物聯(lián)網(wǎng)和WSGN介紹 侯

1、1物聯(lián)網(wǎng)和中國(guó)WGSN標(biāo)準(zhǔn)組及其在工業(yè)控制中的應(yīng)用侯維巖鄭州大學(xué) 信息工程學(xué)院2022年2月13日2物聯(lián)網(wǎng)的定義和歷史物聯(lián)網(wǎng)的定義和歷史1 2一個(gè)工業(yè)無線測(cè)控系統(tǒng)的具體實(shí)例一個(gè)工業(yè)無線測(cè)控系統(tǒng)的具體實(shí)例34總結(jié)與展望總結(jié)與展望內(nèi)容概要中國(guó)中國(guó)WGSN標(biāo)準(zhǔn)工作組簡(jiǎn)介標(biāo)準(zhǔn)工作組簡(jiǎn)介3 “物聯(lián)網(wǎng)” 是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，方便識(shí)別和管理。 ITU 定義：from anytime, any place connectivity for anyone, w

2、e will now have connectivity for anything.物聯(lián)網(wǎng)的定義14物聯(lián)網(wǎng)的定義2 物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)” 1，是在互聯(lián)網(wǎng)核心上的延伸的網(wǎng)絡(luò) 2，擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊 物聯(lián)網(wǎng)= IOT (internet of things)物聯(lián)網(wǎng)將物質(zhì)世界與電子世界相融合5l 從技術(shù)上理解 物聯(lián)網(wǎng)是指物體通過智能感應(yīng)裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)指定的信息處理中心，最終實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的自動(dòng)化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡(luò)。l 從應(yīng)用上理解物聯(lián)網(wǎng)是指把世界上所有的物體都聯(lián)接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，形成“物聯(lián)網(wǎng)”,然后“物聯(lián)網(wǎng)”又與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)人類社

3、會(huì)與物理系統(tǒng)的整合。l 從物理上理解 把傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，由中心計(jì)算機(jī)群對(duì)整合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)的含義6IOT與WSN的不同 IOT = Internet + WSN ？ 真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)還沒有出現(xiàn) 從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議上看，物聯(lián)網(wǎng)與WSN完全不同 從目標(biāo)特征上看，物聯(lián)網(wǎng)探測(cè)的一定是已知物品，而WSN探測(cè)和判斷的更多是未知的人或物7物聯(lián)網(wǎng)歷史1999年由美國(guó)麻省理工學(xué)院Auto-ID實(shí)驗(yàn)室提出1999年在美國(guó)召開的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議提出，“傳感網(wǎng)是下一個(gè)世紀(jì)人類面臨的又一個(gè)發(fā)

4、展機(jī)遇”2003年，美國(guó)技術(shù)評(píng)論提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首2005年，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了ITU 互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng) ，正式提出物聯(lián)網(wǎng)概念2008年，IBM提出“智慧地球”概念：Smart Planet2009年 溫總理在無錫提出建設(shè)“感知中國(guó)”：Sensing China8一、美國(guó)：在一、美國(guó)：在“20252025年對(duì)美國(guó)利益潛在影響最大的關(guān)鍵技術(shù)中年對(duì)美國(guó)利益潛在影響最大的關(guān)鍵技術(shù)中”，物聯(lián)網(wǎng)列，物聯(lián)網(wǎng)列入六大關(guān)鍵之一。入六大關(guān)鍵之一。 “ “智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)”投資投資110110億美、億美、“智慧地球智

5、慧地球”、“智能微塵智能微塵”二、日本：提出二、日本：提出“U U社會(huì)社會(huì)”戰(zhàn)略。戰(zhàn)略。 從從E-Japan E-Japan U-Japan U-Japan I-Japan I-Japan 戰(zhàn)略目標(biāo)戰(zhàn)略目標(biāo) 20092009年年3 3月：提出月：提出“數(shù)字日本創(chuàng)新計(jì)劃數(shù)字日本創(chuàng)新計(jì)劃” ” I Inclusionnclusion 2009 2009年年7 7月：月：“I-JapanI-Japan戰(zhàn)略戰(zhàn)略2015”2015”，其中交通、醫(yī)療、智能家，其中交通、醫(yī)療、智能家 居、環(huán)境監(jiān)測(cè)、物聯(lián)網(wǎng)是重點(diǎn)。居、環(huán)境監(jiān)測(cè)、物聯(lián)網(wǎng)是重點(diǎn)。三、韓國(guó)：搶占物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的先機(jī)三、韓國(guó)：搶占物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的先機(jī) 200

