物联网第1章
物联网技术与应用_第1章 概述
1.1.3 物联网概念解析
物联网仍以互联网为基础和核心，其用
户端由互联网中的人扩展为一般物品；
物联网在互联网的接入方式和端系统上 进行了延伸，利用射频识别技术和传感 器网络等使物品具有自我表达能力，从 而实现人与物、物与物间的信息交流和 资源共享； 物联网的本质是将世界上的人、物、网与社会融合为一个整体，将人类社 会的所有活动，包括经济活动、社会活动、生产活动和个人活动等融合到 统一的物联网基础之上运行，构成一个动态全球信息基础设施。
在物联网时代，会有大量的信息需要传输和处理，这要求有一个与之匹配的
网络化管理平台，完成数据管理和整合，在平台上对各种感知信息进行收集，然后 对其分门别类的管理，并进行有指向性的传输，建立一个如此庞大的网络体系结构 仅凭单个企业难以完成。
1.4 物联网发展中面临的问题--5
中科院感知中国对概念的解读
物联网是全球信息化发展的新阶段，从信息化向智能化提升。
在已经发展起来的传感、识别、接入网、无线通讯网、互联网、云计
算、应用软件、智能控制等技术基础上的集成、发展和提升。
物联网本身是针对特定管理对象的“有限网络”，是以实现控制和管
理为目的，通过传感/识别器和网络将管理对象连接起来，实现信息感 知、识别、情报处理、态势判断和决策执行等智能化的管理和控制。
1.2.1 互联网是物联网的实现基础
互联网的发展经历了研究网、运行网、商业网三个阶段，目前所使用的通信 技术都可以支持物联网的信息传输，因此不需要为物联网专门建行基础的通信网络， 但物联网所需要的底层感知技术和上层的智能信息处理技术是传统的互联网所不具
备的，所以，在物联网的实现过程中互联网为其通信服务提供了基础，而物联网的
1.4 物联网发展中面临的问题--2
第1章 物联网安全需求分析
身份认证：确保设备身份的 真实性和唯一性
安全更新：定期更新设备固 件和软件，以应对新的安全
威胁
异常检测：检测设备异常行 为，及时采取应对措施
安全隔离：将不同设备进行 隔离，防止恶意软件扩散
物联网数据安全技术需求
数据加密：确保数据在传输过程 中的安全性
数据访问控制：确保只有授权用 户才能访问数据
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
数据完整性：确保数据在传输过 程中不被篡改
数据备份与恢复：确保数据在发 生故障时能够及时恢复
物联网应用安全技术需求
访问控制：限制用户访问权 限，防止越权操作
身份认证：验证用户身份， 防止非法访问
数据加密：确保数据传输过 程中的安全性
安全审计：记录用户操作行 为，便于追溯和审计
物联网合规性要求
遵守法律法规：确保物联网设备符合相关 法律法规的要求
隐私保护：保护用户隐私和数据安全，防 止数据泄露
安全认证：确保物联网设备通过安全认证， 如ISO27001等
风险评估：定期进行风险评估，确保物联 网设备的安全性
安全更新：定期进行安全更新，确保物联 网设备的安全性
合规性审计：定期进行合规性审计，确保 物联网设备的合规性
风险评估：识 别物联网系统 中存在的安全
风险
风险监测：实 时监测物联网 系统的安全状
态
风险预警：及 时发现并预警 潜在的安全风
险
风险响应：制 定并实施应对 安全风险的措
施
物联网安全应急响应与处置
建立物联网安全应急响应机制，及时发现和处置安全事件 制定物联网安全处置预案，明确处置流程和责任人 加强物联网安全监测和预警，及时发现潜在的安全威胁 建立物联网安全信息共享平台，促进信息交流和协作应对
物联网概论(ppt 66张)
1.1.4 物联网与我国战略性新兴产业
• 2009年8月7日，国务院总理温家宝在无锡视察 时发表了重要的讲话，提出“感知中国”的战略 构想，指示要抓住机会，大力发展物联网技术 与产业。 • 2010年3月5日，国务院总理温家宝在十一届全 国人大三次会议上作政府工作报告中指出：“ 国际金融危机正在催生新的科技革命和产业革 命。发展战略性新兴产业，抢占经济科技制高 点，决定国家的未来，必须抓住机遇，明确重 点，有所作为。转变经济发展方式刻不容缓， 大力培育战略性新兴产业”。
1.2.3 物联网的研究背景
1. 信息世界与物理世界的融合 （1）信息世界的发展
