第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述_第1頁
第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述_第2頁
第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述_第3頁
第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述_第4頁
第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述_第5頁
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文檔簡介

授課教師:張志立陳艷格電話Q:359659713物聯(lián)網(wǎng)概述討論環(huán)節(jié)提綱物聯(lián)網(wǎng)的起源、背景、定義及現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)在各大行業(yè)的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)人才需求物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用—智能家居蓋茨這幢位于美國西北部華盛頓州的豪宅,依山面湖,結(jié)合美麗的自然生態(tài)與先進(jìn)的資訊科技,儼然已成為美國除白宮之外,最受矚目的名人宅邸。

蓋茨的家蓋茨通常安排訪客乘船橫渡華盛頓湖,從專屬碼頭登堂入室。訪客從一進(jìn)門開始,就會領(lǐng)到一個內(nèi)建微晶片的胸針,可以預(yù)先設(shè)定你偏好的溫度、濕度、燈光、音樂、畫作等等條件;無論你走到哪里,內(nèi)建的感測器就會將這些資料傳送至WindowsNT系統(tǒng)的中央電腦,將環(huán)境調(diào)整到賓至如歸的境地。

客廳--水族館

鯨鯊--世界上最大的魚這體現(xiàn)出蓋茨的富不是單就有錢。還要提醒的是,鯨鯊不但稀有,瀕臨絕種,而且它也是世界上最古老的生物之一,它不是鯊魚,也不是鯨魚。那么龐大的體型,吃的確是海洋浮游生物

未來十年機(jī)會最大的技術(shù)領(lǐng)域移動互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算大數(shù)據(jù)特點(diǎn):互聯(lián)、融合、移動物聯(lián)網(wǎng)的起源1995199920052009.12009.8比爾蓋茨在《未來之路》提及物物互聯(lián)美國麻省理工學(xué)院Auto-ID中心,提出EPC及RFID組成“Internetofthings”國際電信聯(lián)盟發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念

IBM提出“智慧地球”的概念,隨即美國奧巴馬總統(tǒng)把物聯(lián)網(wǎng)上升到國家戰(zhàn)略溫家寶總理考察無錫的講話中指出“感知中國”注:EPC——ElectronicProductCode,電子產(chǎn)品碼,每個物體賦予一個唯一編號RFID——射頻識別物聯(lián)網(wǎng)的背景十五年周期定律:計(jì)算模式每隔15年發(fā)生一次變革,這一判斷像摩爾定律一樣準(zhǔn)確?!狪BM前首席執(zhí)行官郭士納20101995198019651950計(jì)算機(jī)產(chǎn)生與應(yīng)用以大型計(jì)算機(jī)為標(biāo)志的革命以互聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)志的革命以個人計(jì)算機(jī)普及為標(biāo)志物聯(lián)網(wǎng)革命歷史的經(jīng)驗(yàn),每一次重大的經(jīng)濟(jì)危機(jī)都要伴隨著一場技術(shù)的革命!物聯(lián)網(wǎng)的定義定義1:由具有標(biāo)識、虛擬個性的物體/對象所組成的網(wǎng)絡(luò),這些標(biāo)識和個性運(yùn)行在智能空間,使用智慧的接口與用戶、社會和環(huán)境的上下文進(jìn)行連接和通信。2008年5月,歐洲智能系統(tǒng)集成技術(shù)平臺(EPoSS)《InternetofThingsin2020》定義2:物聯(lián)網(wǎng)是未來互聯(lián)網(wǎng)的整合部分,它是以標(biāo)準(zhǔn)、互通的通訊協(xié)議為基礎(chǔ),具有自我配置能力的全球性動態(tài)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。在這個網(wǎng)絡(luò)中,所有實(shí)質(zhì)和虛擬的物品都有特定的編碼和物理特性,通過智能界面無縫鏈接,實(shí)現(xiàn)信息共享。2009年9月,歐盟第七框架RFID和互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目組報(bào)告定義3:指通過信息傳感設(shè)備,按照約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。2010年3月,我國政府工作報(bào)告所附的注釋中物聯(lián)網(wǎng)定義2023/2/5定義物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用射頻標(biāo)簽與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),構(gòu)建一個覆蓋世界上所有人與物的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)物與物、物與人之間的互聯(lián)。理解物聯(lián)網(wǎng)概念時需要注意以下按問題1、物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸與擴(kuò)展2、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物理世界與信息世界的無縫連接3、連接到物聯(lián)網(wǎng)上的“物”應(yīng)該具有四個基本的特征(地址標(biāo)識、感知能力、通信能力、可以控制)

