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物联网技术The Internet of things technology 10软件工程1班 朱雪娇物联网简介 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是：“The Internet of things”。由此，顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。目录目录物联网应用面临的挑战物联网应用面临的挑战 物联网的应用案例及分析物联网的应用案例及分析物联网的关键领域和应用模式物联网的关键领域和应用模式物联网的关键领域和应用模式物联网的关键领域和应用模式 物联网体系架构与技术发展物联网体系架构与技术发展 物联网概念产生背景物联网概念产生背景物联网产生背景物联网产生背景物联网概念提出：物联网概念提出：pp将所有物品通过将所有物品通过将所有物品通过将所有物品通过RFIDRFIDRFIDRFID、传感器、智能嵌入技术等与互联网连接，实现、传感器、智能嵌入技术等与互联网连接，实现、传感器、智能嵌入技术等与互联网连接，实现、传感器、智能嵌入技术等与互联网连接，实现物理世界与信息世界的整合；物理世界与信息世界的整合；物理世界与信息世界的整合；物理世界与信息世界的整合；pp 通过功能强大的计算机集群，对人、机、物实时动态管理；通过功能强大的计算机集群，对人、机、物实时动态管理；通过功能强大的计算机集群，对人、机、物实时动态管理；通过功能强大的计算机集群，对人、机、物实时动态管理；机器联网人与人联网物品联网v国际电信联盟突尼斯峰会发布报国际电信联盟突尼斯峰会发布报告，描绘了物联网时代的远景：告，描绘了物联网时代的远景：司机出现操作失误时汽车会自动报警；司机出现操作失误时汽车会自动报警；司机出现操作失误时汽车会自动报警；司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么物品；公文包会提醒主人忘带了什么物品；公文包会提醒主人忘带了什么物品；公文包会提醒主人忘带了什么物品；衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求等。衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求等。衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求等。衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求等。物联网产生背景物联网产生背景物联网体系架构与技术发展物联网体系架构与技术发展在物联网应用中有三项关键技术：在物联网应用中有三项关键技术：v1、传感器技术、传感器技术(Sensor technology)，这也是计算，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。算机处理的都是数字信号。v3、嵌入式系统技术嵌入式系统技术(The embedded system technology)是综合了计是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。技术。v2、RFID标签是一种射频识别技术标签是一种射频识别技术(Radio frequency identification)，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。嵌入式软件协同系统优化设计技术嵌入式软件协同系统优化设计技术上下文感知的系统自适应设计技术上下文感知的系统自适应设计技术软硬协软硬协同技术同技术多模态智能人机交互技术多模态智能人机交互技术人、机、物协调的互操作环境人、机、物协调的互操作环境人机交人机交互技术互技术嵌入式网络的中间件技术嵌入式网络的中间件技术可运营可管理的云计算服务中间件技可运营可管理的云计算服务中间件技术术中间件中间件技术技术并行化处理的操作系统平台并行化处理的操作系统平台开发、编译、调试、测试一体化开发开发、编译、调试、测试一体化开发工具工具开发测开发测试工具试工具如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。式系统在物联网中的位置与作用。关键领域关键领域vRFID；v传感网；vM2M；v两化融合。应用模式应用模式v根据其实质用途可以归结为三种基本应用模式：根据其实质用途可以归结为三种基本应用模式：v对象的智能标签。对象的智能标签。通过通过NFC、二维码、二维码、RFID等技术标识特定的对象，用等技术标识特定的对象，用于区分对象个体，例如在生活中我们使用的各种智能卡，条码标签的基于区分对象个体，例如在生活中我们使用的各种智能卡，条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息；此外通过智能标签还可以用于获本用途就是用来获得对象的识别信息；此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息。