1、项目8 物联网技术信 息 技 术（Windows10+Office 2016）C O M P U T E R目录8.2 物联网的体系结构CONTENTS8.1 认识物联网信息技术（Windows 10+Office 2016）8.3 物联网的典型应用8.4 物联网技术信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念詹姆斯邦德被植入了一枚芯片，这枚芯片含有多种功能，可以被用来跟踪他的位置以及身体状态，关键时刻成为邦德的救命恩人。大战皇家赌场邦德被植入的芯片信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念纳
2、美人的长辫子和树木的根须，是神经接触灵魂沟通的重要媒介，他们通过尾巴进行连接，达到心灵相通。这简直就是 IBM 描绘的“智慧的地球”的神话版！阿凡达史上最强的物联网宣传片信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念物联网的前世今生1995年，比尔盖茨撰写的一本轰动一时的书。比尔盖茨与未来之路1991年，剑桥大学特洛伊计算机实验室的“咖啡壶”事件。特洛伊咖啡壶信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念物联网的前世今生2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟发布了IT
3、U因特网报告2005：物联网，正式提出了物联网的概念。ITU因特网报告2005：物联网真正的物联网概念最早由英国工程师Kevin Ashton于1998年春在宝洁公司的一次演讲中首次提出。Ashton与MIT自动识别中心信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念物联网的定义 国际电信联盟曾描绘“物联网”时代的图景：当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等等。物联网（The Internet of things)的概念是在1999年提出的，又名传感网，他的定义是：把所有物品通过
4、射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别与管理。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念物联网的定义其它定义定义1 2008年5月，欧洲智能系统集成技术平台（EPoSS）Internet of Things in 2020。2009年9月，欧洲第七框架RFID和互联网项目组报告。2016年3月，我国政府工作报告所附的注释中物联网定义。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念物联网的定义物联网中的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围。（1）有相应信息的接收器。（2
5、）有数据传输通路。（3）有一定的存储功能。（4）有CPU。（5）有操作系统。（6）有专门的应用程序。（7）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唯一识别的编号。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念物联网与互联网的关系物联网的英文名称是“The Internet of Things（IOT）”，顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这里有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上经过延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。智慧中国网认为，物联网
6、是互联网的加强版。物联网实现所谓的“物物相连”是以互联网为基础的，即物联网是建立在互联网之上的网络。互联网时代：网络两头需要通过人的作用才能交流物联网时代：网络两头的机器可以自行交流信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念 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。利用以太网、无线网、移动网将感知的信息进行实时的传送。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。物联网的三大特征信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念全面感知物品
7、编码自动识别传感器技术自动识别，即使用识别装置靠近物品，自动获取识别物品的相关信息。用于感知物品，通过在物品上植入感应芯片使其智能化，可以采集到物品的温度、湿度、压力等各项信息。即给每一个物品一个“身份”能够唯一地标志该物体，比如公民的身份证。主要功能是识别物体、采集信息，其技术手段是利用条码、射频识别、传感器、摄像头等各种感知设备对物品的信息进行采集获取。全面感知全面感知解决的是人和物理世界的数据获取问题，这一特征相当于人的五官和皮肤。物联网的三大特征信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念 可靠传输是指通过各种电信网络和因特网融合，对接
