物联网发展状况及应用模式1.ppt

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1、物联网发展状况物联网发展状况及应用模式及应用模式张飞舟张飞舟 博士博士北京大学地球与空间科学学院北京大学地球与空间科学学院2010年年12月月24日日北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士l 物联网概述物联网概述l 物联网应用与管理物联网应用与管理l 物联网发展趋势物联网发展趋势l 物联网产业发展模式物联网产业发展模式目录目录目录目录北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士l 物联网概述物联网概述l 物联网应用与管理物联网应用与管理l 物联网发展趋势物联网发展趋势l 物联网产业发展模式物联网产业发展模式目录目录目录目录北京大学地空学院北京大学地空学院张张

2、飞飞 舟舟 博士博士 什么是物联网什么是物联网？物联网本质特征物联网本质特征 物联网体系框架物联网体系框架 物联网基本构成物联网基本构成 物联网核心技术物联网核心技术1 1、物联网技术、物联网技术、物联网技术、物联网技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士每一个零件都是有生命的每一个零件都是有生命的北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 物联网的概念分为广义和狭义两方面物联网的概念分为广义和狭义两方面 广广义义来来讲讲，物物联联网网是是一一个个未未来来发发展展的的愿愿景景，等等同同于于“未未来来的的互互联联网网”，或或者者是是“泛泛在在网网络络”，能能

3、够够实实现现人人在在任任何何时时间间、地地点点，使使用用任任何何网网络络与与任任何何人人与与物物的的信信息息交交换，以及物与物之间的信息交换；换，以及物与物之间的信息交换；狭狭义义来来讲讲，物物联联网网是是物物品品之之间间通通过过传传感感器器连连接接起起来来的的局域网，不论接入互联网与否，都属于物联网的范畴。局域网，不论接入互联网与否，都属于物联网的范畴。1.1 1.1 什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.1 1.1 什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术图图1 1 物联网的一般

4、架构物联网的一般架构北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士物联网与互联网的不同物联网与互联网的不同 物物联联网网是是RFID技技术术与与互互联联网网结结合合而而产产生生的的新新型型网网络络，主主要要解解决决物物品品到到物物品品（Thing to Thing，T2T），人人到到物物品品（Human to Thing，H2T），人人到到人人（Human to Human，H2H）之之间间的的互互连连。其其中中，H2T是是指指人人利利用用通通用用装装置置与与物物品品之之间间的的连连接接，H2H是指人之间不依赖于个人电脑而进行的互连。是指人之间不依赖于个人电脑而进行的互连。1.1

5、1.1 什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士物联网与互联网的不同物联网与互联网的不同 物物联联网网具具有有与与互互联联网网类类同同的的资资源源寻寻址址需需求求，以以确确保保其其中中联联网网物物品品的的相相关关信信息息能能够够被被高高效效、准准确确和和安安全全的的寻寻址址、定定位位以以及及查查询询，其其用用户户端端是是对对互互联联网网的的延延伸伸和和扩扩展展，即即任任何何物物品和物品之间可以通过物联网进行信息交换和通讯。品和物品之间可以通过物联网进行信息交换和通讯。因因此此，物物联联网网又又在在不不同同应应用用

6、领领域域的的专专用用性性、高高度度的的稳稳定定性性和可靠性、严密的安全性和可控性等方面有别于互联网。和可靠性、严密的安全性和可控性等方面有别于互联网。1.1 1.1 什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 物物联联网网的的一一种种定定义义是是：通通过过射射频频识识别别（RFID）、红红外外感感应应器器、全全球球定定位位系系统统（GPS）、激激光光扫扫描描器器等等信信息息传传感感设设备备，按按约约定定的的协协议议，把把任任何何物物品品与与互互联联网网连连接接起起来来，进进行行信信息息交交换换和和通通讯讯，以以实实

