這是一個關于物聯(lián)網工程技術專業(yè)PPT課件，主要介紹了物聯(lián)網的基本概念、物聯(lián)網的結構與特征、物聯(lián)網關鍵技術分析、物聯(lián)網的應用前景、物聯(lián)網的國內外發(fā)展狀況等內容。物聯(lián)網工程技術 第1章 緒 論武漢理工大學物聯(lián)網工程系 2011.9 第1章 緒論 1.1 物聯(lián)網的基本概念 1.2 物聯(lián)網的結構與特征 1.3 物聯(lián)網關鍵技術分析 1.4 物聯(lián)網的應用前景 1.5 物聯(lián)網的國內外發(fā)展狀況 1.1 物聯(lián)網的基本概念 2008年底IBM向美國政府提出的“智慧地球”戰(zhàn)略，2009年6月歐盟的“物聯(lián)網行動計劃”，以及2009年8月日本的“i-Japan”計劃等，都是利用各種信息技術來突破互聯(lián)網的物理限制，以實現(xiàn)無處不在的物聯(lián)網絡。 2009年8月7日，國務院總理溫家寶在視察無錫無線傳感網工程研發(fā)中心時明確指出，要集中力量突破核心技術，著力提升自主創(chuàng)新能力，推動傳感網更好地為產業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務。從此，“感知中國”的戰(zhàn)略浮出水面。 物聯(lián)網被稱為繼計算機、互聯(lián)網之后，世界信息產業(yè)的第三次浪潮。國際電聯(lián)曾預測，未來世界是無所不在的物聯(lián)網世界，到2017年將有7萬億傳感器為地球上的70億人口提供服務。一方面物聯(lián)網可以用于提高經濟效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為全球經濟的復蘇提供技術動力。中國也正在高度關注、重視物聯(lián)網的研究，工業(yè)和信息化部會同有關部門，在新一代信息技術方面正在開展研究，以形成支持新一代信息技術發(fā)展的政策措施，歡迎點擊下載物聯(lián)網工程技術專業(yè)PPT課件哦。

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物聯(lián)網工程技術 第1章 緒 論武漢理工大學物聯(lián)網工程系 2011.9 第1章 緒論 1.1 物聯(lián)網的基本概念 1.2 物聯(lián)網的結構與特征 1.3 物聯(lián)網關鍵技術分析 1.4 物聯(lián)網的應用前景 1.5 物聯(lián)網的國內外發(fā)展狀況 1.1 物聯(lián)網的基本概念 2008年底IBM向美國政府提出的“智慧地球”戰(zhàn)略，2009年6月歐盟的“物聯(lián)網行動計劃”，以及2009年8月日本的“i-Japan”計劃等，都是利用各種信息技術來突破互聯(lián)網的物理限制，以實現(xiàn)無處不在的物聯(lián)網絡。 2009年8月7日，國務院總理溫家寶在視察無錫無線傳感網工程研發(fā)中心時明確指出，要集中力量突破核心技術，著力提升自主創(chuàng)新能力，推動傳感網更好地為產業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務。從此，“感知中國”的戰(zhàn)略浮出水面。 物聯(lián)網被稱為繼計算機、互聯(lián)網之后，世界信息產業(yè)的第三次浪潮。國際電聯(lián)曾預測，未來世界是無所不在的物聯(lián)網世界，到2017年將有7萬億傳感器為地球上的70億人口提供服務。一方面物聯(lián)網可以用于提高經濟效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為全球經濟的復蘇提供技術動力。中國也正在高度關注、重視物聯(lián)網的研究，工業(yè)和信息化部會同有關部門，在新一代信息技術方面正在開展研究，以形成支持新一代信息技術發(fā)展的政策措施。 1.1.1 物聯(lián)網與互聯(lián)網物聯(lián)網的概念分為廣義和狹義兩方面：廣義來講，物聯(lián)網是一個未來發(fā)展的愿景，等同于“未來的互聯(lián)網”或者“泛在網絡”，能夠實現(xiàn)人在任何時間、地點，使用任何網絡與任何人與物的信息交換以及物與物之間的信息交換；狹義來講，物聯(lián)網是物品之間通過傳感器連接起來的局域網，不論接入互聯(lián)網與否，都屬于物聯(lián)網的范疇。