物联网第一讲.ppt
物联网第一讲 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望物联网概述核心技术物联网应用物联网技术及其应用物联网技术及其应用物联网（物联网（IOT）的起源）的起源1998年，美国麻省理工大学（MIT）的Sarma、Brock、Siu创造性地提出将信息互联网络技术与RFID技术有机地结合，即利用全球统一的物品编码（EPC，Electronic Product Code）作为物品标识，利用RFID 实现自动化的“物品”与Internet的联接，无需借助特定系统，即可在任何时间、任何地点、实现对任何物品的识别与管理。1999年，由美国统一代码委员会（UCC）吉列和宝洁等组织和企业共同出资，在美国麻省理工大学成立Auto-ID Center，在随后的几年中，英国、澳大利亚、日本、瑞士、中国、韩国等国的6所著名大学相继加入Auto-ID Center，对“物联网”相关研究实行分工合作，开展系统化研究，提出最初物联网系统构架：射频标签识读器Savant软件对象名称解析服务（ONS）实体标记语言服务器（PML-Server）2003年11月1日，国际物品编码组织（GS1）出资正式接管EPC系统，并组成EPC Global进行全球推广与维护。与此同时，原6所大学的AUTO-ID实验室转到EPC Global下的技术组，作为EPC实验室，继续对EPC系统的应用提供技术支持，提出物联网系统架构：EPC编码EPC标签读写器中间件对象名称解析服务（ONS）EPC信息服务（EPCIS）广义的物联网涵义广义的物联网涵义 利用条码、射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现人与人、人与物、物与物的在任何时间、任何地点的连接（anything、anytime、anywhere），从而进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。普适计算泛在网络物联网RFID传感器网络IOT基本理论模型基本理论模型智能卡条形码二维码 GPS传感器技术网关设备近距离通信因特网跟踪定位高速数据网络物联网的体系架构物联网的体系架构物联网（物联网（IOT）的特征）的特征全面感知全面感知全面感知全面感知可靠传输可靠传输可靠传输可靠传输智能处理智能处理智能处理智能处理感知感知传输传输智能智能利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。通过网络将感知的各种信息进行实时传送。利用计算机技术，及时地对海量的数据进行信息控制，真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通。物联网概述核心技术物联网应用物联网技术及其应用物联网技术及其应用RFID（Radio Frequency Identification）即射频识别技术，俗称电子标签，通过射频信号自动识别目标对象，并对其信息进行标志、登记、储存和管理。RFID定义 电子标签：由芯片和标签天线或线圈组成，通过电感耦合或电磁反射原理与读写器进行通信；读写器：读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备；天线：可以内置在读写器中，也可以通过同轴电缆与读写器天线接口相连。RFID系统组成 物联网核心技术：物联网核心技术：RFID读写器将要发送的信息，经编码后加载到高频载波信号上再经天线向外发送。进入读写器工作区域的电子标签接收此信号，卡内芯片的有关电路对此信号进行倍压整流、调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。若为读命令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后通过片上天线再发送给阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至信息系统进行处理。若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起电子标签内部电荷泵提升工作电压，提供电压擦写E2PROM。若经判断其对应密码和权限不符，则返回出错信息。物联网核心技术：物联网核心技术：RFID系统工作原理物联网核心技术：物联网核心技术：RFIDRFID应用领域物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储应用，港口应用，邮政，快递。物流商品的销售数据实时统计，补货，防盗 零售生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产 制造业自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理 服装业医疗器械管理，病人身份识别，婴儿防盗 医疗电子护照，身份证，学生证等各种电子证件。