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。
图1- 4 “智慧地球”构成
1.1 物联网的起源和发展
3.第三大推动力：教育界与科技界 1.1.3 对国家“战略性新兴产业”政策的解析 《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》： 一、抓住机遇，加快培育和发展战略性新兴产业 二、坚持创新发展，将战略性新兴产业加快培育成为先导产业和 支柱产业 三、立足国情，努力实现重点领域快速健康发展 (一)节能环保产业。 (二)新一代信息技术产业。 (三)生物产业。 (四)高端装备制造产业。
(1)智能电网 (2)智能交通 (3)智能物流 (4)智能家居 (5)金融与服务业 (6)精细农牧业 (7)医疗健康 (8)工业与自动化控制 (9)环境与安全检测 (10)国防军事
1.3 两个技术范畴
智能空间主要包括如下特点： ① 智能空间是一个庞大的系统工程，涉及的研究领域甚广，需要 解决的问题繁多，须综合各种技术进行构建； ② 是一个嵌入性和移动性都很高的计算环境； ③ 用普适网络联系物理世界，是物理世界和信息空间的融合； ④ 可做出实时的上下文敏感的决策； ⑤ 系统具有适应性，能提供便捷性的应用； ⑥ 与智能空间相结合的物理范围，已由最初的建筑物、房屋尺度， 逐渐扩展到室外环境和用户涉足的其他空间(如高速公路上的汽车、 表演舞台等)，形成了所谓的“广域智能空间”。
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
图1- 2 15年周期定律
1.1 物联网的起源和发展
表1- 2 物联网发展历程中的关键点
1.1 物联网的起源和发展
1.1.2 物联网的三大推动力 1.第一大推动力：政府 (1)国际社会
图1- 3 数字地球构想
1.1 物联网的起源和发展
(2)我国 2.第二大推动力：企业
1.3 两个技术范畴
要在智能空间中构建一个安全、保密、可信任的普适网络，应具 备如下要求： ① 能自动构建合作区域，产生可适应流动和变化的拓扑结构； ② 在没有手动配置和管理的情况下，提供自动的资源和位置发现； ③ 为访问网络资源提供安全、专用、可鉴别的机制； ④ 对网络状况(如网络拥塞、无线传输误差等)和环境的动态变化 具有适应性。
1.3 两个技术范畴
3)2G终端。 4)3G终端。 (4)按照使用扩展性分类 1)单一功能终端。 2)通用智能终端。 (5)按照传输通路分类 1)数据透传终端。 2)非数据透传终端 3.物联网终端的广泛应用 (1)终端推广的最大障碍 1)硬件接口标准化。 2)数据协议标准化。
1.3 两个技术范畴
1.3 两个技术范畴
图1- 8 智能空间
1.3 两个技术范畴
智能空间应具备的基本要求可概括如下： ① 用户及其携带的移动设备能方便地与智能空间进行交互，从而 为用户的日常活动提供方便； ② 能自动捕获和动态监测其中发生的活动，提供信息显示和活动 记录； ③ 能对发生的特定事件做出合理反应并采取相应措施； ④ 对空间中的各种动态变化具有鲁棒性和适应性。
1.2.1 物联网的三个层次 物联网包括物联网感知层、物联网网络层、物联网应用层。相应 的，其技术体系包括感知层技术、网络层技术、应用层技术及公 共技术。
图1- 5 物联网结构图
1.2 物联网的框架结构
图1- 6 物联网技术体系框架图
1.2 物联网的框架结构
1.2.2 物联网的八层架构 1.传感器/执行器层 2.传感网层 3.传感网关层 4.广域网络层 5.应用网关层 6.服务平台层 7.应用层 8.分析与优化层
1.3 两个技术范畴
智能空间中包含有大量作为“接口”的硬件设备，根据用途可以 大致分为以下两大类： ① 用来维持正常运行的系统设备 ② 用来提供日常服务的用户设备 对硬件设备提出了如下新的和更高的要求： ① 具有很强的硬件通信、信息处理、存储能力； ② 要求设备尺寸多样化、重量轻型化、功耗微小化、成本要求用户界面富于表达情感、能与用户方便地交流。
表1- 5 物联网标准体系
表1- 6 应用服务层标准分类
1.4 物联网的标准体系
表1- 7 网络传输层标准分类
1.4 物联网的标准体系
表1- 8 感知控制层标准分类
1.4 物联网的标准体系
表1- 9 共性标准内容
1.4 物联网的标准体系
表1- 10 物联网标准研究组织及进展
1.5 物联网的应用领域
1.2 物联网的框架结构
图1- 7 物联网框架模型
1.3 两个技术范畴
1.3.1 智能网络空间技术 智能空间可以看成是物理世界和信息空间的融合，具备感知/观察、 分析/推理、决策/执行三大基本功能。 这种融合表现为如下两个方面： ① 物理世界中的物体将与信息空间中的对象互相关联； ② 物理世界中物体状态的变化会引发信息空间中相关联的对象状 态的改变，反之亦然。
⑥ 挂件。 ⑦ 头箍。 2)按照应用类型。 ① 健康类。
② 安全类。 ③ 游戏类。 3)按照通信方式。 ① 直接通信。
② 间接通信。 ③ 端到端连接。
1.3 两个技术范畴
1.3 两个技术范畴
(6)可穿戴设备支撑技术及发展 1)芯片技术。 2)智能操作系统。 3)电池相关技术。 4)人机交互。
1.4 物联网的标准体系
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