物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論-第1章-物聯(lián)網(wǎng)概述

《信息規(guī)則：網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的策略指導(dǎo)》

卡爾·夏皮羅著出版社：中國(guó)人民大學(xué)出版社出版時(shí)間：2000-06-01已經(jīng)絕版，打印電子版《浪潮之巔》

第2版上下冊(cè)

吳軍著出版社：人民郵電出版社出版時(shí)間：2013-06-01第一頁(yè)，共41頁(yè)。第1章物聯(lián)網(wǎng)概述作者：劉云浩著出版社：科學(xué)出版社第二頁(yè)，共41頁(yè)。1.1起源與發(fā)展（了解）1.2核心技術(shù)1.3主要特點(diǎn)1.4發(fā)展趨勢(shì)1.5應(yīng)用前景31.物聯(lián)網(wǎng)概述——本章內(nèi)容第三頁(yè)，共41頁(yè)。4起源與發(fā)展溫家寶“感知中國(guó)”IBM“智慧地球”國(guó)際電信聯(lián)盟《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005》無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨

BillGates《未來(lái)之路》物物互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)的基本思想出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代19952005200920092011年“物聯(lián)網(wǎng)工程”本科專(zhuān)業(yè)，開(kāi)始招生。第四頁(yè)，共41頁(yè)。RFID2015年，全球RFID市場(chǎng)規(guī)模超100億美元。有多大？普適計(jì)算計(jì)算機(jī)本身從人們的視線里消失，和環(huán)境融為一體。人們能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、以任何方式進(jìn)行信息的獲取與處理。嵌入式系統(tǒng)20世紀(jì)90年代末，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。5起源與發(fā)展：

來(lái)源多樣，主線復(fù)雜第五頁(yè)，共41頁(yè)。物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）這個(gè)概念實(shí)際是中國(guó)人提出的，整合了美國(guó)CPS(Cyber-PhysicalSystems)、歐盟IoT（InternetofThings)和日本U-Japan等概念。定義基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息載體，讓所有能被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。三個(gè)重要特征普通對(duì)象設(shè)備化自治終端互聯(lián)化普適服務(wù)智能化6Q：什么是物聯(lián)網(wǎng)？第六頁(yè)，共41頁(yè)。7物物互聯(lián)：溝通物理世界與信息世界第七頁(yè)，共41頁(yè)。1.1起源與發(fā)展1.2

核心技術(shù)1.3主要特點(diǎn)1.4發(fā)展趨勢(shì)1.5應(yīng)用前景81.物聯(lián)網(wǎng)概述——本章內(nèi)容第八頁(yè)，共41頁(yè)。9核心技術(shù)信息生成→信息應(yīng)用→信息處理→信息傳輸→綜合應(yīng)用層管理服務(wù)層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層感知識(shí)別層第九頁(yè)，共41頁(yè)。10物聯(lián)網(wǎng)四層模型本科課程設(shè)置本課程設(shè)計(jì)第十頁(yè)，共41頁(yè)。感知識(shí)別層位于四層模型的最底端，是所有上層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。讓物品“開(kāi)口說(shuō)話(huà)、發(fā)布信息”是融合物理世界和信息世界的重要一環(huán)。信息生成設(shè)備自動(dòng)生成方式：RFID、傳感器、定位系統(tǒng)等人工生成方式：智能手機(jī)、PDA、多媒體播放器、上網(wǎng)本、筆記本電腦等等。11核心技術(shù)：感知識(shí)別層第十一頁(yè)，共41頁(yè)。12核心技術(shù)1，感知識(shí)別層RFID無(wú)線傳感器智能設(shè)備信息生成方式多樣化是物聯(lián)網(wǎng)最重要的特點(diǎn)第十二頁(yè)，共41頁(yè)?；窘M成：RFID系統(tǒng)分為標(biāo)簽，閱讀器和天線三大組件。工作原理：閱讀器通過(guò)天線發(fā)送電子信號(hào)，標(biāo)簽接收到信號(hào)后發(fā)射內(nèi)部存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)信息，閱讀器再通過(guò)天線接收并識(shí)別標(biāo)簽發(fā)回的信息。13感知識(shí)別層技術(shù)舉例：RFID詳見(jiàn)

