9.体验物联网 (3).ppt

1、走近物联网,主要内容： 什么是物联网 物联网与互联网的差异 物联网的应用领域 物联网的发展现状,一、什么是物联网,物联网（Internet of Thing-IOT），我们可以拿人体打个比方，人的身体布满神经末梢、毛细血管等组织，这些组织把接触到的信息经由神经末梢传到神经中枢，再传到大脑，由大脑做处理和反应。物联网的道理同人体一样，是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。这种物物相联而成的网络，最大的作用是通过获取的即时信息发现、解决问题，并在一

2、定程度上实现提前预测，帮助人们做出决策。,思考与交流： 1、物联网与因特网的区别与联系？,物联网和互联网有什么不同吗？不都是网络的连接和信息的共享？我可以从以下三个方面做出解释：,物联网和互联网有什么不同吗？不都是网络的连接和信息的共享？我可以从以下三个方面做出解释： 第一，对象不同。互联网处理的信息都是人所创造的信息，但物联网所要处理的信息不仅仅是人所创造的信息，还包括物理世界反映出来的信息，比互联网处理的信息要多，种类更全。物联网连接的是所有的终端物体，不光是人类社会，还有摄像头、冰箱等这类物理物体。 第二，时间不同。互联网大部分的连接以及取得的信息，不是随时在线的，而是需要个体主观连接的

3、时候才连接。也可以这样说，只有你我打开网络的时候，我们才能同时出现在互联网的两端。而物联网几乎随时都在连接中。 第三、信息量不同。物联网比互联网连接的物体更多，收集的信息量更大。当从单次传送来看，互联网包括移动互联网，不管是搜索、浏览网页还是发邮件，每次传送的信息量相对较大，而物联网每次传送的信息量通常较小。 应该说，物联网将造就一个新的系统，这个系统形成的网络比互联网更大，更智能。而这个网络最大的特点是就是具备信息连接及处理的能力。,物联网的必要性： 第一次工业革命：18世纪60年代-19世纪中期（蒸汽时代） 第二次工业革命：19世纪70年代-20世纪初（电气、电讯时代） 科技革命：20世纪

4、40年代至今（ 电子与信息时代）,能力与效率！,三次革命是对人类改造世界的 能力和效率的不同层面的提升。 物联网正是在人类这种欲望之 下的必然与必要的产物！ 听懂物语、与物沟通！,思考与交流： 1、三次革命是如何提升人类的能力与效率的？ 2、物联网是如何提升人类的能力与效率的？,三、物联网的应用领域,思考与交流： 1、在你的工作和生活中体验过物联网的应用吗？ 2、想象一下物联网还有哪些应用领域？,四、物联网的关键技术,物联网的支撑技术主要有：感知技术、组网技术、定位技术、云计算技术等。,4.1 感知技术： 条码技术 射频识别（RFID）技术 传感器技术,思考与交流： 1、感知技术在物联网的作用

5、？ 2、在你的生活和工作中都有哪些感知技术？,4.1.1 条形码/二维码技术 条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。 二维码 （2-dimensional bar code） 是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。 手机二维码通过手机拍照功能对二维码进行扫描，快速获取到二维条码中存储的信息，进行上网、发送短信、拨号、资料交换、自动文字输入等，手机二维码目前已经被各大手机厂商使用开发。,思考与交流： 1、什么是手机物联网？ 2、什么是“闪购”？,4.1.2 射频识别（RFID

6、）技术 以无线方式追踪和管理物品的非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获得相关数据。,电子标签,读 写 器,传输网络,数据处理,射频识别（RFID）技术应用实例,4.1.3 传感器技术 传感器是能感受外界信息（物理量或化学量）并能按一定规律将这些信息转换成可用电/磁/光信号的装置或器件。,敏感元件,转换元件,转换模块,被测量,电/磁/光信号,传感器技术是实现自动检测和自动控制的核心技术。感知万物的物联网离不开各种传感器技术！,思考与交流： 1、在你身边有哪些传感技术 2、传感器与上述条形码、RFID电子标签的作用有什么不同？,4.2 组网技术： 物联网组网及技术的特殊要求：