8、收到的感知信息进行实时远程传送，实现信息的交互和共享，并进行各种有效的处理。通常需要用到现有的电信运行网络，包括无线网络和有线网络。目前发展未来在WiFi、ZigBee、蓝牙和NFC等众多短距离无线方案中，WiFi扮演着重要的角色，成为目前物联网应用最广泛的一项技术。对物联网发展来说，1GHz以下的免许可频段将更为适合物联网的无线通信需求，必将成为新的焦点。RFID将会出现密集大规模应用，物联网已经成为Wi-Fi用频大户。可靠传输物联网的三大特征信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念智能控制是指利用模糊识别、云计算等各种智能计算技术，对随
9、时接受到的跨行业、跨地域、跨部门的海量信息和数据进行分析处理，提升对经济社会各种活动、物理世界和变化的洞察力，实现智能化的决策和控制。智能控制物联网的三大特征信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.1 物联网的概念物联网通信方式GPRS是通用分组无线服务技术的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务，属于第二代移动通信中的数据传输技术。GPRS以封包式来传输，传输速率可提升至56114Kbps。WIFI和以太网。以太网规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。Wi-Fi俗称无线宽带，是一种无线局域网通信技术。有线传输近距离无线传输移
10、动空中网传统互联网设备之间用物理线直接相连，不是很方便。主要有电线载波或载频、同轴线、开关量信号线、RS232串口、RS485、USB。设备之间用无线信号传输信息。主要有无线RF433、蓝牙、Zigbee、Z-ware、IPv6。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.2 物联网的起源物联网的历史进程物联网的起源1 特洛伊咖啡壶 时间：1991年-1993年 地点：剑桥大学特洛伊计算机实验室 事件：镜头对准咖啡壶的便携式摄像机1991 能够低速（3帧/秒）上传咖啡壶影像至局域网的简单程序1991 咖啡壶观测网页诞生，咖啡壶影像以1帧/秒的速率实时传到互联网
11、上1993 超过两百万全球互联网用户通过互联网点击 结局：咖啡壶在eBay拍卖网站以7300美元的价格卖出信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.2 物联网的起源物联网的历史进程物联网的起源2 比尔盖茨与未来之路信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.2 物联网的起源物联网的历史进程物联网的起源3 凯文艾什顿 时间：90年代中期 地点：宝洁公司 人物：工程师凯文艾什顿 问题的提出：货架上一种棕色唇膏总是处于售罄的状态，而库存里却还有不少。零售商利用条形码管理库存，条形码无法跟踪物品的位置信息，故无法解决库存与货架商品信
12、息不同步的问题。问题的解决 在口红的包装中内置应用了无线射频识别技术(RFID)的无线通信芯片，并且有一个无线网络能随时接收芯片传来的数据，零售商们就可以获知货架上有哪些商品，及时知道何时需要补货了。结局 艾什顿开始在宝洁内部讲座中使用IOT的概念。后宝洁联合MIT成立自动识别(Auto-ID)中心，将物联网的概念变成现实，专注研究RFID技术以及智能包装系统。艾什顿定义IOT 把所有物品通过射频识别等信息传感设备与因特网连接起来，实现智能化识别和管理。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术8.1.2 物联网的起源物联网的历史进程200820052009l Bi
13、ll Gates未来之路物物互联l 国际电信联盟ITU互联网报告2005：物联网，指出无所不在的“物联网”通信时代即将来临l 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”l 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RFID等前端技术和20年发展趋势1995信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.2 物联网的起源萌芽期（1999-2004年）实践性探索打开发展之门发展特点技术进步商业价值社会影响局部的、非体系性的技术探索，产业化应用初步展开。物的符码化，传感网的搭建。企业应
14、用为主，提升经济效益。生产力推动效应初现。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.2 物联网的起源萌芽期（1999-2004年）1999年，中国物品编码中心完成了国家技术监督局的科研项目“新兴射频识别技术研究”，制定了射频识别技术规范。同年，中国科学院启动了传感网的研究。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.2 物联网的起源萌芽期（1999-2004年）2001年-2002年中国物品编码中心开始编写相关的资料书，并于2003年完成了EPC电子产品代码一书。同年，国际物品编码协会（EAN）和美国统一代码
