物联网安全第1章 物联网概述
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物联网第1章 物联网概述
第1章 物联网概述
1.1 物联网的起源和发展 1.2 物联网的框架结构 1.3 两个技术范畴 1.4 物联网的标准体系 1.5 物联网的应用领域
1.1 物联网的起源和发展
图1- 1 物联网定义
1.1 物联网的起源和发展
“物”要满足以下条件： ① 要有相应信息的接收器； ② 要有数据传输通路； ③ 要有一定的存储功能； ④ 要有处理运算单元(如CPU)； ⑤ 要有操作系统； ⑥ 要有专门的应用程序； ⑦ 要有数据发送器； ⑧ 遵循物联网的通信协议； ⑨ 在世界网络中有可被识别的唯一编号。
1.1 物联网的起源和发展
(五)新能源产业。 (六)新材料产业。 (七)新能源汽车产业。 四、强化科技创新，提升产业核心竞争力 五、积极培育市场，营造良好市场环境 六、深化国际合作，提高国际化发展水平 七、加大财税金融政策扶持力度，引导和鼓励社会投入 八、推进体制机制创新，加强组织领导
1.2 物联网的框架结构
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Baidu Nhomakorabea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。
1.1 物联网的起源和发展 1.2 物联网的框架结构 1.3 两个技术范畴 1.4 物联网的标准体系 1.5 物联网的应用领域
1.1 物联网的起源和发展
图1- 1 物联网定义
1.1 物联网的起源和发展
“物”要满足以下条件： ① 要有相应信息的接收器； ② 要有数据传输通路； ③ 要有一定的存储功能； ④ 要有处理运算单元(如CPU)； ⑤ 要有操作系统； ⑥ 要有专门的应用程序； ⑦ 要有数据发送器； ⑧ 遵循物联网的通信协议； ⑨ 在世界网络中有可被识别的唯一编号。
1.1 物联网的起源和发展
(五)新能源产业。 (六)新材料产业。 (七)新能源汽车产业。 四、强化科技创新，提升产业核心竞争力 五、积极培育市场，营造良好市场环境 六、深化国际合作，提高国际化发展水平 七、加大财税金融政策扶持力度，引导和鼓励社会投入 八、推进体制机制创新，加强组织领导
1.2 物联网的框架结构
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Baidu Nhomakorabea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。
第1章 物联网概述(含前言)
举例：语言（语法、语义、语用）：徐家福老教授
1.1
2. 技术背景
物联网的概念
（1）互联网技术是物联网的发展基础 （2）三网融合是物联网理想的通信平台
移动网＋IP网 ＋ 广播电视多媒体网
（3）云计算是物联网应用的商业模式
海量数据存储、海量数据处理； 云计算可以成为物联网网络引擎。
（4）普适计算是物联网智能的理论模型
物联网：“ The Internet of Things ，IOT ”，也称为“Web of Things”，是“物物相 连 的互联网”，包含了两层含义：
（1）物联网的核心和基础仍然是互联网，物联网就是互联网的延伸和扩展。
（2）其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间、人和物、物和物进行信息交换和通信。
3
第 1章
1.1 物联网的概念
物联网概述
1.1.1 物联网的定义及特征 1.1.2 物联网发展的背景和意义 1.1.3 物联网发展的现状
1.2 物联网体系结构
1.2.1 物联网技术架构 1.2.2 物联网体系的特点 1.2.3 物联网、传感网和泛在网的关系
4
第1章
1.3 物联网的应用
9
1.1
必然性：社会发展的需求
物联网的概念
1.1.2 物联网发展的背景和意义
互联网：人与人之间的信息交互和共享。
第1章 物联网概述
1.3.1 物联网技术概论
物联网的技术体系框架
1.3.2 物联网技术体系
1. 感知、网络通信和应用关键技术 ① 传感和识别技术 是物联网感知物理世界获取信息和实现物体控制
的首要环节。 传感器将物理世界中的物理量、化学量、生物量
转化成可供处理的数字信号。 识别技术实现对物联网中物体标识和位置信息的
1.1 物联网的起源与发展
在我国，2009年8月温家宝总理视察无锡中科院 物联网技术研发中心时指出并强调，要尽快突破 物联网核心技术，把传感技术和TD的发展结合起 来，
此后，我国官方对物联网的多次提议和众多规划 表示我国物联网的发展已正式提上议事日程。