7、现现智智能能化化识识别别、定定位位、跟跟踪踪、监监控控和和管管理的一种网络。理的一种网络。显显然然，物物联联网网的的这这一一概概念念来来自自于于对对互互联联网网的的类类比比。根根据据物物联联网网与与互互联联网网的的关关系系分分类类，不不同同的的专专家家学学者者对对物物联联网网给给出了各自的定义，归纳起来有如下四种类型。出了各自的定义，归纳起来有如下四种类型。1.1 1.1 什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.1 1.1 什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术1物物联网是传感网而不

8、接入互联网联网是传感网而不接入互联网 2 物联网是互联网的一部分物联网是互联网的一部分 3物联网是互联网的补充网络物联网是互联网的补充网络4物联网是未来的互联网物联网是未来的互联网 北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士目前存在对物联网认识方面的偏颇目前存在对物联网认识方面的偏颇l将物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联将物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全部共享的互网当成所有物的完全开放、全部互连、全部共享的互联网平台。联网平台。l实际上物联网绝不是简单的全球共享互联网的无限延实际上物联网绝不是简单的全球共享互联网的无限延

9、伸，即使互联网也不仅仅是通常认为的国际共享的计伸，即使互联网也不仅仅是通常认为的国际共享的计算机网络，互联网也有广域网和局域网之分。算机网络，互联网也有广域网和局域网之分。l将传感网或将传感网或RFID网等同于物联网，传感网或者网等同于物联网，传感网或者RFID网只是物联网的一种应用，但不是物联网的全部。网只是物联网的一种应用，但不是物联网的全部。1.1 1.1 什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术什么是物联网技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 什么是物联网什么是物联网？物联网本质特征物联网本质特征 物联网体系框架物联网体系框架 物联网基本构成物联网基本

10、构成 物联网核心技术物联网核心技术1 1、物联网技术、物联网技术、物联网技术、物联网技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士物联网的内涵主要体现物联网的内涵主要体现:l互联网特征：互联网特征：对需要联网的物一定要能够实现对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；互联互通的互联网络；l识别与通信特征：识别与通信特征：纳入物联网的纳入物联网的“物物”一定要一定要具备自动识别与物物通信的功能；具备自动识别与物物通信的功能；l智能化特征：智能化特征：网络系统应具有自动化、自我反网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。馈与智能控制的特点。l 全面感知全面感知、可靠传送

11、可靠传送、智能处理智能处理是物联网的基是物联网的基本特征。本特征。1.2 1.2 物联网本质特征物联网本质特征物联网本质特征物联网本质特征北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.2 1.2 物联网本质特征物联网本质特征物联网本质特征物联网本质特征智智能能处处理理可可靠靠传传送送全全面面感感知知 利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的跨地域、跨利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的跨地域、跨利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的跨地域、跨利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的跨地域、跨行业、跨部门的数据和信息进行分析处理，提升对物理世

12、界、经济社行业、跨部门的数据和信息进行分析处理，提升对物理世界、经济社行业、跨部门的数据和信息进行分析处理，提升对物理世界、经济社行业、跨部门的数据和信息进行分析处理，提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力，实现智能化的决策和控制会各种活动和变化的洞察力，实现智能化的决策和控制会各种活动和变化的洞察力，实现智能化的决策和控制会各种活动和变化的洞察力，实现智能化的决策和控制。通过各种通信网络与互联网的融合，将物体接入通过各种通信网络与互联网的融合，将物体接入通过各种通信网络与互联网的融合，将物体接入通过各种通信网络与互联网的融合，将物体接入信息网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享。信息

13、网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享。信息网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享。信息网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享。利用利用利用利用RFIDRFID、二维码、二维码、二维码、二维码、GPSGPS、摄像头、传感器、传感、摄像头、传感器、传感、摄像头、传感器、传感、摄像头、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量的技术手段随时随地对物体器网络等感知、捕获、测量的技术手段随时随地对物体器网络等感知、捕获、测量的技术手段随时随地对物体器网络等感知、捕获、测量的技术手段随时随地对物体进行信息采集和获取进行信息采集和获取进行信息采集和获取进行信息采集和获取。北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞

14、飞 舟舟 博士博士1.2 1.2 物联网本质特征物联网本质特征物联网本质特征物联网本质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。北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.2 1.2 物联网本质特征物联网本质特征物联网本质特征物联网本质特征 物联网的关键不在物联网的关键不在“物物”，而在，而在“网网”。物联网精髓

