物联网及其应用

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射频识别技术是从二十 世纪90年代兴起的一项非接 触式自动识别技术。
它是以射频方式进行非接 触双向通信,达到自动识别 和获取相关数据的一种技术。
其具有精度高、适应环境 能力强、抗干扰强、操作快 捷等许多优点。
沃尔玛使用的RFID芯片
RFID技术的基本工作原理
通常电子标签安置在物体 上,阅读器通过天线发送出一 定频率的射频信号;当电子标签 进入阅读器的电波接收覆盖范 围时,其微形天线产生感应电 流,电子标签获得能量被激活 并向阅读器发送识别所需的数 据等信息(电子标签从接收到的 射频脉冲中解调出指令送到控 制逻辑,控制逻辑接收指令完 成存储、发送数据或其他操作); 阅读器接收到来自电子标签的 载波信号,对信号进行解调和 解码并送至计算机主机进行处 理;计算机系统根据逻辑运算判 断该标签的合法性,针对不同 的设定做出相应的处理和控制, 发出指令信号。
如何看待物联网
物联网的应用:如同Internet一样, 应用广泛且还有很多内容有待探索; 可以发挥想象力,充分想象;
以超市为例:
条形码:逐一扫描条码+结账 RFID:一次性扫描(你可以推着购物车
迅速通过RFID阅读器)+结账; 物联网:一次性扫描和结账同时完成
(超市和银行联网),超市终端没有收 银员,你可以推着车直接从阅读器走出 去,所有的商品就同时完成了结账。并 且消费者可以知道每件物品的历史。
物联网应用-交通管理
实时交通信息 通过随处都安置
的传感器,我们可以 实时获取路况信息, 帮助监控和控制交通 流量。人们可以据此 调整路线,从而避免 拥堵。未来,我们将 能建成自动化的高速 公路,实现车辆与网 络相连,从而指引车 辆更改路线或优化行 程。 道路收费
通过 RFID 技术 以及利用激光、照相、 传感器等组成的先进 路边网络系统来无缝 地检测、标识车辆并 收取费用。
物联网应用
物联网的演进路径:
1995年比尔.盖茨在《未来之路》书中首次 提出”物-物“相联的雏形, 1999年 EPCglobal联合100多家企业成立IOT联盟并正 式提出物联网概念。10年间,世界各国都在加紧 研究。
从技术演进视野来看,物联网的发展主要分为四 个阶段 :
1、第一阶段 大型机、主机的联网
各行各业应用
物流:UPS特快专递、远洋运输、铁路运输 超市: 交通监管: 盲人: 军用: 等等
对社会的影响绝不亚于电脑和互联网
物联网应用- “智能”电网
通过在 电网中安装 先进的分析 和优化引擎, 电力提供商 可以对运行 状态进行实 时监测,实 现用电检查、 电能质量监 测、负荷管 理、线损管 理、需求侧 管理等高效 一体化管理 使停电时间 和频率减少 约 30%以上。
业界对物联网的通用理解
从技术理解 物联网是一种智能网络。物联网中的所
有物体信息通过智能感应装置,经传输网 络,传到指定的信息处理中心或将信息从 信息处理中心传送给物体,最终实现物与 物、人与物之间的自动化信息交互与处理。 从应用理解
物联网是指把世界上所有的物体都联接 到一个网络中,形成“物联网”,然后“物 联网”又与现有的互联网结合,实现人类社 会与物理系统的整合,达到以更加精细和 动态的方式管理生产和生活的目的。
物联网技术
IBM智慧地球设想
IOT基本理论模型
智能卡
传感器 技术
二维码
近距离 通信
跟踪定位 条形码
网关 设备
高速 数据 网络
GPS
因特网
物联网关键技术
射频识别技术 IPv6地址 WSN 网络
射频识别技术(RFID)
射频识别技术(Radio
Frequency Identification,RFID)
物联网及其应用
内容
物联网定义 物联网基础知识 物联网关键技术 物联网应用 物联网现状和问题 物联网发展和展望 关注中国物联网
