物联网讲座讲稿ppt课件.ppt

1、物联世界机遇无限xx工业大学信息工程学院1当前，以移动互联网、物联网、云计算、大数据等为代表的新一代信息通信技术（ICT）创新活跃，发展迅猛，正在全球范围内掀起新一轮科技革命和产业变革。随着“互联网+”、“中国制造2025”战略的提出，物联网与农业、制造业、服务业等传统产业，与新能源、新材料、先进制造业等新兴产业的“双向融合”不断加强。物联网加快向经济、社会、生活众多领域渗透，不断催生新变革、新应用和新业态前言前言2内容目录1 12 23 3物联网应用物联网应用物联网概述物联网概述物联网产业与发展物联网产业与发展（定义|本质|特征）（领域|方向|案例）（战略|发展|机遇）3一、物联网概述一、物

2、联网概述（定义|本质|特征）4The Internet of Things一、物联网概述5一、物联网概述Internet of Things什么样的网什么样的物物是智能体？物是智能体？物是产品信息？物是产品信息？网是一种特殊或新型的信息网络网是一种特殊或新型的信息网络？网就是互联网网就是互联网？网就是无线传感网网就是无线传感网？物就是普通物品物就是普通物品？6l通过二维码识读设备、射频识别（通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、）装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备传感设备，按，按约定的协议约定的协议，把任何物品与互联网相连

3、接把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现，进行信息交换和通信，以实现智智能化能化识别、定位、跟踪、监控和管理的识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络一种网络。一、物联网概述l由具有由具有标识标识、虚拟个性的、虚拟个性的物体物体/对象对象所组成的网络，这些标识和所组成的网络，这些标识和个性等信息运行在智能空间，使用个性等信息运行在智能空间，使用智慧的接口智慧的接口与用户、社会和与用户、社会和环境的上下文进行连接和通信环境的上下文进行连接和通信。 20087l物联网是物联网是未来网络未来网络的整合部分，它是以标准、互通的通信协议为基的整合部分，它是以标准、互通的通信协议为基础，具有自

4、我配置能力的全球性动态网络设施，在这个网络中，所础，具有自我配置能力的全球性动态网络设施，在这个网络中，所有有实质和虚拟的物品实质和虚拟的物品都有特定的都有特定的编码和物理特性编码和物理特性，通过智能接口无，通过智能接口无缝链接，实现信息共享缝链接，实现信息共享。2009l物联网是通信网络、互联网的拓展应用和网络延伸，利用感知技术物联网是通信网络、互联网的拓展应用和网络延伸，利用感知技术和智能装置对物理世界进行感知识别、和智能装置对物理世界进行感知识别、智能监控智能监控，通过网络传输互，通过网络传输互联，进行数据计算、处理、知识挖掘和联，进行数据计算、处理、知识挖掘和分析决策分析决策，实现物与

5、物、人，实现物与物、人与物、与物、人与人人与人信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的确管理和科学决策的目的。一、物联网概述8一、物联网概述p 狭义上的物联网是指物品到物品连接的网络，实现物品的智能化识别和管理狭义上的物联网是指物品到物品连接的网络，实现物品的智能化识别和管理p广义上的物联网则是信息空间与物理空间的融合，将一切事物数字化、网络化，在广义上的物联网则是信息空间与物理空间的融合，将一切事物数字化、网络化，在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互，并通过新的服务物品之间、物品与人之间、人与现实

6、环境之间实现高效信息交互，并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为，是信息化在人类社会综合应用达到的更高境界模式使各种信息技术融入社会行为，是信息化在人类社会综合应用达到的更高境界9感知感知传输传输智能智能全面感知全面感知可靠传输可靠传输智能处理智能处理利用人工智能技术，云计算技术对融合的信息深度处理、挖掘与决策通过无所不在的网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体或环境的信息10ITU-T Y.2221中对无线传感器网络的定义是：利用中对无线传感器网络的定义是：利用 各种传感器加上中低各种传感器加上中低速的近距离无线通信技术构成一个独立的网