第2章標(biāo)簽閱讀器天線第十三頁(yè)，共41頁(yè)。發(fā)展歷程：傳感器→無(wú)線傳感器→無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)大量微型、低成本、低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)14感知識(shí)別層技術(shù)舉例：

無(wú)線傳感網(wǎng)詳見(jiàn)

第3章第十四頁(yè)，共41頁(yè)。應(yīng)用舉例：VigilNet:美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)研制的用于軍事監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。傳感節(jié)點(diǎn)具有自主成網(wǎng)、多跳傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。Mercury:美國(guó)哈佛大學(xué)研制的可穿戴的醫(yī)療監(jiān)控傳感器。傳感器具有設(shè)計(jì)人性化、高精度感知、連續(xù)長(zhǎng)期采集數(shù)據(jù)等特點(diǎn)。GreenOrbs（綠野千傳）：森林監(jiān)測(cè)傳感網(wǎng)系統(tǒng)，適用于長(zhǎng)期、大規(guī)模、自動(dòng)化的環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)15感知識(shí)別層技術(shù)舉例：

無(wú)線傳感網(wǎng)詳見(jiàn)

第3章VigilNetMercury第十五頁(yè)，共41頁(yè)。16感知識(shí)別層技術(shù)舉例：

可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)量、睡眠質(zhì)量、鬧鐘震動(dòng)待機(jī)30天，防水第十六頁(yè)，共41頁(yè)。17感知識(shí)別層技術(shù)舉例：

可穿戴設(shè)備參考視頻：機(jī)器貓-第517話(huà)失物回來(lái)的噴霧第十七頁(yè)，共41頁(yè)。18感知識(shí)別層技術(shù)舉例：

可穿戴設(shè)備撥打電話(huà)，接聽(tīng)電話(huà)眨眼拍照，抬頭激活第十八頁(yè)，共41頁(yè)。位置信息的內(nèi)涵擴(kuò)展：空間信息=地理位置+時(shí)間+對(duì)象定位系統(tǒng)與技術(shù)：GPS衛(wèi)星定位蜂窩基站定位（GSM/CDMA/3G）室內(nèi)精確定位（紅外線/超聲波/超寬帶）WiFi基站定位物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下對(duì)定位技術(shù)的挑戰(zhàn)：復(fù)雜環(huán)境下的精準(zhǔn)定位位置信息帶來(lái)的信息安全和隱私保護(hù)問(wèn)題19感知識(shí)別層技術(shù)舉例：

定位系統(tǒng)詳見(jiàn)

第4章打車(chē)軟件，結(jié)合了時(shí)間，對(duì)象，位置第十九頁(yè)，共41頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層，具有強(qiáng)大的紐帶作用。高效、穩(wěn)定、及時(shí)、安全地傳輸上下層的數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)四層模型和OSI參考模型有什么區(qū)別？物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話(huà)層、表示層和應(yīng)用層20核心技術(shù)2，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件層第二十頁(yè)，共41頁(yè)。21核心技術(shù)2，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)無(wú)線個(gè)域網(wǎng)BluetoothZigBee無(wú)線城域網(wǎng)WiMax無(wú)線廣域網(wǎng)3G/4G無(wú)線局域網(wǎng)WiFi詳見(jiàn)

第6-8章TCP/IP第二十一頁(yè)，共41頁(yè)?；ヂ?lián)網(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)，提供平臺(tái)和技術(shù)支持。無(wú)線寬帶網(wǎng)：WiFi/WiMAX等：覆蓋范圍較廣，傳輸速度較快，為物聯(lián)網(wǎng)提供高速可靠廉價(jià)且不受接入設(shè)備位置限制的互聯(lián)手段。無(wú)線低速網(wǎng)：ZigBee/藍(lán)牙/紅外等：能夠適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)中能力較低的節(jié)點(diǎn)的低速率、低通信半徑、低計(jì)算能力和低能量來(lái)源等特征。蜂窩移動(dòng)網(wǎng)：移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)：成為“全面、隨時(shí)、隨地”傳輸信息的效平臺(tái)。22各種網(wǎng)絡(luò)形式的比較第二十二頁(yè)，共41頁(yè)。管理服務(wù)層——云計(jì)算位于感知識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層之上，綜合應(yīng)用層之下，是物聯(lián)網(wǎng)智慧的源泉。通常把物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用冠以“智能”，如智能交通、智能物流、智能建筑等。需要解決的問(wèn)題數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)（大數(shù)據(jù)與海量存儲(chǔ)）數(shù)據(jù)如何檢索（數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)）數(shù)據(jù)如何使用、不被濫用（信息安全與隱私保護(hù)）23核心技術(shù)3，管理服務(wù)層詳見(jiàn)