15、不仅是对物实现联接和操控，它通过技物联网精髓不仅是对物实现联接和操控，它通过技术手段的扩张，赋于网络新的含义，实现人与物、物术手段的扩张，赋于网络新的含义，实现人与物、物与物之间的相融与互动，甚至是交流与沟通。与物之间的相融与互动，甚至是交流与沟通。物联网并不是互联网的翻版，也不是互联网的一个物联网并不是互联网的翻版，也不是互联网的一个接口，而是互联网的一种延伸。接口，而是互联网的一种延伸。北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.2 1.2 物联网本质特征物联网本质特征物联网本质特征物联网本质特征 如果认为物联网是传感网的概念，则会使得物联网的外延如果认为物联网是传感网的

16、概念，则会使得物联网的外延缩小缩小。如如1999年时所提出的物联网的概念，是把所有物品通年时所提出的物联网的概念，是把所有物品通过过RFID等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识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。其中没有人、物之间的相联、沟通与互动。别和管理。其中没有人、物之间的相联、沟通与互动。如果仅仅作为传感网如果仅仅作为传感网，物在联网之后，只需服从控制中心，物在联网之后，只需服从控制中心的指令，而各系统的控制中心则是互相分离的。的指令，而各系统的控制中心则是互相分离的。如果是作为互联网的延伸如果是作为互联网的延伸，则可以将所有在网络内的系统，则可以将所有在网络

17、内的系统与点有机地联成一个整体，起到互帮互助的作用。与点有机地联成一个整体，起到互帮互助的作用。换句话说，换句话说，传感网完全可以将其包容在作为互联网的扩展形式的物联网传感网完全可以将其包容在作为互联网的扩展形式的物联网的概念之内。的概念之内。北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.2 1.2 物联网本质特征物联网本质特征物联网本质特征物联网本质特征北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 什么是物联网什么是物联网？物联网本质特征物联网本质特征 物联网体系框架物联网体系框架 物联网基本构成物联网基本构成 物联网核心技术物联网核心技术1 1、物联网技术、物

18、联网技术、物联网技术、物联网技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士物物联联网网可可划划分分为为一一个个由由感感知知层层、网网络络层层和和应应用用层组成的三层体系层组成的三层体系，如图，如图1.3所示。所示。1.3 1.3 物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.3 1.3 物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架图图3 3 物联网三层参考体系架构物联网三层参考体系架构北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.3 1.3 物联网体系框架物联网体系框架物联网体系

19、框架物联网体系框架应用用层应用层是构建在物联网技术架构之上的应用系统，包括商业贸易、物流、农业、军事等等不同的应用系统。网网络层网络层，即进行信息交换的通信网络，包括有Internet、WIFI网以及无线通信网络等网络。信息采集信息采集层数据采集指通过包括条码、射频识别、无线传感器、蓝牙等在内的自动识别与近场通信技术获取物品编码信息的过程。编码层编码层是物联网的基石，是物联网信息交换内容的核心和关键字。编码是物品、设备、地点、属性等的数字化名称。北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士感感知知层层：包包括括二二维维码码标标签签和和识识读读器器、RFID标标签签和和 读读 写写

20、 器器、摄摄 像像 头头、CPS（Cyber Physical Systems，网网络络化化物物理理系系统统）、各各种种传传感感器器、传传感感器器网网络络（指指由由大大量量各各类类传传感感器器节节点点组组成成的的自自治治网网络络，具具 有有 自自 组组 织织、自自 愈愈 合合 的的 特特 点点）、T2T&H2T&H2H终终端端和和传传感感器器网网关关等等，感感知知层层的的主要作用是感知和识别物体，采集并捕获信息。主要作用是感知和识别物体，采集并捕获信息。1.3 1.3 物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士网网络络层层

