第一章物联网概述
物联网第1章 物联网概述
1.1 物联网的起源和发展
表1- 1 物联网的三个特征
1.1 物联网的起源和发展
1.1.1 物联网的起源 世界正处在科技创新突破和科技革命的前夜。这一重要结论，主 要基于以下分析： (1)历史经验表明，全球性经济危机往往催生重大科技创新突破和 科技革命。
1.1 物联网的起源和发展
(2)前瞻全球现代化发展的未来图景，包括中国、印度在内的近30 亿人口追求小康生活和实现现代化的宏伟历史进程与自然资源供 给能力和生态环境承载能力的矛盾日益凸显和尖锐，按照传统的 大量耗费不可再生自然资源和破坏生态环境的经济增长方式、沿 袭少数国家以攫取世界资源为手段的发展模式难以为继。 (3)从当今世界科技发展的态势看，奠定现代科技基础的重大科学 发现基本发生在20世纪上半叶，“科学的沉寂”已达60余年，而 技术革命的周期也日渐缩短。
(2)终端的广泛应用分析 4.可穿戴设备 (1)可穿戴设备定义 (2)可穿戴设备起源 (3)可穿戴设备典型应用分析 (4)可穿戴设备崛起 (5)可穿戴设备分类 1)按照物理形态。
① 眼镜。
1.3 两个技术范畴
图1- 10 智能眼镜
② 手表。 ③ 手环。
1.3 两个技术范畴
图1- 11 智能手环
④ 手套。 ⑤ 项链。
1.3 两个技术范畴
1.3.2 物联网终端技术
表1- 3 嵌入式操作系统特点
表1- 4 嵌入式处理器种类
1.3 两个技术范畴
1.物联网终端的基本原理及作用 (1)原理
(2)作用
图1- 9 物联网终端内部结构图
1.3 两个技术范畴
2.物联网终端的分类 (1)按照行业应用分类 1)工业设备检测终端。 2)设施农业检测终端。 3)物流RFID识别终端。 (2)按照使用场合分类 1)固定终端。 2)移动终端。 3)手持终端。 (3)按照传输方式分类 1)以太网终端。 2)Wi- Fi终端。
第1章 物联网概述(含前言)
20
1.2
2．物联网分层架构
物联网体系结构
从行政区域和级别的角度来看，可将物联网的结构分为四级。如下图所示。
21
1.2
1.2.2 物联网体系的特点
1．实时性 （数据采信）
物联网体系结构
2．大范围 （数量巨大）
3．自动化
一经部署，一般不再需要人工干预； 既提高了运作效率、减少出错几率，又能够在很大程度上降低维护成本。
从商业零售和物流领域拓展到环境监测、生物医疗、智能基础设施等领域。
目前，物联网开发和应用仍处于起步阶段，抓住机遇，占领先机，提升综 合竞争力的重要手段。
14
1.1
2. 国内发展现状
（1）中国不落后
物联网的概念
有一定的基础、与国际同步，并已在诸多行业得到初步应用。
领域应用：电力、智能交通、医疗卫生、家庭安防、重点区域防入侵、工业控制、农业、 环境监测等。例如， （a)上海市公共安全传感网平台成功应用于上海、宁波、嘉兴段的北京奥运火炬接力， (b)上海组织六国峰会、特奥会国家元首的保卫中得到应用。 (c)基于低、高速传感网的太湖水质监测系统已投入使用。
（4）信息化产业对物联网强力推动 IBM、中移动、中科院物联网研究所、研祥、罗克佳华等。 （5）传统产业的积极呼应 沃尔玛、海尔（“智慧冰箱”）等传统产业积极呼应
（6）社会经济发展与产业转型成为物联网发展的推动力
（7）解决物理世界与信息世界分离所造成的问题成为物联网发展的推动力
12
1.1
1.1.3 物联网发展现状
中国科学院计算技术研究所深联科技的“基于ZigBee无线通信协议栈的GAINJ、GAINZ等 系 列传感器节点”； 香港科技大学的“基于Telos一B平台的无线传感器网络节点”； 南京邮电大学的“无线传感器网络系列节点UbiCell和UbiCell无线医疗传感器节点”等。
第一章物联网概述
第一章物联网概述第一章物联网概述1.1 什么是物联网物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过无线传感器等设备将各种物体与互联网相连，实现智能化、自动化的网络系统。
物联网的核心是“物物相连、物网相通”，通过信息传感、数据交换和智能化决策，将现实世界中的物体与数字世界相融合，实现智能化管理和控制。
1.2 物联网的组成物联网由多个组成部分构成，包括传感器、网络连接、数据存储、数据处理和应用平台等。
传感器负责采集环境数据，网络连接用于传输数据，数据存储用于存储大量的采集数据，数据处理通过对数据进行分析和挖掘，应用平台则用于对物联网进行管理和控制。
1.3 物联网的应用领域物联网的应用领域非常广泛，包括智能家居、智能交通、智能医疗、智慧农业等。