6、42004年：韓提出年：韓提出“U-KoreaU-Korea戰(zhàn)略戰(zhàn)略”，為期，為期1010年。年。9 2006 2006年：年：U-IT839U-IT839。建寬帶網(wǎng)、。建寬帶網(wǎng)、IPV6IPV6網(wǎng)、泛在傳感網(wǎng)、發(fā)展網(wǎng)、泛在傳感網(wǎng)、發(fā)展RFID/USNRFID/USN， 8 8項(xiàng)業(yè)務(wù)項(xiàng)業(yè)務(wù) 食品食品/ /藥品、航空行李、軍火管理、道路設(shè)施應(yīng)用試點(diǎn)。藥品、航空行李、軍火管理、道路設(shè)施應(yīng)用試點(diǎn)。 20082008年：新總統(tǒng)宣布年：新總統(tǒng)宣布“新新ITIT戰(zhàn)略戰(zhàn)略”。信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)兩化融合發(fā)展。信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)兩化融合發(fā)展。 20092009年年6 6月：物月：物/ /物物/ /人實(shí)現(xiàn)智能通信

7、、建智能福利娛樂城。人實(shí)現(xiàn)智能通信、建智能福利娛樂城。四、歐盟：四、歐盟： 20092009年年6 6月：月：歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃報(bào)告歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃報(bào)告1414項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃，力奪主導(dǎo)地位。項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃，力奪主導(dǎo)地位。 20092009年年1010月：推出月：推出“物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖”，力推物聯(lián)網(wǎng)在航空航，力推物聯(lián)網(wǎng)在航空航 天、汽車、醫(yī)療、能源等天、汽車、醫(yī)療、能源等1818個(gè)主要領(lǐng)域應(yīng)用，明確個(gè)主要領(lǐng)域應(yīng)用，明確1212項(xiàng)關(guān)項(xiàng)關(guān) 鍵技術(shù)，首推智能汽車和智能建筑。鍵技術(shù)，首推智能汽車和智能建筑。10 物聯(lián)網(wǎng)涉及面廣，標(biāo)準(zhǔn)化工作分散在不同的標(biāo)準(zhǔn)組織，工作側(cè)重點(diǎn)不物聯(lián)網(wǎng)涉及面廣

8、，標(biāo)準(zhǔn)化工作分散在不同的標(biāo)準(zhǔn)組織，工作側(cè)重點(diǎn)不同，也有交叉重疊。涉及的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織主要有：同，也有交叉重疊。涉及的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織主要有： 1. ISO/IEC1. ISO/IEC：負(fù)責(zé)：負(fù)責(zé)RFIDRFID標(biāo)準(zhǔn)制定的為標(biāo)準(zhǔn)制定的為JTC1 SC31JTC1 SC31、空中接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)、空中接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、WG7WG7研究傳感器網(wǎng)絡(luò)總構(gòu)架。研究傳感器網(wǎng)絡(luò)總構(gòu)架。 2. IEEE2. IEEE：應(yīng)用于傳感器節(jié)點(diǎn)的主要：應(yīng)用于傳感器節(jié)點(diǎn)的主要ITIT通信協(xié)議，面向智能電網(wǎng)應(yīng)用的通信協(xié)議，面向智能電網(wǎng)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。 3. ITU-T3. ITU-T：泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)。：泛在傳感器網(wǎng)