第9-11章第二十三頁(yè)，共41頁(yè)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)：直接附加存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)缺點(diǎn)：只能滿(mǎn)足中等規(guī)模商業(yè)需求數(shù)據(jù)中心：是一大型的系統(tǒng)工程，包括冗余的數(shù)據(jù)設(shè)備及安全裝置，提供及時(shí)持續(xù)的，安全可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供支持。典型的數(shù)據(jù)中心：Google，ApacheHadoop24管理服務(wù)層：

大數(shù)據(jù)與海量存儲(chǔ)詳見(jiàn)

第9章第二十四頁(yè)，共41頁(yè)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)近半個(gè)世紀(jì)歷史的主流數(shù)據(jù)庫(kù)。為物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行提供支撐。新興數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)）物聯(lián)網(wǎng)的新需求：海量性，多態(tài)性，關(guān)聯(lián)性及語(yǔ)義性不要求數(shù)據(jù)庫(kù)具有確定的表模式通過(guò)避免連接操作提升數(shù)據(jù)庫(kù)性能。25管理服務(wù)層：

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)詳見(jiàn)

第10章第二十五頁(yè)，共41頁(yè)。RFID安全安全隱患：竊聽(tīng)、跟蹤、中間人攻擊、欺騙/重放/克隆、物理破解、篡改信息、拒絕服務(wù)攻擊、RFID病毒…保護(hù)手段：物理安全機(jī)制，密碼學(xué)安全機(jī)制…位置隱私定義：用戶(hù)對(duì)自己位置信息的掌控能力：用戶(hù)能自由決定是否發(fā)布位置信息，將信息發(fā)布給誰(shuí)，通過(guò)何種方式來(lái)發(fā)布，以及發(fā)布的信息有多詳細(xì)。保護(hù)手段：制度制約、隱私方針、身份匿名、數(shù)據(jù)混淆26管理服務(wù)層：

信息安全與隱私保護(hù)詳見(jiàn)

第11章第二十六頁(yè)，共41頁(yè)。物聯(lián)網(wǎng)豐富的內(nèi)涵催生出更加豐富的外延應(yīng)用。27核心技術(shù)4，綜合應(yīng)用層詳見(jiàn)

第12-15章第二十七頁(yè)，共41頁(yè)。1.1起源與發(fā)展1.2核心技術(shù)1.3

主要特點(diǎn)（了解）1.4發(fā)展趨勢(shì)1.5應(yīng)用前景281.物聯(lián)網(wǎng)概述——本章內(nèi)容第二十八頁(yè)，共41頁(yè)。1）聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)?；锫?lián)網(wǎng)時(shí)代每一件物品均具通信功能成為網(wǎng)絡(luò)終端，5-10年內(nèi)聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)模有望突破百億。2）感知識(shí)別普適化無(wú)所不在的感知和識(shí)別將傳統(tǒng)上分離的物理世界和信息世界高度融合。3）異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)化各種異構(gòu)設(shè)備利用無(wú)線通信模塊和協(xié)議自組成網(wǎng)，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)“網(wǎng)關(guān)”互通互聯(lián)。29主要特點(diǎn)第二十九頁(yè)，共41頁(yè)。4）管理處理智能化運(yùn)籌學(xué)，機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)挖掘，專(zhuān)家系統(tǒng)等決策手段將廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。5）應(yīng)用服務(wù)鏈條化以工業(yè)生產(chǎn)為例，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)覆蓋從原材料引進(jìn)，生產(chǎn)調(diào)度，節(jié)能減排，倉(cāng)儲(chǔ)物流到產(chǎn)品銷(xiāo)售，售后服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)。30主要特點(diǎn)（續(xù)）第三十頁(yè)，共41頁(yè)。1.1起源與發(fā)展1.2核心技術(shù)1.3