1.2.1 物联网概念
物联网的英文名称为“The Internet of Things”，由该名称可见，物联网就是“物物相 连的互联网”。
① 标识和解析技术 是对物理实体、通信实体和应用实体赋予的或其
本身固有的一个或一组属性，并能实现正确解析 的技术。 物联网标识和解析技术涉及不同的标识体系、不 同体系的互操作、全球解析或区域解析、标识管 理等。
1.3.2 物联网技术体系
② 安全和隐私技术 包括安全体系架构、网络安全技术、“智能物体”
1.1 物联网的起源与发展
1999年至2003年，物联网方面的工作局限于实 验室中，这一时期的主要工作集中在物品身份的 自动识别，如何减少识别错误和提高识别效率是 关注的重点。
第1章 物联网概论
传感网” “M2M”和“传感网”（Sensor Networks） ” ） 这两个词出现较早，在国外一直受关注， 这两个词出现较早，在国外一直受关注，Smart Planet、Internet of Things和Smart Grid（智能 、 和 （ 电网） 个词在2007年才开始受到较大关注， 年才开始受到较大关注， 电网）这3个词在 个词在 年才开始受到较大关注 但只有“智能电网” 但只有“智能电网”这个词的受关注度提升较 年就超过了“ 快，在2008年就超过了“智慧地球”和“Internet 年就超过了 智慧地球” of Things”。 ”
目前，物联网比较公认的定义是“ 目前，物联网比较公认的定义是“通过射 频识别（ ）、红外感应器 频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系 ）、红外感应器、 激光扫描器等信息传感设备， 统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协 把任何物品与Internet连接起来，进行信 连接起来， 议，把任何物品与 连接起来 息交换和通信，以实现智能化识别、定位、 息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟 监控和管理的一种网络。 踪、监控和管理的一种网络。”
（1）通信和协作 ） （2）可寻址能力 ） （3）身份识别 ） （4）感知力 ） （5）驱动力 ） （6）内嵌式信息进程 ） （7）定位 ） （8）用户界面 ）
智能电话是人、 图1-3 智能电话是人、物和网络之间的中介
第一章 物联网概述
互联网
无线个域网
Bluetooth ZigBee
无线局域网
WiFi
无线城域网
WiMax
19
关键技术
管理服务层
是物联网智慧的源泉。当感知识别层生成的大量信息经 过网络层传输汇聚到管理服务层，如果不能有效地整合 与利用，那无异于入宝山而空返，望“数据的海洋”而 兴叹。
解决数据如何存储（大数据与海量存储）、如何检索（ 数据库系统）、如何使用、如何不被滥用（信息安全与 隐私保护）等问题。
15百度文库
社会分工
大脑
周围神经 脊髓
神经末梢
物联网的架构
• 感知识别层担任了神经末梢的作用，把感知信息转化 为数据再向外传递，遍布城市的各种接入网络（Wifi 、蓝牙）完全可以作为周围神经将感知识别层采集到 的数据汇集到一起并接入到基础通信网中，基础通信 （互联网）如同脊髓一般将从各地汇集来的收据传输 到数据中心由大型计算机进行处理。处理完以后再经 过一个反馈的过程来控制现实中的物体，真正实现物 物相连。
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）
◆
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
第1章_物联网概述
无线宽带网
Wi-Fi WiMAX
新兴无线
接入技术
可见光通信 NB-IoT等
详见 第5-6章
18
核心技术：网络构建层
• 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
信息-物理融合系统
5
Q：什么是物联网？
• 概念的提出
• In computing, the Internet of Things refers to a network of objects, such as household appliances. It is often a self -configuring wireless network. The concept of the internet of things is attributed to the original Auto-ID Center, founded in 1999 and based at the time in MIT.
