物聯(lián)網(wǎng)概論潘宏彬

演講人：日期：物聯(lián)網(wǎng)概論潘宏彬目錄物聯(lián)網(wǎng)概述傳感器技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用嵌入式技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)云計(jì)算平臺(tái)在物聯(lián)網(wǎng)中作用數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)問(wèn)題探討01物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)定義物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別、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，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。發(fā)展歷程物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于1999年，由美國(guó)麻省理工學(xué)院Auto-ID中心提出，最初的物聯(lián)網(wǎng)是依托射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)實(shí)現(xiàn)的物流網(wǎng)絡(luò)。隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵和外延不斷擴(kuò)展，逐漸形成了現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)概念。物聯(lián)網(wǎng)定義與發(fā)展歷程

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系架構(gòu)感知層感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官，主要功能是識(shí)別物體和采集信息，包括條碼、RFID、傳感器、攝像頭、GPS等感知、識(shí)別、掃描設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息，包括互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)等組成部分。應(yīng)用層應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)與用戶(hù)的接口，與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用，包括智能交通、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能家居等應(yīng)用領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)已廣泛應(yīng)用于智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、智能家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)、個(gè)人健康等多個(gè)領(lǐng)域。應(yīng)用領(lǐng)域隨著5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)將迎來(lái)更廣闊的發(fā)展空間。未來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)將與人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)融合，推動(dòng)智慧城市、智能制造等領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，為人們的生活帶來(lái)更多便利和智能體驗(yàn)。前景展望物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域及前景展望02傳感器技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用傳感器技術(shù)原理傳感器是一種能夠感知外部世界信息并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的設(shè)備。其工作原理基于各種物理、化學(xué)或生物效應(yīng)，如壓電效應(yīng)、光電效應(yīng)、熱電效應(yīng)等。傳感器分類(lèi)根據(jù)測(cè)量原理和應(yīng)用領(lǐng)域，傳感器可分為多種類(lèi)型，如壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器、氣體傳感器等。每種傳感器都有其特定的測(cè)量范圍、精度和響應(yīng)速度。傳感器技術(shù)原理及分類(lèi)數(shù)據(jù)采集傳感器是物聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵設(shè)備。通過(guò)將各種傳感器部署在目標(biāo)區(qū)域，可以實(shí)時(shí)獲取溫度、濕度、光照、氣體濃度等各種環(huán)境參數(shù)，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供豐富的數(shù)據(jù)源。智能控制傳感器采集的數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行分析和處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能控制。例如，在智能家居中，通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)室內(nèi)溫度并自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)，提高居住舒適度。節(jié)能環(huán)保傳感器技術(shù)的應(yīng)用有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。例如，在智能照明系統(tǒng)中，通過(guò)光傳感器檢測(cè)室內(nèi)光線強(qiáng)度并自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度，達(dá)到節(jié)能效果。傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中作用與重要性傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性傳感器是物聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)信息感知和交互的基礎(chǔ)設(shè)備。沒(méi)有傳感器，物聯(lián)網(wǎng)就無(wú)法獲取外部環(huán)境信息，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能控制和決策。因此，傳感器技術(shù)的發(fā)展對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的推廣和應(yīng)用具有重要意義。傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中作用與重要性典型傳感器件介紹與選型指南常見(jiàn)的物聯(lián)網(wǎng)傳感器包括壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器、氣體傳感器等。這些傳感器具有不同的測(cè)量原理和應(yīng)用領(lǐng)域，可以滿(mǎn)足各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求。典型傳感器件介紹在選擇傳感器時(shí)，需要考慮測(cè)量范圍、精度、響應(yīng)速度、功耗、成本等因素。同時(shí)，還需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景選擇適合的傳感器類(lèi)型。例如，在需要測(cè)量溫度的場(chǎng)合，可以選擇溫度傳感器；在需要檢測(cè)氣體濃度的場(chǎng)合，可以選擇氣體傳感器。此外，還需要考慮傳感器的接口和通信協(xié)議是否與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)兼容。選型指南03嵌入式技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)是一種完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格綜合性要求的特點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)定義與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)功耗低、體積小、集成度高，并且能夠?qū)?fù)雜的工作交給軟件處理，同時(shí)具備實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性等。嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)概念及特點(diǎn)分析嵌入式處理器選擇與設(shè)計(jì)要點(diǎn)嵌入式處理器選擇在選擇嵌入式處理器時(shí)，需要考慮處理器的性能、功耗、成本、生態(tài)系統(tǒng)支持等因素。常見(jiàn)的嵌入式處理器包括ARM、MIPS、PowerPC等。嵌入式處理器設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮處理器的架構(gòu)、指令集、功耗管理、中斷管理、內(nèi)存管理等因素。同時(shí)，還需要針對(duì)特定的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化，如提高處理器的實(shí)時(shí)性、降低功耗等。