21、：包包括括各各种种通通信信网网络络与与互互联联网网形形成成的的融融合合网网络络，这这被被普普遍遍认认为为是是最最成成熟熟的的部部分分，除除此此之之外外还还包包括括物物联联网网管管理理中中心心、信信息息中中心心等等利利用用网网络络的的能能力力对对海海量量信信息息进进行行智智能能处处理理的的部部分分。也也就就是是说说网网络络层层不不但但要要具具备备网网络络运运营营的的能能力力，还还要要提提升升信信息息运运营营的的能能力力。网网络络层层是是物物联联网网成成为为普普遍遍服服务务的基础设施。的基础设施。1.3 1.3 物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架北京大学地空学院北京大学地空学

22、院张张 飞飞 舟舟 博士博士应应用用层层：是是将将物物联联网网技技术术与与行行业业专专业业技技术术相相结结合合，实实现现广广泛泛智智能能化化应应用用的的解解决决方方案案集集。物物联联网网通通过过应应用用层层最最终终实实现现信信息息技技术术与与行行业业的的深深度度融融合合，对对国国民民经经济济和和社社会会发发展展具具有有广广泛泛影影响响。应应用用层层的的关关键键问问题题在在于于信信息息的的社社会会化化共共享享以以及及信信息息安安全全的的保障。保障。1.3 1.3 物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.3 1.3 物联

23、网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.3 1.3 物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网功能架构图物联网功能架构图北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.3 1.3 物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网分层架构图物联网分层架构图北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.3 1.3 物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网体系框架物联网功能模块图物联网功能模块图北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 什

24、么是物联网什么是物联网？物联网本质特征物联网本质特征 物联网体系框架物联网体系框架 物联网基本构成物联网基本构成 物联网核心技术物联网核心技术1 1、物联网技术、物联网技术、物联网技术、物联网技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 不不管管是是哪哪一一种种应应用用领领域域的的物物联联网网，也也不不管管是是哪哪一一种种分分类类方方式式的的物物联联网网系系统统，其其基基本本组组成成均均包包括括三三部部分分：电电子子产产品品编编码码（EPC）、射射频频识识别别系系统统（FRID，包包括括标标签签和和读读写写器器）和和信信息息网网络络系系统统（包包括括中中间间件件、对对象象名名

25、称称解解析析服服务务（ONS）、实实体体标标记记语语言言（PML）和和信信息息服服务务（EPCIS），如如表表1所所示示，信息网络系统主要作为物联网的软件支持系统存在。信息网络系统主要作为物联网的软件支持系统存在。1.4 1.4 物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.4 1.4 物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成 表表1 物联网的基本构成物联网的基本构成系统构成系统构成主要内容主要内容注释注释全球电子产品编码全球电子产品编码EPC编码标准编码标准识别目标的特定代码识别目标的特定代码射频识别系统

26、射频识别系统EPC标签标签贴在物品上或内嵌在物品中贴在物品上或内嵌在物品中读写器读写器识读识读EPC标签标签信息网络系统信息网络系统EPC中间件中间件物联网的软件支持系统物联网的软件支持系统对象名称解析服务（对象名称解析服务（ONS）实体标识语言（实体标识语言（PML）EPC信息服务（信息服务（EPCIS）北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.4 1.4 物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网（物联网（物联网（物联网（IOTIOT）结构示意图）结构示意图）结构示意图）结构示意图北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.4 1.

27、4 物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成智能卡智能卡条形码条形码二维码二维码 GNSS传感器技术传感器技术网关网关设备设备近距离通信近距离通信因特网因特网跟踪定位跟踪定位高速数高速数据网络据网络IOTIOT基本理论模型基本理论模型基本理论模型基本理论模型北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 在在射射频频识识别别系系统统中中，射射频频标标签签中中内内含含有有根根据据EPC设设置置的的代代码码，读读写写器器则则用用于于根根据据需需要要读读取取标标签签中中的的信信息息，信信息息网网络络系系统统利利用用本本地地网网络络和和远远程程网网络络（如如全全球球网网络络