7、络，是由多个具有无线通信速的近距离无线通信技术构成一个独立的网络，是由多个具有无线通信与计算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统。与计算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统。 信息管理中心信息管理中心 汇聚节点汇聚节点监测区域监测区域监测节点监测节点物联网物联网 与与 无线传感器网络无线传感器网络&泛在网络泛在网络11ITU-T Y.2002中将泛在网络描述为：在服务预定的情况下，个人和中将泛在网络描述为：在服务预定的情况下，个人和/或设备无或设备无论何时、何地、何种方式都能以最少的技术限制接入到服务和通信的能力。论何时、何地、何种方式都能以最少的技术限制接入到服务

8、和通信的能力。*图片来源：ITU-T Y.200212泛在网l 物与物/人与物/人与人l 多网络、多技术、跨行业、跨应用l 无缝连接通信物联网l 物与物/人与物l 一个或多个网络、协同/融合l 近距离无线、中高速通信网络传感器网l 物与物l 低速、低功耗、近距离无线通信13一、物联网概述从狭义上说，从狭义上说，M2M仅代表机器与机器（仅代表机器与机器（machine to machine）之间的通信从广义来）之间的通信从广义来讲，讲，M2M也包括人与机器也包括人与机器(human to machine)的通信，是以机器智能交互为核心、的通信，是以机器智能交互为核心、网络化的应用与服务网络化的应

9、用与服务物联网物联网 与与 M2M（Machine to Machine）& CPS（Cyber-Physical Systems）14CPS是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C（computation/communication/control）技术的有机融合，实现大型系统）技术的有机融合，实现大型系统的实时感知和动态控制的实时感知和动态控制CPS计算、通信、控制控制控制-Control通过对信息的处理、管理，使信息系统和物理对象按期望的模式运行，提高信息服务的可靠性通信通信-Communication将一系列计算机系统连接

10、起来，并将物理过程相连，可以增强可靠性和功能计算计算-Calculate物理组件上嵌入式系统的计算能力，能够将“被动的”物理数据转换为“主动的”信息15M2M和和CPS都是物联网都是物联网的一种表现形式的一种表现形式M2M强调机器与机强调机器与机器之间通信，偏重器之间通信，偏重于实际应用，得到于实际应用，得到了工业界的重点关了工业界的重点关注，是现阶段物联注，是现阶段物联网最普遍的应用形网最普遍的应用形式式CPS更强调反馈与更强调反馈与控制，更偏重于研控制，更偏重于研究，吸引了学术界究，吸引了学术界的更多目光，是将的更多目光，是将来物联网应用的重来物联网应用的重要技术形态要技术形态16*图片来

11、源：工业和信息化部电信研究院17感知层是物联网全面感知的基础感知层是物联网全面感知的基础物联网感知层uRFID标签和读写器uM2M终端和传感器u传感器网络和网关感知层实现方式感知层实现方式u摄像头和监控uGPS/北斗定位授时u智能家居网关感知层作用感知层作用感知层突破方向感知层突破方向u标识物体u采集和捕获信息u更敏感和更全面的感知能力u解决低功耗的问题u解决小型化和低成本问题RFID读写智能家居网关M2M终端传感器网络摄像头GPS/北斗传感器网关无线无线 & 有线有线18网络层是物联网无处不在的前提网络层是物联网无处不在的前提物联网网络层u接入网：无线/光纤各种类型的接入形式u核心网：统一I

12、P协议上的大带宽的可靠网络u业务支撑平台：业务统一管理部署和运营支撑网络层主要层次网络层主要层次网络层作用网络层作用网络层突破方向网络层突破方向u连接感知层和应用层u随时随地的连接实现u当前最成熟的部分u扩展规模，以实现无处不在u业务可扩展的管理运营能力u简化结构，上下层面融合IP统统一一协协议议有有效效降降低低实实现现成成本本规规模模扩扩展展带带来来IPv6的的发发展展动动力力ONU接入网络l 无线接入：2G/3G/LTE/WLAN/WiMaxl 有线接入：光纤（PON）和铜线（xDSL）l 汇集承载：IP化传输网络（PTN/CE）核心网络&业务网关l 统一IP协议的高效率的核心网络/设备/