• Mercury:美国哈佛大学研制的可穿戴的医疗监控传感器。传感 器具有设计人性化、高精度感知、连续长期采集数据等特点。
• GreenOrbs（绿野千传）：森林监测传感网系统，适用于长 期、大规模、自动化的环境监测任务
物联网工程专业系列教材：物联网导论
目录
目录
第一篇概述 第1章物联网概述 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 第二篇感知识别 第2章自动识别技术与RFID 2.1自动识别技术 2.1.1光符号识别技术
作者简介
作者简介
刘云浩，清华大学信息学院特聘教授、博士生导师，清华大学软件学院院长。ACM中国理事会主席。本科毕 业于清华大学自动化系，在美国密西根州立大学获硕士与博士学位。历任香港科技大学计算机系助理教授、副教 授、研究生部主任。2008年因传感网创新应用被香港政府授予最佳创新与研究特等奖（Grand Prize）。2010年 获得教育部自然科学奖一等奖。2011年获得国家自然科学基金委员会杰出青年基金，并获得国家自然科学奖二等 奖。2013年被TCP/IP发明人之一、图灵奖获得者文顿·瑟夫（Vinton Cerf）授予ACM主席奖（ACM Presidential Award）。是该奖设立以来首位获奖的中国人。担任国际一流学术期刊《IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems》的副主编（Associate Editors—in—Chief），《IEEE/ACM Transactions on Networking》和《ACM Transactions on Sensor Networks》的编委（Associate Editor）。发表论文一百多篇，单篇论文最高国际他引超过1000次，论文累计他引超过8000次。
物联网技术及应用1.物联网概述
物联网技术及应用Leabharlann Baidu
物联网的泛在性
➢ 物联网时代，全球上可以实现任何人之间、任何人和任何物、在任何时间和任何地点的互联互 通，即可实现四A通信：Anyone，Anytime， Anywhere，Anything
➢ 物联网的泛在性预示着真实的物理世界与虚拟的信息世界之间共生的互联互通
任何时间联结
Anytime
➢通信网、互联网、传感网和物联网的关系
图1-4 物联网的泛在性—三个维度
信息世界
人机接口 智能卡 传感器 条形码 RFID
物理世界
图1-5 物联网的泛在性 —物理世界和信息世界的互联互通
物联网技术及应用
物联网的泛在性将使人类由Internet进入IoT，由“E社会”进入“U社会”。
➢ E社会—电子社会(Electronic Society) 。自从Internet诞生特别是电子商务和电子金融出现后，传统 社会便转型为电子社会。特点是可实现“三A通信 (Anyone，Anytime，Anywhere）” 。
➢ 从技术角度来看，物联网就是通过“物-物”互联来实现对 物理世界的感知，是通过智能终端、3C（Computer、 Communication、Control）和Internet等多种技术的渗透、 融合、集成、创新与应用，构造的一个覆盖世界上万事万 物的网络，即物联网
物联网导论(第1章)概述
第1章 概述
本章学习目标：
了解物联网的起源、物联网关键技术及其应用进展；掌握物联网的概念 与定义、物联网的特征、信息处理流程与物联网框架结构、物联网的基本 结构、物联网的层次框架。
本章知识点
物联网的概念与定义 物联网的特征 信息处理流程与物联网框架结构 物联网的基本结构、物联网的层次框架
前言与主要内容
*背景 物联网是信息技术发展到一定高度的结果，是以计算机技 术为代表的、包括通信技术、电子技术、自动控制技术、智 能科学等在内的多种技术与科学融合与扩展，是继互联网后 的又一次融合拓展与创新。
*主线
以物联网的层次结构和特征为主线，由3篇13章构成。
*适用范围与参考学时
普通高校物联网工程专业本科生教材和相近专业的研究生 教材，相关专业技术人员参考资料。参考教学学时为80学 时，其中课堂教学75学时，实验教学5学时。
2010年开始至今，物联网发展迅速，主要 国家重视，我国尤为重视。
1.1.2 物联网的概念与定义
1 物联网的概念
物联网是一种新兴的信息技术，按照它的中文与英语(The Internet of Things)字面来解释，即为“物”的互联网。这意味着“物联网”或“The Internet of Things”具有以下三层含义： 网：具有互联网的共性； 物：被寻址，可以“产生”信息、交换信息； 信息：可以加以应用。
1物联网概述
• 2003年，“EPC决策研讨会”在芝加哥召开。作 为物联网方面第一个国际会议，该研讨会得到了 全球90多个公司的大力支持。从此，物联网相关 工作开始走出实验室。
6
1.1.1 物联网的定义
• 经过工业界与学术界的共同努力，2005年物联 网终于大放异彩。这一年，国际电信联盟 （ITU）发布了题为《ITU互联网报告2005： 物联网》的报告，物联网概念开始正式出现在 官方文件中。