嵌入式操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介嵌入式操作系統(tǒng)是一種用于嵌入式系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，具有實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性等特點(diǎn)。常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)包括Linux、WindowsEmbedded、VxWorks等。嵌入式操作系統(tǒng)選型建議在選擇嵌入式操作系統(tǒng)時(shí)，需要考慮系統(tǒng)的需求、開(kāi)發(fā)環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)支持等因素。例如，對(duì)于需要高實(shí)時(shí)性的系統(tǒng)，可以選擇VxWorks等實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；對(duì)于需要廣泛硬件支持和開(kāi)源生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)，可以選擇Linux等操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介及選型建議04物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)MQTT01輕量級(jí)發(fā)布/訂閱消息傳輸協(xié)議，設(shè)計(jì)思想是開(kāi)放、簡(jiǎn)單、輕量、易于實(shí)現(xiàn)，適合低帶寬、高延遲或不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，常用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間通信。CoAP02基于RESTful架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，采用與HTTP類(lèi)似的請(qǐng)求/響應(yīng)模型，但專(zhuān)為低功耗、低帶寬設(shè)備設(shè)計(jì)，具有輕量級(jí)、低功耗、可靠傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。LoRaWAN03專(zhuān)為低功耗、長(zhǎng)距離物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)的通信協(xié)議，采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有長(zhǎng)距離、低功耗、大容量、低成本等優(yōu)點(diǎn)，適用于智能抄表、智能停車(chē)等場(chǎng)景。常見(jiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議對(duì)比分析VS無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集環(huán)境信息，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)或數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理。應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能交通、智能家居、農(nóng)業(yè)智能化等領(lǐng)域。例如，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)，為環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有力支持。原理無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）原理及應(yīng)用近距離無(wú)線通信技術(shù)之一，工作頻率為13.56MHz，傳輸距離通常在10厘米以?xún)?nèi)。NFC具有低功耗、高安全性、易于集成等優(yōu)點(diǎn)，常用于移動(dòng)支付、身份認(rèn)證、門(mén)禁系統(tǒng)等領(lǐng)域。一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，工作頻率為2.4GHz，傳輸距離一般在10米左右。Bluetooth具有傳輸速率快、功耗低、支持設(shè)備多等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于耳機(jī)、音箱、手機(jī)、電腦等設(shè)備的連接和通信。此外，Bluetooth還支持一對(duì)多連接，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸和共享。NFCBluetooth近距離無(wú)線通信技術(shù)（NFC、Bluetooth等）05云計(jì)算平臺(tái)在物聯(lián)網(wǎng)中作用云計(jì)算具有超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，能有效處理海量數(shù)據(jù)。在物聯(lián)網(wǎng)中，云計(jì)算為海量數(shù)據(jù)提供了存儲(chǔ)和計(jì)算平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的快速處理和分析。云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過(guò)共享軟硬件資源和信息，能按需提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。云計(jì)算概念及特點(diǎn)分析云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)包括基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺(tái)層和應(yīng)用層，每層都提供相應(yīng)的服務(wù)和支持。云計(jì)算服務(wù)模式主要有SaaS（軟件即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）和IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）三種。在物聯(lián)網(wǎng)中，云計(jì)算平臺(tái)通過(guò)提供這些服務(wù)模式，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了強(qiáng)大的后盾支持。云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)與服務(wù)模式云計(jì)算平臺(tái)提供了海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間和強(qiáng)大的計(jì)算能力，能實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和分析。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和處理，能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的智能控制、預(yù)測(cè)和決策支持。智能分析與決策云計(jì)算平臺(tái)能為物聯(lián)網(wǎng)提供各種服務(wù)和應(yīng)用，如遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能家居、智能交通等，推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。服務(wù)與應(yīng)用云計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用場(chǎng)景06數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)問(wèn)題探討數(shù)據(jù)篡改威脅物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程中可能被篡改，導(dǎo)致信息失真或決策失誤。為防范此類(lèi)威脅，可采取數(shù)據(jù)校驗(yàn)、數(shù)字簽名等措施。數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接互聯(lián)網(wǎng)，存在數(shù)據(jù)被非法獲取的風(fēng)險(xiǎn)，如黑客攻擊、內(nèi)部人員泄露等。防范措施包括加強(qiáng)訪問(wèn)控制、加密傳輸、定期審計(jì)等。DDoS攻擊針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的DDoS攻擊可能導(dǎo)致服務(wù)癱瘓，影響正常業(yè)務(wù)運(yùn)行。為應(yīng)對(duì)此類(lèi)攻擊，需加強(qiáng)設(shè)備安全防護(hù)、流量清洗等能力。數(shù)據(jù)安全威脅及防范措施123該法規(guī)定了數(shù)據(jù)安全的監(jiān)管職責(zé)、數(shù)據(jù)處理者的義務(wù)、數(shù)據(jù)交易規(guī)范等內(nèi)容，為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全提供了法律保障?！吨腥A人民共和國(guó)數(shù)據(jù)安全法》該法明確了個(gè)人信息的定義、處理原則、處理者義務(wù)等，要求物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在處理個(gè)人信息時(shí)遵循合法、正當(dāng)、必要原則。《個(gè)人信息保護(hù)法》政府通過(guò)制定相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)工作，如制定數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)、推廣加密技術(shù)等。政策引導(dǎo)隱私保護(hù)法律法規(guī)和政策解讀企業(yè)應(yīng)制定數(shù)據(jù)安全政策和流程，明確數(shù)據(jù)處理者的職責(zé)和義務(wù)，確保數(shù)據(jù)在采集、傳輸、存儲(chǔ)、使用等環(huán)節(jié)的安全。建立完善