物联网与信息技术发展趋势(PPT 87页).ppt

物联网与信息技术发展趋势,演讲大纲,1、物联网的起源2、物联网的定义3、物联网三大推动力（政府，科教，企业）4、物联网在调整产业结构方面的意义,物联网是信息技术发展的必然,在过去的近500年里，世界上先后大约发生了四次科技革命，分别是：机械化电气化自动化信息化换言之，今天是信息社会，信息技术是当今社会进步的“发动机”。,四次科技革命,中国再不能与科技革命失之交臂,作为曾经的“东方巨龙”,我国全部与四次革命失之交臂，这直接导致了我国的国际地位和竞争力一路下滑。目前世界正处于第五次科技革命的前夜，这将是我国复兴的一次关键历史性机遇，值得教育界、科技界和全社会重视思考，并共同为之努力奋斗。,科学发展正在出现交叉融合趋势,在过去的几个世纪，学科从诞生到不断细分，在很多方向上都取得了不错的成果。综合学科在各个方向的研究成果，再推陈出新，进而推动历史的发展，如图2所示。,学科交叉技术融合,人-机-物和谐发展的趋势,物联网将人类生存的物理世界网络化、信息化，将分离的物理世界和信息空间有效互连，是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，为新一代信息技术的发展提供了新的机遇和平台。,信息技术是社会进步的发动机,信息技术代表着当今先进生产力的发展方向。信息网络技术是世界经济复苏的重要推动力，物联网是其主要内容，是推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。,信息技术浪潮的15年规律,从IT巨头看信息技术发展趋势,信息技术发展趋势,云计算物联网“云”+“端”端-ARMM0+，M3系列，A8系列（嵌入式，软件，网络）我们目前处于移动互联网/物联网时代,物联网-嵌入式与互联网融合的成果(约瑟夫.斯法科思-图灵奖得主,2011),物联网的定义,英文名：InternetofThings（IOT），也称为WebofThings。物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。,物联网示意图,物联网概述框架,物联网概述支撑技术,RFID技术,ZigBee技术,常见的组网技术,微机电系统技术,智能服务技术,1.2物联网的起源,1标准体系,物联网基本技术,3.1物联网的三个层次3.2物联网的八个结构3.3物联网中的四大支撑技术3.4物联网中的两个技术范畴3.5物联网的标准体系,物联网技术基础,3.1物联网的三个层次,感知层,3.2物联网的八层架构,1）传感器/执行器层2）传感网层3）传感网关层4）广域网络层5）应用网关层6）服务平台层7）应用层8）分析与优化层,射频识别（RFID）,传感器技术,无线传感网络（WSN/ZigBee）,M2M技术,RFID是一种非接触式自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，有着非常好的发展前景,WSN/ZigBee的特点是短距离、低功耗，这为搭建无处不在的物联网提供了可能,以MEMS为代表的传感技术，拉近了人与自然世界的距离,利用手机进行对物体的数据采集、远程控制技术,3.3物联网的四大支撑技术,3.3.1RFID技术,（1）RFID介绍RFID是射频识别技术的英文(RadioFrequencyIdentification)的缩写，射频识别技术是20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。,3.3.1RFID技术,RFID系统如图所示，由三部分组成:电子标签（Tag）天线(Antenna)阅读器(Reader),RFID产品,EPC与RFID,EPC(ElectronicProductCode)并不等于RFID，EPC是一种电子标签，他是电子标签超高频率的射频标签.广义的EPC系统是指在全球统一的编码系统基础之上，利用互联网和RFID技术形成广义的技术体系。EPC系统有三个因素：1、有全球统一的标识代码；2、电子标签的超高频段的射频标签；3、在互联网基础之上，EPC给全球每一个单体有全球唯一的一个身份标识。,条形码与EPC,条码基本上是低成本的技术，EPC的成本高。这两项技术可能长期并存。一维条码是由一组宽度不同、反射率不同的平行相邻的线条和空白，按照一定的编码规则和技术标准组合而成，用来表示某种数据信息的符号。它可通过条码专用扫描设备采集并译成计算机可识别和处理的二进制编码，下图分别是条形码和火车票的二维条形码。