15、委员会（UCC）联合收购了EPC技术，成立了EPC global 组织，用于推动EPC技术的商业应用，而该组织的六所学术研究机构之一的AUTO-ID实验室则依托复旦大学成立的AUTO-ID中国实验室，负责电子标签和读写器的研究开发。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.2 物联网的起源萌芽期（1999-2004年）全球电子产品代码管理中心管理委员会会议 2004年1月12日，全球电子产品代码管理中心授权中国物品编码中心，使其成为EPCglobal在中国内地唯一的代理机构，从此中国物品编码中心在技术研究、标准制定、推广应用和教育培训等方面开始与世界
16、全面接轨。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.2 物联网的起源初创期（2005-2009年）跨界融合迈向万物互联时代发展特点技术进步商业价值社会影响国家层面开始推进，产业化应用深入展开物体间的联接，低功耗、低成本应用场景不断丰富，“信息产品”出现物联网产业形成信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.2 物联网的起源初创期（2005-2009年）国际电信联盟（ITU）在2005年的年度报告中对物联网概念进行了扩展。2005年1月由众多国家部委共同编写的中国射频识别（RFID）技术政策白皮书正式发布。2
17、006年6月工信部部长李毅中在科技日报上发表文章，提出启动“传感网络”的研发应用，并将其上升到“战略性新兴产业”的高度。2009年10月信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.2 物联网的起源成长期（2016-2015年）调整优化持续推进产业化知识不会被消耗，通过互动可以增加知识。共享性对于知识的理解是个人的、特殊的、难以充分交流的。隐含性知识在传播和使用过程中有不断被丰富、被充实的可能性。增值性知识在发展中所占比重与创造价值呈逐年上升趋势。资源性信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.2 物联网的起源
18、成长期（2016-2015年）2011年11月28日2015年工信部印发的物联网“十二五”发展规划中明确了物联网作为国家战略性新兴产业对驱动经济转型的重要作用，并明确了物联网发展的八大任务。初步建成了完备的物联网产业体系，形成了包括芯片、元器件、设备、软件、系统集成、运营和应用服务在内的完整产业链。在产业化大发展的同时，物联网的公共服务体系也日渐完善，一批共性技术研发、投融资、标识解析、人才培训、信息服务等公共服务平台初步建成。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.2 物联网的起源蓬勃发展期（2016年至今）跨界融合迈向万物互联时代发展特点技术进
19、步商业价值社会影响开放创新生态圈逐步形成绩效管理的最终目的是改善半智能化的物物互联，物件可执行指令物联网产业生态系统形成，智能化应用凸显价值共享经济形成信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.2 物联网的起源蓬勃发展期（2016年至今）物联网与大数据、云计算、人工智能、5G等新技术加速融合，呈现出了迭代升级的、集成创新的特点。继承创新中国物联网企业围绕着研发、应用、服务等领域，以平台、联盟和开源社区为载体，广泛开展了跨领域、跨国别合作。合作领域整个中国物联网市场规模超过9000亿元，同比增速连读多年超过20%，并一跃成为全球最大的物联网市场。市场规
20、模产业结构中国物联网产业继续优化产业结构，推动战略性行业升级，并推动物联网应用的持续深化。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.3 物联网2.0物联网2.0的特征（1）“物联网即服务”的落地既然称为物联网2.0时代，当然是比物联网1.0时代有明显进步的。物联网2.0时代的一个明显特征就是“物联网即服务”的落地。在物联网1.0时代，并没有真正从服务的角度去考虑物联网，以物联网产业为例，反而把“感知”等当成了物联网产业的核心。（2）物联网呈现局域化、功能化、行业互联化物联网的“人连物”“物连物”都具有局域化、功能化、行业互联化，这形成了对物联网的具体
21、需求，并逐渐行业标准化。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.3 物联网2.0物联网2.0的特征（3）物联网平台物联网要通过服务的方式落地，此时承担落地职责的便是物联网平台企业。在互联网时代，平台企业就有很多，现在每年都在评选互联网百强企业。到了物联网时代，平台企业只会更多，平台的属性和规模也会各异。物联网平台原则上必须至少具备3种能力：设备连接能力、大数据处理能力和人工智能能力。（4）物联网技术设备升级物联网是建立在传感技术、通信技术和计算机技术的支撑之上的，每一个大的技术板块下都有很多细分技术领域，这些领域技术的创新带来了物联网技术设备的升级