主要特點(diǎn)1.4發(fā)展趨勢(shì)（了解）1.5應(yīng)用前景311.物聯(lián)網(wǎng)概述——本章內(nèi)容第三十一頁(yè)，共41頁(yè)。更廣泛的互聯(lián)互通互聯(lián)互通的對(duì)象從人延伸到物體互聯(lián)互通方式的擴(kuò)展（DTN）更透徹的感知通信功能使傳感器能夠協(xié)同工作更深入的智能多傳感器實(shí)現(xiàn)“人多力量大”的智能多維感知數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的智能大數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)“見(jiàn)微知著”的智能32發(fā)展趨勢(shì)第三十二頁(yè)，共41頁(yè)。1.1起源與發(fā)展1.2核心技術(shù)1.3主要特點(diǎn)1.4發(fā)展趨勢(shì)1.5

應(yīng)用前景331.物聯(lián)網(wǎng)概述——本章內(nèi)容第三十三頁(yè)，共41頁(yè)。智能交通：通過(guò)在基礎(chǔ)設(shè)施和交通工具當(dāng)中廣泛應(yīng)用信息、通訊技術(shù)來(lái)提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性、可管理性、運(yùn)輸效能同時(shí)降低能源消耗和對(duì)地球環(huán)境的負(fù)面影響。34應(yīng)用前景實(shí)時(shí)路況與導(dǎo)航車(chē)聯(lián)網(wǎng)參考資料：無(wú)人駕駛汽車(chē)視頻第三十四頁(yè)，共41頁(yè)。智能物流：現(xiàn)代物流系統(tǒng)希望利用信息生成設(shè)備，如RFID設(shè)備、感應(yīng)器或全球定位系統(tǒng)等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，并能夠在這個(gè)物聯(lián)化的物流網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)智能化的物流管理。35應(yīng)用前景第三十五頁(yè)，共41頁(yè)。智能建筑：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為綠色建筑帶來(lái)了新的力量。通過(guò)建立以節(jié)能為目標(biāo)的建筑設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，將各種設(shè)備和系統(tǒng)融合在一起，形成以智能處理為中心的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，有效的為建筑節(jié)能減排提供有力的支撐。應(yīng)用前景參考資料：鳳凰寬頻-監(jiān)拍臺(tái)北101大樓阻尼器受地震影響左右搖擺第三十六頁(yè)，共41頁(yè)。環(huán)境監(jiān)測(cè)：傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)用于污染監(jiān)測(cè)、海洋環(huán)境，森林生態(tài)、火山活動(dòng)等很重要領(lǐng)域。37應(yīng)用前景第三十七頁(yè)，共41頁(yè)。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展緩慢與可穿戴設(shè)備的概念相比，物聯(lián)網(wǎng)仿佛更貼近生活，但現(xiàn)實(shí)中，后者相比前者進(jìn)展緩慢。物聯(lián)網(wǎng)不是一個(gè)完全新生的產(chǎn)業(yè)，在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了“人聯(lián)網(wǎng)”之后，緊接著就輪到“物聯(lián)網(wǎng)”了；我們的周?chē)呀?jīng)有的物聯(lián)網(wǎng)：智能交通、智能物流等還沒(méi)有走入生活：智能家居，智能農(nóng)業(yè)，自動(dòng)駕駛。38物聯(lián)網(wǎng)為何發(fā)展地這么“龜速”？參考資料http第三十八頁(yè)，共41頁(yè)。沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有成熟的商業(yè)模式互聯(lián)網(wǎng)之所以成功，很好的解決了標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。目前物聯(lián)網(wǎng)軟件、傳感器、傳輸出現(xiàn)大量不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。多數(shù)企業(yè)孤軍奮戰(zhàn)，相互封閉，無(wú)法降低研發(fā)成本，不能產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)——網(wǎng)絡(luò)初期。經(jīng)驗(yàn)：從初期的百家爭(zhēng)鳴，到三國(guó)鼎立，打破隔閡，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互