ch0 物聯(lián)網(wǎng)體系結構課件 前言

1、1物聯(lián)網(wǎng)體系結構2課程介紹 課程主要內容： 涉及物聯(lián)網(wǎng)體系結構及其各層次（感知層、網(wǎng)絡層、應用層）的相關技術和設計方法，讓大家對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構有一個形象又具體的認識。 課程教材與參考資料： 1桂勁松編著.物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計.電子工業(yè)出版社 2張學記等著.智慧城市：物聯(lián)網(wǎng)體系架構及應用.電子工業(yè)出版社3 考核辦法： 該課程為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)專業(yè)考查課。 平時成績平時成績60%+60%+期末大論文期末大論文40%40% 平時成績60%每周或每章1篇小論文40%課堂考勤20%其中：4前言 什么是物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）？ 通過射頻識別 (RFID)、紅外感應器、智能儀表等智能傳感設備

2、,以及可擴展的、能普遍接受的通信、軟硬件及平臺技術，按約定的協(xié)議，把人、物品和信息系統(tǒng)相互連接成網(wǎng)，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)無所不在的信息采集、分析、優(yōu)化和對物理世界的有效監(jiān)控和管理。這種網(wǎng)絡，我們稱之為“物聯(lián)網(wǎng)”。5 物聯(lián)網(wǎng)最初起源于比爾蓋茨在1995未來之路一書。 國際電信聯(lián)盟（ITU）于2005正式提出物聯(lián)網(wǎng)概念。6 物聯(lián)網(wǎng)之父Kevin Ashton首先提出物聯(lián)網(wǎng)這個名詞。當時Ashton引入RFID 管理 P&G 的供應鏈。7物聯(lián)網(wǎng)的應用領域 1、物聯(lián)網(wǎng)推動工業(yè)轉型升級 物聯(lián)網(wǎng)在鋼鐵冶金、石油石化、機械裝備制造和物流等領域的應用比較突出，傳感控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中成為標準配置

3、。 例如，工程機械行業(yè)通過采用M2M、GPS和傳感技術，實現(xiàn)了百萬臺重工設備在線狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷、軟件升級和后臺大數(shù)據(jù)分析，使傳統(tǒng)的機械制造引入了智能。8 例如，采用基于無線傳感器技術的溫度、壓力、溫控系統(tǒng)，在油田單井野外輸送原油過程中徹底改變了人工監(jiān)控的傳統(tǒng)方式，大量降低能耗，現(xiàn)已在大慶油田等大型油田中規(guī)模應用。 物聯(lián)網(wǎng)技術還被廣泛用于全方位監(jiān)控企業(yè)的污染排放狀況和水、氣質量監(jiān)測，我國已經(jīng)建立工業(yè)污染源監(jiān)控網(wǎng)絡。9 2、物聯(lián)網(wǎng)應用在農(nóng)業(yè)領域激發(fā)出更高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力 物聯(lián)網(wǎng)可以應用在農(nóng)業(yè)資源和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細化管理、農(nóng)產(chǎn)品儲運等環(huán)節(jié)。例如。國家糧食儲運物聯(lián)網(wǎng)示范工程采用先進的聯(lián)網(wǎng)傳

4、感節(jié)點技術，每年可以節(jié)省幾個億的清倉查庫費用，并減少數(shù)百萬噸的糧食損耗。10 3、在交通運輸方面利用物聯(lián)網(wǎng)可以優(yōu)化資源、提升效率 近幾年，我國智能交通市場規(guī)模一直保持穩(wěn)步增長，在智能公交、電子車牌、交通疏導、交通信息發(fā)布等典型應用方面已經(jīng)開展了積極實踐。智能公交系統(tǒng)可以實時預告公交到站信息，如廣州試點線路上實現(xiàn)了運力客流優(yōu)化匹配，使公交車運行速度提高，惠及沿線500萬居民公交出行。11 ETC是解決公路收費站擁堵的有效手段，也是確保節(jié)能減排的重要技術措施，到2013年年底，全國ETC用戶超過500萬。交通部計劃于2015年底前完成ETC全國聯(lián)網(wǎng)，主線公路收費站ETC覆蓋率達到100%，ETC用

5、戶數(shù)量達到2000萬。我國已有5個示范機場依托RFID等技術，實現(xiàn)了航空運輸行李全生命周期的可視化跟蹤與精確化定位，使工人勞動強度降低20%，分揀效率提高15%以上。12 4、物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)領域的應用相對成熟 國家電網(wǎng)公司已在總部和16家省網(wǎng)公司建立了“兩級部署、三級應用”的輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對各類輸變電設備運行狀態(tài)的實時感知、監(jiān)視預警、分析診斷和評估預測。在用戶層面，智能電表安裝量已達到1.96億只，用電信息自動采集突破2億戶。13 2014年國家電網(wǎng)啟動建設50座新一代智能變電站，完成100座變電站智能化改造，全年安裝新型智能電表6000萬只。南方電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃中也明確要推廣建

6、設智能電網(wǎng)，到2020年城市配電網(wǎng)自動化覆蓋率達到80%。14 5、物聯(lián)網(wǎng)在民生服務領域大顯身手 通過充分應用RFID、傳感器等技術，物聯(lián)網(wǎng)可以應用在社會生活的各個方面。 例如在食品安全方面，我國大力開展食品安全溯源體系建設，采用二維碼和RFID標識技術，建成了重點食品質量安全追溯系統(tǒng)國家平臺和5個省級平臺，覆蓋了35個試點城市，789家乳品企業(yè)和1300家白酒企業(yè)。目前藥品、肉菜、酒類和乳制品的安全溯源正加快推廣，并向深度應用拓展。15 在醫(yī)療衛(wèi)生方面，集成了金融支付功能的一卡通系統(tǒng)推廣到全國300多家三甲醫(yī)院，使大醫(yī)院接診效率提高30%以上，加速了社會保障卡、居民健康卡等“醫(yī)療一卡通”的試