物联网定义
物联网(The Internet of things, IOT ): 指的是把任何物体通过信息传感设备,
按约定的协议,与互联网相连接的一种巨 大网络。 信息传感设备:
WSN 网络
无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)
WSN 网络是由部署在监测区域内大量 的廉价微型传感器节点组成,通过无线通 信方式形成的一个自组织网络。
传感器网络将能扩展人们与现实世界 进行远程交互的能力。无线传感器网络能 够实时监测和采集网络分布区域内的各种 检测对象的信息,以实现复杂的指定范围 内目标检测与跟踪,具有快速展开、抗毁 性强等特点,有着广阔的应用前景。
美国商业周刊和 MIT 技术评论在预测 未来技术发展的报告中,分别将无线传感 器网络列为 21 世纪最有影响的 21 项技术 和改变世界的 10 大技术之一。
WSN 网络构成
WSN 网络通常分为: 物理层:物理层定义 WSN 中的接收器Sink, Node 间 的通信物理参数,使用哪个频段,使用何种信号调制 解调方式等。 MAC 层: MAC 层定义各节点的初始化,通过收发 beacon, request, associate 等消息完成自身网络定 义,同时定义MAC 帧的调试策略,避免多个收发节 点间的通信冲突。 网络层:网络层完成逻辑路由信息采集,使收发的网络 包裹能够按照不同策略使用最优化路径到达目标节点。 传输层:传输层提供包裹传输的可靠性,为应用层提供 入口。 应用层:应用层最终将收集后的节点信息整合处理,满 足不同应用程序计算需要。
如何理解物联网
手机定位
如果手机=RFID装置,基站=阅读器, 手机用户=物品;即使用户不打电话, 这也是一个与物联网很类似的应用。 基站会定时给手机发出信息,手机接 收后再应答,以便网络获得手机的状 态和位置;而当网络将手机号(RFID) 与用户(物品)对应后,网络就可以 确切地知道物品的位置等一系列信息。
物联网应用领域-物流供应链
供应链网络优化
智慧的供应链网络可 以帮助企业确定生产设备 的位置,优化采购地点, 制定库存分配战略。使公 司实现真正无缝的端到端 供应链,提高控制力,减 少资产、降低成本(交通 运输、存储和库存成本)、 减少碳排放,改善客户服 务(备货时间、按时交付、 加速上市)
供应链可视性
应用举例:个人保健
人身上可以安装不同的传感器,对 人的健康参数进行监控,并且实时传送 到相关的医疗保健中心,如果有异常, 保健中心通过手机,提醒您去医院检查 身体。
健康参数: 1)体温 2)血压 3)心电图 4)血氧监测
医院
因特网
物联网应用 实时城市管理与整合的公共服务
实时城市管理 设立一个城市监控报
告中心,将城市划分为多 个网格,这样系统能够快 速收集每个网格中所有类 型的信息,城市监控中心 依据事件的紧急程度上报 或指派相关职能部门(如火 警,警察局,医院)采取适 当的行动,这样政府就可 实时监督并及时响应城市 事件。 整合的公共服务
将不同职能部门(如民 政、社保、警察局、税务 等)中原本孤立的数据和流 程整合到一个集成平台, 并创建一个统一流程来集 中管理系统和数据,为居 民提供更加便利和高效的 一站式服务
射频识别(RFID)装置、红外感应器、 全 球定位系统、激光扫描器等。 目的:
让所有的物品与网络相连接,进行信 息交换和通信,以实现智能化识别、定位、 跟踪、监控和管理等。
两层意思:
物联网 (The Internet of Things) “物物相连的互联网”
物联网的核心和基础仍然是互联 网,它是互联网的延伸和扩展; 物联网的用户端延伸扩展到了任 何物体,实现了在任何物体与物 体之间进行信息交换和通讯。
种类:山羊 产地:宁夏香山 出栏时间:09年9月
羊肉的种类、产地、 出栏时间?