互联网的广泛应用造就了人类历史上最庞大的 信息世界 • • • • 2005年互联网包含的数据量约为5×109GB 2007年约为281×109GB 2008年约为487×109GB 从2009到2011年数据以每年60%的速度增长
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 • 互联网的大规模应用带来了大批用户接入的需求，促 进了接入技术的发展，推动了宽带城域网技术的发展 • 基于Web的电子商务、电子政务、远程医疗、远程教 育，以及基于对等结构的P2P网络、移动通信技术与移 动互联网的应用，使得互联网的应用以超常规的速度 发展 • 无线局域网、无线城域网与无线自组网、无线传感器 网络与无线个人区域网的研究与应用为物联网的发展 奠定了基础
第 1章 物联网1章 知识点结构
物联网发展的社会背景
物联网发展的技术背景
物联网定义
物联网的技术特征
物联网的体系结构模型* 物联网关键技术
《物联网概论》电子教案
《物联网概论》电子教案第一章：物联网概述1.1 物联网的定义解释物联网的概念强调物联网的关键特征1.2 物联网的发展历程简述物联网的起源和发展阶段介绍物联网的重要里程碑事件1.3 物联网的应用领域列举物联网在不同行业的应用案例分析物联网在各领域的优势和挑战1.4 物联网的未来趋势探讨物联网的发展方向和趋势预测物联网对社会的潜在影响第二章：物联网技术基础2.1 物联网的基本组成解释物联网的基本组成部分及其作用强调物联网设备之间的互联互通2.2 传感器技术介绍传感器的基本原理和种类强调传感器在物联网中的关键作用2.3 通信技术解释物联网中常用的通信技术讨论不同通信技术的优缺点和适用场景2.4 数据处理与分析介绍物联网中的数据处理和分析方法强调大数据和云计算在物联网中的应用第三章：物联网应用案例分析3.1 智能家居分析智能家居领域的物联网应用案例强调物联网在提高生活质量方面的作用3.2 智慧城市分析智慧城市领域的物联网应用案例强调物联网在城市管理和社会服务方面的优势3.3 工业物联网分析工业领域的物联网应用案例强调物联网在提高生产效率和降低成本方面的作用3.4 医疗健康分析医疗健康领域的物联网应用案例强调物联网在提高医疗服务质量和效率方面的优势第四章：物联网安全与隐私4.1 物联网安全问题概述介绍物联网面临的安全威胁和挑战强调物联网安全的重要性4.2 物联网安全技术介绍物联网安全技术的种类和应用强调加密技术和身份认证在物联网安全中的关键作用4.3 物联网隐私保护讨论物联网在收集和使用个人数据时面临的隐私问题强调保护用户隐私的重要性和措施4.4 物联网安全与隐私的发展趋势探讨物联网安全与隐私的未来发展趋势预测物联网安全与隐私的潜在挑战和解决方案第五章：物联网的发展与挑战5.1 物联网的政策与标准讨论物联网政策和标准的重要性强调政府和企业方面的作用和责任5.2 物联网技术的发展趋势分析物联网技术的未来发展趋势强调技术创新对物联网发展的推动作用5.3 物联网的商业应用与市场前景分析物联网在商业领域的应用和市场前景强调物联网对经济发展的潜在影响5.4 物联网面临的挑战与解决方案讨论物联网在发展过程中面临的挑战提出解决方案和应对策略，以推动物联网的健康发展第六章：物联网协议与标准6.1 物联网协议概述介绍物联网中常用的通信协议，如MQTT、CoAP等强调协议在物联网设备互联互通中的作用6.2 物联网标准组织与规范介绍物联网领域的知名标准组织和相关规范强调标准化在推动物联网发展中的重要性6.3 物联网协议与标准的发展趋势分析物联网协议与标准的未来发展趋势预测物联网标准化进程中的潜在挑战和机遇6.4 我国在物联网协议与标准方面的进展介绍我国在物联网协议与标准方面的研究成果和应用案例强调我国在物联网领域的发展地位和影响力第七章：物联网技术在农业领域的应用7.1 农业物联网概述解释农业物联网的概念和发展前景强调物联网在现代农业生产中的作用7.2 农业物联网应用案例分析分析农业领域的物联网应用案例，如智能温室、农田监测等强调物联网在提高农业产量和降低生产成本方面的优势7.3 农业物联网的关键技术介绍农业物联网中的关键技术，如土壤传感器、气象监测等强调这些技术在农业物联网中的关键作用7.4 农业物联网的发展趋势与挑战分析农业物联网的未来发展趋势和面临的挑战提出解决方案和应对策略，以推动农业物联网的发展第八章：物联网技术在交通领域的应用8.1 