22、。（5）物联网的安全性引起重视自物联网的安全性这个概念提出以来，一直以来备受人们关注。今后，物联网的安全性将成为一个相对独立的研究领域，并得到足够的重视与发展。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.3 物联网2.0物联网2.0发展现状（1）物联网技术标准过去的物联网技术设备还存在很多不足，物联网的情景也不同，系统和应用的各种公司都有，还有一些联盟想制定物联网设备的通信标准，导致标准无法统一。如今，移动物联网已形成由NB-IOT（窄带物联网）、eMTC（增强型机器类通信）、5G（第五代移动通信）等共同构成的技术体系，形成了标准体系间的互联互通。我国
23、开始了全球最大的NB-IOT网络的筹建，将在全网部署30万个NB-IOT基站。华为公司也先后发布了NB-IOT和物联网操作系统LiteOS的解决方案。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.3 物联网2.0物联网2.0发展现状（2）物联网产业环境在物联网1.0时代，物联网相关产业结构、链条不完整。未来几年，物联网将迎来井喷式发展，物联网的广泛应用不仅将改造、提升传统产业，促进先进制造业的发展，更将培育发展新兴产业，促进现代服务业的发展。目前，我国已初步形成涵盖芯片、模组、系统、平台在内的移动物联网产业体系，在工业自动控制、环境保护、医疗卫生、公共安
24、全等领域设立了一系列应用试点进行示范，并取得了进展。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.1.3 物联网2.0物联网2.0发展现状（3）物联网应用场景物联网发展的关键在于应用，人们从最初“只知技术、不明用途”的探索阶段，到如今已明确这一新技术能应用到什么领域、解决什么问题。2017年，我国开始流行共享单车，只要拿出手机扫一扫，便可打开智能锁骑行，这些智能锁使用的就是物联网技术。随着物联网技术的发展，共享单车、数字眼镜、儿童跟踪器、智能手表等都将相继出现。物联网2.0要求各行各业都能以行业应用为切入点，提出解决方案，通过人工智能、大数据、云计算、5G等
25、技术的完善，不断提升人工智能的水平，完善语言助手技术，加强物联网的安全性与信任感，使操控方式迭代升级。这样，我们的一个动作、一个眼神、一个想法，甚至我们面部表情，物联网也可以了解。目录8.2 物联网的体系结构CONTENTS8.1 认识物联网信息技术（Windows 10+Office 2016）8.3 物联网的典型应用8.4 物联网技术信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.2.1 物联网的基本组成物联网的架构可分为感知层、网络层、应用层三个主要部分。由传感器(sensor)、影像监视装置、无线射频识别技术(RFID)等组成，是物联网架构的基础。是异
26、构融合的泛在通信网络，包括现有的互联网、通信网、广电网以及各种接人网和专用网，通信网络对采集到的物体信息进行传输和处理。为手机、pc等各种终端设备提供感知信息的应用服务。应用层网络层感知层信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.2.2 感知层 感知层位于物联网三层结构中的最底层，其功能为“感知”，即通过传感网络获取环境信息。感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。主要实现物体的信息采集、捕获和识别。关键技术包括传感器、RFID、GPS、自组织网络、传感器网络、短距离无线通信等。感知层：全面感知，无处不在信息技术（Windows10+Office 2
27、016）第8章物联网技术问题引入8.2.2 感知层感知层：全面感知，无处不在 以超市里推广使用的条码识别技术为例，店员通过扫描仪扫一下就能准确了解物品是什么。结合传感器技术发展，我们不仅知道物品是什么，还能知道它处在什么环境下，如温度、湿度等。如今，许多科学家在研究将自动识别技术与传感器相结合，让物品具备自主发言能力，通过识别物品，物体就会告诉人们，它是什么，在哪里，温度是多少，湿度是多少，压力是多少等一系列数据。案例：条码识别技术信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.2.3 网络层网络层：智慧连接，无所不容接入网接入方式多种多样，接入网有移动网络、
28、无线接入网络、固定网络和有线电视网络。移动通信网具有覆盖广、建设成本低、部署方便、具备移动性等特点。随着物联网业务种类的不断丰富、应用范围的扩大、应用要求的提高，对于通线网络也会从简单到复杂、从单一到融合，从多种的接人方式到核心网的融合整体的过渡。接入网核心网信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.2.4 应用层应用层：广泛应用，无所不能主要实现关键技术业务和应用层是物联网的信息处理和应用，面向各类应用，实现信息的存储、数据的挖掘、应用的决策等。涉及海量信息的智能处理、分布式计算、中间件、信息发现等多种技术。目录8.2 物联网的体系结构CONTENTS