28、）实现对物品的追踪和管理。实现对物品的追踪和管理。1.4 1.4 物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士本本地地网网络络主主要要由由本本地地数数据据库库和和数数据据处处理理终终端端构构成成，而而远远程程网网络络由由对对象象名名称称解解析析服服务务和和信信息息服服务务构构成成，网网络络之之间间利利用用类类似似于于XML的的实实体体标标示示语语言言（PML）进进行行连连接接，共共同同完完成成物物联联网网对对于于物物品品链链接接及及衍衍生生的的其其它它功功能。物联网各部分的连接关系如图能。物联网各部分的连接关系如图4所示。所

29、示。1.4 1.4 物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.4 1.4 物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成图图4 物联网的基本构成物联网的基本构成北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.4 1.4 物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成 目前国际上对物联网的研究逐渐明朗起来，最典型的解决方案有欧美的目前国际上对物联网的研究逐渐明朗起来，最典型的解决方案有欧美的EPC系统和日本的系统和日本的UID（Universal Identification，泛在识别）

30、系统。这里着重介绍，泛在识别）系统。这里着重介绍EPC物联网。物联网。EPC系统是由系统是由EPC编码体系、编码体系、RFID系统及信息网络系统三个部分系统及信息网络系统三个部分组成，主要包括六个方面：组成，主要包括六个方面：EPC编码、编码、EPC标签、读写器、标签、读写器、EPC中间件、对象名中间件、对象名称解析服务（称解析服务（ONS）和）和EPC信息服务（信息服务（EPCIS）。北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.4 1.4 物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成 编码：编码：目前国际上还没有统目前国际上还没有统一的一的RFID编码规则。日本

31、支持编码规则。日本支持的的UID标准和欧美支持的标准和欧美支持的EPC标标准是当今影响力最大的两大标准是当今影响力最大的两大标准，我国的准，我国的RFID标准还未形成。标准还未形成。EPC编码有通用标识（编码有通用标识（GID），），也有基于现有全球唯一的编码也有基于现有全球唯一的编码体系体系EAN/UCC的标识（的标识（SGTIN、SSCC、SGLN、GRAI、GIAI）。这类标识又分为）。这类标识又分为96位位和和64位两种。位两种。北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.4 1.4 物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成 ONS：ONS系统架构映射

32、信息ONS服务器ONS缓冲存储器ONS工作过程：工作过程：ONS查询过程查询过程北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.4 1.4 物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成物联网基本构成 EPCIS：EPCIS以以PML为系统的描述为系统的描述语言，主要包括客户端模块、数据存储语言，主要包括客户端模块、数据存储模块和数据查询模块三个部分（在模块和数据查询模块三个部分（在EPC1.0中称为中称为PML服务器；在服务器；在EPC2.0中，完善了功能并称为中，完善了功能并称为EPCIS服务器）。服务器）。客户端模块主要实现物联网客户端模块主要实现物联网EPC标签信标签信息向指

33、定息向指定EPCIS服务器传输；数据存储服务器传输；数据存储模块将通用数据存储于数据库中，在产模块将通用数据存储于数据库中，在产品信息初始化的过程中调用通用数据生品信息初始化的过程中调用通用数据生成针对每一个产品的属性信息，并将其成针对每一个产品的属性信息，并将其存储于存储于PML文档中；数据查询模块根据文档中；数据查询模块根据客户端的查询要求和权限，访问相应的客户端的查询要求和权限，访问相应的PML文档，生成文档，生成HTML文档，返回给客文档，返回给客户端。户端。北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 什么是物联网什么是物联网？物联网本质特征物联网本质特征 物联网体系框

34、架物联网体系框架 物联网基本构成物联网基本构成 物联网核心技术物联网核心技术1 1、物联网技术、物联网技术、物联网技术、物联网技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 物联网编码物联网编码EPC编码体系（原则、结构与类型）编码体系（原则、结构与类型）EPC标准（标准（EPC Global、EPC Global Gen2 ）GSI全球统一识别系统全球统一识别系统 EPC编码策略与实现编码策略与实现 识别和防碰撞问题识别和防碰撞问题多标签防碰撞多标签防碰撞多读写器防碰撞多读写器防碰撞 1.5 1.5 物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术北京大学地空学院北京