交通物联网概述解释交通物联网的概念和发展前景强调物联网在智能交通系统中的作用8.2 交通物联网应用案例分析分析交通领域的物联网应用案例，如智能交通信号灯、无人驾驶等强调物联网在提高交通效率和降低交通事故率方面的优势8.3 交通物联网的关键技术介绍交通物联网中的关键技术，如车联网、传感器技术等强调这些技术在交通物联网中的关键作用8.4 交通物联网的发展趋势与挑战分析交通物联网的未来发展趋势和面临的挑战提出解决方案和应对策略，以推动交通物联网的发展第九章：物联网技术在环境监测领域的应用9.1 环境监测物联网概述解释环境监测物联网的概念和发展前景强调物联网在环境保护和可持续发展中的作用9.2 环境监测物联网应用案例分析分析环境监测领域的物联网应用案例，如空气污染监测、水质监测等强调物联网在提高环境监测水平和应对环境危机方面的优势9.3 环境物联网的关键技术介绍环境监测物联网中的关键技术，如传感器技术、数据分析等强调这些技术在环境监测物联网中的关键作用9.4 环境物联网的发展趋势与挑战分析环境物联网的未来发展趋势和面临的挑战提出解决方案和应对策略，以推动环境物联网的发展第十章：物联网技术的创新与未来发展10.1 物联网技术创新概述介绍物联网领域的创新技术和应用案例强调技术创新在推动物联网发展中的关键作用10.2 物联网技术的未来发展趋势分析物联网技术的未来发展趋势和潜在应用领域预测物联网技术对社会的深远影响10.3 物联网发展的挑战与解决方案讨论物联网在发展过程中面临的挑战提出解决方案和应对策略，以推动物联网的健康发展10.4 我国物联网发展的战略布局与展望介绍我国物联网发展的战略目标和政策措施强调我国在物联网领域的发展潜力和前景重点和难点解析重点环节1：物联网的定义和关键特征物联网是一个庞大且复杂的网络系统，连接了各种物品和设备，使其具有智能化和互联互通的特点。
《物联网导论》第1章 物联网概述
乐道的是贫困的大妈因为住在网络中心楼上就发财3千 万的故事，还有王菲的相约九八。 1999年我参加原信息产业部一个代表团到日内瓦参观电 信展，正值邮政综合计算机网规划建设期间，因为其 中有邮政指挥这一部分，大家都很关注相关的内容。 展览会上有人极力宣传IoT/IoM等一系列概念，有点闹 笑话的是，那时候我还以为IoM就是Internet of Money， 这么想也有一定的合理性，因为那时候都把金融流和 物流挂在嘴边，几年之后看一篇文章才意识到IoM是 Internet of Media的简写。 2001~2004年跟随倪明选老师做科研，第一个题目就是 利用RFID做位置的感知，基于系统实验发表了 “LANDMARC:Indoor Location Sensing Using Active RFID”
立车辆间网络辅助安全与自动化驾驶。CPS企图超越已 有传感网系统自成一体、计算设备单一、缺乏开放性 等缺点，更注重多个系统间的互联互通，并开发标准 的互联协议和解决方案，同时强调与互联网进行联通， 真正实现开放的、动态的、可控的、闭环的计算和服 务支持。 2009年1月28日，美国总统奥巴马在与美国工商业领袖 举行的“圆桌会议”上，打破这个僵局，他对IBM提 出的“智慧地球”概念给予了非常积极的回应：“经 济刺激资金将会投入到宽带网络等新兴技术中去，毫 无疑问，这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的 方式。”“智慧地球”主张更透彻的感知，更全面的 互联互通和更深入的智能化。奥巴马的经济振兴计划 的核心就包括兴建高速公路等基础设施，对互联网宽
场、公路、建筑物、交通工具等；另一方面，人们也在 不遗余力地发展包含数据中心、个人计算机、宽带网 络等的信息世界。两者是如此地割裂为两个次元。但 现代经济的发展显然开始要求将计算技术拓展到整个 人类生存和活动的空间，将人类的物理世界网络化、 信息化，实现物理世界与信息系统整合统一。 最先意识到这一点的还是要算美国国家科学基金会 （National Science Foundation），在近几年推出了 Cyber-Physical Systems(CPS)研究计划。CPS追求有效地 连接诸如自动驾驶汽车、机器人、嵌入式医疗器械等 物理设备，在物理设备和网络基础上，通过开发智能 计算、通信，控制及新型传感技术，提供智能化的、 快速响应的、因应用户需求的高质量服务，如结合传 感器网络与移动通信技术的紧急救险与自动导航、建