7、 网络节点数量大、移动性、异构性。 网络层次路由智能要求高、数据流的分布管理难度大。 跨层信息传输的移动性、稳定性、可靠性及寿命等要求高。,物联网主要传输网络类型： 无线远程网： 1、全球移动通信系统(Global System for Mobile communications)-GSM网（2代手机电路交换网） 2、通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service) -GPRS网（2.5代手机分组交换网） 3、CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址 。（3G移动通信系统-美国CDMA2000，欧洲WCDMA，中国T

8、D-SCDMA ；中国电信的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA 。） 有线远程网： 1、综合业务数字网络（ISDN） （线路交换） 2、帧中继（ Frame Relay）（分组交换） 互联网技术 3、异步传输模式（ATM） （信元交换）,物联网主要局域网络技术： 1、蓝牙（BlueTooth） 2、无线保真（WirelessFidelity-WiFi） 3、紫蜂（ZigBee） 4、6LoWPAN（基于IPv6的无线个人局域网）,思考与交流： 上述物联网的局域联网技术都是无线方式工作的，为什么？,4.2蓝牙（BlueTooth）网络技术： 一种支持设备短距离通信

9、（一般10m内）的无线电技术。工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。 不足之处：蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等，而工业自动化，对无线数据通信的要求必须是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。,4.2无线保真（WirelessFidelity-WiFi）： 1990年IEEE802标准化委员会成立IEEE802.11无线局域网标准工作组，1997年提出IEEE802.11（别名WiFi）无线保真标准。工作于2.4 Ghz开放频段，数据速

10、率在11Mbps-54Mbps之间，传输距离在100米内。,4.3 定位技术：解决实时获取物品位置信息的技术。 广域范围内，主要以下卫星定位系统： 全球定位系统（Global Positioning System）； 中国北斗系统； 俄罗斯GLONASS系统； 欧盟“伽利略”系统。 区域范围内， 主要有： 3G蜂窝定位技术；中国TD-SCDMA、欧洲WCDMA、美国CDMA2000 无线局域网定位技术（WiFi、Zigbee、蓝牙、RFID等等）； 红外、超声波定位技术；,4.4 云计算技术： 狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源； 广义云计算指

11、服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。 云计算服务模式 云计算服务通常提供通用的通过浏览器访问的在线商业应用，软件和数据可存储在数据中心。云计算可以认为包括以下几个层次的服务： IaaS(Infrastructure-as-a- Service)：基础设施即服务。消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。 PaaS(Platform-as-a- Service)：平台即服务。PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交

12、给用户。 SaaS(Software-as-a- Service)：软件即服务。它是一种通过Internet提供软件的模式，用户无需购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。,五、物联网的发展现状,美国（智慧地球）是长期发展和繁荣的基础，也是美国在21世纪重新获得竞争力的关键所在-奥巴马行动部署: 经济刺激计划中数百亿美元支持物联网相关应用。 支持IBM的“智慧地球”-3 个“I”：物联化(Instrumented)，互联化(Interconnected)，智能化(Intelligent)。 已有优势：RFID EPCglobal的主导地位、国防部“智能微尘”。 欧盟物联

13、网将成为经济和社会发展的关键资源未来5-15年中将极大改变社会发展方式欧盟战略部署要在利用其实现经济增长和人的发展中扮演全球领导角色。 2009欧盟物联网行动计划。 2009欧盟物联网战略研究路线图。 政策框架与法律准备。 日韩 均在2004年启动泛在国家战略，物联网被纳入其国家整体发展重点。 金融危机后再次强化、更新行动部署。 物联网应用、基础设施和技术产业发展列入其优先行动议程。,中国物联网的发展历程,中科院早在1999年就启动了传感网研究，先后投入数亿元，在无线传感网络、智能微型传感器、现代通信技术等方面取得了重要进展。 2004 年，国家金卡工程办公室把RFID产业发展与行业应用列入国

