《物聯(lián)網技術導論與應用》第1章課件

1、物聯(lián)網技術導論與應用點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用點擊此處結束放映電子教案物聯(lián)網技術導論與應用物聯(lián)網技術導論與應用點擊此處結束放映第1章 緒論物聯(lián)網技術導論與應用點擊此處結束放映 本章主要內容： 介紹物聯(lián)網的概念 介紹物聯(lián)網的技術特征及發(fā)展概況 介紹物聯(lián)網的內涵及網絡的演進 介紹物聯(lián)網感知層、網絡層和應用層的體系架構物聯(lián)網的概念1.1物聯(lián)網的技術特征1.2物聯(lián)網的發(fā)展概況1.3物聯(lián)網的內涵及網絡演進1.4物聯(lián)網體系架構1.5物聯(lián)網技術導論與應用點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用 點擊此處結束放映物聯(lián)網的概念1.1物聯(lián)網技術導論與應用 物聯(lián)網的定義： 通過信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把

2、任何物品與互聯(lián)網連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。它是在互聯(lián)網基礎上延伸和擴展的網絡。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用 物聯(lián)網的英文名稱為: Internet of Things 物聯(lián)網的英文縮寫為: IOT點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用 物聯(lián)網就是“物與物相連的互聯(lián)網”。這里有兩層意思：第一，物聯(lián)網的核心和基礎仍然是互聯(lián)網，是在互聯(lián)網基礎之上延伸和擴展的一種網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品，人與物可以通過互聯(lián)網進行信息的交換和通信。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用 物聯(lián)網被稱為繼計算機、互聯(lián)網之后，世界信息產業(yè)發(fā)展的第三

3、次浪潮。 在物聯(lián)網時代，人類夢寐以求的“將物體賦予智能”這一希望，在物聯(lián)網的時代將成為現(xiàn)實。物聯(lián)網描繪的是充滿智能化的世界，在物聯(lián)網的世界里萬物都將互聯(lián)。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用 點擊此處結束放映物聯(lián)網的技術特征1.2物聯(lián)網技術導論與應用物聯(lián)網的技術特征1.2.1 全面感知1.2.2 互通互聯(lián)1.2.3 智慧運行 點擊此處結束放映 物聯(lián)網的技術特征是全面感知、互通互聯(lián)和智慧運行。物聯(lián)網需要對物體具有全面感知的能力，對信息具有互通互聯(lián)的能力，并對系統(tǒng)具有智慧運行的能力。物聯(lián)網技術導論與應用1.2.1 全面感知 * 射頻識別（RFID）方式的感知，在第2章介紹。 * 傳感器和無線傳感器

4、網絡方式的感知，在第3章介紹。 * 對物體進行定位，在第4章介紹。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.2.2 互通互聯(lián) * 物聯(lián)網通信幾乎包含了現(xiàn)在所有的通信技術，在第5章介紹。 * 物聯(lián)網網絡服務建立在互聯(lián)網之上，在第6章介紹。 點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.2.3 智慧運行 * 物聯(lián)網中間件解決分布異構的問題，在第9章介紹。 * 物聯(lián)網應用是智慧運行的目的，在第11章介紹。 點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用* 物聯(lián)網與大數(shù)據(jù)和云計算，在第7章介紹。* 物聯(lián)網與人工智能，在第8章介紹。* 物聯(lián)網信息安全，在第10章介紹。 點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用點擊此處結束放映

5、物聯(lián)網的發(fā)展概況1.3物聯(lián)網技術導論與應用物聯(lián)網的發(fā)展概況1.3.1 物聯(lián)網概念的誕生！1.3.2 物聯(lián)網在國外的發(fā)展1.3.3 物聯(lián)網在國內的發(fā)展1.3.4 物聯(lián)網已進入2.0時代 當物聯(lián)網最初在美國被提出時，只是給全球每個物品一個代碼，以實現(xiàn)物品跟蹤與信息傳遞。如今，物聯(lián)網的發(fā)展已經不僅僅是IT行業(yè)的發(fā)展，而是上升為國家綜合競爭力的體現(xiàn)。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.3.1 物聯(lián)網概念的誕生點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.3.2 物聯(lián)網在國外的發(fā)展點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.3.2 物聯(lián)網在國外的發(fā)展點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.3.2 物聯(lián)網在國外

6、的發(fā)展點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.3.3 物聯(lián)網在國內的發(fā)展點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.3.3 物聯(lián)網在國內的發(fā)展點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.3.4 物聯(lián)網進入2.0時代點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.3.4 物聯(lián)網進入2.0時代點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用點擊此處結束放映物聯(lián)網的內涵及網絡演進1.4物聯(lián)網技術導論與應用物聯(lián)網的內涵及網絡演進1.4.1 物聯(lián)網起源于射頻識別領域1.4.2 無線傳感器網絡概念的融入 1.4.3 從互聯(lián)網到物聯(lián)網的演進 1.4.4 泛在網絡的愿景 物聯(lián)網是一種新興的并正在不斷發(fā)展的技術，其內涵也在不斷地發(fā)展、擴充