第1章 物联网概论
第一类新型服务包括提高道路安全的 汽车通信， 汽车通信，通过操作能源家庭装置更加理 性地使用家庭能源的方式， 性地使用家庭能源的方式，而“周边协助 生活”目的在于不引人注视的情况下， 生活”目的在于不引人注视的情况下，在 日常生活中对老年人提供帮助。 日常生活中对老年人提供帮助。
第二类的服务范例包括一个虚拟的失 物招领办公室， 物招领办公室，这是一个接收来自失主的 呼求的移动基础设备， 呼求的移动基础设备，或者是其风险可以 被很好估计的保险（ 被很好估计的保险（而且甚至可以降低风 只有投保人是“明智的” 险）只有投保人是“明智的”。 另一个Internet的驱动是现实世界提 另一个 的驱动是现实世界提 供给信息系统的意识。 供给信息系统的意识。
在内网、专网或 环境下， 在内网、专网或Internet环境下，采用适 环境下 当的信息安全保障机制， 当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至 个性化的实时在线监测、定位追溯、 个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联 调度指挥、预案管理、远程控制、 动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全 防范、远程维保、在线升级、统计报表、 防范、远程维保、在线升级、统计报表、决 策支持、领导桌面等管理和服务功能， 策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现 万物” 高效、节能、安全、环保” 对“万物”的“高效、节能、安全、环保” 一体化TaaS（Everything 的“管、控、营”一体化 （ as a Service）服务。 ）服务。
EPC网络的目的不单是用 网络的目的不单是用RFID技术识别物 网络的目的不单是用 技术识别物 同样可以用来简化进程和交换所获数据。 体，同样可以用来简化进程和交换所获数据。 EPCIS（EPC Information Services）标准 （ ） 代表了该网络的一个基本组成部分， 代表了该网络的一个基本组成部分，而且它已 经被许多软件制造商支持。 经被许多软件制造商支持。
物联网概论-第1章 绪论
物 联 网 概 论
1.3.3 物联网国内发展概况
科技部“863”计划分二期对RFID拨专项资金，鼓 励产、学、研、用等单位联合承担课题，促进RFID技术 与产业的发展。 2010年3月教育部下发了“教育部办公厅关于战 略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知”，全国 几十所高校开始创办物联网专业，并从2010年开始招收 物联网专业的学生。
物 联 网 概 论
1.4.3 泛在网络的愿景
泛在网络（Ubiquitous Network）是指无所不在的 网络。“泛在网络”是为了打破地域限制，以无所不在、 无所不包、无所不能为基本特征，以实现在任何时间、 任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信为目标，按 需进行信息的获取、传递、存储、认知、决策和使用等 服务。
物 联 网 概 论
物 联 网 概 论
物 联 网 概 论
物 联 网 概 论
1.3.3 物联网国内发展概况
2009年8月，温家宝总理考察无锡微纳传感网 工程技术研发中心，掀起了我国物联网的高潮。 2009年9月，“传感器网络标准工作组成立大会及 ‘感知中国’高峰论坛”在北京举行。2009年11 月，温家宝总理在北京人民大会堂向首都科技界 发表的“让科技引领中国可持续发展”讲话，提 出要着力突破物联网的关键技术。
物 联 网 概 论
1.5.3 H2H与T2T的发展路线
物品到物品（T2T）的通信也是主要沿着两 条路线向前发展，一条路线是IP化，一条路线是智 能化。 T2T通信的IP化，是指未来的物联网将给所 有的物品都设定一个标识，实现“IP”到末梢。 T2T通信的智能化，是指物品更加智能，这需要有 对海量数据实时准确处理的能力，随着“云计算” 等技术的不断发展和成熟，这一难题将得到解决。
第一章物联网习题及答案
