物联网技术50课件.ppt
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- 联网 技术 50 课件
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1、内容框架内容框架什么是物联网?什么是物联网?物联网的起源与发展物联网的起源与发展 物联网的核心技术物联网的核心技术 物联网的主要特点物联网的主要特点 物联网的应用前景物联网的应用前景 n 物联网物联网定义:把所有物品通过无线射频识别(定义:把所有物品通过无线射频识别(RFIDRFID)等)等信息信息传感设备传感设备与与互联网互联网连接起来,实现智能化识别和管理。连接起来,实现智能化识别和管理。n ITU:Internet of things-From anytime,any place connectivity for anyone,we will now have connectivity
2、for anything.国际电信联盟(ITU)曾描绘“物联网”时代的情形: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;什么是物联网什么是物联网历史进程:主线复杂,来源不单一RFID1999年,美国麻省理工学院(MIT)Auto-ID中心,提出EPC(电子标签)系统及物联网概念普适计算(普适计算(Pervasive Computing)感知与互联嵌入式系统嵌入式系统20世纪90年代末,传感网起步2006年,NSF workshop on CPS(Cyber-Physical Systems)信息-物理融合系统 (NSF,美国国家自然
3、科学基金委)早期认识早期认识:被认为是将每个物品打上电子标签,然后通过射频识别技术和通信技术形成信息网络,实现物品的智能识别、定位和监控。当代认识当代认识:物联网的基本含义就是一种虚拟数字世界和现实物理世界的融合。注意注意:这种融合是“双向双向的”返回第一个方向是现实世界向虚拟世界的融入第二个方向是虚拟世界向现实世界的融入什么是物联网?实际是中国人的发明,整合了美国CPS(Cyber-Physical Systems)、欧盟IoT(Internet of Things)和日本U-Japan等概念。是一个基于互联网、传统电信网等信息载体,让所有能被独立寻址的实现互联互通的网络。普通对象设备化普通
4、对象设备化,自治终端互联化自治终端互联化和和普适服务智能化普适服务智能化是其三个重要特征。物联网的其他定义经济长波理论:每一次的经济低谷必定会催生出某些新的技术,而这种技术一定是可以为绝大多数工业产业提供一种全新的使用价值,从而带动新一轮的消费增长和高额的产业投资,以触动新经济周期的形成。过去的10年间,互联网技术取得巨大成功。目前的经济危机让人们又不得不面临紧迫的选择,物联网技术成为推动下一个经济增长的特别重要推手。经济危机下的推手随着微电子技术的发展,涉及人类生活、生产、管理等方方面面的各种传感器已经比较成熟。例如常见的无线传感器(WSN)、RFID、电子标签等。传感技术的成熟目前,随着网
5、络接入多样化、IP宽带化和计算机软件技术的飞跃发展,基于海量信息收集合分类处理的能力大大提高。网络接入和信息处理能力大幅提高物联网提出的背景十五年周期定律1965年前后发生的变革以大型机为标志,1980年前后以个人计算机的普及为标志,1995年前后则发生了互联网革命。2010年前后?物联网?IBM前首席执行官郭士纳提出一个重要的观点:计算模式每隔15年发生一次变革。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。而互联网革命一定程度上是由美国“信息高速公路”战略所催熟。历史进程2009 “”2008 IBM“智慧地球智慧地球”2005 国际电信联盟国际电信联盟 IT
6、U互联网报告互联网报告2005:物联网:物联网,指出,指出无所不在的无所不在的“物联网物联网”通信时代即将来临通信时代即将来临 1995 Bill Gates 未来之路未来之路 物物互联物物互联起源与发展起源与发展20052005年年1111月月1717日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSISWSIS)上,)上,国际电信联盟(国际电信联盟(ITUITU)发布了)发布了ITUITU互联网报告互联网报告20052005:物联网:物联网,报,报告指出,无所不在的告指出,无所不在的“物联网物联网”通信时代即将来临,世界上所有的通信时代即将来临,世界上所有的物体从
7、轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交物体从轮胎到牙刷、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(换。射频识别技术(RFIDRFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。术将到更加广泛的应用。20082008年,年,IBMIBM首席执行官彭明盛提出首席执行官彭明盛提出“智慧地球智慧地球”构想,其中物联网为构想,其中物联网为“智慧地球智慧地球”不可或缺的一部分,而奥巴马在就职演讲后已对不可或缺的一部分,而奥巴马在就职演讲后已对“智慧智慧地球地球”构想提出积极回应,并提升到国家级发展战略。构想提出积极回应,并提升到国
8、家级发展战略。n 20092009年月日,温总理在无锡调研时,对微纳传感器研发中心予以年月日,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,提出了把高度关注,提出了把“感知中国感知中国”中心设在无锡、辐射全国的想法。中心设在无锡、辐射全国的想法。n 日本现状:日本现状:日本日本u-Japanu-Japan战略战略,希望实现从有线到无线、从,希望实现从有线到无线、从网络到终端、包括认证、数据交换在内的无缝链接泛在网络网络到终端、包括认证、数据交换在内的无缝链接泛在网络环境,环境,100100的国民可以利用高速或超高速网络。的国民可以利用高速或超高速网络。n 韩国现状:韩国也实现了类似的发