经过传输网络，到达指定的信息处理中心，最 终实现物与物、人与物的自动化信息交互与处 理的智能网络。
16
1.1.1 物联网的定义
• 应用理解：物联网是把世界上所有的物体都连 接到一个网络中，形成“物联网”，然后又与 现有的互联网相连，实现人类社会与物体系统 的整合，达到更加精细和动态的方式去管理。
17
4
1.1.1 物联网的定义
• 1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会 议提出，“传感网是下一个世纪人类面临的又一 个发展机遇”
• 2003 年，美国《技术评论》提出传感网络技术 将是未来改变人们生活的十大技术之首
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1.1.1 物联网的定义
• 1999年至2003年，物联网方面的工作局限于实 验室中，这一时期的主要工作集中在物品身份的 自动识别，如何减少识别错误和提高识别效率是 关注的重点。
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1.1.1 物联网的定义
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1.1.1 物联网的定义
• 经过工业界与学术界的共同努力，2005年物联 网终于大放异彩。这一年，国际电信联盟 （ITU）发布了题为《ITU互联网报告2005： 物联网》的报告，物联网概念开始正式出现在 官方文件中。
经过传输网络，到达指定的信息处理中心，最 终实现物与物、人与物的自动化信息交互与处 理的智能网络。
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1.1.1 物联网的定义
• 应用理解：物联网是把世界上所有的物体都连 接到一个网络中，形成“物联网”，然后又与 现有的互联网相连，实现人类社会与物体系统 的整合，达到更加精细和动态的方式去管理。
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1.1.1 物联网的定义
• 1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会 议提出，“传感网是下一个世纪人类面临的又一 个发展机遇”
• 2003 年，美国《技术评论》提出传感网络技术 将是未来改变人们生活的十大技术之首
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1.1.1 物联网的定义
• 1999年至2003年，物联网方面的工作局限于实 验室中，这一时期的主要工作集中在物品身份的 自动识别，如何减少识别错误和提高识别效率是 关注的重点。
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1.1.1 物联网的定义
第一章物联网概述中国铁道出版社
(7)RFID是物联网最成熟的应用技术
RFID是物联网关键技术中最成熟的一种，已经建立了标准协议，并拥有
一个相对广阔的应用市场。目前，全球的RFID产品和服务市场正在飞速 发展。
社会背景： （1）国际金融危机必然要通过催生新的科技革命和产业革
命来解决人类对物理世界的认知和把握还远远不够，要想真
1.1物联网的概念
1.1.2物联网的架构
物联网的关键在“网”而不在“物”，因为“物”只 有有了“网”才会在任何地点、任何时间变得有“智 慧”，只有有了支撑层中的“智能信息处理平台”， “物”才会变得“智能”。因此，在物联网的架构中 必须突出物联接入层和技术支撑层。 从关键技术的角度来看，一个完整的物联网系统一般 来说包含五个层面的功能：信息感知层、物联接入层、 网络传输层、技术支撑层和应用接口层。
的一个覆盖世界上所有人与物的网络信息系统。我
们不会满足目前互联网仅仅是人与人之间的信息交
互和共享，我们更希望的是人与物、物与物之间信
息的自动交互和共享。
2.物联网发展的背景和现状
数字世界
物联网可以实现物理世界与 信息世界的无缝连接。
物联网社会 知识的集成
描述语义的集成
真实的物理世界
虚拟的信息世界
1.1物联网的概念
物联网应用层
提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标 将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化应用的 解决方案集 关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决 方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发 广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施 是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部 分 关键在于为物联网应用特征进行优化和改进，形成协同感知的网 络 感知层是实现物联网全面的感知的核心能力 是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的 部分 关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型 化和低成本的问题