第一章习题及答案1、中国对物联网是怎样定义的？答：我国信息技术标准化技术委员会所属传感器网络标准工作组的2009年9月的工作文件，对传感器网络的定义是：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。
我国工信部和江苏省联合向国务院上报的《关于支持无锡建设国家传感网创新示范区(国家传感信息中心)情况的报告》中传感网的定义是：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。
2、说明物联网、传感网与泛在网之间的关系。
答：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。
3、说明物联网的体系架构及各层次的功能。
答：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。
物联网的感知层主要完成信息的采集、转换和收集；网络层主要完成信息传递和处理；应用层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。
4、说明物联网的技术体系架构及各层次的关键技术。
答：物联网的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。
感知层是物联网发展和应用的基础，包括传感器等数据采集设备，是数据接入到网关前的传感器网络RFID技术、传感控制技术、短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术。
物联网的网络层一般建立在现有的移动通讯网或互联网的基础之上。
实现更加广泛的互联功能。
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。
物联网技术及应用1.物联网概述
✓1965年前后发生的变革以大型机为标志 ✓1980年前后以PC个人计算机的普及为标志 ✓1995年前后则发生了互联网革命 ✓2010年又会是什么呢？
➢ 专家、机构和业界人士普遍认为应该是将IT技术由人类引入物体 的物联网—万物相联的网络，即“Internet of Things，IoT”
➢通信网、互联网、传感网和物联网的关系
…
服务连接 Internet of Services
物体定位 目标跟踪 环境感知 智能家居 虚拟现实 智能计算
…
物体连接 Internet of Things
物体定位 目标跟踪 环境感知 智能家居 虚拟现实 智能计算 人工智能
…
物体连接 Internet of Things
1998
2006
时间
2009
物联网技术及应用
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
➢ U社会—泛在社会( Ubiquitous Society )，可实现“四A通信(Anyone，Anytime， Anywhere， Anything )”，即把社会中所有的物体都可以纳入通信的对象。
应
用
网上浏览
规
电子邮件
模
…
用户连接 Internet
从Internet到IoT
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
11
核心技术：感知识别层
• 通过感知识别技术，让物品“开口说话、发布信息”是 融合物理世界和信息世界的重要一环，是物联网区别于 其他网络的最独特的部分。
• 物联网的“触手”是位于感知识别层的大量 信息生成设备，既包括RFID、无线传感器等信息自动 生成设备，也包括各种智能电子产品，例如智能手机、 平板电脑、笔记本电脑等。
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
16
感知识别层技术举例： 智能信息设备
• 传统智能设备：
• 个人计算机（PC）/个人数字助理（PDA）
• 物联网时代新智能设备：
• 数字标牌（实时信息互动） • 智能电视（具有全功能的互联网，个性化体验） • 智能手机
17
核心技术－网络构建层
移动互联网
3G/4G
互联网
物联网的核心网络
无线低速网
Bluetooth ZigBee
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.
