物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用 顧學(xué)義,當(dāng)今世界IT領(lǐng)域的三大熱點技術(shù)?,物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things） 移動互聯(lián)網(wǎng) （Mobile Internet） 云計算（Cloud Computing）,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)（IOT）的起源,物聯(lián)網(wǎng)（IOT）的定義,廣義的物聯(lián)網(wǎng)涵義,利用條碼、射頻識別（RFID）、傳感器、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，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物的在任何時間、任何地點的連接（anything、anytime、anywhere），從而進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的龐大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。,國際電信

2、聯(lián)盟（ITU）曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時代的情形： 司機出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動報警； 公文包會提醒主人忘帶了什么東西； 衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求; ,各國物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略或計劃,物聯(lián)網(wǎng)（IOT）提出的背景,十五年周期定律,IBM前首席執(zhí)行官郭士納提出一個重要的觀點：計算模式每隔15年發(fā)生一次變革。,每一次這樣的技術(shù)變革都引起企業(yè)間、產(chǎn)業(yè)間甚至國家間競爭格局的重大動蕩和變化。而互聯(lián)網(wǎng)革命一定程度上是由美國“信息高速公路”戰(zhàn)略所催熟。,從Internet到IOT,物聯(lián)網(wǎng)（IOT）的特征,全面感知,可靠傳輸,智能處理,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

3、知的各種 信息進行實時傳送。,利用計算機技術(shù)，及時地對海量的 數(shù)據(jù)進行信息控制，真正達到了 人與物的溝通、物與物的溝通。,物聯(lián)網(wǎng)（IOT）的特征,全面感知,可靠傳輸,智能處理,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 信息進行實時傳送。,利用計算機技術(shù)，及時地對海量的 數(shù)據(jù)進行信息控制，真正達到了 人與物的溝通、物與物的溝通。,物聯(lián)網(wǎng)（IOT）結(jié)構(gòu)示意圖,IOT基本理論模型,近距離通信,因特網(wǎng),跟蹤定位,高速數(shù) 據(jù)網(wǎng)絡(luò),智慧星球,感知中國,中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,感知中國，贏在未來,17,江蘇、上海、北京、廣東等28個省將物聯(lián)網(wǎng)作為重點發(fā)展領(lǐng)域,感知中國

4、，贏在未來,搶占信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮的制高點。,我國各地政府強力“搶灘”物聯(lián)網(wǎng),轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式、實現(xiàn)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要手段;,無錫、重慶、杭州、廣州、深圳、武漢等80以上大城市將物聯(lián)網(wǎng)列為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),面臨五個主要技術(shù)問題,（1）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題 世界各國存在不同的標(biāo)準(zhǔn)。中國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會于2006年成立了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)項目組。2009年9月，傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組正式成立了PG1(國際標(biāo)準(zhǔn)化)、PG2(標(biāo)準(zhǔn)體系與系統(tǒng)架構(gòu))、PG3(通信與信息交互)、PG4(協(xié)同信息處理)、PG5(標(biāo)識)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(電力行業(yè)應(yīng)用調(diào)研)等8個專項組，開展具體的國家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作

5、。 （2）安全問題 信息采集頻繁，其數(shù)據(jù)安全也必須重點考慮。（3）協(xié)議問題 物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，在物聯(lián)網(wǎng)核心層面是基于TCP/IP，但在接入層面，協(xié)議類別五花八門，GPRS/CDMA、短信、傳感器、有線等多種通道，物聯(lián)網(wǎng)需要一個統(tǒng)一的協(xié)議棧。 （4）IP地址問題 每個物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址，就需要一個地址。物聯(lián)網(wǎng)需要更多的IP地址，IPv4資源即將耗盡，那就需要IPv6來支撐。IPv4向IPv6過渡是一個漫長的過程，因此物聯(lián)網(wǎng)一旦使用IPv6地址，就必然會存在與IPv4的兼容性問題。（5）終端問題。 物聯(lián)網(wǎng)終端除具有本身功能外還擁有傳感器和網(wǎng)絡(luò)接入等功能，且不同行業(yè)需求千差萬別，如何滿足