物联网技术导论--第01章
《物联网技术导论(第二版)》
13
物联网系统结构
传输层:
传输层主要功能是直接通过现有互联网（IPv4/IPv6 网络）、
移动通信网（如：GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA、 无线接入网、无线局域网等）、卫星通信网等基础网络设 施，对来自感知层的信息进行接入和传输。网络层主要利 用了现有的各种网络通信技术，实现对信息的传输功能。
《物联网技术导论(第二版)》 3
物联网的概念
IOT 的概念模型:
物联网
接入网 射频识别 下一代互联网 全球定位 系统 短距无线 网络 条码二维码
传感网
《物联网技术导论(第二版)》
4
物联网的概念
智慧地球:
就是把感应器嵌入和配置到电网、铁路、桥 梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各 种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。
《物联网技术导论(第二版)》
35
物联网的关键技术
二维码技术： 二维码是采用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二 维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息；在
代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、
“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形 体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设 备自动识读以实现信息自动处理；二维条码/二维码能够在 横向和纵向两个方位同时表达信息，能在很小的面积内表
物联网技术与应用第1章 绪论
2.国内现状
随着我国国民经济的快速发展，对外经济交流的 日益频繁，而国外物联网技术的发展和应用，客 观上可能形成新的技术壁垒，这就要求我们紧密 把握这一发展趋势，迎头赶上，真正在国内也推 广使用这一新技术，达到提升我国工商企业的国 际竞争力的目的。因此，物联网的建设在我国也 成为大家普遍关注的热点，得到国家科技部、质 检总局、国家标准委等政府部门和自动识别技术 等相关行业及企业的高度重视。
3）泛在聚合
更大范围的物联网，例如国际民用航空运输、 海运物流、我国的智慧城市，以及国家级数 字环保、数字防灾、数字农业等大型物联网 应用系统都属于泛在聚合的类型。这种类型 的特点是覆盖范围广、技术复杂、感知目标 多样化，属于物联网应用的高级阶段。
1.4.2 物联网的国内外发展现状
1.国外现状 目前国际上最典型的解决方案有欧美的EPC
从端系统接入的角度看互联网的结构示意图
1.2.2 从端系统接入的角度看物联网的结构
国家或国际主干网
互 联 网 核 心 交 换 部 分
互联 网端 系统 端 系 统 部 分 物联 网端 系统
地区主干网
企业或 校园网
无线自组网接入 无线局域网接入 （802.11）
无 线 接 入
无线城域网接入 （802.16）
托盘上
沃尔玛使用EPC系统
a)
b)
意大利纺织品制造商Griva S.p.A应用EPC卷板布匹追踪系统 a）固定在传送带上的Alien 8800读写器；b）布匹卷轴中心贴有EPC Gen 2 Squiggle
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
第1章物联网概论
• 物联网的主要特征是：全面感知、可靠传输、 智能处理
1.3.2 物联网的主要技术特征 1. 物联网智能物体具有感知、通信与计算能力 （1）“智能物体”是对连接到物联网中的人与
物的一种抽象 • 现实社会物理世界的人或物
—物体（thing）/对象（object） • 物联网中具有“感知”、“通信”与“计算
• 普适计算的核心是“以人为本”
• 普适计算的重点在于提供面向用户的、 统一的、自适应的网络服务
• 物联网、互联网、传感网与泛在网之间的关系
3. CPS（Cyber Physical Systems，CPS）的研究
• 随着嵌入式计算、无线通信、自动控制与新型 传感器技术的快速发展与日趋成熟，信息物理 融合系统CPS的研究引起了学术界广泛地重视