在智能家居领域，物联网可以实现家电设备的智能控制和远程监控；在智能交通领域，物联网可以实现道路监控、智能停车和交通流量管理；在智能医疗领域，物联网可以实现远程健康监测和医疗设备的互联互通；在智慧农业领域，物联网可以实现农田监测、精准灌溉和智能养殖等。
1.4 物联网的挑战和机遇物联网的发展面临着一些挑战，包括安全和隐私保护、标准和协议的制定、设备互通的问题等。
同时，物联网也带来了许多机遇，包括提高生产效率、降低成本、改善生活质量等。
1.5 物联网的发展趋势物联网的发展趋势主要包括以下几个方面：- 大规模部署：物联网设备的部署数量将大幅增加，形成一个规模庞大的网络；- 云计算和边缘计算：利用云计算和边缘计算技术，处理和分析物联网产生的海量数据；- 和机器学习：和机器学习技术将应用于物联网中，实现智能化的决策和交互；- 5G技术的应用.5G技术的推广将为物联网提供更快速、更稳定的网络连接。
1.6 总结本章介绍了物联网的概念、组成、应用领域、挑战和机遇，以及发展趋势。
随着物联网技术的不断进步和成熟，物联网将在各个领域发挥越来越重要的作用。
附件：- 无法律名词及注释：- 无。
第1章 物联网概述
1.3.2 物联网技术体系
② 网络通信技术 主要实现物联网数据信息和控制信息的双向传递、
路由和控制. 重点包括低速近距离无线通信技术、低功耗路由、
自组织通信、无线接入M2M 通信增强、IP 承载 技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以 及认知无线电技术。
1.3.2 物联网技术体系
1.3.2 物联网技术体系
3. 共性技术 物联网共性技术涉及网络的不同层面，主要包
括架构技术、标识和解析、安全和隐私、网络管 理技术等。 物联网架构技术目前处于概念发展阶段。物联 网需具有统一的架构，清晰的分层，支持不同系 统的互操作性，适应不同类型的物理网络，适应 物联网的业务特性。
1.3.2 物联网技术体系
技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对 物体实施智能化的控制。
物联网概念模型
1.2.2 物联网定义及组成
4. 物联网认识方面的误区 误区之一，把传感器网络或RFID网等同于物联网。 误区之二，把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、全部共享的互联网平台。
1.1 物联网的起源与发展
1999年，美国麻省理工大学Auto-ID研究中心 的创建者之一的Kevin Ashton教授在他的一个 报告中首次使用了“Internet of Things”这个 短语，
事实上，Auto-ID中心的目标就是在Internet 的基础上建造一个网络，实现计算机与物品 （objects）之间的互联，这里的物品包括各种 各样的硬件设备、软件、协议等等。
的广泛部署对社会生活带来的安全威胁、隐私保 护技术、安全管理机制和保证措施等。 网络管理技术重点包括管理需求、管理模型、管 理功能、管理协议等。 为实现对物联网广泛部署的"智能物体"的管理， 需要进行网络功能和适用性分析，开发适合的管 理协议。
第一章 物联网概述
■ 听说过“物联网”吗？ ■ 认为什么是“物联网”？
■ 物联网与互联网一样吗？
■ 《物联网概论》会带给你什么？
第一章 物联网概述
• 1.1 物联网的起源与发展
• 1.2 物联网的架构及其关键技术
3
物联网的演进
从互联网到物联网的演进
• Between PCs（互联网的出现） 信息存储在网络 搜索引擎 物和物间按照事先安排好 • Human to Human（H2H） 将互联网应用在生活周围 手机具备了计算机才能 以台式机、笔记本 的规则自行沟通、 运算并 的物体上 • Human to Thing（H2T） 自动执行动作 做到的事情 电脑为主 利用计算机、手机来操作 • Thing to Thing（T2T） 人与人之间 人们只是通过计算 当 温 度 计 感(Human 测 到 30 度 后，
5
国外物联网的发展
1990年施乐公司发明的网络可乐贩售机（NetWorked Coke Machine）
◆
Байду номын сангаас
6
国外物联网的发展
1995年比尔盖茨在其 《未来之路》一书中提 及物物互联的概念
◆
1999年Ashton教授在 美国召开的移动计算和 网络国际会议上提出物 联网的概念
◆
7
国外物联网的发展