物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)的特征三大特征①接入對象更為廣泛,獲取信息更加豐富。②網(wǎng)絡(luò)可獲得性更高,互聯(lián)互通更為廣泛。③信息處理能力更強(qiáng)大,人類與周圍世界的相處更為智慧。全面感知、可靠傳送、智能處理與其他網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別:物聯(lián)網(wǎng)(IOT)的特征全面感知可靠傳輸智能處理感知傳輸智能利用RFID、傳感器、二維碼等能夠隨時隨地采集物體的動態(tài)信息。通過網(wǎng)絡(luò)將感知的各種信息進(jìn)行實(shí)時傳送。利用計(jì)算機(jī)技術(shù),及時地對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息控制,真正達(dá)到了人與物的溝通、物與物的溝通。物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系互聯(lián)網(wǎng)是人與人之間的聯(lián)系;而物聯(lián)網(wǎng)是人與物、物與物之間的聯(lián)系。與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相比于物聯(lián)網(wǎng)更注重信息的傳遞,互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的終端必須是計(jì)算機(jī)(個人電腦、PDA、智能手機(jī))等,并沒有感知信息的概念。物聯(lián)網(wǎng)是Internet網(wǎng)絡(luò)的延伸和擴(kuò)展,使信息的交互不再局限于人與人或者人與機(jī)的范疇,而是開創(chuàng)了物與物、人與物這些新興領(lǐng)域的溝通。物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)和泛在網(wǎng)的關(guān)系

物聯(lián)網(wǎng)信息感知層主要涉及RFID和傳感器兩項(xiàng)技術(shù)。RFID技術(shù)的目的是標(biāo)識物,給每個物品一個“身份證”;傳感器技術(shù)的目的是感知物,包括采集實(shí)時數(shù)據(jù)(如溫度、濕度)、執(zhí)行與控制(打開空調(diào)、關(guān)上電視)等。

1.傳感器網(wǎng)絡(luò)與RFID的關(guān)系RFID和傳感器具有不同的技術(shù)特點(diǎn),傳感器可以監(jiān)測感應(yīng)到各種信息,但缺乏對物品的標(biāo)識能力,而RFID技術(shù)恰恰具有強(qiáng)大的標(biāo)識物品能力。物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)2.基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)從RFID技術(shù)出發(fā),在RFID網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,建立基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)。這種物聯(lián)網(wǎng)主要由RFID標(biāo)簽、讀寫器、信息處理系統(tǒng)、編碼解析與尋址系統(tǒng)、信息服務(wù)系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)組成。通過對擁有全球唯一編碼的物品的自動識別和信息共享,實(shí)現(xiàn)開放環(huán)境下,對物品的跟蹤、溯源、防偽、定位、監(jiān)控以及自動化管理等功能。物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)3.基于傳感器的物聯(lián)網(wǎng)由傳感器、通訊網(wǎng)絡(luò)和信息處理系統(tǒng)為主構(gòu)成的傳感網(wǎng)技術(shù),具有實(shí)時數(shù)據(jù)采集、監(jiān)督控制和信息共享與存儲管理等功能?;趥鞲屑夹g(shù)的物聯(lián)網(wǎng)的方法主要是在傳感器采用嵌入式技術(shù)(嵌入式Web傳感器),給每個傳感器賦予一個IP地址。4.物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系對于物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)相互融合形成的網(wǎng)絡(luò),稱為泛在網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)泛在網(wǎng)絡(luò)與傳感網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的范疇物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)信息平臺解決方案

走入物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)智慧地球?電腦終端+客戶電腦·人機(jī)器終端+管理軟件平臺·機(jī)器和人通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)

電腦終端個人電腦和各類服務(wù)器

機(jī)器終端個人電腦和各類服務(wù)器射頻識別器件,傳感器件,嵌入式機(jī)器

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用物資人員跟蹤與定位工作環(huán)境監(jiān)測與管理故障預(yù)先診斷與識別重大災(zāi)難預(yù)防與報(bào)警機(jī)器設(shè)備監(jiān)督與控制