9、展。配合韩国现状:韩国也实现了类似的发展。配合 u-Koreau-Korea 推出推出的的 u-Home u-Home 是韩国的是韩国的 u-IT839 u-IT839 八大创新服务之一。智能家八大创新服务之一。智能家庭最终让韩国民众能通过有线或无线的方式远程控制家电设庭最终让韩国民众能通过有线或无线的方式远程控制家电设备,并能在家享受高质量的双向与互动多媒体服务。备,并能在家享受高质量的双向与互动多媒体服务。n20042004年初,年初,全球产品电子代码管理中心(全球产品电子代码管理中心(EPCEPC)授权中国物授权中国物品编码中心为国内代表机构,负责在中国推广品编码中心为国内代表机构,负责
10、在中国推广EPCEPC与物联网与物联网技术。技术。4 4月,北京建立了第一个月,北京建立了第一个EPCEPC与物联网概念演示中心。与物联网概念演示中心。n20052005年,国家烟草专卖局的卷烟生产经营决策管理系统实现年,国家烟草专卖局的卷烟生产经营决策管理系统实现用用RFIDRFID出库扫描出库扫描,商业企业到货扫描商业企业到货扫描。许多制造业也开始在。许多制造业也开始在自动化物流系统中尝试应用自动化物流系统中尝试应用RFIDRFID技术。技术。n 20092009年月日,温总理在无锡调研时,对微纳传感器研发年月日,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,提出了把中心予以高度关
11、注,提出了把“感知中国感知中国”中心设在无锡、中心设在无锡、辐射全国的想法。辐射全国的想法。n“在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术术”,“在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展”。n 无锡市则作出部署:举全市之力,抢占新一轮科技革命制高无锡市则作出部署: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。业高地。中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心(简称(简
12、称无锡传感网中心无锡传感网中心),),是国内目前研究物联网的核心单位之是国内目前研究物联网的核心单位之一一 n20092009年年8 8月月2424日,中国移动总裁王建宙访台期间解释了物联日,中国移动总裁王建宙访台期间解释了物联网概念网概念n20092009年年9 9月月1111日,日,“传感器网络标准工作组成立大会暨传感器网络标准工作组成立大会暨感感知中国知中国高峰论坛高峰论坛”在北京举行,会议提出传感网发展相关在北京举行,会议提出传感网发展相关政策。政策。n20092009年年9 9月月1414日。日。国家中长期科学与技术发展规划(国家中长期科学与技术发展规划(2006-2006-2020
13、2020年)年)和和“新一代宽带移动无线通信网新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均重大专项中均将传感网列入重点研究领域。将传感网列入重点研究领域。n对于物联网在国内市场空间,权威机构预测,仅对于物联网在国内市场空间,权威机构预测,仅“产业排产业排头兵头兵”RFIDRFID领域,今年国内市场规模就将达领域,今年国内市场规模就将达5050亿元亿元,年复,年复合增长率为合增长率为33%33%,其中电子标签超过,其中电子标签超过 3838亿元亿元、读写器接近、读写器接近7 7亿元、软件和服务达到亿元、软件和服务达到5 5亿元的市场格局。而业内人士估亿元的市场格局。而业内人士估计,中国物联网产业链今年
14、就能创造约计,中国物联网产业链今年就能创造约10001000亿元产值亿元产值,并成并成为为下一个万亿级信息产业引擎下一个万亿级信息产业引擎。n美国权威咨询机构美国权威咨询机构FORRESTERFORRESTER预测,到预测,到20202020年,世界上物物年,世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到3030比,比,因此,因此,“物联网物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。被称为是下一个万亿级的通信业务。起源与发展 核心技术核心技术 主要特点 应用前景根据信息生成、传输、处理和应用将物联网分为感知识别层感知识别层、网络构建层网络构建层、管理
15、服务层管理服务层和综综合应用层合应用层。核心技术:感知识别层核心技术:感知识别层通过感知识别技术,让物品“开口说话、发布信息”是融合物理世界和信息世界的重要一环,是物联网区别于其他网络的最独特的部分。物联网的“触手”是位于感知识别层的大量信息生成设备,既包括采用自动生成方式的RFID、传感器、定位系统等,也包括采用人工生成方式的各种智能设备,例如智能手机、PDA、多媒体播放器、上网本、笔记本电脑等等。信息生成方式多样化是物联网的重要特征之一。感知识别层位于物联网四层模型的最底端,是所有上层结构的基础。技术举例:RFID 基本组成:基本组成:工业界经常将RFID系统分为标签,阅读器和天线三大组件
16、。工作原理:工作原理:阅读器通过天线发送电子信号,标签接收到信号后发射内部存储的标识信息,阅读器再通过天线接收并识别标签发回的信息,最后阅读器再将识别结果发送给主机。技术举例:传感器网络 发展历程:发展历程:传感器无线传感器无线传感器网络(大量微型、低成本、低功耗的传感器节点组成的多跳无线网络)应用举例:应用举例:VigilNet:美国弗吉尼亚大学研制的用于军事监测的系统。传感节点具有自主成网,多跳传输等特点。Mercury:美国哈佛大学研制的可穿戴的医疗监控传感器。传感器具有设计人性化,高精度感知,连续长期采集数据等特点。GreenOrbs(绿野千传)(绿野千传):森林监测传感网系统,适用于
17、长期、大规模、自动化的环境监测任务技术举例:定位系统(到此!)位置信息拓展位置信息拓展:所在地理位置+处在该地理位置的时间+处在该地理位置的对象(人或设备)定位系统与技术:定位系统与技术:GPS,蜂窝基站定位,无线室内环境定位(红外线/.超声波/蓝牙),新兴定位系统(A-GPS/无线AP/网络定位);距离/距离差/无线信号特征物联网环境下对定位技术的挑战:物联网环境下对定位技术的挑战:异构网络、多变环境下的精准定位大规模应用基于位置的服务(Location based Services)位置信息带来的信息安全和隐私保护问题技术举例:智能信息设备传统智能设备:传统智能设备:个人计算机(PC)/个
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