期末作業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜述(修改中)33

1、關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的理解和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的綜述豐詩崧20103132832013年12月5日LOGO物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)的形成過程物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用LOGO物聯(lián)網(wǎng)的概念 物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)至今沒有統(tǒng)一的定義,大家眾說紛紜。有的認(rèn)為RFID的互聯(lián)就是物聯(lián)網(wǎng),有的認(rèn)為傳感網(wǎng)絡(luò)就是物聯(lián)網(wǎng),有的認(rèn)為M2M(machine to machine)就是物聯(lián)網(wǎng),有的認(rèn)為把互聯(lián)網(wǎng)的用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間就是物聯(lián)網(wǎng)。 國際通用的物聯(lián)網(wǎng)的定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按

2、約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。LOGO物聯(lián)網(wǎng)的概念 出現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)沒有統(tǒng)一定義這種局面的原因是物聯(lián)網(wǎng)還處于初級的概念階段和探索階段,還沒有具有說服力的完整的大規(guī)模的應(yīng)用?；ヂ?lián)網(wǎng)是先發(fā)展起來,后有互聯(lián)網(wǎng)這個名詞術(shù)語;而物聯(lián)網(wǎng)是先提出名詞概念,希望通過這個名詞概念來推動實際網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。 物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)就是讓地球上的物品能說話,讓人們能通過網(wǎng)絡(luò)智能地聽見物品說話、看見物品的行為,同時又能讓物品智能地聽話,智能地動作,達(dá)到讓物質(zhì)世界與人智能對話的目的。 LOGO物聯(lián)網(wǎng)的形成過程 Internet of Things的概念最初來源

3、于Bill Gates1995年發(fā)表的未來之路，書中提及物聯(lián)網(wǎng)概念，只是當(dāng)時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展，并未引起重視。 1999年美國麻省理工學(xué)院（MIT）首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，由美國統(tǒng)一代碼委員會UCC、吉列公司、寶潔、沃爾瑪?shù)?00多家大公司贊助，在美國麻省理工大學(xué)生成立了Auto-ID中心，集中對EPC進(jìn)行研究和開發(fā)，全世界共有六所頂尖高校參考其中的工作。包括：美國的MIT、英國的劍橋大學(xué)、日本的慶應(yīng)大學(xué)、澳大利亞的阿德雷德大學(xué)、瑞士的圣加侖大學(xué)、中國的復(fù)旦大學(xué)。Auto-ID中心于2003年11月1日更名為Auto-ID Lab，為EPC global提供技術(shù)支持。EPC g

4、lobal旨在改變整個世界，搭建一個可以自動識別任何地方、任何事物的開放性的全球網(wǎng)絡(luò)也就是我們所說的“物聯(lián)網(wǎng)”原型。LOGO物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別 物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱是Internet of Things，即“物物相連的網(wǎng)絡(luò)”。人們既可以把它看作傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的自然延伸，因為物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)；也可以把它看作是一種新型網(wǎng)絡(luò)，因為其用戶端延伸和擴(kuò)展到了物品與物品之間，這與互聯(lián)網(wǎng)那種“電腦相連的網(wǎng)絡(luò)”大不一樣。 LOGO物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別相比互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)具有以下諸多特點： 1、終端的多樣化。小到手表、鑰匙各種家電，大到汽車、房屋、橋梁、道路，甚至那些有生命的東西（包括人和動植物）都能連接

5、進(jìn)網(wǎng)絡(luò)。 2、感知的自動化。物聯(lián)網(wǎng)在各種物體上植入微型感應(yīng)芯片，這樣，任何物品都可以變得“有感受、有知覺”。它主要是依靠一種名為RFID（射頻識別）的技術(shù)來實現(xiàn)的。 3、智能化。物聯(lián)網(wǎng)通過感應(yīng)芯 片和RFID時時刻刻地獲取人和物體的最新特征、位置、狀態(tài)等信息，這些信息將使網(wǎng)絡(luò)變得更加“博聞廣識”。 據(jù)美國權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)Forrester（弗雷斯特研究公司）預(yù)測，到2020年世界上物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將達(dá)到互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的30倍。因此，“物聯(lián)網(wǎng)”也被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。LOGO技術(shù)體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三個大層次。LOGO感知層 感知層是讓物品說話