互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用電子郵件電子商務(wù)電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)影視和網(wǎng)絡(luò)通信++物聯(lián)網(wǎng)在全球——美國2005年1月以后,美國國防部規(guī)定所有軍需物資都要使用RFID標(biāo)簽。2006年,美國食品及藥物管理局建議利用RFID跟蹤最常造假的藥品。2009年,IBM推廣“智慧地球”概念,建議政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)建設(shè),闡明其短期和長期效益。這個概念被認(rèn)為是美國振興經(jīng)濟(jì),確立競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵戰(zhàn)略,是繼互聯(lián)網(wǎng)之后國家發(fā)展的核心領(lǐng)域。奧巴馬政府對“智慧地球”作出積極回應(yīng),確定為國家戰(zhàn)略,主要從電力、醫(yī)療、城市、交通、供應(yīng)鏈、銀行六大領(lǐng)域切入。目前重點(diǎn)在智能電網(wǎng)和電子病歷兩方面開展工作。物聯(lián)網(wǎng)在全球——日本e–Japan2000年啟動,促進(jìn)信息化基礎(chǔ)建設(shè)。u-Japan004年啟動,著力發(fā)展泛在網(wǎng)絡(luò)相關(guān)產(chǎn)業(yè),希望于2010年時將日本建設(shè)成為一個“隨時、隨地、任何人、任何物品”都可以上網(wǎng)的無所不在的網(wǎng)絡(luò)社會。

實(shí)物間網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)建設(shè):RFID、傳感器網(wǎng)絡(luò)、泛在終端。i–Japan20152009年推出的中長期信息技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略,在u-Japan基礎(chǔ)之上利用信息技術(shù)使全民生活變得更加便利。

電子政府和電子地方自治體:一站式行政服務(wù)。醫(yī)療健康:遠(yuǎn)程醫(yī)療、電子病歷電子化及追蹤和反饋。教育電子化:推廣數(shù)字化技術(shù)和信息化教育的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)在全球——?dú)W盟目前歐盟已將物聯(lián)網(wǎng)及其核心技術(shù)納入到預(yù)算高達(dá)500億歐元并開始實(shí)施的歐盟“第七個科技框架計(jì)劃(2007—2013年)”中。提出“物聯(lián)網(wǎng)是我們的未來”,重視歐洲各國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,計(jì)劃建30座智能電網(wǎng)試點(diǎn)城市。國際電信聯(lián)盟(ITU),歐洲物聯(lián)網(wǎng)研究項(xiàng)目工作組(CERP-IoT),針對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)趨勢等研究。歐洲醫(yī)藥界藥品防偽和追蹤、紡織業(yè)供應(yīng)鏈管理、制造過程管理、資產(chǎn)管理等方面取得了成功應(yīng)用,并獲得了廣泛的認(rèn)可物聯(lián)網(wǎng)在全球——韓國、新加坡韓國信息和通信部具體推動“U-Korea”項(xiàng)目的建設(shè),重點(diǎn)支持“無所不在的網(wǎng)絡(luò)”相關(guān)的技術(shù)研發(fā)及科技應(yīng)用,希望通過“U-Korea”計(jì)劃的實(shí)施帶動國家信息產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。“利用無所不在的信息通信技術(shù)將新加坡打造成一個智慧的國家、全球化的城市”改造政府、金融、教育、醫(yī)療保健、媒體娛樂、制造與物流、旅游、零售7大行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在中國2009年8月,溫家寶總理視察中科院無線傳感網(wǎng)工程無錫研發(fā)中心,提出“在傳感網(wǎng)發(fā)展中,要早一點(diǎn)謀劃未來,早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)”2010年6月,胡錦濤總書記在中國科學(xué)與第十五次院士大會、中國工程院第十次院士大會再次提出加快發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并明確要求盡快建立中國傳感信息中心,或者叫“感知中國”中心。提升到國家戰(zhàn)略高度物聯(lián)網(wǎng)在中國推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用已經(jīng)寫入“十二五規(guī)劃”;《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》和“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”重大專項(xiàng)均將物聯(lián)網(wǎng)列為重點(diǎn)研究領(lǐng)域;物聯(lián)網(wǎng)得到國家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃、973計(jì)劃等的大力支持。國家關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的各項(xiàng)政策:廣東關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的各項(xiàng)政策:廣東早在三年前就提出發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)。2008年年底國家出臺的《珠江三角洲地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要》中,也將率先發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)作為一個重要任務(wù)。廣東物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)是打造“數(shù)字廣東、智慧城市、知識經(jīng)濟(jì)、無處不在的網(wǎng)絡(luò)社會”。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要點(diǎn)信號分布網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備應(yīng)用服務(wù)軟件信號分布網(wǎng)絡(luò)(公網(wǎng))GPRS網(wǎng)絡(luò)(2G)CDMA網(wǎng)絡(luò)(3G)LTE網(wǎng)絡(luò)(4G)各種超3G網(wǎng)絡(luò)信號分布技術(shù)(專網(wǎng))有線以太局域網(wǎng)WiFi無線局域網(wǎng)