物聯(lián)網的一種定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)（GPS）、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。物聯(lián)網的另一種定義是：物聯(lián)網是由具有自我標識、感知和智能的物理實體基于通信技術相互連接形成的網絡，這些物理設備可以在無需人工干預的條件下實現(xiàn)協(xié)同和互動，為人們提供智慧和集約的服務， 具有全面感知、可靠傳遞、智能處理的特點。 定義的兩層意思：物聯(lián)網的核心和基礎仍然是互聯(lián)網，是在互聯(lián)網基礎上的延伸和擴展的網絡；其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通訊。據(jù)物聯(lián)網與互聯(lián)網的關系分類，可歸納為如下四種類型：物聯(lián)網是傳感網而不接入互聯(lián)網物聯(lián)網是互聯(lián)網的一部分物聯(lián)網是互聯(lián)網的補充網絡物聯(lián)網是未來的互聯(lián)網 物聯(lián)網的基本特征全面感知、可靠傳送、智能處理。 1.1.2 物聯(lián)網的相關概念(1. 物聯(lián)網) 定義1：把所有物品通過RFID和條碼等信息傳感設備與互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。定義2：任何時刻、任何地點、任意物體之間的互聯(lián)，無所不在的網絡和無所不在的計算。定義3：由具有標識、虛擬個性的物體/對象所組成的網絡，這些標識和個性等信息在智能空間使用智慧的接口與用戶、社會和環(huán)境進行通信。定義4：物聯(lián)網是未來互聯(lián)網的一個組成部分，可以被定義為基于標準的和可互操作的通信協(xié)議，且具有自配置能力的、動態(tài)的全球網絡基礎架構。物聯(lián)網中的“物”都具有標識、物理屬性和實質上的個性，使用智能接口實現(xiàn)與信息網絡的無縫整合。 2．無線傳感器網絡定義1：無線傳感器網絡是由若干具有無線通信能力的傳感器節(jié)點自組織構成的網絡。定義2：泛在傳感器網絡（Ubiquitous Sensor Network）是由智能傳感器節(jié)點組成的網絡，可以以“任何地點、任何時間、任何人、任何物”的形式被部署。定義3：傳感器網絡以對物理世界的數(shù)據(jù)采集和信息處理為主要任務，以網絡為信息傳遞載體，實現(xiàn)物與物、物與人之間的信息交互，提供信息服務的智能網絡信息系統(tǒng)。 3．泛在網絡指無所不在的網絡。最早提出U（Ubiquitous network）戰(zhàn)略的日本和和韓國給出的定義是：無所不在的網絡社會將是由智能網絡、先進的計算技術以及其他領先的數(shù)字技術基礎設施武裝而成的技術社會形態(tài)。 4．各概念之間的關系從ITU、ISO等國際標準組織對傳感器網絡、物聯(lián)網定義和標準化范圍來看，傳感器網絡和物聯(lián)網其實是一個概念的兩種不同表述，其實質都是依托于各種信息設備實現(xiàn)物理世界和信息世界的無縫融合。泛在網是面向泛在應用的各種異構網絡的集合，也被稱為“網絡的網絡”，更強調跨網之間的互聯(lián)互通和信息聚合與應用。 1.2.1 物聯(lián)網的體系結構 1．感知層：主要包括二維碼（含IC卡、磁卡、一維碼等）和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭（多媒體信息設備）、GPS（實時定位設備）、傳感器、傳感器網絡和傳感器網關以及執(zhí)行器等。實現(xiàn)對物體的感知與識別，采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類物理量、標識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。 2．網絡層：實現(xiàn)更加廣泛的互連功能，能夠把感知到的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳送。包括各種通信網絡與互聯(lián)網形成的融合網絡，是物聯(lián)網成為普遍服務的基礎設施，有待突破的方向是向下與感知層的結合，向上與應用層的結合。 3．