29、8.1 认识物联网信息技术（Windows 10+Office 2016）8.3 物联网的典型应用8.4 物联网技术信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.3 物联网的典型应用目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、日、韩等少数国家和地区。其最初的研发方向主要是条形码、RFID等技术在商业零售、物流领域的应用。而随着RFID、传感器、近程通信以及计算技术等的发展，近年来其研发、应用开始拓展到环境监测、生物医疗、智能基础设施等领域。物联网的应用领域如图8-4所示，主要包括交通管理、智能工农业、医疗健康、能源电力、家居建筑等。信息技术（Window
30、s10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.3.1 智能家居系统架构信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.3.1 智能家居智能家居解决方案：第一类第一类是以人机交互和信息流分析为基础的智能化设备管理，主要体现为对家用电器和家居环境的远程监控和操作。例如，智能家居可以根据天气预报自动关闭窗户、开启/关闭照明、开启/关闭空调、调整百叶窗。进一步地，可以通过跟踪用户手机和理解用户习惯，以更综合的信息分析提升操作的智能性。例如，通过对信息流的综合分析，推测用户到家时间，控制开门、开灯、打开厨具电源，为浴缸准备热水等。用户亦可以随时重新配置或取
31、消相应的自动化操作设定。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.3.1 智能家居智能家居解决方案：第二类 第二类是基于内、外部环境定期互动和信息流分析的智能化能源管理。比如，智能家居系统与智能电表相连，以实时监测电价信息的变化，并基于电网用电信息实现家用设备的智慧用电。又如，将家用电动汽车连接到智能电网，借助充电桩双向充电技术，在用电低谷期从电网购买电能，在用电高峰期将电能反向输出（卖）给电网（Vehicle to Grid），或在用电高峰期将电动汽车预存的电能用于家庭用电（Vehicle to Home）信息技术（Windows10+Office 2
32、016）第8章物联网技术问题引入8.3.1 智能家居智能家居解决方案：第三类第三类是以人机交互和信息流分析为基础的智能化活动管理，聚焦于帮助特定人群老年人和残障人等行动不便者提供日常活动监护和保健监测。利用物联网技术实现对患者生理状态以及患者环境状态监测，结合医疗服务提供商（如医院和专业医疗机构）后台的综合信息分析和适当处理与干预，提供精细化智慧医疗健康服务。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.3.1 智能家居应用实例：智慧居家医疗保健系统信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.3.2 智慧城市系统架构信息
33、技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.3.3 智能交通系统架构智能交通包括车管专家、电子票务、公交行业无线视频监控平台、智能公交站台等。-车管专家利用全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、移动通信（4G、5G）等技术，将车辆的位置、速度、车内外图像等信息进行实时管理，有效满足用户对车辆管理的各类需求。-电子票务是手机凭证业务的典型应用，手机凭证业务就是手机+凭证，是以手机为平台、以手机身后的移动网络为媒介，实现票务的凭证功能。-公交行业无线视频监控平台利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能，对公交运行状态进行实时监控智能公交站台通过媒体发布
34、中心与电子站牌的数据交互，实现公交调度信息数据的发布和多媒体数据的发布功能，还可以利用电子站牌实现广告发布等功能。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.3.4 智能医疗系统架构信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.3.4 智能医疗系统架构智慧医疗结合无线网技术、条码RFID技术、物联网技术、移动计算技术、数据融合技术等，将进一步提升医疗诊疗流程的服务效率和服务质量，提升医院综合管理水平，实现监护工作无线化，全面改变和解决现代化数字医疗模式、智慧医疗及健康管理、医院信息系统等方面的问题和困难，并大幅度实现医疗
35、资源高度共享，降低公众医疗成本。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.3.5 智慧农业智慧农业是农业中的智慧经济，或智慧经济形态在农业中的具体表现。智慧农业是智慧经济重要的组成部分；对于发展中国家而言，智慧农业是智慧经济主要的组成部分，是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。目录8.2 物联网的体系结构CONTENTS8.1 认识物联网信息技术（Windows 10+Office 2016）8.3 物联网的典型应用8.4 物联网技术信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.