9、絡(luò)。 4. IETF4. IETFIPV6IPV6應(yīng)用于無線個(gè)域網(wǎng)。應(yīng)用于無線個(gè)域網(wǎng)。 5. 5. 其他：其他：3GPP3GPP（M2MM2M）ETS1ETS1（M2MM2M解決方案間的互操作性研究）。解決方案間的互操作性研究）。11物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架軟件、中間件典型應(yīng)用應(yīng)用層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層感知層感知層互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)/通信網(wǎng)通信網(wǎng)/廣電網(wǎng)廣電網(wǎng)RFID移動(dòng)信息終端移動(dòng)信息終端手機(jī)手機(jī)傳感器傳感器 智能卡智能卡 數(shù)字化數(shù)字化3C 識(shí)別識(shí)別 行業(yè)應(yīng)用、區(qū)域應(yīng)用、公共平臺(tái)建設(shè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、云計(jì)算、應(yīng)用集成12物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)云計(jì)算云計(jì)算 通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的可擴(kuò)展的應(yīng)用程序，基于Web可提供

10、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，全新的商業(yè)模式4G4G技術(shù)技術(shù)RFIDRFID技術(shù)技術(shù) 利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式數(shù)據(jù)采集技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)行業(yè)信息化的重要切入點(diǎn) WSNWSN技術(shù)技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ZigZig Bee Bee無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)UWBUWB低功耗高帶寬無線通信技術(shù)傳感技術(shù)傳感技術(shù)感知感知/ /識(shí)別技術(shù)識(shí)別技術(shù)手機(jī)定位、GPS、識(shí)別通信、手機(jī)RFID、手機(jī)支付SOASOA面向服務(wù)的 體系構(gòu)架超低功耗芯片電路超低功耗芯片電路無源標(biāo)簽13物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)管理平臺(tái)移動(dòng)移動(dòng)POSPOS金融金融供應(yīng)鏈供應(yīng)鏈智能運(yùn)輸智能運(yùn)輸工業(yè)自動(dòng)化工業(yè)自動(dòng)化智能建筑智能建筑消防消防公共安全公共安全環(huán)境保護(hù)

11、環(huán)境保護(hù)氣象氣象數(shù)字化醫(yī)療數(shù)字化醫(yī)療遙感勘測(cè)遙感勘測(cè)軍事軍事農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)林林業(yè)業(yè)水務(wù)水務(wù)電力電力煤炭煤炭石化石化物流、零售、自動(dòng)服務(wù)物流、零售、自動(dòng)服務(wù)設(shè)備、安全、節(jié)能設(shè)備、安全、節(jié)能生產(chǎn)、安全、防災(zāi)、水電油氣生產(chǎn)、安全、防災(zāi)、水電油氣防火、勘察、報(bào)警防火、勘察、報(bào)警污染檢測(cè)、報(bào)警污染檢測(cè)、報(bào)警水質(zhì)、水量、水質(zhì)、水量、污染、安全污染、安全大棚、土壤、灌溉、環(huán)境、跟蹤大棚、土壤、灌溉、環(huán)境、跟蹤抄表、監(jiān)控、節(jié)能抄表、監(jiān)控、節(jié)能設(shè)備、臨床、輔設(shè)備、臨床、輔助診斷、病程助診斷、病程險(xiǎn)情、油井、險(xiǎn)情、油井、運(yùn)輸、管線運(yùn)輸、管線聯(lián)動(dòng)、消防栓、定位、調(diào)度聯(lián)動(dòng)、消防栓、定位、調(diào)度照明、信號(hào)、應(yīng)急、照明、信號(hào)、應(yīng)

12、急、災(zāi)害、識(shí)別災(zāi)害、識(shí)別大地勘測(cè)、森林、地震、海洋大地勘測(cè)、森林、地震、海洋偵查、監(jiān)控、定位、評(píng)估偵查、監(jiān)控、定位、評(píng)估降水、防洪、遠(yuǎn)程設(shè)備降水、防洪、遠(yuǎn)程設(shè)備交易、訂單、跟蹤、識(shí)別交易、訂單、跟蹤、識(shí)別通風(fēng)、瓦斯、救災(zāi)定位通風(fēng)、瓦斯、救災(zāi)定位庫(kù)存、車隊(duì)、監(jiān)控、導(dǎo)庫(kù)存、車隊(duì)、監(jiān)控、導(dǎo)航、識(shí)別、貨物航、識(shí)別、貨物電子支付、實(shí)時(shí)信息電子支付、實(shí)時(shí)信息14中國(guó)傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組WGSN 全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)2009.9.11在北京組建了傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組 全國(guó)78家單位組成 1.“標(biāo)準(zhǔn)體系與系統(tǒng)架構(gòu)”標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組2.“通信與信息交互”標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組3.“接