得对象物品所包含的扩展信息。v环境监控和对象跟踪环境监控和对象跟踪。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络，。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络，可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控，如使用可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控，如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染，通过二氧化碳传感器监控大分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染，通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度，通过气中二氧化碳的浓度，通过GPS标签跟踪车辆位置，通过交通路口的摄标签跟踪车辆位置，通过交通路口的摄像头捕捉实时交通流程等。像头捕捉实时交通流程等。v对象的智能控制。对象的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器网络用获取的数据进行决策，改变对象的行为进行控制和反馈。例如根网络用获取的数据进行决策，改变对象的行为进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度，根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。据光线的强弱调整路灯的亮度，根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。物联网的应用案例及分析v物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。v系统铺设了系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。v首家手机物联网落户广州首家手机物联网落户广州v将将移动终端移动终端与与电子商务电子商务相结合的模式，让消费者可以与商家进行便捷的相结合的模式，让消费者可以与商家进行便捷的互动交流，随时随地体验品牌品质，传播分享信息，实现互联网向物联互动交流，随时随地体验品牌品质，传播分享信息，实现互联网向物联网的从容过度，缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。网的从容过度，缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网手机物联网购物其实就是购物其实就是闪购闪购。广州闪购通过手机扫描。广州闪购通过手机扫描条形码条形码、二维码二维码等方式，可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。等方式，可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。v这种智能手机和电子商务的结合，是这种智能手机和电子商务的结合，是“手机物联网手机物联网”的其中一项重要功的其中一项重要功能。预计能。预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半，至年手机物联网占物联网的比例将过半，至2015年手机物联年手机物联网市场规模达网市场规模达6847亿元，手机物联网应用正伴随着电子商务大规模兴起。亿元，手机物联网应用正伴随着电子商务大规模兴起。应用案例应用案例v与门禁系统的结合与门禁系统的结合 一个完整的门禁系统由这八个模块组成，无线物联网门禁将门点的设备一个完整的门禁系统由这八个模块组成，无线物联网门禁将门点的设备简化到了极致：一把电池供电的锁具。除了门上面要开孔装锁外，门的简化到了极致：一把电池供电的锁具。除了门上面要开孔装锁外，门的四周不需要设备任何辅佐设备。整个系统简洁明了，大幅缩短施工工期，四周不需要设备任何辅佐设备。整个系统简洁明了，大幅缩短施工工期，也能降低后期维护的本钱。无线物联网门禁系统的安全与可靠首要体现也能降低后期维护的本钱。无线物联网门禁系统的安全与可靠首要体现在以下两个方面：无线数据通讯的安全性包管和传输数据的安稳性。在以下两个方面：无线数据通讯的安全性包管和传输数据的安稳性。v与云计算的结合与云计算的结合 物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术，如云计算、模式识别等技物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术，如云计算、模式识别等技术，云计算可以从两个方面促进物联网和智慧地球的实现：首先，云计术，云计算可以从两个方面促进物联网和智慧地球的实现：首先，云计算是实现物联网的核心。