因特网
物联网应用-手机支付
在“2009 年中国 国际信息通信展览 会”上,中国移动 展出了手机支付, 换上 RFID-SIM卡 的手机只需从接收 器上轻轻一扫,就 可以方便进行各种 购物,以及获得详 细的费用清单。 中国联通日前在上 海推出了公交卡手 机,通过刷手机, 同样可以实现公交 车票支付。
供应链的每个成员都 应当能够追溯产品生产者 以及产品成分、包装、来 源等特征,也应当能够向 前追踪产品成分、包装和 产品的的每一项活动。有 了这样的供应链可视性, 公司就能保护和推广品牌、 主动地吸引其他股东并降 低安全事故的影响。
物联网应用牲畜溯源
给放养的牲畜中的每一只羊都 贴上一个二维码,这个二维码会一 直保持到超市出售的肉品上,消费 者可通过手机阅读二维码,知道牲 畜的成长历史,确保食品安全。我 国已有10亿存栏动物贴上了这种二 维码。
2、第二阶段 台式机、笔记本与互联网相联
3、第三阶段 一些移动设备(如手机、PDA
等)的互联 4、第四阶段 嵌入式互联网兴起阶段,更多
与人们日常生活紧密相关的应用设备,包括洗衣 机、冰箱、电视、微波炉等都将加入互联互通的 行列,最终形成全球统一的“物联网”的互联
物联网的影响
对信息产业的拉动
基础元器件(传感器)、无线通信、网络、安全
物联网应用-智能电表
通过安装 RFID设备,用 户和服务商可 以随时随地获 取用电情况,及 时改变其用电 模式。远程选 择或关闭付费 模式。电网上 的传感器,可 以协助检测波 动和停电,大 幅度减小系统 的峰值负荷 。
物联网应用-整合的医疗平台
根据需 要通过医院 的各系统收 集并存储患 者信息,并 将相关信息 添加到患者 的电子医疗 档案,所有 授权和整合 的医院都可 以访问.
全球眼视频服务器 (本地录像)
监控点
采集点n
.
摄像机及云台
. . ...
. 摄像机及云台
含可移动摄像机
. . ...
物联网总体应用前景
在国家大力推动工业化与信息化两化融合 的大背景下,物联网将是工业乃至更多行业 信息化过程中一个比较现实的突破口。一旦 物联网大规模普及,无数的物品需要加装更 加小巧智能的传感器。用于动物、植物、机 器等物品的传感器与电子标签需求量巨大。
电磁频谱图
RFID技术实例
图为日本东京大学 坂村健教授在介绍 RFID。 萝卜上的RFID记录 了整个萝卜生产信 息(产地、施肥、 农药),运输信息 等。买家在超市可 以追踪这些信息。
桌子上的烟、酒、 饮料都有RFID。
RFID技术的典型应用
物流和供应管理 生产制造和装配 航空行李处理 邮件/快运包裹处理 文档追踪/图书馆管理 动物身份标识 运动计时 门禁控制/电子门票 道路自动收费
物联网应用-城市安全监控
利用部署在 大街小巷的全 球眼监控探头, 实现图像敏感 性智能分析并 与110、119、 112等交互,实 现探头与探头 之间、探头与 人、探头与报 警系统之间的 联动,从而构 建和谐安全的 城市生活环境。
网络存储单 元
数字显示墙 (电视墙)
控制台
客户监控中心
数字矩阵
视频分发单元
物联网应用-电子健康档案系统
通过可靠的 门户网站集中进行 病历整合和共享, 这样各种治疗活动 就可以不受医院行 政界限而形成一种 整合的视角。有了 电子健康档案系统, 医院可以准确顺畅 地将患者转到其他 门诊或其他医院, 患者可随时了解自 己的病情,医生可 以通过参考患者完 整的病史为其做出 准确的诊断和治疗。
物联网基础知识
物联网三个重要特征:
1、全面感知,利用射频识别(RFID),传 感器,二维码等随时随地获取物体的信息;
2、可靠传递,通过各种网络与互联网的融 合,将物体的信息实时准确地传递出去;
3、智能处理,利用云计算,模糊识别等各 种智能计算技术,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。
IPv6地址
物联网的前提是必须为物体赋以独一无二 的地址。 现有标准IPv4(互联网协议第四版)只支 持大概40亿(232)个网络地址,平均每个 人不到1个,人都不够分。 IPv6是一种互联网协议标准,是IPv4的更新 版 Pv6支持2128(约3.4 ×1038)个地址,
这等价于在地球上每平方英寸有 4.3×1020个地址(6.7×1017地址/mm2) IPv6标准以丰富的地址资源使得物联网 成为可能。
中心管理服务器
网络存储单元
10M/100M专线/VPN
监控管理平台
视频监控网
互联网/专线/VPN
互联网/专线/VPN
报警输出 报警输入 采集点1
Βιβλιοθήκη Baidu
POWERFAULT DATA ALARM
全球眼视频服务器 (本地录像)
监控点
采集点n

互联网/VPN
访问客户端
报警输出 报警输入 采集点1
POWERFAULT DATA ALARM
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