36、4 物联网技术物联网技术概论 网路体系结构主要研究网络的组成部件以及这些部件之间的关系，与传统网络系统结构一样，也可采用分层网络体系结构来进行描述。云计算技术RFID智能识别技术无线通信技术传感技术 IPV612435信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4 物联网技术物联网技术概论从技术角度讲，物联网专业主要涉及的专业有：15243遥感与遥测物联网涉及专业电子与电气工程电子信息与通讯自动控制计算机科学与工程信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4 物联网技术物联网技术概论 物联网透过感测和通讯等相关技术，
37、实现人、机器和系统三者之间的智能化连结，解决城市化所带来的各种生活问题，未来如汽车、家电等各种物品都将连上网络，相关创意应用也将有庞大的商机。物联网是在2005年由国际电信联盟(ITU)正式提出，涵盖“人与人”、“物与物”及“人与物”三大范畴。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4 物联网技术物联网相关技术物联网的实现主要分为三个层次:3.应用和业务（业务层）2.通信网络（网络层）1.传感系统（感知层）信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.1 感知层关键技术 1 2 4 3 射频技术Radio Fre
38、quency Identification，RFID新兴传感技术现场总线控制技术（FCS）无线网络组网技术Wireless Sensor Network,WSN信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.1 感知层关键技术核心产品无线路由器无线网关传感器电子标签信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.1 感知层关键技术传感器技术传感器技术作为一种有效的数据采集设备，在物联网感知层中扮演了重要角色。传感器是指能感知预定的被测指标并按照一定规律转换成可用信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器是一
39、种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测到的信息按一定规律转换为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.1 感知层关键技术RFID技术RFID 技术俗称为电子标签，是一种非接触式的自动识别技术，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。通过射频信号自动识别对象并获取相关数据完成信息的采集工作，RFID技术是物联网中最关键的一种技术，它为物体贴上电子标签，实现了高效灵活管理。RFID 技术由以下两部分组成。（1）标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成。
40、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。图8-11所示为 RFID 标签打印机。（2）阅读器（Reader）或读写器：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。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.1 感知层关键技术条形码技术条形码是一种信息的图形化表示方法，可以将信息制作成条形码，然后通过相应的扫描设备将其中的信息输入计算机中。要将条码转换成有意义的信息，需要经历扫描和译码两个过程。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.2 网络层关键技术ZigBeeZigBee技
41、术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术。其名称来源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂是靠飞翔和“嗡嗡”地抖动翅膀的“舞蹈”来传递花粉所在方位信息给同伴的，也就是说，蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee网络的主要特点是功耗低、成本低、速率低、时延短、有效范围大、可靠、安全，主要适用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备ZigBee 设备的类型如下。（1）ZigBee 协调器（Coordinator）。（2）ZigBee 路由器（Router）。（3）ZigBee 终端设备。一个ZigBee网络由一个协调器节点、多个路由器和多个终端设备节点组成。信息技术（Win
42、dows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.2 网络层关键技术Wi-FiWi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance）持有，目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网络产品之间的互通性。IEEE 802.11是电气电子工程师学会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取。现在IEEE 802.11这个标准已被统称作Wi-Fi，它是一种短程无线传