6、終端產(chǎn)品的多樣化需求，對運營商來說是一大挑戰(zhàn)。,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu),全面感知、可靠傳送、智能處理是物聯(lián)網(wǎng)的三大特征。,物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用,EPC物聯(lián)網(wǎng)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu),物聯(lián)網(wǎng)概念一經(jīng)提出，立即受到各國政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的重視，在需求和研發(fā)的相互推動下，迅速熱遍全球。目前國際上對物聯(lián)網(wǎng)的研究逐漸明朗起來，最典型的解決方案有歐美的EPC系統(tǒng)和日本的UID系統(tǒng)。這里著重介紹EPC物聯(lián)網(wǎng)。 EPC系統(tǒng)是一個先進的、綜合性的和復(fù)雜的系統(tǒng)。它由EPC編碼體系、RFID系統(tǒng)及信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三個部分組成，主要包括六個方面：EPC編碼、EPC標(biāo)簽、讀寫器、EPC中間件、對象名稱解析服

7、務(wù)（ONS）和EPC信息服務(wù)（EPCIS）。,PML：實體標(biāo)記語言（Physical Markup Language）,EPC物聯(lián)網(wǎng)：EPC概念,EPC物聯(lián)網(wǎng)：EPC編碼,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：RFID,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：RFID,技術(shù)沿革,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：RFID,系統(tǒng)工作原理,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：RFID,RFID主要頻段標(biāo)準(zhǔn)及特性,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：RFID,RFID應(yīng)用領(lǐng)域,32,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：RFID,中國RFID發(fā)展思路,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：WSN,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：WSN體系結(jié)構(gòu),WSN體系結(jié)構(gòu)：平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),WSN體系結(jié)構(gòu)：邏輯分層結(jié)構(gòu),物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：WSN體系結(jié)構(gòu),傳感器

8、節(jié)點體系結(jié)構(gòu) 傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：WSN的特征,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：WSN通信,WSN在無線通信框架中的位置,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：WSN融合,WSN和其它無線通信技術(shù)的融合,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：應(yīng)用前景,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù),RFID側(cè)重于識別，能夠?qū)崿F(xiàn)對目標(biāo)的標(biāo)識和管理，同時RFID系統(tǒng)具有讀寫距離有限、抗干擾性差、實現(xiàn)成本較高的不足；WSN側(cè)重于組網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，具有部署簡單，實現(xiàn)成本低廉等優(yōu)點，但一般WSN并不具有節(jié)點標(biāo)識功能。RFID與WSN的結(jié)合存在很大的契機。 RFID與WSN可以在兩個不同的層面進行融合：物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下RFID與WSN的融合，傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下RFID與WSN的融合。

9、,物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下RFID與WSN的融合,RFID和WSN融合,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù),傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下RFID與WSN的融合：智能基站,RFID和WSN融合,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù),傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下RFID與WSN的融合：智能節(jié)點,RFID和WSN融合,物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù),傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下RFID與WSN的融合：智能傳感標(biāo)簽,RFID和WSN融合,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示意圖,46,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,給放養(yǎng)的牲畜中的每一只羊都貼上一個二維碼，這個二維碼會一直保持到超市出售的肉品上，消費者可通過手機閱讀二維碼，知道牲畜的成長歷史，確保食品安全。我國已有10億存欄動物貼上了這種二維碼。,畜牧溯源,47,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,4

10、8,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,探索外部星球一直是人類夢寐以求的理想，借助于航天器布撒的傳感器節(jié)點實現(xiàn)對星球表面大范圍、長時期、近距離的監(jiān)測和探索，是一種經(jīng)濟可行的方案。NASA 的 JPL 實驗室研制的 Sensor Webs 就是為將來的火星探測、選定著陸場地等需求進行技術(shù)準(zhǔn)備的?，F(xiàn)在該項目已在佛羅里達宇航中心的環(huán)境監(jiān)測項目中進行測試和完善。,空間、海洋探索,美國宇航局的空間探索計劃中 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用模式示意圖,49,物聯(lián)網(wǎng) 管理平臺,移動POS,金融,供應(yīng)鏈,智能運輸,工業(yè)自動化,智能建筑,消防,公共安全,環(huán)境保護,氣象,數(shù)字化醫(yī)療,遙感勘測,軍事,農(nóng)業(yè),林業(yè),水務(wù),電力,煤炭,石化,物流、零售、自動服務(wù),設(shè)備、安全、節(jié)能,生產(chǎn)、安全、防災(zāi)、水電油氣,防火、勘察、報警,污染檢測、報警,水質(zhì)、水量、污染、安全,大棚、土壤、灌溉、環(huán)境、跟蹤,抄表、監(jiān)控