35、大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 信息采集技术信息采集技术 近程通讯技术近程通讯技术 信息远程传输技术信息远程传输技术 海量信息智能分析与控制技术（云计算）海量信息智能分析与控制技术（云计算）1.5 1.5 物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.5 1.5 物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术WSN北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.5 1.5 物联网核心技术物联网核心技术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：平面拓扑结构体系结构：平

36、面拓扑结构WSN体系结构：逻辑分层结构体系结构：逻辑分层结构北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.5 1.5 物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术WSN 体系结构体系结构传感器节点体系结构传感器节点体系结构传感器网络协议栈传感器网络协议栈北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.5 1.5 物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术WSN 通信通信WSN在无线通信框架中的位置在无线通信框架中的位置北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.5 1.5 物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术物联网

37、核心技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士1.5 1.5 物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术物联网核心技术北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士l 物联网技术物联网技术l 物联网应用与管理物联网应用与管理l 物联网发展趋势物联网发展趋势l 物联网产业发展模式物联网产业发展模式目录目录目录目录北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 物联网应用物联网应用 物联网管理物联网管理2 2、物联网应用与管理、物联网应用与管理、物联网应用与管理、物联网应用与管理北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 在在国国家家大大

38、力力推推动动工工业业化化与与信信息息化化两两化化融融合合的的大大背背景景下下，物物联联网网将将是是工工业业乃乃至至更更多多行行业业信信息息化化过过程程中中一一个个比比较较现现实的突破口实的突破口。一一旦旦物物联联网网大大规规模模普普及及，无无数数的的物物品品需需要要加加装装更更加加小小巧巧智智能能的的传传感感器器，用用于于动动物物、植植物物、机机器器等等物物品品的的传传感感器器与与电电子子标标签签及及配配套套的的接接口口装装置置数数量量将将大大大大超超过过目目前前的的手机数量手机数量。2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士

39、博士 按按照照目目前前对对物物联联网网的的需需求求，在在近近年年内内就就需需要要按按亿亿计计的的传传感感器器和和电电子子标标签签。根根据据预预计计，2011年年，内内嵌嵌芯芯片片、传传感感器器、无无线线射射频频的的“智智能能物物件件”将将超超过过万万亿亿个个，物物联联网网将将会会发发展展成成为为一一个个上上万万亿亿元元规规模模的的高高科科技技市市场场，这这将将大大大大推进信息技术元件的生产，给市场带来巨大商机推进信息技术元件的生产，给市场带来巨大商机。物物联联网网目目前前已已经经在在行行业业信信息息化化、家家庭庭保保健健、城城市市安安防防等实际应用。图等实际应用。图5展示了未来物联网的应用场景

40、。展示了未来物联网的应用场景。2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用物联网物联网管理平台管理平台移动移动POSPOS金融金融供应链供应链智能运输智能运输工业自动化工业自动化智能建筑智能建筑消防消防公共安全公共安全环境保护环境保护气象气象数字化医疗数字化医疗遥感勘测遥感勘测军事军事农业农业林业林业水务水务电力电力煤炭煤炭石化石化物流、零售、自动服务物流、零售、自动服务设备、安全、节能设备、安全、节能生产、安全、防灾、水电油气生产、安全、防灾、水电油气防火、勘察、报警

41、防火、勘察、报警污染检测、报警污染检测、报警水质、水量、污染、安全水质、水量、污染、安全大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪抄表、监控、节能抄表、监控、节能设备、临床、辅助诊断、病程设备、临床、辅助诊断、病程险情、油井、运输、管线险情、油井、运输、管线联动、消防栓、定位、调度联动、消防栓、定位、调度照明、信号、应急、灾害、识别照明、信号、应急、灾害、识别大地勘测、森林、地震、海洋大地勘测、森林、地震、海洋侦查、监控、定位、评估侦查、监控、定位、评估降水、防洪、远程设备降水、防洪、远程设备交易、订单、跟踪、识别交易、订单、跟踪、识别通风、瓦斯、救灾定位通风、瓦斯、救灾定位库存