13、接口l 针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制l 边缘业务控制实现业务感知、控制和策略转发CPE业务平台鉴权平台计费平台经营分析平台业务支撑平台l 提供终端和业务的通道和联动控制逻辑l 实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展l 针对客户提供用户自定义业务环境和接口19应用层是物联网智能处理的核心应用层是物联网智能处理的核心物联网应用层u智能家居u智能交通u智能城管应用层主要应用方向应用层主要应用方向应用层作用应用层作用应用层突破方向应用层突破方向u信息技术与行业专业技术结合u实现广泛智能化应用的解决方案集合u信息技术与行业的深度融合u信息的社会化共享和安全保障u基于云计算的应用整体架构u智能电

14、力u智能医疗u智能通信服务云云计计算算是是应应用用大大规规模模部部署署关关键键云计算资源云计算资源云计算业务云计算业务计算能力存储能力SaaSPaaSIaaS云计算的意义云计算的意义l 适应业务量增长不确定性的弹性架构体系l 适应海量数据计算和存储的低成本曲线的架构l 适应开放式的应用提供和部署环境l IT架构和商业模式转变的关键物物联联网网应应用用发发展展六六热热点点大大领领域域 智能智能家居家居智能智能电力电力智能智能交通交通智能智能医疗医疗智能智能城管城管智能通智能通信服务信服务六大热点涵盖了主要应用集和投资方向六大热点涵盖了主要应用集和投资方向20物联网发展的演进路线物联网发展的演进路

15、线信息汇聚信息汇聚协同感知协同感知泛在聚合泛在聚合u主要特征主要特征 泛在的感知服务将海量信息进行聚合，产生出新的有应用价值的信息，即物联网广泛应用于各个领域，实现任何人、任何物体、任何时间、任何地点的互联互通，引发新的应用和服务模式。u关键技术关键技术 信息聚合理论、模糊控制技术、泛在异构网络、人工智能、仿生传感器、纳米材料、生物芯片等。u主要特征主要特征 将分布于多区域的、利用多种感知技术手段所采集信息进行汇聚，通过通信网络将感知信息汇聚到业务应用系统，集中进行信息的处理与共享，并提供信息应用服务。u关键技术关键技术 传感器设计与实现、短距离无线传输技术、低功耗技术、电磁兼容技术等，以实现

16、相关信息采集、汇聚设备的小型化、低功耗、低成本、国产化和绿色环保。u主要特征主要特征 以事件、任务和目标为驱动进行感知、网络和应用各个层面的协同工作，系统具备分布式、跨层次、自学习的协同处理能力，提供智能、精确的多元化信息服务。u关键技术关键技术 任务驱动的大规模自治组网技术、上下文感知技术、移动通信网络与无线传感器网络无缝融合技术、海量信息处理技术等。21二、物联网应用二、物联网应用（领域|方向|案例）2223应用案例应用案例1：基于物联网高临镜感的都市开心农场：基于物联网高临镜感的都市开心农场24在QQ、校内网等平台上的开心农场游戏迅速流行，并深受人们的欢迎25农家乐、新农村旅游等旅游休闲

17、方式已经成为了农民增收的新起点和都市人群旅游休闲的首选， 然而，由于其方面的限制，发展出现了瓶颈问题26对于都市人群，尤其是孩子们而言，“五谷不分”已经成为一种普遍的社会现象， 如何填补都市人群，尤其是儿童在农业知识方面的空白，已经成为社会焦点27民以食为天，食以安为先，而调查显示，约 70%的中国消费者严重怀疑食品安全。而蔬菜、水果作为人们的日常食品，人们对其安全问题更加关注，如何为人们建立一个购买放心菜的平台，已经成为一个亟待解决的问题2008 河北三鹿奶粉事件2011 河南瘦肉精事件2013 湖南“镉大米”事件28农家乐、新农场旅游示范点大棚种植户、大型土地承包商普通农户农场超市小当家乐