2004年日本提出U-Japan构想，希望在2010年将日本 建设成一个“Anytime+Anywhere+ Anything+Anyone” 都可以上网的环境
◆
2004年韩国政府几乎与日本同步提出了U-Korea战略， 并制定了详细的“IT839战略”，重点支持泛在网建设
◆
第1章物联网概述-《物联网技术基础教程》
第1章物联网概述-《物联网技术基础教程》第 1 章物联网概述《物联网技术基础教程》在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）正以惊人的速度改变着我们的生活和社会的运行方式。
它就像是一张无形的大网，将世间万物紧密相连，让信息的交流和资源的共享达到了前所未有的高度。
物联网究竟是什么呢？简单来说，物联网就是通过各种传感器、射频识别技术、全球定位系统等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
想象一下这样的场景：您清晨醒来，卧室的灯光自动缓缓亮起，温度和湿度调节到最舒适的状态。
当您走进厨房，智能冰箱会告诉您哪些食物即将过期，并且根据您的饮食习惯为您推荐当天的食谱。
您出门上班，家里的安防系统自动启动，您可以通过手机随时随地查看家中的情况。
在路上，交通信号灯会根据实时的车流量自动调整，让您的出行更加顺畅。
这一切看似科幻电影中的场景，如今正通过物联网逐渐成为现实。
物联网的发展并非一蹴而就，它经历了漫长的演进过程。
早在上世纪 90 年代，就已经有了关于物联网的初步设想和研究。
但当时由于技术的限制，这些想法还停留在理论阶段。
随着信息技术的不断进步，特别是互联网的普及、传感器技术的成熟以及无线通信技术的飞速发展，物联网逐渐从概念走向实际应用。
物联网的体系架构一般可以分为感知层、网络层和应用层三个主要层次。
感知层就像是物联网的“感觉器官”，负责收集各种信息。
它由大量的传感器、射频识别标签、摄像头等设备组成，能够感知物理世界中的各种参数，如温度、湿度、光照、位置等，并将这些信息转换为数字信号。
网络层则相当于物联网的“神经中枢”，负责将感知层收集到的信息快速、准确地传输到应用层。
这一层主要包括各种通信网络，如移动通信网络、卫星通信网络、互联网等。
应用层则是物联网的“大脑”，它对收集到的信息进行分析和处理，为用户提供各种具体的服务和应用，如智能家居、智能交通、智能医疗等。
物联网导论
物联网导论物联网导论
第一章：物联网概述
1.1 物联网的定义
1.2 物联网的发展历程
1.3 物联网的应用领域
1.4 物联网的技术特点
第二章：物联网架构与体系结构2.1 物联网架构的基本模型
2.2 传感器层
2.3 网络层
2.4 应用层
2.5 物联网平台
第三章：物联网通信技术
3.1 无线通信技术
3.2 嵌入式系统与物联网通信
3.3 云计算与物联网通信
第四章：物联网安全与隐私保护4.1 物联网安全威胁
4.2 物联网隐私保护技术
4.3 物联网安全标准与规范
第五章：物联网数据分析与应用5.1 物联网数据收集与处理
5.2 物联网数据分析技术
5.3 物联网应用案例
第六章：物联网标准与法律法规6.1 物联网标准化组织
6.2 物联网相关法律法规
6.3 物联网隐私保护法律法规第七章：物联网发展趋势与挑战
7.1 物联网发展趋势
7.2 物联网面临的挑战
7.3 物联网发展前景展望
附件：
附件一、物联网相关术语解释
附件二、物联网相关图表
法律名词及注释：
1：《信息安全技术个人信息安全规范》：指针对个人信息安全管理的规范性文件，以确保个人信息的合法、正当、安全的处理和使用。
2：《网络安全法》：指国家颁布的法律文件，旨在加强我国网络空间安全，保护网络安全和个人信息安全。
3：《数据隐私保护法》：指保护个人信息和数据隐私的相关法律法规，以确保在信息时代个人信息不被滥用和泄露。
第1章_物联网概述
物联网的核心网络
互联网
无线个域网
Bluetooth ZigBee
无线局域网
WiFi
无线城域网
WiMax
18
核心技术：网络构件层
• 网络是物联网最重要的基础设施之一。 • 物联网的网络和现有网络有何异同？物联网是下一代互 联网吗？无线网络在物联网中究竟扮演了什么角色？
• 网络构建层在物联网四层模型中连接感知识别层和管理 服务层，具有强大的纽带作用，高效、稳定、及时、安 全地传输上下层的数据。
6
物物互联
物物互联：沟通物理世界与信息世界
7
本章内容
• 1.1 起源与发展
• 1.2 核心技术
• 1.3 主要特点 • 1.4 发展趋势