6、的先決條件，主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類物理量身份標(biāo)識、位置信息、音頻、視頻數(shù)據(jù)等。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術(shù)。 感知層又分為數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行、短距離無線通信。 數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行主要是運用智能傳感器技術(shù)身份識別以及其他信息采集技術(shù)，對物品進(jìn)行基礎(chǔ)信息采集，同時接收上層網(wǎng)絡(luò)送來的控制信息，完成相應(yīng)執(zhí)行動作。 短距離無線通信完成小范圍內(nèi)的多個物品的信息集中與互通功能，相當(dāng)于物品的腳。LOGO網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層完成大范圍的信息溝通，主要借助于已有的廣域網(wǎng)通信系統(tǒng)(如PSTN網(wǎng)絡(luò)、2G /3G移動網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等)，把感知層感知到的信息快

7、速、可靠、安全地傳送到地球的各個地方，使物品能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離、大范圍的通信，以實現(xiàn)在地球范圍內(nèi)的通信。LOGO應(yīng)用層 應(yīng)用層完成物品信息的匯總、協(xié)同、共享、互通、分析、決策等功能，相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的控制層、決策層。 應(yīng)用層完成物品與人的最終交互，前面兩層將物品的信息大范圍地收集起來，匯總在應(yīng)用層進(jìn)行統(tǒng)一分析、決策，用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通，提高信息的綜合利用度，最大程度地為人類服務(wù)。如智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等。LOGO物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)射頻識別技術(shù)傳感技術(shù)納米技術(shù)智能嵌入技術(shù)云計算IPv6技術(shù)LOGO射頻識別技術(shù) RFID是Radio Freq

8、uency Identification的縮寫，即為射頻識別技術(shù)，俗稱電子標(biāo)簽。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，讀卡距離最遠(yuǎn)可超過20米。一套完整的RFID系統(tǒng)，其基本組成部分包括標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）和應(yīng)用軟件系統(tǒng)。其基本的工作原理：標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，要么接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（這一類標(biāo)簽我們稱之為被動標(biāo)簽），要么主動發(fā)送某一頻率的信號（這一類標(biāo)簽我們稱之為主動標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。不管是主動式還是被動式標(biāo)簽，可以實現(xiàn)同

9、時識別多個電子標(biāo)簽。在物聯(lián)網(wǎng)中，RFID是一個可以讓物品開口說話的關(guān)鍵技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)。RFID標(biāo)簽中存儲著各種物品的信息，利用無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品的識別。LOGO傳感技術(shù) 傳感技術(shù)是對從自然信息源獲取的信息進(jìn)行處理和識別的一門多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)，它涉及傳感器、信息處理和識別等技術(shù)。傳感器是指測量某一類物理變量，并將它轉(zhuǎn)化為設(shè)備可以識別的電子信號的器件。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、測量電路和輔助電源四部分組成。傳感器的種類繁多，按照技術(shù)類別分有超聲波傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器、圖像傳感器、電量傳感器

10、和位移傳感器等。 傳感器的功能與品質(zhì)決定了傳感系統(tǒng)獲取自然信息的信息量和信息質(zhì)量，是高品質(zhì)傳感技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)造的一個關(guān)鍵。LOGO納米技術(shù) 納米技術(shù)，主要用于研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。納米技術(shù)關(guān)注當(dāng)物質(zhì)到達(dá)納米尺度（0.1-100納米這個范圍空間）時，物質(zhì)所展現(xiàn)出來的特殊物理特性。例如：銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱；鐵鈷合金，把它做成大約2030納米大小，它的磁性要比原來高1000倍。 納米技術(shù)的發(fā)展，使得我們可以制造更微型的電子標(biāo)簽，用以跟蹤和監(jiān)測小型物體或者分子級別的信息變化。LOGO智能嵌入技術(shù) 智能嵌入技術(shù)是將信息

11、處理部件嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中的一種技術(shù)，它將硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)固化到一起。嵌入式技術(shù)是在Internet的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展的，具有安全性和能快速地與外界進(jìn)行信息交換的特點，而嵌入式系統(tǒng)一般情況下都是小型的專用系統(tǒng)，這樣就使得嵌入式系統(tǒng)很難承受占有大量系統(tǒng)資源的服務(wù)。如何實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的Internet接入和嵌入式Internet安全技術(shù)，是智能嵌入技術(shù)的關(guān)鍵和核心。 在物聯(lián)網(wǎng)的時代，一個個具備信息計算功能和網(wǎng)絡(luò)接入的智能物品可以隨時與物品的主人和其他物品進(jìn)行信息交互。例如冰箱可以提醒主人牛奶快過期了，當(dāng)它發(fā)現(xiàn)雞蛋用完了時會主動發(fā)信息給超市進(jìn)行購買，這些都是智能嵌入式技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。LOGO云