42、、车队、监控、导航、识别、货物库存、车队、监控、导航、识别、货物电子支付、实时信息电子支付、实时信息北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用 中国移动中国移动北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用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

43、，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 军事北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞

44、飞 舟舟 博士博士2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用示意图物联网应用示意图北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 应用案例应用案例1：牲畜溯源：牲畜溯源l 给给放放养养的的牲牲畜畜中中的的每每一一只只羊羊都都贴贴上上一一个个二二维维码码，这这个个二二维维码码会会一一直直保保持持到到超超市市出出售售的的肉肉品品上上，消消费费者者可可通通过过手手机机阅阅读读二二维维码码，知知道道牲牲畜畜的的成成长长历历史史，确保食品安全。确保食品安全

45、。l 我国已有我国已有10亿存栏动物贴上了这种二维码。亿存栏动物贴上了这种二维码。2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用商品溯源商品溯源北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用 应用案例应用案例2：精准农业：精准农业北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士2.1

46、 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用 应用案例应用案例2：精准农业：精准农业北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用 应用案例应用案例2：精准农业：精准农业-无线葡萄园无线葡萄园 2002年年，英英特特尔尔公公司司率率先先在在俄俄勒勒冈冈建建立立了了世世界界上上第第一一个个无无线线葡葡萄萄园园。传传感感器器节节点点被被分分布布在在葡葡萄萄园园的的每每个个角角落落，每每隔隔一一分分钟钟检检测测一一次次土土壤壤温温度度、湿湿度度或或该该区区域域有有害害物物的的数数量量，以以确确保保葡葡萄萄可可以以健健康康生生长

47、长。研研究究人人员员发发现现，葡葡萄萄园园气气候候的的细细微微变变化化可可极极大大地地影影响响葡葡萄萄酒酒的质量。的质量。通通过过长长年年的的数数据据记记录录以以及及相相关关分分析析，便便能能精精确确的的掌掌握握葡葡萄萄酒酒的的质质地地与与葡葡萄萄生生长长过过程程中中的的日日照照、温温度度、湿湿度度的的确确切切关关系系。这这是是一一个典型的精准农业、智能耕种的实例。个典型的精准农业、智能耕种的实例。北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 应用案例应用案例3：机场防入侵：机场防入侵l 上上海海浦浦东东国国际际机机场场防防入入侵侵系系统统铺铺设设了了3万万多多个个传传感感节节点

48、点，覆覆盖盖了了地地面面、栅栅栏栏和和低低空空探探测测，多多种种传传感感手手段段组组成成一一个个协协同同系系统统后后，可可以以防防止止人人员员的的翻翻越越、偷偷渡渡、恐怖袭击等攻击性入侵。恐怖袭击等攻击性入侵。l上上海海移移动动的的车车务务通通在在2010年年世世博博会会期期间间全全面面运运用用于于上上海海公公共共交交通通系系统统，以以最最先先进进的的技技术术保保障障世世博博园园区区周周边边大大流流量量交交通通的顺畅。的顺畅。2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 应用案例应用案例4：智能电网：智能电网2.1 2.1

49、物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 应用案例应用案例4：智能电网：智能电网l 江江西西省省电电网网对对分分布布在在全全省省范范围围内内的的2万万台台配配电电变变压压器器安安装装传传感感装装置置，对对运运行行状状态态进进行行实实时时监监测测，实实现现用用电电检检查查、电电能能质质量量监监测测、负负荷荷管管理理、线线损损管管理理、需需求求侧侧管管理理等等高高效效一一体体化化管管理理，一一年年来来降降低低电电损损1.2亿千瓦时。亿千瓦时。2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞

50、舟舟 博士博士 应用案例应用案例5：医疗保健：医疗保健2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 应用案例应用案例5：医疗保健：医疗保健2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 应用案例应用案例5：医疗保健：医疗保健2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空学院张张 飞飞 舟舟 博士博士 应用案例应用案例5：医疗保健：医疗保健2.1 2.1 物联网应用物联网应用物联网应用物联网应用北京大学地空学院北京大学地空