18、园VIP地主卡农场大叔地主部落VIP农户卡都市白领、单身族都市亲子家庭“放心菜”期望者果蔬销售商酒店食品经营店29303132应用案例应用案例2：基于物联网的智能家居系统：基于物联网的智能家居系统331984199719992001200420082009201020112012201320142015 第一座被公认的智能大厦问世 比尔盖茨的智能豪宅使智能家居概念被大众认知 微软在中国推微软在中国推出出“电视上网电视上网”的的“维拉斯计维拉斯计划划”是中国智是中国智能家居的开端能家居的开端 海尔推出第一海尔推出第一代网络家电代网络家电 国内科研机构和公司开始智能安防系统和产品 宽带网开始进入一

19、般的住宅和小区 中国家庭网络标准产业联盟“e家佳”成立 苹果公司推苹果公司推出出iPhone 3G，智能手机的发智能手机的发展开启了新的展开启了新的时代时代 中国物联网的研究和应用高速发展 Fitbit发布首款可穿戴产品 IBM正式提出“智慧城市”的愿景 TCL研制出国内第一台基于Android的智能互联网电视 谷歌发布Android Home项目，提出将家里的每一个设备连接到Android APP 海尔发起建立中国智能家居产业联盟 极路由首次在国内推出智能路由器产品 海信与新浪微博合作推出“微博空调” 苹果，三苹果，三星推出智能星推出智能家居平台家居平台 京东搭建京东搭建JD+平台平台 海尔

20、成立海尔成立U+平台平台小米推出小米推出智能家庭套智能家庭套装产品装产品 联想，美的，阿里，小米，乐视等纷纷发布智能家居系统生态圈互联网时代移动互联网时代物联网时代34智能家居为什么突然火了？智能家居概念是否反复炒冷饭？35资本市场积极涌入移动互联网高速发展、个人移动设备普及软硬件技术成熟、开发成本和门槛降低智能家居元年2014：尤其是Android/IOS智能手机、平板电脑的广泛普及，形成智能家居控制入口，网络无处不在：短距离通信技术Bluetooth4.0、ZigBee，低功耗WiFi，WiFi模块价格跌入10元以内：Google、Apple等巨头纷纷涉足智能家居领域、社会资本蜂拥涌入36

21、 2014.1收购Nest Labs 2014.7 联合发布物联网协议Tread Baidu Inside智能硬件合作计划 2014.8收购SmartThings 2014.9收购Quieteside LLC 2014.8发布智能家居平台HomeKit “神奇工场”智能家居生态圈计划 2014.5与智能家居自动化公司Insteon达成战略合 联合AllSeen联盟 2014.6发布JD+开放平台 推出智能家居超级APP 2014.10 QQ物联开放平台 微信硬件平台 TOS+ 开放平台 2014.10在U-Home基础上发布U+智能家居平台 2014.4小米智能路由 2014.10智能家居套件

22、 2014.7 MICO物联网操作系统 2014.10 阿里云端生态系统阿里物联 OpenLife智慧家庭生态发展计划 物联网操作系统LiteOS37HomeKit2014OIC 2014.7 IoTivityAllSeen 2013 AllJoynThread 2014.738功能：传统智能家居系统软硬件设计固定、系统兼容性低、可移植性和扩展性较差、需要统筹整体设计规划，开发已及处理出现的问题周期长，维护成本高需求：智能家居系统应当是完全个性化的，犹如家庭装潢风格千差万别；每个家庭对智能家居功能的需求不同，大而全的传统智能家居系统无法满足普通消费者需求价格：传统智能家居系统往往会提供一整套完

23、整的解决方案，导致了用户如果需要其中的某一项功能就必须买下整套系统，使得传统智能家居系统价格居高不下39*数据来源：腾讯科技2014年国内智能家居市场发展报告40*数据来源：易观智库基于2930份有效被访者调研得出，题目为多选题，百分比总和可能大于141 普通用户就可以进行安装及设置部署，“即插即用”，傻瓜操作模式，落脚点在于用户体验简单易用，良好的用户体验 实用的功能往往能更快的被普通消费者所接受，用户可以随心所欲的搭配组合智能家居系统功能功能实用，灵活的个性化搭配 作为轻量级的系统，在产品的体量、中间环节等因素上有着明显的优势，是大众类消费电子产品价格便宜，普通用户易接受422013年8月