算是实现物联网的核心。其次，云计算促进物联网和互联网的智能融合其次，云计算促进物联网和互联网的智能融合。应用案例应用案例v与与TD结合结合v物联网发展是确保物联网发展是确保TD成功的重大契机。成功的重大契机。TD-SCDMA是我国拥有自主知是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信系统，是宽带无线通信网络，识产权的第三代移动通信系统，是宽带无线通信网络，TD的发展需要数的发展需要数据业务的拉动，物联网应用是需求最迫切的增强型数据业务，具有广阔据业务的拉动，物联网应用是需求最迫切的增强型数据业务，具有广阔的应用前景，能够充分发挥的应用前景，能够充分发挥TD网络优势，有助于促进网络优势，有助于促进TD产业链的成熟。产业链的成熟。完善现有网络，发挥完善现有网络，发挥TD优势，积极推动无线传感器网络与优势，积极推动无线传感器网络与TD网络融合，网络融合，构建适于物联网应用的构建适于物联网应用的GPRS/TD/WSN（无线传感器网络）融合网络，（无线传感器网络）融合网络，大力发展适于大力发展适于TD网络承载的物联网业务，提升网络承载的物联网业务，提升TD的核心竞争力，给物的核心竞争力，给物联网的发展以强有力的支撑，是中国移动的发展思路。联网的发展以强有力的支撑，是中国移动的发展思路。应用案例应用案例v与移动互联结合与移动互联结合 物联网的应用在与移动互联相结合后，发挥了巨大的作用。物联网的应用在与移动互联相结合后，发挥了巨大的作用。v智能家居使得物联网的应用更加生活化，中凌智能家居使得物联网的应用更加生活化，中凌e家智能家居控制系统家智能家居控制系统 具具有网络远程控制、摇控器控制、触摸开关控制、自动报警和自动定时等有网络远程控制、摇控器控制、触摸开关控制、自动报警和自动定时等功能，普通电工即可安装，变更扩展和维护非常容易，开关面板颜色多功能，普通电工即可安装，变更扩展和维护非常容易，开关面板颜色多样，图案个性，给每一个家庭带来不一样的生活体验。样，图案个性，给每一个家庭带来不一样的生活体验。v与指挥中心的结合与指挥中心的结合v物联网在指挥中心已得到很好的应用，网连网智能控制系统可以指挥中物联网在指挥中心已得到很好的应用，网连网智能控制系统可以指挥中心的大屏幕、窗帘、灯光、摄像头、心的大屏幕、窗帘、灯光、摄像头、DVD、电视机、电视机顶盒、电视、电视机、电视机顶盒、电视电话会议；也可以调度马路上的摄像头图像到指挥中心，同时也可以控电话会议；也可以调度马路上的摄像头图像到指挥中心，同时也可以控制摄像头的转动。网连网智能控制系统还可以通过制摄像头的转动。网连网智能控制系统还可以通过3G网络进行控制，可网络进行控制，可以多个指挥中心分级控制，也可以连网控制。还可以显示机房温度湿度，以多个指挥中心分级控制，也可以连网控制。还可以显示机房温度湿度，可以远程控制需要控制的各种设备开关电源。可以远程控制需要控制的各种设备开关电源。应用案例应用案例v物联网助力食品溯源物联网助力食品溯源,肉类源头追溯系统肉类源头追溯系统v从从2003年开始，中国已开始将先进的年开始，中国已开始将先进的RFID射频识别技术运用于现代化的射频识别技术运用于现代化的动物养殖加工企业，开发出了动物养殖加工企业，开发出了RFID实时生产监控管理系统。该系统能实时生产监控管理系统。该系统能 够实时监控生产的全过程，自动、实时、准确的采集主要生产工序与卫够实时监控生产的全过程，自动、实时、准确的采集主要生产工序与卫生检验、检疫等关键环节的有关数据，较好的满足质量监管要求，对于生检验、检疫等关键环节的有关数据，较好的满足质量监管要求，对于过去市场上常出现的肉过去市场上常出现的肉 质问题得到了妥善的解决。此外，政府监管部门质问题得到了妥善的解决。此外，政府监管部门可以通过该系统有效的监控产品质量安全，及时追踪、追溯问题产品的可以通过该系统有效的监控产品质量安全，及时追踪、追溯问题产品的源头及流向，规范肉食品企业的生产操作过源头及流向，规范肉食品企业的生产操作过 程，从而有效的提高肉食品程，从而有效的提高肉食品的质量安全。的质量安全。面临的问题与挑战面临的问题与挑战1）新型传感器与传感装置）新型传感器与传感装置：无线传感技术与系统的微型化技术无线传感技术与系统的微型化技术智能无线传感技术智能无线传感技术 能量获取技术能量获取技术（2 2）工业无线网络技术：）工业无线网络技术：通信与组网技术通信与组网技术 基础服务与网络管理技术基础服务与网络管理技术网络规划与部署技术网络规划与部署技术面临的问题与挑战面临的问题与挑战v3.计算能力计算能力 嵌入式处理器性能、存储器容量、能耗限制嵌入式处理器性能、存储器容量、能耗限制 能源优化、系统复杂性优化能源优化、系统复杂性优化v4.感知能力感知能力 大规模、分布式、多属性大规模、分布式、多属性 动态管理、协同控制动态管理、协同控制v5.处理能力处理能力 海量、实时流数据海量、实时流数据 分布式存储、分级处理、动态分析与挖分布式存储、分级处理、动态分析与挖掘掘