,3.3.1RFID技术,（3）RFID应用系统的工作原理RFID卡进入读写器的射频场后,由其天线获得的感应电流经升压电路作为芯片的电源，同时将带信息的感应电流通过射频前端电路检测得到数字信号，并将数字信号送入逻辑控制电路进行信息处理；所需回复的信息则从存储器中获取，经由逻辑控制电路送回射频前端电路，最后通过天线发回给读写器。,3.3.2WSN/ZigBee技术,（1）什么是ZigBeeWSN是wirelesssensornetwork的简称，即无线传感网络传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素无线传感网络内的各个要素通过一个统一的协议进行信息的传输，这个协议就是Zigbee。,3.3.2WSN/ZigBee技术,（1）什么是ZigBeeZigBee是IEEE802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，也就是说蜜蜂依靠这样的方式传递信息，并构成了群体中的通信网络。,3.3.2WSN/ZigBee技术,ZigBee,ZigBee数传模块,ZigBee,ZigBee是一种高可靠的无线数传网络类似CDMA和GSM网络,ZigBee数传模块类似于移动网络基站通讯距离从标准的75m到几百米几公里并且支持无限扩展,ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台在整个网络范围内每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信,（2）WSN/ZigBee无线数据传输网络描述,3.3.2WSN/ZigBee技术,（2）WSN/ZigBee无线数据传输网络描述下面就是Zigbee模块,3.3.3M2M技术,M2M是机器对机器（Machine-To-Machine）通信的简称。目前，M2M重点在于机器对机器的无线通信，但是已经开始延伸到（machine-to-man）的概念。有三种方式：机器对机器机器对移动电话（如用户远程监视）移动电话对机器（如用户远程控制）,M2M技术-移动电话对机器,如：用户远程控制,3.3.3微机电系统技术,MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems）是微机电系统的缩写。MEMS是美国的叫法，在日本被称为微机械，在欧洲被称为微系统。MEMS是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。,3.3.3（6）微机电系统技术,目前MEMS市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等。经过几十年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。目前，全世界有大约600余家单位从事MEMS的研制和生产工作。,3.3.3（6）微机电系统技术,（1）MEMS技术简述MEMS是：,3.3.3（6）微机电系统技术,（3）微传感器研究的现状与发展方向从MEMS的起源和MEMS的市场来看，ME-MS未来的发展趋势可以归纳为以下4个方面：微细化集成化多元化产业化,MEMS微机电产品,MEMS是物联网的高端基础产品的技术基础，必须大力发展。,3.4两个技术范畴,智能网络空间技术,1,物联网终端技术,2,物联网的两个技术范畴：,3.4.1智能网络空间技术,智能空间(intelligentspace/iSpace/smartspace)的研究为智能服务技术提供了理论依据，为如何利用空间信息提供服务提供了解决方法。到目前为止,尚未形成明确定义。按照美国国家标准和技术学会（NIST）给出的定义，智能空间是“一个嵌入了计算、信息设备和多模态的传感器的工作空间，其目的是使用户能非常方便地在其中访问信息和获得计算机的服务来高效地进行单独工作和与他人的协同工作”。,3.4.1智能网络空间技术,智能空间示意图：,3.4.1智能网络空间技术,物联网智能空间技术分类：通信介质的选取研究（WIFI,WSN,PLC,232）服务中心/网关/控制器的研究子网适配器/控制器的研究软件中间件/MULTI-AGENT技术智能算法与服务模型数据挖掘技术云计算技术实时数据库技术,3.4.2物联网终端技术,物联网终端是物联网中连接传感网络层和传输网络层，实现采集数据及向网络层发送数据的设备。它担负着数据采集、初步处理、加密、传输等多种功能。目前，物联网终端，包括连接它的业务网关接入网络主要有两大形式，即通过有线接入或者移动网无线接入。因此，对终端的管理必然要跨越不同的网络，不同的技术。