24、2014年6月2014年12月2015年1月2015年4月两个智能灯、一个无线按钮、一个环境探测器、一个ZigBee网关WiFi智能遥控器、WiFi智能插座、艺术智能开关智能网关、门窗磁传感器、智能插座、水浸传感器、多功能环境探测器人体感应器、门窗磁感应器、无线开关、ZigBee多功能网关智能灯泡、智能无线开关、人体红外感应、智能门窗磁、智能网关43WiFiRJ-45/WiFiZigBee电信网/主干网其他无线RF，如315/433MHz、2.4G44第一代V1.0第二代V2.04546实验室电器设备：电视机电视机顶盒空调海乐315MHz无线开关力沃433MHz无线开关杜亚窗帘扫地机器人（地宝

25、）部署的节点：3个温湿度传感器2个光照度传感器1个烟雾探测器1个空气质量探测器1个热释电红外探测器4个门窗磁传感器1个声光报警器1个应急按钮1个红外转发控制器1个315/433MHz RF 转发控制器47484950三、物联网产业及发展三、物联网产业及发展（战略|发展|机遇）51物联网产业链分布物联网产业链分布感知层感知层网络层网络层应用层应用层网络设备网络设备业务支撑平台业务支撑平台最终用户最终用户行业用户行业用户商业用户商业用户家庭用户家庭用户应用集成商应用集成商终端提供商终端提供商模块提供商模块提供商软件提供商软件提供商芯片提供商芯片提供商设备提供商设备提供商芯片提供商芯片提供商系统集成

26、商系统集成商软件提供商软件提供商硬件提供商硬件提供商软件提供商软件提供商硬件提供商硬件提供商网络服务提供商（运营商网络服务提供商（运营商/专网）专网）服务提供商服务提供商个人用户个人用户上游中游下游用户物联网产业是战略性新兴产业，是实现未来经济持续增长的先导产业物联网产业是战略性新兴产业，是实现未来经济持续增长的先导产业，对经济发展和产业结构转换具有导向作用，对经济发展和产业结构转换具有导向作用52上海贝岭上海贝岭 复旦微电子复旦微电子联发科联发科展讯等展讯等中兴、华为等中兴、华为等网络设备商；网络设备商；远望谷、新大远望谷、新大陆等系统集成商陆等系统集成商中国移动中国移动中国电信中国电信中国

27、联通中国联通中国广电中国广电国内政策与实际应用环境霍尼霍尼韦尔、英特尔、韦尔、英特尔、德州仪器、意德州仪器、意法半导体、飞法半导体、飞利浦利浦微软、爱立信；微软、爱立信；IBM;思科思科 受政策限制，受政策限制， 竞争者较少，竞争者较少， 多为收集情报、多为收集情报、 寻求合作者寻求合作者上游中游下游535420082009IBM公布了“智慧地球（Smart Planet）”战略，并得到美国政府的大力扶持奥巴马签署生效的经济复苏和再投资法案，提出通过能源、科技、医疗等多方面鼓励物联网技术的发展2005美国国防部将“智能尘埃（Smart Dust）”项目正式列为重点发项目2011美国政府先后发布

28、了先进制造伙伴计划、总统创新伙伴计划，将CPS列为扶持重点2012“美国制造业复兴计划”，提出制造业复兴战略，数字制造、大数据等先进制造技术以及下一代宽带网络将成为美国制造业复兴的重点美国逐步将物联网的发展和重塑美国制造优势计划结合起来以期重新占领制美国逐步将物联网的发展和重塑美国制造优势计划结合起来以期重新占领制造业制高点造业制高点5520072009启动了欧盟第七框架计划（FP7），重点推进ICT技术发展，并设立了IoT-A、IoT6等一系列项目对物联网相关领域进行探索研究欧盟发布了世界第一个物联网发展战略欧盟物联网行动计划,以及物联网战略研究路线图2005欧盟委员会公布了I2010-In