• 1.5 应用前景
8
核心技术
信息应用→
综合应用层
信息处理→ 信息传输→
信息生成→
管理服务层
网络构建层 感知识别层
9
物知识别层
VigilNet
Mercury
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感知识别层技术举例： 定位系统
• 位置信息内涵扩展：空间信息→所在地理位置+处在该 地理位置的时间+处在该地理位置的对象（人或设备）
• 定位系统与技术：
• • • • • • • • GPS卫星定位 蜂窝基站定位（GSM/CDMA/3G） 室内精确定位（红外线/超声波/超宽带） WiFi基站定位 异构网络、复杂环境下的精准定位 大规模应用 基于位置的服务（Location based Services） 位置信息带来的信息安全和隐私保护问题
16
• 物联网环境下对定位技术的挑战：
感知识别层技术举例： 智能信息设备
• 传统智能设备：
物联网导论_第1章_物联网概述
物联网导论_第1章_物联网概述在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）已经成为了一个热门话题。
物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。
简单来说，就是让“物”与“网”相连，实现智能化的管理和控制。
物联网的概念最早可以追溯到上世纪 90 年代。
随着技术的不断进步，物联网逐渐从理论走向了实际应用，并在各个领域展现出了巨大的潜力。
物联网的体系架构通常可以分为感知层、网络层和应用层三个主要层次。
感知层是物联网的基础，它由各种传感器和智能终端设备组成，负责采集物理世界中的各种信息。
这些传感器可以感知温度、湿度、压力、光照等环境参数，也可以监测物体的位置、速度、运动状态等。
智能终端设备则包括智能手机、平板电脑、智能家电等，它们能够与传感器进行通信，并将采集到的数据上传到网络层。
网络层是物联网的核心，它负责将感知层采集到的数据传输到应用层。
网络层的通信技术多种多样，包括移动通信网络（如 4G、5G）、卫星通信网络、蓝牙、WiFi 等。
这些通信技术为物联网提供了广泛的覆盖范围和高速的数据传输能力，使得物联网中的设备能够随时随地进行通信。
应用层是物联网的价值体现，它根据不同的应用场景和需求，对感知层采集到的数据进行分析和处理，并为用户提供各种服务和应用。
例如，在智能家居领域，应用层可以根据室内的温度和湿度自动调节空调和加湿器的工作状态；在智能交通领域，应用层可以实时监测道路交通状况，为驾驶员提供最优的行车路线；在工业生产领域，应用层可以对生产设备进行远程监控和故障诊断，提高生产效率和产品质量。
物联网的应用领域非常广泛。
在智能家居方面，人们可以通过手机远程控制家中的灯光、电器、窗帘等设备，实现智能化的生活体验。
比如，当你下班回家的路上，就可以提前打开空调和热水器，让家里变得舒适温暖。
在智能交通领域，物联网技术可以实现车辆的自动驾驶、交通流量的实时监测和智能调度，提高交通运输的效率和安全性。
物联网技术第一章物联网概述
物联网技术第一章物联网概述在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）已经成为了一个热门话题，并逐渐渗透到我们生活的方方面面。
从智能家居到智能交通，从工业自动化到医疗保健，物联网正在改变着我们的生活方式和社会运行模式。
那么，什么是物联网呢？简单来说，物联网就是将各种设备、物品通过网络连接起来，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种技术。
这些设备和物品可以是家用电器、车辆、传感器、工业设备等等，它们都配备了能够收集和传输数据的传感器和通信模块。
物联网的核心概念包括“物”“网”和“智能”。
“物”指的是各种能够感知、收集和传输信息的实体对象；“网”则是指将这些“物”连接起来的通信网络，包括互联网、无线网络、蓝牙等；“智能”则体现在对收集到的数据进行分析和处理，从而实现智能化的决策和控制。
物联网的发展并非一蹴而就，它经历了多个阶段的演进。
早期的物联网应用可以追溯到上世纪 80 年代，当时一些企业开始使用传感器和网络技术来监控和管理生产设备。
随着技术的不断进步，特别是通信技术和计算能力的提升，物联网在 21 世纪初开始迅速发展。
如今，物联网已经成为了一个庞大的产业，涵盖了硬件制造、软件开发、通信服务、数据分析等多个领域。
物联网的体系架构通常可以分为感知层、网络层和应用层。