• 不同结构的物联网应用系统
1.4.4 物联网网络层
1.认识接入层、汇聚层与核心交换层 （1）网络层次结构模型与体系结构研究的基本方法
讨论计算机网络层次结构模型有两种基本的方法:
• 开放系统互联（OSI）参考模型，将计算机网络分成 从物理层到应用层的七层结构
1.2 物联网发展的技术背景
1.2.1 从人类对技术需求 的角度认识物联网 发展的必然性
1.2.2 从网络技术演变的角度认识物联网发展的必然性
3. 互联网技术发展对物联网形成的影响
• TCP/IP协议的研究与设计的成功，促进了互联网的快 速发展。在互联网形成过程中，广域网、城域网、局 域网与个人区域网技术逐步成熟
1.3.2 物联网的主要技术特征 1. 物联网智能物体具有感知、通信与计算能力 （1）“智能物体”是对连接到物联网中的人与
物的一种抽象 • 现实社会物理世界的人或物
—物体（thing）/对象（object） • 物联网中具有“感知”、“通信”与“计算
• 普适计算的核心是“以人为本”
• 普适计算的重点在于提供面向用户的、 统一的、自适应的网络服务
• 物联网、互联网、传感网与泛在网之间的关系
3. CPS（Cyber Physical Systems，CPS）的研究
• 随着嵌入式计算、无线通信、自动控制与新型 传感器技术的快速发展与日趋成熟，信息物理 融合系统CPS的研究引起了学术界广泛地重视
• 不同结构的物联网应用系统
1.4.4 物联网网络层
1.认识接入层、汇聚层与核心交换层 （1）网络层次结构模型与体系结构研究的基本方法
讨论计算机网络层次结构模型有两种基本的方法:
• 开放系统互联（OSI）参考模型，将计算机网络分成 从物理层到应用层的七层结构
1.2 物联网发展的技术背景
1.2.1 从人类对技术需求 的角度认识物联网 发展的必然性
1.2.2 从网络技术演变的角度认识物联网发展的必然性
3. 互联网技术发展对物联网形成的影响
• TCP/IP协议的研究与设计的成功，促进了互联网的快 速发展。在互联网形成过程中，广域网、城域网、局 域网与个人区域网技术逐步成熟
第1章 物联网安全需求分析-《物联网安全导论》讲解
1.2.4 综合应用层
⑤ 环境监测： • 通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排
放量、以及各种环境状态参数的检测，跟踪环境 质量的变化，确定环境质量水平，为环境管理、 污染治理、防灾减灾等工作提供基础信息、方法 指引和质量保证。
1.3 物联网的安全技术分析
• 我们在分析物联网的安全性时，也相应地将其分 为三个逻辑层，即感知层，网络构建层和管理服 务层。
1.2.4 综合应用层
③ 绿色建筑：
• 物联网技术为绿色建筑带来了新的力量。通过建 立以节能为目标的建筑设备监控网络，将各种设 备和系统融合在一起，形成以智能处理为中心的 物联网应用系统，有效的为建筑节能减排提供有 力的支撑。
④ 智能电网：
• 以先进的通信技术、传感器技术、信息技术为基 础，以电网设备间的信息交互为手段，以实现电 网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和 使用安全为目的的先进的现代化电力系统。
1.3.2 物联网面对的特殊安全问题
4）物联网业务的安全问题。 • 由于物联网没备可能是先部署后连接网络，而物
联网节点又无人看守，所以如何对物联网设备进 行远程控制信息和业务信息配置就成了难题。 • 另外，庞大且多样化的物联网平台必然需要一个 强大而统一的安全管理平台，否则独立的平台会 被各式各样的物联网应用所淹没，但如此一来， 如何对物联网机器的日志等安全信息进行管理成 为新的问题
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交流与微思考
在传统互联网基础上，物 联网依托拓展和融合实现 了快速崛起，并在众多领
域得到了应用推广。在物
联网欣欣向荣的背后，你 认为物联网的核心价值是 什么？
1.3 物联网的体系结构
体系结构是一个系统或网络的一组部件及部件之间的联系 物联网的体系结构由感知层、网络层，以及应用层组成，分别完成智能 感知、接入与传输、处理与决策等功能，即基于对物理环境的智能感知， 最终实现对目标对象的智能控制
第1章 物联网概述
本章主要内容
1
2 3
物联网概念的提出 物联网的基本内涵 物联网的体系结构
4 5
物联网的本质属性 物联网的应用与影响
学习导引
知识单元与 知识点 重难点 学习要求 物联网概念的提出 物联网的基本内涵 物联网的体系结构 物联网的本质属性 物联网的应用与影响 基于对物联网概念及其基本内涵的理解，以及对物联网的体系结构和本质属性的认识，形成知识 应用能力 能力点 基于对物联网主要应用领域、场景和影响的了解，以及对物联网存在安全问题的初步认识，形成 问题分析能力、工程研究能力，并强化环境保护意识 基于交流与微思考，形成沟通表达能力、问题分析能力，并强化职业道德规范 基于学习拓展与探究式研讨，形成知识应用能力、问题分析能力、终身学习能力 重点：物联网概念；基于互联网＋的物联网含义；物联网本质属性 难点：物联网的体系结构 熟练掌握物联网概念与物联网含义 掌握物联网的体系结构和本质属性
