《物联网讲稿》PPT课件.ppt

智慧的物联网 感知中国和世界的技术,目 录,物联网的定义 物联网的发展历史 物联网的体系结构 物联网的关键技术 物联网的应用领域 物联网的现状和不足 影响物联网发展的因素,一、物联网的定义,基本定义：“物联网”（Internet of Things）指将各种信息传感设备，如射频识别（Radio Frequency Identification， RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。,一、物联网的定义,欧盟定义：将现有的互联的计算机网络扩展到互联的物品网络。 国际电信联盟ITU 定义：from anytime, any place connectivity for anyone, we will now have connectivity for anything.,国际电信联盟曾描绘“物联网”时代的情形：,公文包会提醒主人忘带了什么东西； 衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求; 司机出现操作失误时汽车会自动报警； ,物联网IOT基本理论模型,近距离 通信,因特网,跟踪定位,高速 数据 网络,二、物联网的发展历史,1999 年麻省理工学院自动标识中心提出物联网概念，即把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。 2004 年 日本总务省提出 u-Japan 构想中，希望把日本建设成一个“Anytime，Anywhere，Anything，Anyone”都可以上网的环境。同年，韩国政府制定了 u-Korea 战略。,二、物联网的发展历史,2005 年 11 月 国际电信联盟发布了ITU 互联网报告 2005：物联网，指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行信息交互。 2008 年 11 月 IBM 提出“智慧的地球”概念，即“互联网+物联网=智慧地球”，以此做为经济振兴战略。,二、物联网的发展历史,2009 年 8 月 温家宝总理在无锡考察传感网产业发展时明确指示要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，并且明确要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。 2010 年月日 温家宝总理在第十一届全国人民代表大会第三次会议政府工作报告中，提出发展物联网产业。,三、物联网的体系结构,感知层 网络层 应用层,物联网的体系结构,三、物联网的体系结构,感知层 是物联网的皮肤和五官，识别物体,采集信息。 感知层包括条码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用相似。,三、物联网的体系结构,网络层 是物联网的神经中枢,用来传输信息。 网络层包括通信与互联网的融合网络、网络治理中心、信息中心和智能处置中心等。,三、物联网的体系结构,应用层 是物联网的大脑，实现数据处理与应用。 应用层是物联网与行业专业技术的深度融合,与行业需求结合,完成行业智能化,这相似于人的社会分工,最终构成人类社会。,四、物联网的关键技术,一、感知层 传感器技术：感知物资信息 RFID（Radio Frequency Identification）技术：智能识别 （重点介绍） 微机电系统（MEMS）：采集信息 GPS/GIS技术：全球定位/地理信息系统 二、网络层 无线传感器网络（WSN）技术 （重点介绍） Wi-Fi（Wireless Fidelity,无线保真技术） 通信网、互联网、3G网络、IPV6 GPRS网络（基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接 ） 广电网络、NGB（下一代广播电视网 ）,四、物联网的关键技术,三、应用层 企业资源计划（ERP：Enterprise Resource Planning） 专家系统（Expert System) 云计算（Cloud Computing） 系统集成（System Integrate） 行业应用（Industry Application） 资源打包（Resource Package）,RFID技术,RFID技术利用射频方式进行非接触双向通信，以达到自动识别目标对象并获取相关数据，具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。 RFID应用系统由RFID标签、RFID读写器与RFID数据管理系统组成。,沃尔玛使用的RFID标签,RFID基础知识,RFID标签由芯片、天线及相关电路组成。 工作原理：RFID标签进入电磁场后，接收RFID读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息；读写器读取信息并解码后，送至数据管理系统进行有关数据处理。