感知层是物联网的基础，由各种传感器和智能终端组成，负责收集物理世界的信息。
例如，温度传感器可以收集环境温度数据，摄像头可以采集图像信息。
网络层则负责将感知层收集到的数据传输到应用层，这一层包括了各种通信网络和协议，如 4G、5G、WiFi 等。
应用层是物联网的核心价值所在，它基于收集到的数据进行分析和处理，为用户提供各种应用服务，如智能家居控制、智能交通管理、工业自动化生产等。
物联网的应用场景非常广泛。
在智能家居领域，我们可以通过手机远程控制家里的灯光、空调、门锁等设备，实现智能化的家居生活。
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述物联网应用技术导论_第1章_物联网概述本章主要介绍物联网的概念和发展背景。
本章内容包括以下几个方面：物联网定义与特点、物联网的发展历程、物联网的应用领域和前景展望。
一、物联网定义与特点物联网是指通过互联网将各种物品连接起来，实现信息的传递和共享的网络。
它的核心是将传感器、智能设备等与互联网相连接，实现物与物之间的交互和智能化控制。
物联网的特点包括：1.大规模连接：物联网可以实现大量的物品互连，覆盖广泛的应用领域。
2.安全可靠：物联网需要保障数据传输的安全和稳定性，保护用户隐私不被侵犯。
3.智能化控制：物联网可以实现物品之间的智能化控制，提高生产效率和用户体验。
二、物联网的发展历程物联网的概念最早可以追溯到20世纪90年代。
随着信息技术和通信技术的发展，物联网逐渐从概念转为现实。
物联网的发展历程可以分为以下几个阶段：1.物联网的起步阶段：在这个阶段，物联网的应用局限于一些特定行业，如工业自动化和军事领域。
2.物联网的拓展阶段：随着通信技术和互联网的快速发展，物联网的应用开始拓展到更多的行业领域，如农业、交通、医疗等。
3.物联网的普及阶段：随着物联网技术的成熟和成本的降低，物联网开始进入大规模应用阶段。
三、物联网的应用领域物联网的应用领域广泛，涵盖了各个行业和领域。
以下是物联网的几个典型应用领域：1.工业领域：物联网可以实现工厂设备的监测和控制，提高生产效率和质量。
2.农业领域：物联网可以实现农田的智能化管理，实时监测和调控农作物的生长环境。
3.交通领域：物联网可以实现交通工具的智能管理和交通信息的实时传输，提高交通效率和安全性。
4.医疗领域：物联网可以实现医疗设备的远程监测和患者健康数据的传输，提高医疗服务的质量和效率。
四、物联网的前景展望物联网作为一种新兴的技术和应用模式，具有巨大的发展潜力。
未来，物联网将在以下几个方面取得进一步的发展：1.应用领域的拓展：物联网的应用领域将进一步拓展，涵盖更多的行业和领域。
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述物联网应用技术导论第1章物联网概述物联网（Internet of Things，IoT）是指通过互联网络将普通物体与互联网连接起来，实现智能化交互和数据共享的技术。
本章将介绍物联网的概述，包括物联网的定义、发展历程、关键技术和应用领域等内容。
⑴物联网的定义物联网是一种基于互联网和传感器技术的新型网络通信和信息处理技术，具有智能化感知、自动化处理和智能化应用的特点。
它通过与物体连接，实现数据的收集、处理与传递，并通过云计算、大数据和等技术实现智能化应用。
⑵物联网的发展历程物联网的概念最早由MIT Auto-ID中心的凯文·奥尔斯顿教授提出，随后在2009年由国际电信联盟（ITU）正式提出。
自此以后，物联网得到了快速发展，成为信息技术领域的重要研究方向。
⑶物联网的关键技术物联网的实现离不开若干关键技术的支持，主要包括传感器技术、无线通信技术、云计算和大数据分析技术、和边缘计算技术等。
这些技术的不断发展和突破，推动了物联网的快速发展。
⑷物联网的应用领域物联网应用广泛，涵盖了诸多领域，包括智能家居、智能交通、智能农业、智能制造、智能城市等。
它们通过嵌入传感器和通信模块，实现了智能物体之间的互联互通，提升了生活和工作效率，改善了人们的生活品质。
附件：本文档涉及的附件包括：⒈物联网应用案例分析报告⒉物联网技术白皮书法律名词及注释：⒈物联网：物联网是一种基于互联网和传感器技术的新型网络通信和信息处理技术，具有智能化感知、自动化处理和智能化应用的特点。
⒉云计算：云计算是一种通过互联网将计算资源提供给用户的技术，用户无需拥有和管理实际的计算机硬件和软件资源，只需按需使用。