了解物联网的主要应用及影响
初步认识物联网存在安全问题
问题导引
• 物联网的产生背景是什么？
• 如何从“互联网＋”角度理解物联网？
• 物联网的基本内涵是什么？ • 物联网的体系结构由哪几部分组成？各自的功能是什么？
• 如何理解物联网的本质属性？
• 物联网的典型应用有哪些？如何理解物联网的影响？
1.1 物联网概念的提出
• 智能手环、智能手表、 Google眼镜等穿戴式智能 设备正在快速兴起，它们
– 智能浴缸
– 植物自动浇水 – 智能手环 – 智能机器人 – ……
是否属于物联网的一种应
用场景？
1.1 物联网概念的提出
• 2009年，IBM公司提出“智慧地球”的概念，在世界范 围内掀起了物联网研究的热潮，物联网技术被多个国家 列为重大信息发展战略
物联网使得人和物在“6A”下实现多元素集成，
任何地点 任何人
ຫໍສະໝຸດ Baidu
形成一个以智能化为核心的有机整体
加强人、物、环境等的互动交流，基于万物互联 达成数据自由共享、价值按需分配，从而实现更
通信 任何路径 任何网络 知识库
便捷的信息沟通、更高的工作效率、更低的操作
成本、更多的创造性劳动和更舒适的生活体验
1.2 物联网的基本内涵
物联网的目标：将虚拟空间与现实世界完美结合， 使得现实世界的“物”可以通过虚拟空间的“信息” 进行联结和控制，实现异构网络的融合、海量终
聚合 任何时间 计算
端的互联、超海量数据的增值、各行业应用的支
撑等
任何事物 任何设备
任何服务 任何业务
连接
物联网 （核心：智能化）
内容
– 国内的“感知中国”
– 日本的U-Japan计划
– 韩国的U-Korea计划 – 澳大利亚、新加坡、法国、德国等其他发达国家加快部署新一代 智慧型网络基础设施的步伐。
1.2 物联网的基本内涵
物联网: “The Internet of things”，物联网就是“物品级的互联网”或“有物品参与 的互联网”，是“互联网＋”，这里的“＋”意味着传统互联网的延伸、拓展与融合 Internet＋things。即互联网的用户端延伸到物品，最明显的变化是由人及物，强 化“万物互联”，使得人与人、人与物、物与物之间的互动方式发生改变，均能 基于该网络进行信息交换与通信 互联网（Internet）本身拓展为互联网、电信网（特别是移动通信网）、广播电视 网和传感网等不同形态网络的融合，最关键的变化是在信息传输网络基础上融合 了信息感知网络 互联网（Internet）+各个传统行业，是互联网思维在应用实践上的拓展并推动经 济形态不断演变。即利用信息通信技术及互联网平台，充分发挥互联网在社会资 源配置中的优化和集成作用，将互联网的创新成果与传统行业进行深度融合，创 造新的发展形态，提升全社会的创新力和生产力，形成以互联网为基础设施和实 现工具的经济发展新形态
1.2 物联网的基本内涵
物联网是随着当代生产力的快速发展，多学科科学技术交叉融合的推动， 以及不断增长的应用需求的递进牵引的产物 多学科科学技术交叉融合表现为现代信息技术发展到一定阶段后，感知、 网络、智能信息处理和自动化等完整信息链的各技术环节汇聚、集成形成 涌现效应 将传统的互联网改造升级成一个人与物都能够协调参与和互动的、虚实结 合的智慧空间，实现虚拟空间和物理空间的融合，构建起人类社会与物质 世界、自然环境之间更加紧密、便捷的逻辑联系
交流与微思考
物联网会给教育带来怎样 的冲击和变革？物联网背 景下未来的学习模式可能
追溯物联网(The Internet of Things,IoT)的发展，大致起源于1999年美 国麻省理工学院自动识别中心（MIT AutoID Center）给出的“物联网” 理念
即在计算机互联网基础上，利用条形码、射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感 设备，通过无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的网络，按 约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行人与人、人与物、物与物 等之间的信息交换和通信，全面获取现实世界中的各种信息，以实现自动化 和智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理等功能。
2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上， 国际电信联盟（ITU） 发布了《ITU Internet Reports 2005：The Internet of things》，正式 提出了“物联网”的概念，将应用创新作为物联网技术发展的核心
交流与微思考
• 物联网时代应用场景：
– 智能车辆 – 智能电器