14、家金卡工程的重点工作，启动RFID 的试点，并强调RFID应用的一个终极结果就是要形成一个物与物、人与物之间互通互联的物联网。 2005年4月27日，中国RFID产业联盟正式宣布成立。 2005 年发布的国家中长期科学和技术发展规划纲要( 2 0 0 6 2020)(国发2005第044号)明确将传感网作为重点领域和优先主题。 2006 年23 个部门（行业)共同成立了国家金卡办RFID应用工作组，启动了相关RFID应用试点工作。 2006 年底，中国移动物联网运营中心即在重庆成立。主要是在交通管理、安全管理以及城市数字化管理等几个安全领域。 2009 年6 月10日，中国科学院发布的创新20

15、50：科学技术与中国的未来，中国至2050年信息科技发展路线图描述了物联网的发展路线图。,中国物联网的发展历程,2009 年8 月7 日，温家宝到无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并发表重要讲话，指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”；“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”；“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫感知中国中心”。 2009 年11 月3 日，温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为让科技引领中国可持续发展的讲话。他提出：“要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机”。 20

16、09 年9 月11 日，经国家标准化管理委员会批准，全国信息技术标准化技术委员会组建了“物联网”标准工作组。 2009年9月国家发展和改革委员会和工业和信息化部发布关于进一步做好电子信息产业振兴和技术改造项目组织工作的通知，RFID、物联网等作为计算机产业及下一代互联网关键技术，被列为重点支持领域。 2009年9 月，无锡市与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，这标志中国“物联网”进入实际建设阶段。 2009 年9 月，全国高校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。,中国物联网的发展历程,2009 年10 月24 日，西安优势微电子公司宣布第一颗物联网的中国芯-“唐芯一号”芯

17、片研制成功。“唐芯一号”芯片是一颗2.4G超低功耗射频可编程片上系统PSoC，可以满足各种条件下无线传感网、无线个域网、有源RFID 等物联网应用的特殊需要，为我国的物联网产业的发展奠定了基础。 2009 年12 月上旬“乙太视讯网络信息服务系统”开发成功，该系统是物联网实现数据、语音、视讯三网合一的基础组件，也是物联网的核心架构组合的关键，这些成就为我国的物联网产业的发展奠定了基础。 2009 年11 月3 日，无锡建设国家传感网创新示范区(国家传感信息中心)获国务院批准同意。 2009 年12 月8 日，重庆邮电大学和无锡物联网产业研究院签署了合作协议，“无锡物联网产业研究院一重庆邮电大学

18、物联网联合研发中心”正式揭牌。 2010 年2 月5 日，北京市经济与信息化委员会和中关村管委会联合发布促进物联网产业发展的“感知北京”示范工程首批项目。 2010 年3 月2 日，上海物联网中心在上海市嘉定区揭牌。 2010 年3 月5 日，温家宝总理在作政府工作报告时指出，要“大力发展新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络和高端制造产业。,中国物联网的发展历程,2010 年5 月，“中国RFID 产业联盟（天津）基地”正式在空港经济区挂牌成立。 2010 年6 月8 日，中国物联网标准联合工作组在北京成立，以推进物联网技术的研究和标准的制定。 2010 年6 月22日，在上海开幕的2

19、010 中国国际物联网大会上，工业和信息化部称，物联网已正式列入国家重点发展的五大战略性新兴产业之一。 2011年1月，重庆启动建设“云计算”试验区。 2011年1月27日，全球首例40纳米低功耗商用TD-HSPA/TD-SCDMA多模通信芯片在京发布。 2011年1月，南方物联网示范工程在深圳大亚湾正式启动。 2011年1月，成都物联网产业研究发展中心揭牌。 2011年3月3日，大唐电信、宝信软件等在内的17家单位发起成立的上海物联网产业联盟揭牌。 2011年3月2日，国家电网智能电网部主任王益民2日在京宣布，中国建全球最大的智能电网试点工程，并率先发布世界首个智能电网技术标准体系。 2011年3月14日，工信部在北京为我国首个物联网产业示范基地重庆市南岸区“国家物联网产业示范基地”授牌。,中国物联网的发展历程,2011年3月16日，交通部收费公路联网电子不停车收费技术要求发布。 2011年4月8日，广东省物联网应用产业基地正式落户佛