13、口技術(shù)”標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組4.“標(biāo)識(shí)技術(shù)”標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組5.“安全技術(shù)”標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組6.“協(xié)同信息處理”標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組7.“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化”研究項(xiàng)目組8.”網(wǎng)關(guān)組“ 中國(guó)傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組GSN 第五次全體會(huì)議 5月蘇州15中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)提案通過國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織立項(xiàng)中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)提案通過國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織立項(xiàng) 2010年3月25日，接ISO/IEC JTC1 WG7秘書處的通知,由我國(guó)提交的傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)同信息處理服務(wù)和接口規(guī)范（ISO/IEC JTC 1 N9940）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)新工作項(xiàng)目（NP）提案于2010年3月23日通過了為期3個(gè)月的JTC1國(guó)家成員體立項(xiàng)投票。 中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研

14、究院和中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所等單位共同完成。16感知中國(guó)2009年8月7日，溫家寶總理考察無錫 感知中國(guó)1. 是把傳感系統(tǒng)和3G中的TD技術(shù)結(jié)合起來2. 是在國(guó)家重大科技專項(xiàng)中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展3. 是盡快建立中國(guó)的傳感信息中心，或者叫感知中國(guó)中心17票證和收費(fèi)票證和收費(fèi)門禁系統(tǒng)門禁系統(tǒng)圖書管理圖書管理危險(xiǎn)品管理危險(xiǎn)品管理動(dòng)物識(shí)別動(dòng)物識(shí)別商品防偽商品防偽18不停車收費(fèi)系統(tǒng)不停車收費(fèi)系統(tǒng)火車車號(hào)識(shí)別火車車號(hào)識(shí)別集裝箱識(shí)別集裝箱識(shí)別19工業(yè)監(jiān)控水處理石油化工煤炭冶金交通輕工制藥20物聯(lián)網(wǎng)總體應(yīng)用前景在國(guó)家大力推動(dòng)工業(yè)化與信息化兩化融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)將是工業(yè)乃至更多行業(yè)信息化過程中一個(gè)比較現(xiàn)

15、實(shí)的突破口。一旦物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及，無數(shù)的物品需要加裝更加小巧智能的傳感器，用于動(dòng)物、植物、機(jī)器等物品的傳感器與電子標(biāo)簽及配套的接口裝置數(shù)量將大大超過目前的手機(jī)數(shù)量。按照目前對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的需求，在近年內(nèi)就需要按億計(jì)的傳感器和電子標(biāo)簽。專家預(yù)計(jì)，2011年，內(nèi)嵌芯片、傳感器、無線射頻的“智能物件”將超過1萬億個(gè)，物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)發(fā)展成為一個(gè)上萬億元規(guī)模的高科技市場(chǎng)21物聯(lián)網(wǎng)未來物聯(lián)網(wǎng)將成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動(dòng)力。EPOSS在Internet of Things in 2020報(bào)告中分析預(yù)測(cè)，未來

16、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將經(jīng)歷四個(gè)階段： 1，2010年之前RFID等被廣泛應(yīng)用于物流、零售和制藥領(lǐng)域 2，20102015年物體互聯(lián) 3，20152020年物體互聯(lián)進(jìn)入半智能化 4，2020年之后進(jìn)入全智能化 2223WSN與其它網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合24一個(gè)工業(yè)監(jiān)控應(yīng)用實(shí)例一個(gè)工業(yè)監(jiān)控應(yīng)用實(shí)例25 多協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置采用ARM微處理器和VxWorks操作系統(tǒng) 可實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP、MODBUS/TCP和IEEE802.15.4a 三種網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換控網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置控網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置 自主研發(fā)的無線和各類現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)自主研發(fā)的無線和各類現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和裝置研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和裝置無線網(wǎng)絡(luò)I/O節(jié)點(diǎn)工業(yè)以太網(wǎng)I/O節(jié)點(diǎn)Profibus I/O節(jié)點(diǎn)26 工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)無線無線 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)無線網(wǎng)絡(luò)分析、性能測(cè)試儀無線網(wǎng)絡(luò)分析、性能測(cè)試儀 研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和裝置研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和裝置 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總