12、計算 云計算指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源。提供資源的網(wǎng)絡(luò)為“云”，這是一種可以隨時獲取、按需使用、隨時擴(kuò)展、按使用付費的計算資源。云的計算能力非常強(qiáng)大，例如Google的云服務(wù)器有100多萬臺，Yahoo和Amazon也擁有幾十萬臺服務(wù)器。云計算支持用戶在任何地點使用任何終端來獲取計算資源，所請求的資源來自“云”，而不是固定的有形的實體。應(yīng)用在“云”中某處運行，但實際上用戶無需了解、也不用擔(dān)心應(yīng)用運行的具體位置。 在物聯(lián)網(wǎng)中，有成千上萬的物品信息隨時在變化更新，云計算就是為這些服務(wù)提供強(qiáng)大的計算能力。LOGOIPV6技術(shù) IPv6技術(shù)是下一版本的互

13、聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，IPv4定義的有限網(wǎng)絡(luò)地址將被耗盡，為了擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)地址空間，擬通過IPv6協(xié)議重新定義地址空間。IPv4采用32位地址長度，只有大約43億個地址，估計在20052010年間將被分配完畢，而IPv6采用128位地址長度，幾乎可以為地球上每一粒沙子分配一個IP地址。 在物聯(lián)網(wǎng)中，我們試圖構(gòu)造一個任意物體之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，因此每一個物體都需要一個IP地址，這個時候現(xiàn)有的IPv4協(xié)議肯定無法滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求，因此大力發(fā)展IPv6技術(shù)是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)條件。LOGO 應(yīng)用領(lǐng)域概況應(yīng)用領(lǐng)域概況LOGORFID在我國的應(yīng)用情況LOGO應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域LOGO在車間流水線應(yīng)用 RF

14、ID就是電子工票，在車位上安裝一個RFID電子閱讀器，工人在做完一扎衣服后刷下工票卡，可以實時采集工人生產(chǎn)信息：對車間現(xiàn)場進(jìn)行實時管理、安排調(diào)度和效率改善。.電子工票系統(tǒng)為管理人員、車間現(xiàn)場之間建立了一個信息平臺，每個工人的生產(chǎn)進(jìn)度可以直接反饋到管理人員，管理人員的指令（例如通知等）也可以直接達(dá)到工人的屏幕，幫助管理人員平衡各生產(chǎn)線產(chǎn)能，實時統(tǒng)計工人計件工資，評估工人表現(xiàn)，從而提高服裝企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理決策能力。 LOGOLOGOLOGO在圖書館里的應(yīng)用LOGO在食品監(jiān)管的應(yīng)用在食品供應(yīng)鏈中將全面運用RFID電子標(biāo)簽技術(shù)，實現(xiàn)食品的安全信息全程溯源。進(jìn)入園區(qū)的蔬菜、水果、水產(chǎn)品、蛋等初級產(chǎn)品

15、及配送的餐飲半成品等，包裝袋上都將戴上RFID標(biāo)簽，這個標(biāo)簽會儲存種植養(yǎng)殖企業(yè)或生產(chǎn)單位、品名、產(chǎn)地、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期等信息，在專供食品的物流貨車上也配備相應(yīng)的RFID設(shè)備，對裝載冷藏、冷凍食品的車輛配備RFID等溫度連續(xù)監(jiān)控設(shè)備。在食品進(jìn)入園區(qū)時，工作人員通過手持式RFID讀取器，就能在現(xiàn)場快速追溯食品和原料的來源。LOGOLOGORFID在服裝行業(yè)的應(yīng)用RFID技術(shù)在服裝行業(yè)的應(yīng)用越來越收到服裝企業(yè)主的重視，通過RFID技術(shù)提供供應(yīng)鏈管理的透明度，提高庫存轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)率，減少缺貨損失，提升門店的消費體驗. 通過RFID技術(shù)基本上為服裝行業(yè)帶來四大類的利益： 1. 快：物流效率快，貨品交接點數(shù)快，提高物流作業(yè)效率 2 .準(zhǔn)：數(shù)據(jù)準(zhǔn)，在供應(yīng)鏈的各個環(huán)節(jié)對服裝的流通數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確 3. 防：通過嵌入RFID芯片到服裝內(nèi)部，實現(xiàn)防竄貨和防偽功效，而