29、itiative,注重ICT的创新和研发投入及其对国民经济发展的影响2010欧盟委员会推出数字议程（Digital Agenda）五年行动计划，并作为欧盟2020战略七项核心举措之一2013欧盟通过了“地平线2020”科研计划，物联网的研发重点集中在传感器、架构、标识、语义互操作等方面欧盟建立了相对完善的物联网政策体系，积极推动物联网技术研发欧盟建立了相对完善的物联网政策体系，积极推动物联网技术研发5620102011国务院关于加快培育和发展战略新兴产业的决定，将物联网提升到国家战略高度工业和信息化部制定了物联网“十二五”发展规划，到2015年我国要初步形成创新驱动、应用牵引、协同发展、安全可

30、控的物联网发展格局2006国务院发布国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年），将无线传感器网络列为我国科技发展的“重大专项”和“前沿领域”2013国务院发布关于推进物联网有序健康发展的指导意见，同时成立物联网发展专家咨询委员会2014与欧盟共同签订中欧物联网架构共同申明以及中欧物联网标识白皮书57概念摸索-05领域尝试05-10应用推广10-14平台加速14-学习研究-05政府推动05-10应用推广10-14平台加速14-我国与发达国家的物联网产业思路对比物联网的定义出现，涵盖领域不断扩大实验室和政府开始提出一些关于物联网的设想RFID在物流，零售，医药产业中进行应用政府引导安

31、全及标准建立，推行物联网发展战略物联网开始在智慧农业，智能交通等领域广泛应用各类物联网产品不断出现，大众开始直接接触物联网互联网巨头纷纷开始物联网布局，推出物联网平台智能家居，可穿戴设备等深入大众生活在传感器网和RFID等一些领域展开概念探索和研究RFID和传感器等较为基础的行业优先发展起来政府推动电网，交通，物流等领域进行一系列试点出台推动物联网行业发展的积极性政策产业不断扩大，在农业，交通，电网等领域获得初步成果民生领域相关产品不断出现BAT等大型互联网公司率先推出物联网平台企业开始通过并购等开始布局物联网，并构建物联网平台58长三角地区产业规模领先，成为传感器、软件开发与系统集成企业的集

32、聚区和项目应用的先导区珠三角地区聚焦智能设备制造、软件及系统集成、网络运营服务等三大领域环渤海地区以京津冀一体化为契机，加快建设综合性平台，成为物联网产业重要的研发、设计、设备制造及系统集成基地中西部地区依托其在科研教育和人力资源方面的优势，重点培育物联网龙头企业，大力推广物联网应用示范工程*数据来源：根据2014-2015年中国物联网发展年度报告整理我国物联网产业空间格局基本确立，四大集聚区优势凸显2014年，中国物联网产业规模达到5800亿元，同比增长18.46%592008年3月，欧洲智能系统集成技术平台（EPoSS）在Internet of Things in 2020报告中分析预测未

33、来物联网的发展阶段。据美国权威咨询机构Forrester预测，到2020年，物物互联业务将是现有人人互联业务的30倍，成为一个极具吸引力的万亿级信息产业。2020 年之后物体进入全智能化2015- 2020 年物体进入半智能化；2010- 2015 年物体互联2010 年之前RFID 被广泛应用于物流、零售和制药领域60据IDC测算，全球物联网市场从2013年的1900亿美元到2020年将增长到71000亿美元u Gartner预测，到2020年，全球将有260亿联网对象（不包括PC、智能手机和平板），大约是2015年48.8亿的5倍之多u 2013-2017年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告指出，2015年，中国物联网市场规模将达到7500亿元，年复合增长率超过30.0%u Forrester物联网-机遇与挑战调查结果显示：截止到2014年，25%的组织已经在使用物联网，39%正在实施相关的物联网解决方案，23%计划在一年内实施相关方案。此外，超过80%的组织表示物联网解决方案将会是他们未来十年的战略任务u 61*数据来源：2015 麦肯锡全球物联网市场预测报告麦肯锡2015年7月发布的最新报告则指出，全球物联网有望渗透的下游应用市场规模将在2025年以前成长达到3.9-11.1万亿美元626364