⒊大数据：大数据是指数据量巨大、处理复杂、来源多样的数据集合，通过分析这些数据可以获取有用的信息和知识。
⒋：是一种模拟人类智能的技术，通过机器学习、深度学习等方法实现智能决策和自主学习能力。
第一章物联网概述
第一章物联网概述第一章：物联网概述物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网将各种物体与物体相连接，实现信息的交互和共享的一种技术体系。
物联网的兴起使得智能化设备、传感器和网络连接技术得以融合，从而构建了一个智能化的世界。
1.1 物联网的定义物联网是将各类设备、传感器、节点等物理实体与互联网连接，使其能够相互通信和交互的一个网络体系。
物联网的核心是通过各种传感器收集到的数据，经过云计算和大数据分析，为用户提供智能化的服务和决策支持。
1.2 物联网的组成物联网系统由以下几个核心组成部分构成：1.2.1 物理设备：物联网系统中的各种物理实体，如传感器、智能设备、智能家居等。
1.2.2 通信网络：物联网中实现物理设备之间通信的网络，包括有线网络和无线网络。
1.2.3 数据传输与存储：物联网系统通过各种通信方式将采集到的数据传输到云端，并在云端进行存储和处理。
1.2.4 数据处理与分析：通过云计算和大数据技术对采集到的数据进行处理和分析，提取有价值的信息。
1.2.5 应用与服务：基于物联网系统提供的数据和分析结果，为用户提供各种智能化的应用和服务。
1.3 物联网的应用领域物联网技术在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1.3.1 智能家居：通过物联网技术，实现家居设备的智能化控制和管理。
1.3.2 智能交通：利用物联网技术对交通设施和车辆进行监控和管理，提高交通效率和安全性。
1.3.3 智能医疗：通过物联网技术，实现医疗设备、患者监测和远程医疗等智能化服务。
1.3.4 智能农业：利用物联网技术对农作物、畜禽和环境进行监测和管理，提高农业生产效率。
1.3.5 工业自动化：通过物联网技术实现工业设备和生产过程的智能化控制和管理。
1.4 物联网的挑战与机遇1.4.1 安全与隐私：物联网系统中涉及大量的数据传输和存储，保护用户数据的安全性和隐私成为重要问题。
1.4.2 标准与互操作性：物联网系统中涉及各种设备和网络，通信标准和互操作性成为制约物联网发展的关键因素。
第一章物联网基础知识
3
1.1.1 物联网的定义与特点
1. 物联网的定义
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”。
2. 物联网的特点
1）传感信息能力较强 2）传递功能较为强大且可靠 3）智能处理功能 4）多角度过滤和分析
物联网时代的到来是大势所趋，未来将出现一系列 物联网产品和服务。
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1.2 物联网体系结构
要深入研究物联网的体系结构，必须了解物联网 有哪些应用，为了实现丰富多彩的应用，物联网在技 术上有哪些需求。本节将首先列举物联网的典型应用 场景，并且在分析物联网应用需求的基础上，引出通 用的物联网体系结构，使读者能够对物联网体系架构 有一个形象而宏观的认识。
4
1.1.2 物联网市场的技术驱动
全球互联以及“智能物联网”的可行性导致了物 联网的产生。
一些技术被看作物联网的驱动力，例如下列各点。
（1）低功耗设备。 （2）互联设备。 （3）计算和分布式处理能力。 （4）高级（职能和预测）传感器。 （5）先进的执行器。
5
1.1.2 物联网市场的技术驱动
要满足物联网的需求，物联网需要满足以下技术 要求。
7
1.1.3 物联网的应用前景
2. 物联网的发展前景 各个行业都对物联网有较大需求，物联网应当以
服务为主。
1）传感器产业 2）RFID产业 3）基础设施服务业 4）物联网应用
8网发展的几个重点领域为例， 可以看到每个领域都涉及庞大的市场规模。
1）智能交通 2）智能物流 3）智能医疗 4）智能农业
13
1.2.2 物联网的形态结构
1. 开放式物联网的形态结构
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1.2.1 物联网的特点 1.2.2 物联网的发展
1.2.1 物联网的特点
物联网技术概论
1）各种感知技术的广泛应用。
物联网上部署了海量的多种类型传感同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频 率周期性的采集环境信息，不断更新数据。