一代:傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)

二代:WiFi交換機(jī)三代:光載無線交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備RFID射頻識別器件

射頻標(biāo)簽、讀卡器傳感器件

溫度傳感器

濕度傳感器等嵌入式設(shè)備

各種嵌入式機(jī)器設(shè)備WiFi設(shè)備

WiFi設(shè)備服務(wù)器攝像機(jī)、投影機(jī)電視機(jī)及各種WiFi手機(jī)等.網(wǎng)絡(luò)管理軟件管理軟件測控軟件網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件Web服務(wù)器Web瀏覽器DCM物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(1)——RFID(無線射頻識別)標(biāo)簽、閱讀器、天線RFID技術(shù)是非接觸式的識別技術(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),識別工作無須人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境。它由標(biāo)簽、閱讀器、天線、中間件、應(yīng)用軟件五部分組成。RFID按應(yīng)用頻率的不同分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)、微波(MW),相對應(yīng)的代表性頻率分別為:低頻135KHz以下、高頻13.56MHz、超高頻860M~960MHz、微波2.4G,5.8G。RFID按照能源的供給方式分為無源RFID,有源RFID,以及半有源RFID。有源RFID傳輸距離遠(yuǎn),但價格高,無源RFID傳輸距離近,價格相對低。讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號;當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流,它獲得能量被激活,并將自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去;系統(tǒng)接收天線接收到從電子標(biāo)簽發(fā)送來的載波信號,經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到讀寫器,讀寫器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理;主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性,針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制,發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(1)——RFID(無線射頻識別)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(2)——EPC(電子產(chǎn)品碼)EPC物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的思想是為每一個商品提供惟一的號碼—EPC(電子產(chǎn)品碼)。EPC采用一組編號來代表制造商及產(chǎn)品,不同的是EPC還用另外一組數(shù)字來惟一標(biāo)識單品。EPC是惟一存儲在RFID標(biāo)簽微型芯片中的信息,這樣可使得RFID標(biāo)簽?zāi)軌蚓S持低廉的成本并保持靈活性,使在數(shù)據(jù)庫中無數(shù)的動態(tài)數(shù)據(jù)能夠與EPC標(biāo)簽相連接。目前,EPC代碼有64位、96位和256位3種。為了保證所有物品都有一個EPC代碼并使其載體—標(biāo)簽成本盡可能降低,建議采用96位,這樣其數(shù)目可以為2.68億個公司提供惟一標(biāo)識,每個生產(chǎn)廠商可以有1600萬個對象種類并且每個對象種類可以有680億個序列號,這對未來世界所有產(chǎn)品已經(jīng)非常夠用了。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(3)——二維(條形)碼二維條形碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面(二維方向上)分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的;在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念,使用若干個與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息,通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實(shí)現(xiàn)信息自動處理。二維條形碼能夠在橫向和縱向兩個方位同時表達(dá)信息,因此能在很小的面積內(nèi)表達(dá)大量的信息。手機(jī)二維碼是二維碼技術(shù)在手機(jī)上的應(yīng)用。手機(jī)二維碼的應(yīng)用有兩種:一種為被讀,稱為條碼憑證或者電子回執(zhí);一種為主讀,稱為條碼識別。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(4)——GPS(全球定位系統(tǒng))全球定位系統(tǒng)是一種結(jié)合衛(wèi)星及通訊發(fā)展的技術(shù),利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測時和測距全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)以全天候、高精度、自動化、高效益等特點(diǎn),成功地應(yīng)用于大地測量、工程測量、航空攝影、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、地殼運(yùn)動測量、工程變形測量、資源勘察、地球動力學(xué)等多種學(xué)科,具有好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(5)——傳感器傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器是機(jī)器感知物質(zhì)世界的“感覺器官”,可以感知熱、力、光、電、聲、位移等信號,為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理、傳輸、分析和反饋提供最原始的信息。隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的傳感器正逐步實(shí)現(xiàn)微型化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化,正經(jīng)歷著一個從傳統(tǒng)傳感器——智能傳感器——嵌入式Web傳感器的內(nèi)涵不斷豐富的發(fā)展過程。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(6)——無線傳感網(wǎng)(WSN)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息,它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集量化、處理融合和傳輸應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個要素:1、傳感器2、感知對象3、觀察者物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(7)——M2M在未來,全面支持網(wǎng)絡(luò)的微處理器將為幾乎每個終端設(shè)備提供互聯(lián)互通的功能,并將延伸到我們生活的每個角落。M2M即機(jī)器對機(jī)器通信,在全球范圍內(nèi)是新興的熱門無線通信技術(shù),它將為我們創(chuàng)造一個無處不在的互聯(lián)世界。據(jù)預(yù)計(jì),未來用于人對人通信的終端可能僅占整個終端市場的1/3,而更大數(shù)量的通信將是機(jī)器間的互聯(lián)(M2M)通信業(yè)務(wù)。事實(shí)上,目前機(jī)器的數(shù)量至少是人類數(shù)量的4倍,因此M2M具有巨大的市場潛力。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(8)——WiFiWi-Fi原先是無線保真的縮寫,Wi-Fi的英文全稱為wirelessfidelity,在無線局域網(wǎng)的范疇是指“無線相容性認(rèn)證”,實(shí)質(zhì)上是一種商業(yè)認(rèn)證,同時也是一種無線聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)。但由于使用的習(xí)慣,現(xiàn)在大多數(shù)人已經(jīng)通俗地把WiFi等同于了無線局域網(wǎng),也就是WLAN。WiFi是當(dāng)前最成熟、最流行的無線局域組網(wǎng)技術(shù),也是未來物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸?shù)年P(guān)鍵核心技術(shù)如下圖所示,一個典型的室內(nèi)無線局域網(wǎng)連結(jié)到一個有線分布網(wǎng)上。其無線路由器(或接入點(diǎn))由一個交換機(jī)和一個基站構(gòu)成,其作用相當(dāng)于有線分布網(wǎng)網(wǎng)和無線局域網(wǎng)之間的分界面。這個在無線局域網(wǎng)和移動計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備間的界面,實(shí)際上是一個安裝在移動設(shè)備內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)適配器。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(8)——WiFi無線局域網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(9)——嵌入式IEEE(國際電氣和電子工程師協(xié)會)對嵌入式系統(tǒng)的定義:“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”。嵌入式微處理器超過1000多種,體系結(jié)構(gòu)30多個系列,主流體系包括ARM、MIPS、PowerPC、X86和SH等。嵌入式軟件市場規(guī)模超過1000億美元,嵌入式操作系統(tǒng)有Arm-Linux、VxWorks、WindowsCE等十多家。物聯(lián)網(wǎng)需要大量智能儀器儀表,如各類智能終端、測試儀表、傳感測量設(shè)備等,將成為重要的產(chǎn)業(yè),這些都需要用到嵌入式系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(10)——IPv6IPv6是InternetProtocolVersion6的縮寫,其中InternetProtocol譯為“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”。IPv6是設(shè)計(jì)用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議(IPv4)的下一代IP協(xié)議。目前IP協(xié)議的版本號是4(簡稱為IPv4),它的下一個版本就是IPv6。目前我們使用的第二代互聯(lián)網(wǎng)IPv4技術(shù),它的最大問題是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限,從理論上講,編址1600萬個網(wǎng)絡(luò)、40億臺主機(jī)。但采用A、B、C三類編址方式后,可用的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址的數(shù)目大打折扣,以至目前的IP地址近乎枯竭。其中北美占有3/4,約30億個,而人口最多的亞洲只有不到4億個,中國截止2010年6月IPv4地址數(shù)量達(dá)到2.5億,落后于4.2億網(wǎng)民的需求。地址不足,嚴(yán)重地制約了我國及其他國家互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(11)——ZigBeeZigbee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息,也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。近距離低復(fù)雜度自組織低數(shù)據(jù)速率低功耗低成本