應用層：將物聯(lián)網技術與行業(yè)專業(yè)領域技術相結合，實現(xiàn)廣泛智能化應用的解決方案，利用現(xiàn)有的手機、PC、PDA等終端實現(xiàn)應用，物聯(lián)網的數(shù)據(jù)處理與應用。關鍵問題在于信息的社會化共享，以及信息安全的保障。另外，物聯(lián)網管理中心、信息中心、云計算平臺、專家系統(tǒng)等對海量信息進行智能處理技術亟待突破。體系結構中的三層分別對應著物聯(lián)網的三個基本特征：全面感知，即利用傳感器、RFID等隨時隨地獲取物體的信息；實時傳遞，通過各種網絡傳輸手段將物體的信息實時準確地傳遞出去；全面應用，包括資源的共享和交換、對海量數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理、對各種方案實施智能化的決策等。 1.2.2 物聯(lián)網技術體系結構 1.2.3 物聯(lián)網的特征信息量：物聯(lián)信息將達到真正意義上的海量級；設備接入：億萬異構設備的泛在接入，異構種類、接入方式應有盡有；網絡架構：信息和存儲的物理邊緣化，個人的、企業(yè)的、團體的、地區(qū)的、國家的組織的、研究機構的、全球的所轄或在其間交換的數(shù)據(jù)信息各自存儲和管理，分散在機器或設備或物體之中。網絡管理：網絡管理的高度自治化；物物互聯(lián)：物物互動的協(xié)同和智能化；物理安全：隱私的易泄露，面臨更多安全；設備制造：設備的小型微型化；能量獲�。耗芰孔匀�、大容量，設備所取能源多樣化。 1.3 物聯(lián)網關鍵技術分析 1．物聯(lián)網架構技術要解決存儲和計算能力邊緣化的技術問題，實現(xiàn)物體具有存儲、處理能力，局部物體間協(xié)同工作等。要解決物體間斷性通信連接的技術問題，實現(xiàn)物體移動、無線鏈路動態(tài)變化以及分布式的緩存和信息融合等。要解決支持物體的移動和環(huán)境變化的技術問題，實現(xiàn)物體移動帶來信息的移動、物體上下文不斷變化等。要解決網中網的技術問題，實現(xiàn)物體之間自治的、動態(tài)的組網，以及已有多種網絡的操作平臺、信息結構、文檔格式等異構的互聯(lián)互通和信息轉換。 2．統(tǒng)一標識技術 實現(xiàn)對物體進行統(tǒng)一標識，可方便地進行物體的區(qū)分與查找，需要解決如何對單個物體進行唯一標識、一類物品和復合物體的標識問題（標識應該獨立于自身位置和上下文環(huán)境等信息）。 3．通信技術 要解決海量物體通信問題的技術。挑戰(zhàn)：提供一個完整的端到端系統(tǒng)；網絡連接的范圍將成指數(shù)增長，可測量性，互操作性；如何確保網絡運營商的投資回報；新的射頻技術和需要滿足新設備的連接需求等以及多通信協(xié)議標準的融合和互操作。 4．網絡技術 集合了有線和無線方式的網絡技術，實現(xiàn)物體無縫和透明接入。要能支持現(xiàn)有網絡結構；組網系統(tǒng)間可擴展、跨平臺兼容；支持芯片級的組網；減小開銷并為物體提供有效連接的解決方案；芯片通信結構中參數(shù)可動態(tài)配置；通信基礎設施隨網絡負荷而變化；通過功率感知來進行自適應；可能以IP為基礎組成滿足新需求的網絡。 5．軟件服務與算法 實現(xiàn)不同軟件的統(tǒng)一與互操作。需求：如何在大量無關軟件模塊中建立一個固有應用軟件；將不同環(huán)境下的軟件整合成一個系統(tǒng)；互聯(lián)網之上，定義一個新的協(xié)議來描述和解決服務實例；解決可擴展性的關鍵——分布式智能等。 6．硬件 低功耗多處理系統(tǒng)中的自適應硬件和并行處理等。新的硬件要滿足：對配置進行動態(tài)修改和設置；處理自適應和自配置設計時的不可預測問題；根據(jù)具體應用和上下文的通信需求按需調整基礎設施之間的互聯(lián)情況等。 7．物聯(lián)網能量技術 讓傳感設備從環(huán)境中獲取能量，這些物體的電池可以自動地進行充電。問題：能量收集技術仍然不夠；微功率技術的應用；大能量存儲設備的小型化問題；能源高效利用等。 8．安全和隱私技術 保護個人隱私、商業(yè)機密和國際安全。阻止非授權實體的識別和跟蹤；阻止未授權信息的訪問；要考慮物體位置、數(shù)據(jù)所有性等保密問題。 9．標準 物聯(lián)網應用系統(tǒng)會數(shù)不勝數(shù)，要確保不同系統(tǒng)間的信息能暢通地交互，就必須訂立標準，使異構設備可通過標準接口和數(shù)據(jù)模型來交互信息。