7、點和推廣進程。 在智能家居方面，結合移動互聯(lián)網(wǎng)技術，以家庭網(wǎng)關為核心，集安防、智能電源控制、家庭娛樂、親情關懷、遠程信息服務等于一體的物聯(lián)網(wǎng)應用，大大提升了家庭的舒適程度和安全節(jié)能水平。16 6、智慧城市成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要載體 遍布城市各處的物聯(lián)網(wǎng)感知終端構成城市的神經(jīng)末梢，對城市運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，從地下管網(wǎng)監(jiān)測到路燈、井蓋等市政設施的管理，從高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)到不停車收費，從水質、空氣污染監(jiān)測到建筑節(jié)能，從工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控到制造業(yè)服務化轉型，智慧城市建設的重點領域和工程，為物聯(lián)網(wǎng)集成應用提供了平臺。17全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 從全球范圍來看，在戰(zhàn)略層面，發(fā)達國家擅于把握物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的契機?？梢?/p>

8、看到美國和德國這些國家，主要從工業(yè)角度，重塑制造業(yè)優(yōu)勢提出了一些相關的發(fā)展戰(zhàn)略，像美國早年提出的智慧地球理念，近幾年的制造業(yè)伙伴戰(zhàn)略計劃，德國的工業(yè)4.0理念，都是借助物聯(lián)網(wǎng)重構生產(chǎn)體系，形成產(chǎn)業(yè)革命的好例子。歐盟、韓國以及其他國家，主要從政府層面布局研發(fā)項目，在歐盟FPC中設立著一系列的研發(fā)項目，今年5月份，韓國則成立了互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心。18我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 我國對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展高度重視，2011年11月工業(yè)和信息化部物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃正式發(fā)布，將超高頻和微波RFID標簽、智慧傳感器等領域明確為支援重點，并在九大領域開展示范工程。2013年1月發(fā)布國家重大科技基礎設施建設中長期規(guī)劃（20

9、122030年），涵蓋云計算服務、物聯(lián)網(wǎng)應用等。2013年2月國務院關于推進物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導意見等政策密集出臺，一方面重視政策支援、規(guī)范、指導，另一方面逐步放開市場，推動資本市場對接物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。19 在2013年國家發(fā)改委設立物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化、信息安全兩大專項支援物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，重點包括海鐵聯(lián)運的貨物物流運輸，與司法部推進監(jiān)獄管控的物聯(lián)網(wǎng)應用，與水利部進行重點水庫監(jiān)測的物聯(lián)網(wǎng)應用等，并在2013年9月發(fā)布十大“物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項行動計劃”，包括頂層設計、標準研發(fā)、商業(yè)模式、政府扶持等方面。20 工信部則通過組織產(chǎn)業(yè)目錄編制以及制定專項規(guī)劃等工作，重點支援智慧工業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧物

10、流、智慧交通、智慧電網(wǎng)、智慧環(huán)保、智慧安防、智慧醫(yī)療和智慧家居等9個重點領域發(fā)展。 智慧城市成為物聯(lián)網(wǎng)推進的重要載體。在2013年由全國智慧建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術委員會組織專家起草的中國智慧城市標準體系正式發(fā)佈，對“智慧城市”的定義、體系、功能特徵、建設關鍵部署等進行了詳細闡述。21 數(shù)字衡陽 2013年12月26日，“數(shù)字衡陽”項目一期工程成功驗收，同期，中興全球共享服務中心揭牌，這標志著衡陽智慧城市建設邁入了新的起點。 據(jù)悉，“數(shù)字衡陽”項目以云平臺為核心，逐步接入數(shù)字政務、數(shù)字民生、數(shù)字產(chǎn)業(yè)等各類應用。整個項目分為三期：一期以社會管理方面的應用為主，目的在于提高政府管理水平，主要分

11、為五大部分：云平臺、應急指揮、平安城市、智能交通、數(shù)字城管。22 目前一期已完工，借助于中興通訊全球共享云服務中心這一中樞平臺，實現(xiàn)資源共享、互聯(lián)互通，成為服務衡陽及湖南周邊地市、輻射中部六省的智慧城市中部運營中心。二期基于基礎支撐平臺進行業(yè)務和功能拓展，推進智慧醫(yī)療、智慧社區(qū)、數(shù)字校園、數(shù)字家庭、數(shù)字辦公、數(shù)字水利、數(shù)字環(huán)保等；三期在第一、二期建設的基礎上，促進重要領域基礎設施及應用智能化轉型、深層次應用。23物聯(lián)網(wǎng)的前景 在IDF 2014（英特爾信息技術峰會）上，英特爾預測了未來幾年物聯(lián)網(wǎng)和智能設備的發(fā)展前景。英特爾預測，到2020年未來的約6年時間里，接入物聯(lián)網(wǎng)的設備將多達500億臺，這是一個非常龐大的數(shù)字，這些設備將遍布普通家庭生活、醫(yī)療、教育以及社會中的方方面面，市場潛力可以說是無限的。24物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的重點方向 1、