43、输技术，能够在几百米范围内支持互联网的无线接入。Wi-Fi的优势如下。（1）无线电波的覆盖范围广。（2）传输速度非常快。（3）厂商进入该领域的门槛比较低。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.2 网络层关键技术蓝牙蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术，能够在包括移动电话、掌上电脑、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙技术的优势是稳定、全球可用、设备范围广、易于使用、采用了通用规格。蓝牙技术的宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术，使短程无线通信技术标准化。在蓝牙技术中，Intel 公司负责
44、半导体芯片和传输软件的开发，爱立信公司负责无线射频和移动电话软件的开发，IBM和东芝公司负责笔记本电脑接口规格的开发。1999 年下半年，微软、摩托罗拉、朗讯及蓝牙特别小组的 5 家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织。全球业界开发了一大批蓝牙技术的应用产品，使蓝牙技术在当时呈现出极其广阔的市场前景，并预示着21世纪初将迎来蓝牙技术的无线通信全球浪潮。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.2 网络层关键技术GPS 技术全球定位系统是利用定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。全球四大卫星导航系统包括美国的全球定位系统、俄罗斯的“格洛纳斯”系
45、统、欧洲的“伽利略”系统和中国的“北斗”系统。经过20余年的实践证明，GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.3 应用层关键技术应用层负责信息处理和人机界面的问题。人工智能技术主要负责分析物品所承载的信息内容，从而实现计算机自动处理。数据挖掘是一些能够实现物联网“智能化”、“智慧化”的分析技术和应用的统称。中间件云计算人工智能数据挖掘信息技术（W
46、indows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.3 应用层关键技术软件和算法软件和算法在物联网的信息处理和应用集成中发挥着重要作用，是物联网智慧的集中体现。其中的关键技术主要包括面向服务的体系架构（Service Oriented Architecture，SOA）和中间件技术，重点包括各种物联网计算系统的感知信息处理、交互与优化软件及算法、物联网计算系统体系结构与软件平台研发等。（1）面向服务的体系架构是一种松耦合的软件组件技术，它将应用程序的不同功能模块化，并通过标准化的接口和调用方式联系起来，实现快速可重用的系统开发和部署。（2）中间件是一种独立的系统软件或服务
47、程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.3 应用层关键技术信息和隐私安全技术信息和隐私安全技术包括安全体系架构、网络安全技术，以及“智能物体”的广泛部署给社会生活带来的安全威胁、隐私保护技术、安全管理机制和保证措施等。为实现对物联网广泛部署的“智能物体”的管理，需要进行网络功能和适用性分析，开发适合的管理协议。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入8.4.3 应用层关键技术标识和解析技术标识和解析技术是赋予物理、通信和应用实体或其本身固有的一个或一组属
48、性，并能实现正确解析的技术。物联网的标识主要包括物体标识和通信标识。物联网中的标识和解析技术涉及不同的标识体系、不同体系的互操作、全球解析或区域解析、标识管理等。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入补充知识：物联网发展趋势未来趋势随着政策环境的不断改善、创新成果的不断涌现、应用示范的不断深入与产业体系的不断完善，中国物联网发展已经确立系统性的竞争优势，即将迎来黄金发展时期。相关数据显示，到2020年，中国物联网的总体规模将超过1.5万亿元。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入补充知识：物联网发展趋势未来趋势2良
49、好的系统思考习惯和严谨的逻辑思维能力。3强大的资料搜集开源创新生态圈逐步成型，融合驱动效应凸显。应用场景继续丰富和深化，加速迈向万物互联时代。14技术迭代持续进行，智能化应用进一步推进。5商业模式不断丰富，物联网商业转化率进一步提升。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入补充知识：物联网发展趋势国外物联网技术的研究 物联网是继计算机、互联网后的又一次技术革新，它代表着未来计算机与通信的发展方向。目前,美国、欧盟、日本和韩国等发达国家都十分重视物联网的发展并且已经投入大量的资金与技术对其进行研究，且取得了大量的成果。思科AT&Tgoogle微软IBM124
50、35信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入补充知识：物联网发展趋势国外物联网技术的研究 IBM IBM是全球物联网领域当之无愧的老大。IBM在企业应用基础架构和数据库连接设备上投入巨资。2015年3月下旬IBM宣布投资30亿美元在未来四年内单独成立一个物联网部门。IBM已经开始行动：其拥有超过1400的物联网团队规模。信息技术（Windows10+Office 2016）第8章物联网技术问题引入补充知识：物联网发展趋势国外物联网技术的研究 AT&T 2014年年初，AT&T与IBM结成全球联盟，专注为城市、运输公司和公用事业公司提供创新解决方案，这种技术