7、和完善?！熬W絡無處不在”已經成為發(fā)展趨勢和愿景。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.1 物聯(lián)網起源于射頻識別領域物聯(lián)網的概念最早是美國麻省理工學院明確提出的。物聯(lián)網的概念是從射頻識別（RFID）這個領域來的。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.1 物聯(lián)網起源于射頻識別領域點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.1 物聯(lián)網起源于射頻識別領域點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.2 無線傳感器網絡概念的融入 由射頻識別（RFID）引出的物聯(lián)網有局限性，又將無線傳感器網絡這個概念引入了物聯(lián)網。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.2 無線傳感器網絡概念的融入點擊此處結

8、束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.2 無線傳感器網絡概念的融入點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.3 從互聯(lián)網到物聯(lián)網的演進 1. 互聯(lián)網的概念 互聯(lián)網始于1969年美國的阿帕網。通常，Internet泛指互聯(lián)網。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.3 從互聯(lián)網到物聯(lián)網的演進2. 物聯(lián)網是互聯(lián)網的應用點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用點擊此處結束放映1.4.3 從互聯(lián)網到物聯(lián)網的演進3. M2M4. 信息物理系統(tǒng)物聯(lián)網技術導論與應用1.4.3 從互聯(lián)網到物聯(lián)網的演進5. 互聯(lián)網與物聯(lián)網的發(fā)展路線 盡管物聯(lián)網與互聯(lián)網有很大的不同，但從信息化發(fā)展的角度來看，物聯(lián)網的發(fā)展與互聯(lián)網密

9、不可分。 網絡的發(fā)展：寬帶化、移動化、IP化、智能化。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.4 泛在網絡的愿景泛在網絡是人們的一個希望。泛在網絡可以認為是一個大而全的藍圖，泛在網絡是物聯(lián)網發(fā)展的愿景。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.4 泛在網絡的愿景點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.4 泛在網絡的愿景點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.4.4 泛在網絡的愿景點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用點擊此處結束放映物聯(lián)網體系架構1.5物聯(lián)網技術導論與應用物物聯(lián)網體系架構 1.5.1 物聯(lián)網的基本組成 1.5.2 感知層 1.5.3 網絡層 1.5.4 應用層 物聯(lián)網是

10、一個層次化的網絡。物聯(lián)網大致有三層，分別為感知層、網絡層和應用層。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.1 物聯(lián)網的基本組成 物聯(lián)網大致有三層，從下到上依次可以劃分為感知層、網絡層和應用層。 1感知層 物聯(lián)網要實現(xiàn)物與物的通信，其中“物”的感知是非常重要的。感知層是物聯(lián)網的感覺器官，用來識別物體、采集信息。 2網絡層 物聯(lián)網當然離不開網絡。網絡層是物聯(lián)網的神經系統(tǒng)，負責將感知層獲取的信息進行處理和傳輸。 3應用層 物聯(lián)網建設目標是為用戶提供更好的應用和服務體驗。應用層把感知和傳輸來的信息進行分析，做出正確的控制和決策，解決信息處理和人機交互問題。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5

11、.1 物聯(lián)網的基本組成點擊此處結束放映感知層 網絡層 應用層物聯(lián)網技術導論與應用1.5.1 物聯(lián)網的基本組成點擊此處結束放映感知層 網絡層 應用層物聯(lián)網技術導論與應用1.5.2 感知層物聯(lián)網與傳統(tǒng)網絡的主要區(qū)別，在于將網絡的觸角伸到了物體之上。也就是說，物聯(lián)網中的“物”是通過感知層來實現(xiàn)的。1. 感知層的功能點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.2 感知層2. 物品的標識符 首先，數(shù)據(jù)采集需要標識符。給物聯(lián)網中每一個“物”都分配唯一的標識符，解決信息歸屬于哪一個“物”的問題。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.2 感知層3. 數(shù)據(jù)采集技術 數(shù)據(jù)采集主要有2種方式，一種是利用自動識

12、別技術進行物體信息的數(shù)據(jù)采集，一種是利用傳感器技術進行物體信息的數(shù)據(jù)采集。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.2 感知層3. 數(shù)據(jù)采集技術 自動識別點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.2 感知層3. 數(shù)據(jù)采集技術傳感器點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.2 感知層 3. 數(shù)據(jù)采集技術 傳感器不僅可以單獨使用，還可以由傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元構成節(jié)點，由大量節(jié)點形成無線傳感器網絡（WSN）。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.2 感知層4. 信息短距離傳輸 感知層獲取信息后，還需要進行短距離傳輸，以使多個采集點協(xié)同工作，或使已采集信息傳遞到網關。 這里需要說

