第11章物联网及其在物流业中的应用52

•物联网的研究背景（历史|概念|本质|特征|分析启发）•物联网的应用案例（应用模式|应用方向|应用案例）•物联网的发展瓶颈（理解误区|发展瓶颈|面临挑战）•物联网的现状思考（发展趋势|现状思考）第一部分解读物联网LOGOLOGOIOT应用场景：物体‘说话’我好渴，我要喝水主人弄丢了我，我的位置在×××前方发生了交通事故保健中心提醒您：您的血压太高了主人不在家，空调关闭，报警系统启动物联网物联网（Internetofthings，IOT）的概念最初来源于美国麻省理工学院（MIT）在1999年建立的自动识别中心。该中心首次提出了网络无线射频识别系统，可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。早期的物联网是以物流系统为背景提出的，以射频识别技术作为条码识别的替代品。物联网来源MarkWeiser（1952-1999）前施乐公司首席科学家1991年在权威杂志《美国科学》发表文章预测：计算机将最终“消失”，演变为在我们没有意识到其存在时，就已融入人们的生活中的境地。计算模式的发展“十五年周期定律”IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点，认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确，人们把它称为“十五年周期定律”。1965年前后的“大型机”；1980年前后的“个人计算机”；1995年前后的“互联网”；2010年前后“物联网”。在当下的“15年”，一场新的变革正悄然兴起，那就是“物联网”。有人将2010年称为“物联网元年”。从物联网本质分析，它是信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，是将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用实现人与物对话，创造智慧的世界。被称为信息产业第三次浪潮。第一次：PC机时代第二次：互联网时代第三次：物联网时代物联网的历史200920051998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年发展趋势物联网的概念•物联网——TheInternetOfThings，简称IOT，顾名思义是把所有物品通过网络连接起来，实现任何物体、任何人、任何时间、任何地点（4A）的智能化识别、信息交换与管理。•也有将物联网理解为IntelligentInterconnectionOfThings(IIOT)，体现出了“智慧”和“泛在网络”的含义。物联网基本定义物联网（IOT）的基本定义：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，将任何物品通过有线与无线方式与互联网连接，进行通信和信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网是通过各种传感技术（RFID、传感器、GPS、摄像机、激光扫描器……）、各种通讯手段（有线、无线、长距、短距……），将任何物体与互联网相连接，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，进而实现“管理、控制、营运”一体化的一种网络。“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有CPU；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。物的涵义1，是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。2，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。物联网的特征物联网的特征3，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。物联网的三个层次感知层网络层应用层三个层次可靠传递智能处理全面感知利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制物联网的三个层次感知层：据采集与感知主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。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。物联网的三个层次网络层：实现更加广泛的互联功能，能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。应用层：应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业应用。•物联网的应用案例对象的智能标签。通过二维码，RFID等技术标识特定的对象，用于区分对象个体。环境监控和对象跟踪。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络，可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控，如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染，通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度，通过GPS标签跟踪车辆位置。对象的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器网络用获取的数据进行决策。