,3.4.2物联网终端技术,（1）物联网终端的基本原理及作用原理：物联网终端基本由外围感知（传感）接口，中央处理模块和外部通讯接口三个部分组成，通过外围感知接口与传感设备连接，将这些传感设备的数据进行读取并通过中央处理模块处理后，按照网络协议，通过外部通讯接口，发送到以太网的指定中心处理平台。,3.4.2物联网终端技术,（2）物联网终端的分类1、按照行业应用分类主要包括工业设备检测终端，设施农业检测终端，物流RFID识别终端，电力系统检测终端，安防视频监测终端等。2、按照使用场合分类主要包括以下三种：固定终端，移动终端和手持终端。,3.4.2物联网终端技术,(3)物联网终端的广泛应用1、终端推广的最大障碍终端的标准化：硬件接口标准化数据协议标准化2、终端的广泛应用分析,物联网技术发展（三层次）,基础技术：RFID;MSN;M2M;传感器应用难点技术：MEMS;短距无线；节点技术;网关技术；安全技术；云计算；标准，平台；实时操作系统，实时数据库未来技术：大数据技术；大系统调控；物联网大工程技术；,物联网工程专业之教育发展,2010年，教育部批准40所高校办学2011年初，第二批批准27所高校2012年2月，教育部批准80所高校办学目前，共有147所学校开办物联网工程专业，还有在其他专业下开设（物联网方向）的办学模式，（100所）100所高职高专物联网应用技术专业办学-约有400多所学校准备办学,普通高等教育物联网工程专业规划教材,普通高等教育物联网工程专业规划教材,国家的推动力,物联网-新一代信息技术-战略性新兴产业,胡锦涛：推动战略性新兴产业快速健康发展（2011-05-30）,第一，着力实现重点领域突破第二，着力增强自主创新能力第三，着力培育市场需求，组织实施惠及民生的重大应用示范工程第四，着力深化国际合作,物联网在中国的发展现状,2009,2010,2010.06.07胡锦涛在两院院士大会上讲话要抓住新一代信息网络技术发展的机遇创新信息产业技术以信息化带动工业化发展和普及互联网技术加快发展物联网技术重视网络计算和信息存储技术开发加快相关基础设施建设积极研发和建设新一代互联网改变我国信息资源行业分隔核心技术受制于人的局面促进信息共享保障信息安全,2009年8月7日国务院总理温家宝在无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并发表重要讲话表示中国要抓住机遇大力发展物联网技术,发展物联网的国家行动计划,国家物联网“十二五”发展规划国家发改委物联网技术研发及产业化专项物联网发展专项资金项目国家重大专项（物联网内容）,物联网在中国的发展现状（工信部）,2009,2010,2011,2011年5月20日工信部财政部联合下发通知将提供专项资金支持重点领域物联网应用示范和推广未来车联网有望拓展到大众消费领域,2010年5月首个物联网产业专项基金成立计划总规模50亿,2009年8月26日工信部总工程师朱宏任在中国工业经济运行2009年夏季报告会上表示我国也正在高度关注重视物联网方面的研究,2011年4月27日28日由工业和信息化部与中国科协指导中国电子学会主办中国电子学会物联网专家委员会承办2011（第二届）中国物联网大会在京召开,工信部部长苗圩：（2011-08-16）推进物联网产业快速有序发展（求是杂志2011年16期）,一、充分认识加快发展物联网的重要意义加快发展物联网是构建现代产业体系、走新型工业化道路的内在要求。作为信息技术新的突破方向，物联网成长潜力大、带动力强、综合效益好，不仅本身蕴含着巨大的战略增长潜能，而且能够有力地推进信息化和工业化深度融合，带动传统产业转型升级，催生新的经济增长点。加快发展物联网，将为我国建设结构优化、技术先进、清洁安全、附加值高、吸纳就业能力强的现代产业体系，提供强有力的支撑和保障。,物联网的发展2011-2012年中国物联网发展年度报告,报告认为，（2012-10-25）当前我国物联网发展总体与世界同步。我国环渤海、长三角、珠三角以及中西部地区四大物联网产业集聚区基本成型，西部的贵州、甘肃、四川、重庆等省市积极布局物联网产业。截至2012年6月底，三大运营商已在全国320多个城市和当地政府合作建设智慧城市。,物联网发展的挑战,2012年我国物联网产业发展取得良好开局，但仍面临诸多深层次矛盾与问题。例如，标准体系缺失导致资源整合难度加大；核心技术缺位影响物联网国际话语权；商业模式模糊阻碍物联网规模化推广；信息安全隐患限制物联网全方位应用，规模应用不足制约物联网产业化发展等。,物联网在中国的发展现状（科技部）,2010,2011,2011年4月14日，万钢部长主持召开会议，与曹健林副部长、工业和信息化部奚国华副部长、杨学山副部长，电子与信息板块监督评估组有关专家指出，科技部将推动我国移动互联网发展,2010年3月，科技部部长万钢指出：我国已经进入物联网阶段,2010年11月，科技部启动了“智慧城市”一期规划，香港科大参与科技部“智慧城市”一期规划。