13、明的是，信息短距離傳輸既可能發(fā)生在數(shù)據(jù)采集之后，也可能發(fā)生在數(shù)據(jù)采集的過程中。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.3 網絡層 物聯(lián)網是網絡的一種形式，物聯(lián)網的主要價值在于“網”。網絡層主要承擔著數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。網絡層包括接入網和核心網。 1. 網絡層的功能點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.3 網絡層2. 接入網 接入網：終端到骨干網絡之間。其長度一般為幾百米到幾公里，因而被形象地稱為最后一公里。無線接入和有線接入。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.3 網絡層2. 接入網 點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.3 網絡層3. 互聯(lián)網 1995年10月24日，聯(lián)合

14、網絡委員會（The Federal Networking Council，F(xiàn)NC）通過了一項關于“互聯(lián)網定義”的決議。聯(lián)合網絡委員會認為，下述語言反映了對“互聯(lián)網”這個詞的定義。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.3 網絡層3. 互聯(lián)網這是FNC從技術的角度來定義互聯(lián)網。這個定義至少揭示了3個方面的內容： 互聯(lián)網是全球性的； 互聯(lián)網上的每一臺主機都需要有“地址”； 這些主機必須按照共同的規(guī)則（協(xié)議）連接在一起。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.3 網絡層3. 互聯(lián)網 互聯(lián)網是由計算機網絡相互連接而成。從邏輯上可以分為兩部分：資源子網和通信子網。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與

15、應用1.5.3 網絡層3. 互聯(lián)網 資源子網由主計算機系統(tǒng)、終端、連網外部設備、各種信息資源等組成。資源子網負責全網的數(shù)據(jù)處理業(yè)務，負責向網絡用戶提供各種網絡資源和網絡服務。 通信子網由一些專用的通信控制處理機和連接它們的通信線路組成，完成網絡數(shù)據(jù)傳輸、轉發(fā)等通信處理的任務。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.3 網絡層3. 互聯(lián)網 互聯(lián)網的功能主要有三個：數(shù)據(jù)通信、資源共享和分布處理。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.3 網絡層 3. 互聯(lián)網 為了將龐大而復雜的問題轉化為易于研究和處理的局部問題，計算機網絡研究采用了層次結構，把整個網絡通信劃分為一系列的層，各層及其規(guī)范的集

16、合就構成了網絡體系結構 。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.3 網絡層 3. 互聯(lián)網 OSI參考模型采用了七層結構，每一層都規(guī)定了功能、要求和技術特性等，但沒有規(guī)定具體實現(xiàn)方法。OSI參考模型是目前幫助人們認識和理解計算機網絡通信過程的最好工具。 TCP/IP參考模型也采用分層通信結構，TCP/IP網絡協(xié)議為4個層次，分別是應用層（Application Layer）、傳輸層（Transport Layer）、網際層（Internet Layer）和網絡接口層（Network Interface Layer）。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.3 網絡層 3. 互聯(lián)網 基于

17、Web技術的互聯(lián)網應用點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.4 應用層 應用是物聯(lián)網發(fā)展的目的，物聯(lián)網最終的目的，就是在各行各業(yè)全面應用物聯(lián)網。 應用層主要基于軟件技術和計算機技術來實現(xiàn)，用于完成數(shù)據(jù)的管理和數(shù)據(jù)的處理。 點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.4 應用層 1. 應用層功能 在應用層中，各種各樣的物聯(lián)網應用場景通過物聯(lián)網中間件接入網絡層。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.4 應用層 2. 物聯(lián)網中間件 在應用層中，各種各樣的物聯(lián)網應用場景通過物聯(lián)網中間件接入網絡層。中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件，處于操作系統(tǒng)與應用程序之間，所以稱為中間件。點擊此處結束放映物聯(lián)網

18、技術導論與應用1.5.4 應用層 2. 物聯(lián)網中間件 中間件通過標準接口提供服務。用戶通過中間件，能夠獲得標準化的應用服務。點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.4 應用層 3. 物聯(lián)網應用場景 物聯(lián)網的應用領域十分廣泛，將逐漸普及到所有領域。制造領域、物流領域、醫(yī)療領域、軍事領域、防偽安全領域、農業(yè)領域、智能家居領域、可穿戴領域、智慧城市領域點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.4 應用層 3. 物聯(lián)網應用場景點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.4 應用層 3. 物聯(lián)網應用場景點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論與應用1.5.4 應用層 3. 物聯(lián)網應用場景點擊此處結束放映物聯(lián)網技術導論