1.1.2无线传感器网络
物联网技术概论
定义5：无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)，由若干具有无 线通信能力的传感器节点自组织构成的网络。（美军）
定义6：泛在传感器网络(Ubiquitous Sensor Network，USN)由智能传感器 节点组成的网络，可以以“任何地点、任何时间、任何人、任何物”的形 式被部署。该技术具有巨大的潜力，因为它可以在广泛的领域中推动新的 应用和服务，从安全保卫和环境监控到推动个人生产力和增强国家竞争力。 （ITU-T ）
1.3.3 应用层
物联网技术概论
功能：主要完成数据的管理和数据的处理，并将这些数据与各 行业应用的结合。
组成：包括两部分：物联网中间件、物联网应用。 物联网中间件是一种独立的系统软件或服务程序。 中间件将许多可以公用的能力进行统一封装，提供给丰富
多样的物联网应用。 应用：物联网应用是用户直接使用的各种应用。主要包括
家庭物联网应用，如家电智能控制、家庭安防等； 企业和行业应用，如石油监控应用、电力抄表、车载应用、 远程医疗等。 关键技术：主要是基于软件的各种数据处理技术，此外云计算 技术作为海量数据的存储、分析平台，也将是物联网应用层 的重要组成部分。
物联网技术概论
1.4 物联网的技术体系框架
1.4.1 感知层的技术 1.4.2 网络层的技术： 1.4.3应用层的技术
术将得到更加广泛的应用。(ITU)
定义3：由具有标识、虚拟个性的物体/对象所组成的网络，这些标识和个性运行 在智能空间，使用智慧的接口与用户、社会的和环境的上下文进行连接和通
信。(EPoSS)
定义4：物联网是未来Internet的一个组成部分，可以被定义为基于标准的和可 互操作的通信协议且具有自配置能力的动态的全球网络基础架构。物联网中 的“物”都具有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口，实现与信 息网络的无缝整合。 （欧洲）
1.1.1物联网
物联网技术概论
不同研究机构对于物联网的起点和侧重点不同，目前还没有一个权威的物
联网定义，只存在几个具有代表性的被普遍认可的定义。
定义1：把所有物品通过射频识别(RFID)和条码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。（美国）
定义2：任何时刻，任何地点，任意物体之间的互联，无所不在的网络和无所不 在计算的发展愿景，除RFID技术外，传感器技术，纳米技术，智能终端等技
物联网技术概论
全章介绍了物联网的相关概念、物联网 的特点与发展。对物联网的体系架构从感 知层、网络层、应用层分别进行了介绍。 通过介绍三个组成部分的关键技术、在物 联网中的功能及相关标准，
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接入网络即现有的通信网络，包括移动通信网、有线电话 网、有线宽带网等。通过接入网络，人们将数据最终传入 互联网。
关键技术：包含了现有的通信技术，如移动通信技术、有线 宽带技术、公共交换电话网（PSTN）技术、Wi-Fi通信技 术等，也包含了终端技术，如实现传感网与通信网结合的 网桥设备、为各种行业终端提供通信能力的通信模块等。
1.1.3泛在网络
物联网技术概论
定义9：指无所不在的网络，又称泛在网络。
最早提出U战略的日韩给出的定义是：无所 不在的网络社会将是由智能网络、最先进的计算 技术以及其他领先的数字技术基础设施武装而成 的技术社会形态。根据这样的构想，U网络将以 “无所不在”、“无所不包”、“无所不能”为 基本特征，帮助人类实现“4A”化通信，即在任 何时间(anytime)、任何地点(any-where)、任何人
物联网技术概论
第一章
物联网概述
授课教师：季顺宁
物联网技术概论
1 物联网概述
1.1 物联网相关的概念 1.2 物联网的发展与特点 1.3 物联网体系架构 1.4 物联网的技术体系框架 1.5 物联网标准化
物联网技术概论
1.1 物联网相关的概念
1.1.1物联网 1.1.2无线传感器网络 1.1.3泛在网络 1.1.4物联网、传感网与泛在网之间的关系
物联网技术概论
1.3 物联网体系架构
1.3.1感知层 1.3.2 网络层 1.3.3 应用层
1.3 物联网体系架构
物联网技术概论
物联网通常被公认为有3个层次，从下到上依次是感知层、网络 层和应用层，如图所示。