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用——智能電網(wǎng)電力+信息基礎(chǔ)設(shè)施處理感知傳輸感知、傳輸、處理在智能電網(wǎng)中無處不在“發(fā)、輸、變、配、用”物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用——智能電網(wǎng)發(fā)電環(huán)節(jié)輸電環(huán)節(jié)配電環(huán)節(jié)用電環(huán)節(jié)在常規(guī)機(jī)組、水庫、新能源風(fēng)電機(jī)組等布置傳感監(jiān)測點(diǎn)。在雷電、線路氣象環(huán)境、線路覆冰、線路在線增容、導(dǎo)地線微風(fēng)振動、導(dǎo)線溫度與弧垂、輸電線路風(fēng)偏、輸電線路圖像與視頻、桿塔傾斜在線監(jiān)測與預(yù)警等方面需要充分利用傳感技術(shù)。配電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、配電網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)管理,以及智能巡檢也需要充分利用各類傳感和識別技術(shù)智能表計(jì)及高級量測、智能插座、智能用電交互與智能用電服務(wù)、電動汽車及其充電站的管理、綠色數(shù)據(jù)中心與智能機(jī)房、能效監(jiān)測與管理和電力需求側(cè)管理等也對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用提出了新的需求。應(yīng)用需求中國智能電網(wǎng)總體目標(biāo)“中國國家電網(wǎng)公司正在全面建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ),以信息化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)?!?--中國國家電網(wǎng)公司劉振亞總經(jīng)理物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用——智能物流案例:Walmart與物流網(wǎng)問題:應(yīng)競爭及市場擴(kuò)張要求需進(jìn)一步降低物流成本核心技術(shù):RFID技術(shù)方式:在所有重點(diǎn)產(chǎn)品和物流車輛上裝RFID,在供應(yīng)鏈(供應(yīng)商,倉庫,商店)裝讀寫器功能:物流自動化以提高效率,縮短了商品市場流通周期,降低商品運(yùn)送的出錯率效果:1、庫存周轉(zhuǎn)率比傳統(tǒng)物流倉儲提高了60%,資金占用率下降40%

