔的智能化豪宅，联想、长虹等国内厂商推出闪联标准，国内外运营商推出的手机支付、路灯监控、智能终端系统等。M2M应用都是物联网的雏形。就如互联网之初也是由一个个局域网构成，现有的M2M应用已经是物联网的构成基础。从M2M到物联网，已经为世界勾画出了一幅智能化未来画卷。其实国内基于物联网基础理论小的闭环应用系统也已经在探索或者应用阶段，高速公路不停车收费系统、铁路车辆调度系统、动物追踪管理、危险品追踪管理、学生进出校门管理，都是基于物联网理论应用探索。但所有的这些应用仍停留在闭环应用阶段，使用着各自独立的标准和系统，离“网”还有相当的距离。28物联网未来从核心构成来说，物联网由云计算的分布式中央处理单元、传输网络和感应识别末梢组成。就像互联网是由无数个局域网构成的一样，未来的物联网势必也是由无数个传感网、M2M系统构成，就如人体身体不同机能一样，不同的传感网、M2M系统会负责不同的功能处理，通过中央处理单元协同运作，最终组成智能化的社会系统。具有微型计算和通讯能力的各种物件设备通过联网，使商业系统、社会系统与物理系统融合起来，形成一个个全新的、智慧的基础设施和设备网络群，包括智慧城市、智慧物流、智慧电网、智慧医疗等。29物联网未来EPOSS（欧洲智能系统集成技术平台）在《InternetofThingsin2020》报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，2019年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2019~2019年物体互联，2019~2020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。据BeechamResearch数据显示，2009年全球M2M终端规模为9926万，年增长率近70%。而AlexanderResources的数据则表明，从全球市场来看，预计到2019年M2M市场规模将达到2234亿美元。据统计，2009全球M2M运营商业务收入约为15亿美元，主要来自于交通、能源、安防及零售物流产业。30物联网未来物联网对于世界经济、政治、文化、军事等各个方面，都将会产生无比巨大的影响。因此，物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，也将是信息产业新一轮竞争中的制高点。物联网发展趋势包括终端标准化、智能化；通信多元化、协同化、宽带化；服务综合化、泛在化；服务个性化。一旦物联网大规模普及，无数的日常生活用品需要加装小巧智能的传感器，或者直接升级换代，给市场带来的商机将大得难以估量。有机构预测，如果物联网全部构成，其产业要比互联网大30倍！物联网将会成为下一个万亿元级业务。31感知世界物联网快速发展成为整个信息产业最引人瞩目力量，它所带来改变用中国电信宣传语可以形象地描述，就是“世界触手可及”，让信息自由流动，跨越时间和空间的束缚，让人人分享信息价值。在物体上植入各种微型感应芯片，把它变得智能化，然后借助无线网络，人们就可以和物体“对话”，物体和物体之间也能“交流”，而这些物体既可以是小小的手表、钥匙，也能是汽车、楼房，总之日常生活中任何物品都