身份识别贵重物品（烟，酒，药品）的防伪，票证的防伪等防伪各类资产（贵重的或数量大相似性高的或危险品等)资产管理高速不停车，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车 识别等 交通水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度管理 食品训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理 动物识别书店，图书馆，出版社等应用 图书馆制造，防盗，定位，车钥匙 汽车制造，旅客机票，行李包裹追踪 航空弹药，枪支，物资，人员，卡车等识别与追踪 军事能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器无线传感器网络（WSN）是由大量传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输应用。无线传感器网络（WSN）物联网核心技术：物联网核心技术：WSN物联网核心技术：物联网核心技术：WSN体系结构体系结构WSN体系结构：平面拓扑结构WSN体系结构：逻辑分层结构物联网核心技术物联网核心技术 RFID侧重于识别，能够实现对目标的标识和管理，同时RFID系统具有读写距离有限、抗干扰性差、实现成本较高的不足；WSN侧重于组网，实现数据的传递，具有部署简单，实现成本低廉等优点，但一般WSN并不具有节点标识功能。RFID与WSN的结合存在很大的契机。RFID与WSN可以在两个不同的层面进行融合：物联网架构下RFID与WSN的融合，传感器网络架构下RFID与WSN的融合。物联网架构下RFID与WSN的融合RFID和WSN融合物联网核心技术物联网核心技术传感器网络架构下RFID与WSN的融合：智能基站RFID和WSN融合物联网概述核心技术物联网应用物联网技术及其应用物联网技术及其应用17物联网应用 无线葡萄园2002 年，英特尔公司率先在俄勒冈建立了世界上第一个无线葡萄园。传感器节点被分布在葡萄园的每个角落，每隔一分钟检测一次土壤温度、湿度或该区域有害物的数量，以确保葡萄可以健康生长。研究人员发现，葡萄园气候的细微变化可极大地影响葡萄酒的质量。通过长年的数据记录以及相关分析，便能精确的掌握葡萄酒的质地与葡萄生长过程中的日照、温度、湿度的确切关系。这是一个典型的精准农业、智能耕种的实例。葡萄园环境监测系统示意图18物联网应用物联网应用 人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相关的医疗保人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过手机，提醒您去医院检查身体。健中心，如果有异常，保健中心通过手机，提醒您去医院检查身体。个人保健19物联网应用 对珍贵的古老建筑进行保护，是文物保护单位长期以来的一个工作重点。将具有温度、湿度、压力、加速度、光照等传感器的节点布放在重点保护对象当中，无需拉线钻孔，便可有效地对建筑物进行长期的监测。此外，对于珍贵文物而言，在保存地点的墙角、天花板等位置，监测环境的温度、湿度是否超过安全值，可以更妥善地保护展览品的品质。文物保护20n数字家庭是以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等，通过不同的互连方式进行通信及数据交换,实现家庭网络中各类电子产品之间的“互联互通”的一种服务。n数字家庭的四大功能：信息、通信、娱乐和生活。数字家庭信息信息通信娱乐娱乐生活生活物联网应用 未来数字家庭21物联网应用 探索外部星球一直是人类梦寐以求的理想，借助于航天器布撒的传感器节点实现对星球表面大范围、长时期、近距离的监测和探索，是一种经济可行的方案。NASA 的 JPL 实验室研制的 Sensor Webs 就是为将来的火星探测、选定着陆场地等需求进行技术准备的。现在该项目已在佛罗里达宇航中心的环境监测项目中进行测试和完善。空间、海洋探索美国宇航局的空间探索计划中无线传感器网络的应用模式示意图22物联网管理平台移动POS金融供应链智能运输工业自动化智能建筑消防公共安全环境保护气象数字化医疗遥感勘测军事农业林业水务电力煤炭石化物流、零售、自动服务设备、安全、节能生产、安全、防灾、水电油气防火、勘察、报警污染检测、报警水质、水量、污染、安全大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪抄表、监控、节能设备、临床、辅助诊断、病程险情、油井、运输、管线联动、消防栓、定位、调度照明、信号、应急、灾害、识别大地勘测、森林、地震、海洋侦查、监控、定位、评估降水、防洪、远程设备交易、订单、跟踪、识别通风、瓦斯、救灾定位库存、车队、监控、导航、识别、货物电子支付、实时信息物联网应用总结