2、總體物流成本降低5%,繼續(xù)保持美國零售業(yè)第一的地位物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用——智能物流應(yīng)用需求潛在規(guī)模我國全社會物流費(fèi)用支出約占GDP的20%,發(fā)達(dá)國家僅占10%物流成本占GDP的比重每降低1個百分點(diǎn),可在貨物運(yùn)輸、倉儲方面節(jié)能降耗1000億元以上,可以增加1300億元的社會效益分類年份201020112012201320142015物流領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用5898138198269302.9

-其中RFID市場規(guī)模426885130156186

-其中衛(wèi)星全球定位市場規(guī)模91522354156預(yù)計(jì)2010年智能物流物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達(dá)到58億元,2015年達(dá)到300億元。RFID產(chǎn)業(yè)中50%以上將是物流業(yè)應(yīng)用;GPS、GIS、智能集裝箱、智能跟蹤與溯源等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將大規(guī)模應(yīng)用。成功案例-廣東省造紙所成功案例—卜蜂蓮花大型倉儲超市1)賣場的無線手持終端條碼管理2)庫場主要采用RFID+條碼管理3)智能物流倉儲管理4)智能運(yùn)輸管理物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用——智能交通環(huán)保大幅降低碳排放量、能源消耗和各種污染物排放便捷通過提供最佳路線信息和一次性支付方式的交通費(fèi)用安全檢測危險(xiǎn)并及時通知相關(guān)部門高效實(shí)時進(jìn)行跨網(wǎng)絡(luò)交通數(shù)據(jù)分析和預(yù)測可視將所有公共交通車輛和私家車信息整合到一個數(shù)據(jù)庫可預(yù)測進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和建模,改善交通流量和基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用——智能交通車輛擋風(fēng)玻璃上安裝車載通行支付RFID電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽與收費(fèi)站ETC車道上的微波天線之間通過微薄短程通信。利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)與銀行系統(tǒng)進(jìn)行后臺結(jié)算處理。利用車輛安裝的RFID電子標(biāo)簽、路邊安裝的感應(yīng)器,還可得到車輛行駛的路徑及車的流量信息。ETC收費(fèi)系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用——智能家居智能家居,也叫智能住宅,英文叫SmartHome;智能家居是以家為平臺,綜合建筑、網(wǎng)絡(luò)通訊、信息家電、網(wǎng)絡(luò)家電、自動化和智能化,集中了系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理、控制于一體的高效、舒適、安全、便利、節(jié)能、健康和環(huán)保的家居環(huán)境。燈光控制/場景切換窗簾控制門禁控制煤氣探測保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用——智能家居物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用——智能醫(yī)療移動電子病歷數(shù)字醫(yī)學(xué)影像PACS輸液編碼核對RFID母嬰配對即時記錄儲存,免除人工錄入,方便查詢,數(shù)據(jù)同步更新便于跟病患交流,清晰放大,對于微小的病灶可以及時發(fā)現(xiàn),防微杜漸身份雙重驗(yàn)證,保證用藥安全,提高工作效率,防范醫(yī)療事故防抱錯,防調(diào)換,防偷盜,可監(jiān)控體溫物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用——智能農(nóng)業(yè)很多傳感器節(jié)

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