,智慧城市总体框架,物联网在中国的发展现状（北京）,2009,2010,2011,2010年2月5日北京市经信委中关村管委会联合对外发布“感知北京”物联网示范工程第一批22个示范项目覆盖城市安全生态环境监测智能交通等十大领域,2009年11月1日中关村物联网产业联盟成立初期43家会员现已扩大到66家包括同方股份京仪集团大唐电信中星微北京移动时代凌宇北邮中科院软件所等物联网产业链各领域代表性机构,2010年5月26日北京市政府提交三网融合试点方案获得国务院三网融合工作小组审批通过有望从今年6月开始正式实施,物联网在中国的发展现状（重庆）,2009,2010,2011,2011年5月24日新加坡太平洋电信大中华地区最大云计算数据中心在重庆两江新区水土高新园云计算实验区破土动工见证云计算加快实现重庆智慧城市目标,2011年4月重庆成立物联网产业联盟5年内产值将达1500亿,2009年9月23日在渝召开“重庆市国家级信息化和工业化融合试验区建设推进工作大会”上物联网建设重庆已经动起来,2010年9月重庆英卡电子自主研发JTG-HW/IC03森林火灾探测器及无线传感网络系统顺利通过专家鉴定填补我国此领域空白,物联网在中国的发展现状（交通）,2009,2010,2011,2011年5月24日为破解城市交通拥堵难题提升城市建设管理水平加快推进智慧交通建设步伐宁波市政府发展研究中心和浙江大学宁波理工学院共同主办宁波市智慧交通建设与技术应用研讨会,从江西省交通工作会议获悉十一五期间江西大力推进智能交通建设不断提高交通运输智能化信息化建设水平,随着国家十二五交通规划出台预计2011-2013年中国城市（道路）智能交通行业投资额预计将继续快速增长2013年总体市场规模将达459.5亿元,2009年11月12日交通运输部颁布指导意见打造智慧交通,物联网在中国的发展现状（股市）,三网融合试点方案通过带来股市新投资机会2010年6月7日至6月10日四个交易日三网融合板块区间涨跌幅（流通市值加权平均）为4.46%而全部A股则为0.93%,2011年中国国际物联网大会将于6月16日-17日在上海举行会议内容覆盖物联网整个产业链。受此消息影响大唐电信(600198)、高鸿股份(000851)5月13日强势领涨并带动物联网板块整体上涨2.51%,福建新大陆物联网股市神话缔造者,物联网在中国的发展现状（家居）,2009,2010,2011,物联网发力开启无线智能家居市场竞争制高点物联网推动智能家居市场一石激起千层浪,2011年5月谷歌推出AndroidHome智能家居万能遥控器,2010年9月广东揭阳一卡通家居建材联盟成立,恒大苹果园打造广西首个智能家居楼盘,2010年11月上旬中国电信集团与海尔集团签订中国电信集团海尔集团战略合作暨E-store项目战略合作协议抢占智能家居产业制高点,第25届汉诺威信息及通信技术博览会（全球业的盛会）上互联的家居3技术和产品成为主要话题,物联网在中国的发展现状（医疗）,RFID技术助力区域消毒供应中心质量追溯系统,香港医管局投1.3亿统一采购系统以条码提升管理效率,Zigbee养老院实现智能管理系统,香港医管局投1.3亿统一采购系统以条码提升管理效率,中航软件公司推出“银医通”新项目,奥地利RFID协助处理医院紧急状况,美国部分药房用颜色编码监测药物失效日期,物联网产业链的相关领域-新产业，新市场，新企业,传感器芯片业软件业通信业服务运营商系统集成商,物联网的市场机遇,2015年，物联网相关产值将达到1万亿各级政府积极推动一些企业与上市公司已经开始布局,物联网“十二五”规划-十大物联网应用重点领域,分别是智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、与服务业、国防军事；建成50个面向物联网应用的示范工程，5到10个示范城市。,各地物联网产业行动规划,北京上海江苏重庆广东山东。,智能电网-智能用电,2011年全国建设22个智能小区，2012年全国大力推广智能电表智能家电智能家居电动汽车未来五年将有上千亿的市场规模,物联网系统集成商,期待出现中国的“物联网IBM”公司,物联网-战略性新兴产业发展的需要,国务院颁布了国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定，内容涉及七个方面：,我们的应对（对物联网本质的认识）,作为第三次革命浪潮，物联网的理念开阔了我们的视野，提高了我们的认识，让我们能够主动地全面提升物流业智能化、自动化与信息化水平，统一理念，开拓思路，借助于新的传感技术、RFID技术、GPS技术、视频监控技术、移动计算技术、无线网络传输技术、基