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度，根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。物联网的应用模式物联网的应用方向(1)智能城市，用于城市的数字化管理和安全监控；(2)智能交通，包括公交视频监控、智能公交站台、电子票务、车管专家和公交手机一卡通、红绿灯自动控制和交通违章监管等业务；(3)智能物流，打造集信息展现、电子商务、物流配载、仓储管理、金融质押、园区安保、海关保税等功能为一体的物流园区综合信息服务平台；(4)智能环保，实施对水质的实时自动监控，预防重大或流域性水质污染；(5)智能家居，用于各种家庭设备之控制；(6)M2M应用；(7)精准农业，通过实时采集温度、湿度、光照、CO₂浓度以及土壤温度、叶面湿度等参数，实现对指定设备自动关启的远程控制；(8)智能医疗，用于病人监测护理等服务。物联网的典型应用26台站数据管理系统野外观测系统模型模拟系统数据传输与数据分析中国陆地生态系统碳循环集成研究案例1生态环境监测系统大连机场的人员识别通道示范系统，已成功实施。2009年-2010年将首先在中国民航的10个机场进行推广使用，目前深圳机场、上海虹桥机场、浦东机场也已实施。案例2机场人员识别通道系统案例3太湖水资源监测系统采用水质传感器检测探头、在线监测仪、监测站管理中心，在线实时监测水质的pH、溶解氧、温度、浊度、电导率、TDS、盐度、氯离子、硝酸根离子、钙离子、钾离子、氟离子和氮气等指标。创新的技术，使得手机可以广范使用于涉及企业管理、电子商务、身份识别和信息传递等的众多领域。该技术可以为用户提供更广泛的服务，尤其为实现管理信息化重要的现实意义。案例4手机支付物联网技术的感知网络，实现了家电与人互动过程智能人机识别等一系列的“触觉”，而语音合成技术将实现家电开口说话的能力，让家电能及时的将信息反馈给客户。如，热水器中部件损坏了，通过传感器件的感知，并与后台数据交流，在家电通知中心驱动语音合成芯片来实现开口说话：“热水器内胆故障，请联系售后解决此问题，离您最近的售后的电话为…”。同时家电的售后部门，已经得知了消息并从计算中心找到了解决方案，并可通过云计算处理新突发的事件。实现家电开口说话的能力，只需要语音合成芯片（SYN6288）或已经内置的语音合成软件（EMTTS）。案例5智能家居对于父母，如何控制家中小孩每天看电视和上网的时间，已成为了一个令人头疼的难题。特别是在假期悠长的寒暑假，物联网的电视会智能的识别当小孩观看电视的距离太近，自动的黑屏并停止播放，直到小孩处在适宜的距离之外再次播放。同时，当家中孩子观看电视节目的时间过长，则家居物联网将通过3G或家庭宽带等与家长的手机进行数据交互。家长通过一条短信，或在网上编辑一条提示文本等内容，即可回传给家庭物联网网关，相对应的物联网则会在电视机上通过字符叠加模块进行文字滚动播报，并通过语音合成（TTS）技术进行个性化语音警示：“到了学习时间了，请马上关电视！”。案例6智能家居医疗健康人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过手机，提醒您去医院检查身体。医疗健康智能电力减少停电现象江西省电网对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置，对运行状态进行实时监测，实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理，一年来降低电损1.2亿千瓦时。国防军事人类未来面临的战争，将是由陆、海、空、天、电五维空间和各兵种参战的一场海岸、岛屿、空中、水面和水下之间的立体战争，适应未来战争需要是数字化战场的使命要求。随着数字技术的迅猛发展，信息化浪潮席卷全球，使得战争形态正朝着信息化方向发展。数字化是由机械化向信息化转变的必经之路。因而，世界许多国家都在着力解决数字化战场的建设。以信息技术为主的一大批新技术被迅速用于军事领域，利用这些技术开发的新型武器以及对传统武器的综合改造，使战场的范围由陆地、海洋、空中扩展到外层空间和电磁空间，形成了五维空间战场。高技术在战场建设中的全面应用，推动了战场信息化的迅速发展，同时也面临许多过去没有遇到的问题。•物联网的发展瓶颈•（理解误区|发展瓶颈|面临挑战）物联网的理解误区•物联网概念不清晰。尚处于发展的初期阶段，应用少，商业模式缺乏，是炒作，是忽悠。•物联网“新瓶”装“旧酒”物联网被热炒的同时，持有以上观点的人不在少数。实际上，任何一种新技术的出现，都不会是凭空出现的，物联网就是在互联网技术发展到一定阶段的“抽象提高”，既有量变的成份，也有质的飞跃。物联网与互联网相比，其本质差异是物联网强调了信息的自动提取。•把传感网或RFID网等同于物联网。事实上传感技术也好、RFID技术也好，都仅仅是信息采集技术之一。除传感技术和RFID技术外，GPS、视频识别、红外、激光、扫描等所有能够实现自动识别与物物通信的技术都可以成为物联网的信息采集技术。传感网或者RFID网只是物联网的一种应用，但绝不是物联网的全部。物联网的理解误区物联网的理解误区•把物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全部共享的互联网平台。•实际上物联网绝不是简单的全球共享互联网的无限延伸。即使互联网也不仅仅指我们通常认为的国际共享的计算机网络，互联网也有广域网和局域网之分。物联网的理解误区•认为物联网就是物物互联的无所不在的网络，因此认为物联网是空中楼阁，是目前很难实现的技术。•事实上物联网是实实在在的，很多初级的物联网应用早就在为我们服务着。•物联网理念就是在很多现实应用基础上推出的聚合型集成的创新，是对早就存在的