物聯(lián)網的異構設備互聯(lián)的接口標準與數(shù)據(jù)模型；物聯(lián)網設備如何支持多協(xié)議，融合目前已有多種標準標準，向多頻段發(fā)展；信息產生和收集的完整性和可信性如何保證等。 1.4.1 物聯(lián)網應用領域簡介 1．交通領域 2．醫(yī)療領域 3．農業(yè)應用 4．零售行業(yè) 5．電力管理 6．數(shù)字家庭 1.4.2 物聯(lián)網下的新的工作和生活方式更精細:物聯(lián)網中大量傳感器的使用，提高了各信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集的實時性、精確性。更智能:從復雜程度上來講，物聯(lián)網使人類可管理的范圍更加擴大，管理更加智能。物聯(lián)網專項的應用所涉及的產業(yè)眾多，對各類服務商、設備商的協(xié)同要求也更高，就個人使用者而言直接的體會是我們得到的服務更加智能和人性化。更簡單:物聯(lián)網技術將對各類設備的管理和控制更加簡單和高效。在物流、環(huán)保、工業(yè)控制、電力、產品制造等各方面的應用將使工作流程變得更加簡化，工作效率大大提高。 1.5.1 物聯(lián)網國外發(fā)展狀況 1．美國物聯(lián)網發(fā)展現(xiàn)狀 --美國很多大學在無線傳感器網絡方面已開展了大量工作，如加州大學洛杉磯分校的嵌入式網絡感知中心實驗室、無線集成網絡傳感器實驗室、網絡嵌入系統(tǒng)實驗室等。 --國外的各大知名企業(yè)也都先后開展了無線傳感器網絡的研究。 --IBM提出的“智慧地球”概念已上升至美國的國家戰(zhàn)略。 2．歐盟物聯(lián)網發(fā)展現(xiàn)狀 2009年，歐盟委員會向歐盟議會、理事會、歐洲經濟和社會委員會及地區(qū)委員會遞交了《歐盟物聯(lián)網行動計劃》，以確保歐洲在建構物聯(lián)網的過程中起主導作用。 3．日本物聯(lián)網發(fā)展現(xiàn)狀 自上世紀90年代中期以來，日本政府相繼制定了e-Japan、u-Japan、i-Japan等多項國家信息技術發(fā)展戰(zhàn)略，從大規(guī)模開展信息基礎設施建設入手，穩(wěn)步推進，不斷拓展和深化信息技術的應用，以此帶動本國社會、經濟發(fā)展。其中，日本的u-Japan、i-Japan戰(zhàn)略與當前提出的物聯(lián)網概念有許多共同之處。 4．韓國物聯(lián)網發(fā)展現(xiàn)狀 韓國是目前全球寬帶普及率最高的國家，同時它的移動通信、信息家電、數(shù)字內容等也居世界前列。面對全球信息產業(yè)新一輪“u”化戰(zhàn)略的政策動向，韓國制定了u-Korea戰(zhàn)略。在具體實施過程中，韓國信通部推出IT839戰(zhàn)略以具體呼應u-Korea。 1.5.2 物聯(lián)網國內發(fā)展狀況 1．中國物聯(lián)網發(fā)展現(xiàn)狀 在物聯(lián)網這個全新產業(yè)中，我國的技術研發(fā)和產業(yè)化水平已經處于世界前列，政府主導、產學研相結合共同推動發(fā)展的良好態(tài)勢正在中國形成。 2．中國物聯(lián)網的相關機構 工業(yè)和信息化部傳感器網絡標準化工作小組 物聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟 傳感(物聯(lián))網聯(lián)盟 中國物聯(lián)網標準聯(lián)合工作組 無錫物聯(lián)網產業(yè)研究院 3．中國物聯(lián)網標準狀況 在世界物聯(lián)網領域，中國與德國、美國、韓國一起成為國際標準制定的主導國之一。目前，我國傳感網標準體系已形成初步框架，向國際標準化組織提交的多項標準提案被采納，物聯(lián)網標準化工作已經取得積極進展。 IEEE802.15.4c（中國國家標準） IEEE802.15.4e IEEE802.15.MAC測試、運行平臺 按照傳感網標準化工作組的規(guī)劃，我國將在2011年正式向國標委提交傳感網絡標準制定方案。 總結講述了物聯(lián)網的緣起；從物聯(lián)網與互聯(lián)網的關系、物聯(lián)網的定義、相關的無線傳感器網絡和泛在網絡等方面總結闡述了物聯(lián)網的概念；描述了物聯(lián)網的體系結構、技術體系以及特征；從需求、面臨的問題或挑戰(zhàn)，分9大類，分析或闡述了物聯(lián)網的關鍵技術；最后簡述了物聯(lián)網的應用前景以及到2011年4月止國內外的發(fā)展現(xiàn)狀。5hy紅軟基地