1.3.1感知层
物联网技术概论
功能：物联网的感知层主要完成信息的采集、转换和 收集。
组成：传感器（或控制器）、短距离传输网络。
中国物联网标准的制订工作还处于起步 阶段，但发展迅速。目前中国已有涉及物 联网总体架构、无线传感网、物联网应用 层面的众多标准正在制订中，并且有相当 一部分的标准项目已在相关国际标准组织 立项。中国研究物联网的标准组织主要有 传感器网络标准工作组（WGSN）和中国通 信标准化协会（CCSA）。
本章小结
定义7：传感器网络(Sensor Network)以对物理世界的数据采集和信息处理为 主要任务，以网络为信息传递载体，实现物与物、物与人、人与物之间信 息交互，提供信息服务的智能网络信息系统。
定义8：传感网(Sensing Network)，是以感知为目的，实现人与人、人与物、 物与物全面互联的网络。其突出特征是通过传感器等方式获取物理世界的 各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用 智能计算技术对信息进行分析处理，从而提升对物质世界的感知能力，实 现智能化的决策和控制。
传感器（或控制器）用来进行数据采集及实现控 制；
短距离传输网络将传感器收集的数据发送到网关 或将应用平台控制指令发送到控制器。
关键技术：主要为传感器技术和短距离传输网络技术。
1.3.2 网络层
物联网技术概论
功能：主要完成信息传递和处理。
组成：两个部分：接入单元、接入网络。
接入单元是连接感知层的网桥，它汇聚从感知层获得的数 据，并将数据发送到接入网络。
2）建立在互联网上的泛在网络。
通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实 时准确地传递出去。在传输过程中，为了保障数据的正确 性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。
3）不仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处 理的能力，能够对物体实施智能控制。
1.2.2 物联网的发展
物联网技术概论
物联网的发展主要经历三个阶段。 ① 初级阶段：已存在的一些各行业基于各种行业数
据交换和传输标准的连网监测监控，两化融合引 等MAI应用系统； ② 中级阶段：在物联网理念推动下，基于局部统一 的数据交换标准实现的跨行业、跨业务综合管理 大集成系统，包括一些基于SaaS模式和“私有云” 的M2M营运系统； ③ 高级阶段：基于物联网统一数据标准，SOA， Web Service，云计算虚拟服务的on Demand系统， 最终实现基于“公有云”TaaS： “Thing as a Service”。
物联网技术概论
1.4.2 网络层的技术
物联网技术概论
1）Internet，（因特网，又叫做国际互联网）。 2）通信网 ①移动电话网络 (GPRS/CDMA/GSM/3G网络) ②广电网络 ③NGB广域网络
1.4.3应用层的技术
1）M2M 2）云计算 3）人工智能 4）数据挖掘 5）物联网中间件
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(anyone)、任何物(anything)都能顺畅地通信。
1.1.4物联网、传感网与泛在网之间的关系 物联网技术概论
传感网是物联网的组成部分，物联网是互联 网的延伸，泛在网是物联网发展的愿景。传感器 网络、物联网和泛在网之间的关系如图所示。
传感器网络
物联/泛在 传感器网络
泛在 网络
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1.5 物联网标准化
物联网技术概论
1.5.1 国际物联网标准制定现状 1.5.2 中国物联网标准制定现状
物联网技术概论
1.5.1 国际物联网标准制定现状
1）ITU-T物联网标准进展 2）ETSI物联网标准进展 3）3GPP/3GPP2物联网标准进展 4）IEEE物联网标准进展
物联网技术概论
1.5.2 中国物联网标准制定现状
1.4 物联网的技术体系框架物联网技术概论
物联网技术体系框架包括感知层技术、网络层技术、应用层技术 和公共技术。如图所示 。
1.4.1 感知层的技术
1）传感器技术 2）射频识别（RFID）技术 3）微机电系统（MEMS） 4）GPS技术 5）二维码技术 6) 无线传感器网络（WSN）技术 7）蓝牙技术(Bluetooth) 8）ZigBee无线接入技术