,基于RFID技术的车辆出入安全管理系统设计,双卡(电子标签)识别技术：为车主配置 2张识别卡(电子标签)，一张固定车辆挡风玻璃上不可拆卸，称为“车卡”；另一张由车主手持或放在车辆仪表盘的卡架上，可以随身携带，称为“人卡”。车辆通过门禁时，系统必须同时采集到车卡和人卡的车牌号，而且相同，才能对该车放行。如果无车卡和人卡，或有车卡无人卡，或有车卡和人卡但集到的车牌号不相同，只要其中任何一种情况发生，该车均会被拦截。,RFID基础知识,日本东京大学坂村健教授在计算所介绍RFID。 萝卜上的RFID记录了整个萝卜生产信息（产地、施肥、农药），运输信息等。买家在超市可以追踪这些信息。 桌子上的烟、酒、饮料都有RFID。,WSN 技术,无线传感器网络（wireless sensor network）是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点，通过无线通信方式形成的网络。能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具有快速展开、抗毁性强等特点，有着广阔的应用前景。 无线传感器网络由传感器节点、汇聚节点和管理节点组成。,五、物联网的应用领域,市政管理 农业园林 医疗保健 智能楼宇 交通管理 食品安全 通信行业,数字太原典型应用,所有的市政公用设施、道路交通设施、市容环境、园林绿化及房屋建筑等部件均进行编码，每一个城市部件都有自己的“身份证”，包括产权单位、用途、联系人等详细信息。有了这个系统，就如同为城市管理安上了一个“千里眼”。街道上的井盖坏了，家门口的路灯不亮了，不用打投诉电话，在GPS定位系统的跟踪搜索下，系统就会在第一时间发现并帮居民把问题解决掉。,精细农业,精细农业,将无线传感器网络布设于农田、园林、温室等目标区域，网络节点大量实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度等物理量，精准地获取土壤水分、养分程度、电导率、pH值、氮素等土壤信息。 无线传感器网络有助于实现农业生产的标准化、数字化、网络化。 将效促进农业的发展：增产增收、节约能源，相当于露地栽培产量10倍以上,医院病房电子巡检,1,智能家居,联网的水电煤表,通过内置的RFID芯片，这些表中的数字信息可以集中在数据采集器中，然后通过3G网络传送至电信后台系统。 在现场展示的后台系统中，显示不同编号的表对应着的不同用电量（煤气量）。“只要记住每家表的编号，水电煤公司以后就不用上门抄表，在电脑上看得很清楚。”,交通管理,实时交通信息 通过随处安置的传感器，可以实时获取路况信息，帮助监控和控制交通流量。人们可以获取实时的交通信息，并据此调整路线，从而避免拥堵。 道路收费 （1）系统初始化车载标识卡,将车牌照号、车型、收费率等数据写入标识卡,并发放给客户,建立有关客户档案; （2）车辆进入收费车道,感应天线激活线圈,进而激活微波天线,读取标识卡上的信息,并传送给车道控制机进行核查; （3）如为合法车辆,则进行收费交易,依据后台系统完成清算,通行灯将会变绿,显示收费额和余额,车辆通过,记录数据; （4）如为非法车辆,车道控制机触发报警信号,同时控制自动栏杆下落,关闭车道,车道摄像机进行图像抓拍,车辆进行人为处理。,实时交通信息,食品安全,可追溯是确保食品安全的最有效工具，目前政府机构、生产经营机构、批发销售机构和消费者群体正在越来越迫切的要求在食品生产和食品供应链应用可追溯测量方式。 可追溯就是一种还原产品生产全部过程和应用历史、以及发生场所、销售渠道的能力，以发现食品链的最终端 。 肉食品可追溯的前提条件是必须在肉食品从饲养到零售的全过程中不断地进行完整、准确和唯一的标识。标识技术由于条形码的发展，特别是RFID电子标签技术的快速发展，为肉食品供应链全程批次和个体的可靠标识提供前所未有的技术保障。,通信行业,在“2009 年中国国际信息通信展览会”上，中国移动展出了手机支付。手机支付实际上主要是手机 SIM 卡的更换，由普通 SIM 卡更换为 RFID-SIM卡，而不需要对手机进行更换。用户在消费时，只需要将手机从接收器上轻轻一扫，就可以方便进行各种购物，以及获得详细的费用清单。 中国联通在上海推出了公交卡手机，通过刷手机可以实现公交车票支付，这些都是典型的应用。,公交卡手机,六、物联网的现状和不足,欧盟估计，物联网目前还不成熟，只是一些充满前景的技术的展望，预计在应后的 5到 15 年中会极大的改变我们的社会。 中国媒体认为物联网作为信息化的第三波潮流，将在未来几来刺激经济发展，带来相关行业的巨额投资。但中国物联网的标准仍在制定中，相关技术并未发展成熟。 “热炒的物联网仍只是一个理想的状态，3 年甚至 5 年之后也未必能普遍应用。”它绝大部分的业务仍然会是数据采集应用的扩展，难以实现更加“智能”，很难实现“物与物对话”的“真正物联网”。,个人隐私与数据安全 -安全因素的考虑会影响物连网的设计，避免个人数据受窃听受破坏的威胁。除此之外，专家称物联网的发展会改变人们对于隐私的理解。 公众信任 -信息安全目前是广大群众对物联网的主要关注点。如果物联网的设计没有健全的安全机制，会降低