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。
物联网控制技术-第1章物联网控制技术
教材：
王万良，物联网控制技术，高等教育出版社， 2016
1
Modern Control Engineering
第1章 物联网控制技术概述
教材：
王万良，物联网控制技术，高等教育出版社， 2016
第1章 概述：物联网控制技术的概念
物联网控制系统是以物联网为基础的计算机控制 系统。
物联网是由各种具备联网能力的设备经由相互连 接构成复杂网络结构。
直接网络控制结构和间 接网络控制结构可以抽象表 示成如图所示的形式。
物联网络作为系统各部 分进行信息传输的介质，为 系统中所有的传感器、执行 器和控制器所共享，负责质 量信号、控制信号以及状态 反馈等信号的传输任务。
物联网控制系统的抽象结构 5
第1章 概述：计算机控制系统的基本组成
算机控制系统的典型结构 图如图所示。其中数字计 算机及A/D、D/A转换器 等统称为计算机系统。它 的主要作用是，根据接受 的被控对象以及外界的有 关信息，按选定的算法进 行变换处理并产生必要的 控制指令输出作用于被控 对象。
计算机控制系统的典型原理 结构图
6
第1章 概述：计算机控制系统的基本组成
计算机控制系统的硬件 组成
计算机控制系统必须有一 套性能良好的硬件支持才可有 效地运行。这些硬件应当包括: 计算机、外部设备、测量装置 以及执行装置。右图表示计算 机控制系统硬件配置的基本组 成，图中点画线框所包围部分 为实时控制所必需的计算机系 统的最小配置。
计算机在系统软件支持下实现各种应用功能 的专用程序。一般包括控制算法程序、输入 输出接口程序、监控程序及信息管理程序。 一般情况下，应用软件应由计算机控制系统 设计人员根据所选用的硬件及软件环境和系 统要求开发编写。
第1章 物联网的安全架构
（4）、综合应用层（例子）
智能物流
A
智能交通
B
绿色建筑
C
智能电网
D
环境监测
E
Байду номын сангаас
智能物流
智能物流是利用集成智能化技术，使物流系统能模仿人的智能，具有思维， 感知，学习，推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。智能物流的未来 发展将会体现出四个特点：智能化，一体化和层次化，柔性化与社会化。在 物流作业过程中的大量运筹与决策的智能化；以物流管理为核心，实现物流 过程中运输，存储，包装，装卸等环节的一体化和智能物流系统的层次化； 智能物流的发展会更加突出“以顾客为中心”的理念，根据消费者需求变化 来灵活调节生产工艺；智能物流的发展将会促进区域经济的发展和世界资源 优化配置，实现社会化。 通过智能物流系统的四个智能机理，即信息的智 能获取技术，智能传递技术，智能处理技术，智能运用技术。
标签本身访问的缺陷：任何用户都 可以通过合法的阅读器读取RFID标 签。
通信链路的安全。
移动RFID的安全：主要存在假冒和 非授权服务访问的问题。
网络层安全
物联网网络层主要实现信息的转 发和传送，它将感知层获取的信 息传送到远端，为数据在远端进 行只能处理和分析决策提供强有 力的支持。
数据中心是一整套复杂的设施，它不仅仅包括计算机系统和其他与之配套 的设备（通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、 监控设备以及各种安全装置。数据中心有严格的标准：1.选址和布局，2.缆 线系统，3.可靠性分级，4.能源系统，5.降温系统。
第一章物联网习题及答案
第一章物联网习题及答案第一章物联网习题及答案1. 物联网的定义是什么？请简要描述。
物联网是指通过互联网连接和通信技术将各种物理设备和对象相互连接，实现信息的收集、交互和处理的一个网络系统。
简而言之，物联网是一种能够使物理世界与数字世界相互连接的技术。
2. 物联网的特点有哪些？物联网具有以下特点：- 广泛连接：物联网能够连接各种设备和对象，包括传感器、智能手机、车辆、家电等。
- 大规模部署：物联网可以实现大规模的设备部署和管理，覆盖范围广。
- 实时通信：物联网能够实现设备之间的实时通信和数据交互。
- 数据驱动：物联网依赖于数据的收集、分析和利用，以提供更智能的服务和决策支持。
- 安全保障：物联网需要具备数据的安全、隐私保护和防护措施，以应对潜在的安全风险。
3. 物联网在哪些领域具有应用前景？物联网具有广泛的应用前景，涉及的领域包括但不限于：- 智能家居：通过物联网技术实现家庭设备的智能化管理，提高生活品质和节能效果。
- 智慧城市：利用物联网技术构建智慧城市基础设施，提升城市运行效率和居民生活便利性。
- 工业自动化：借助物联网技术实现工业设备的远程监控与管理，提高生产效率和安全性。
- 农业领域：应用物联网技术对农作物进行监测、生长管理，提高农业生产效率和资源利用率。
- 交通运输：利用物联网技术实现交通设施的智能化管理，提高交通安全和运输效率。
- 医疗保健：借助物联网技术实现医疗设备的远程监测和健康管理，提供个性化的医疗服务。
4. 物联网的发展面临哪些挑战？物联网的发展面临以下挑战：- 安全和隐私：物联网涉及大量的数据传输和信息交换，如何保障数据的安全性和用户隐私是一个重要问题。
- 标准和协议：由于物联网涉及多种设备和系统之间的连接，如何制定统一的标准和协议是一个挑战。
- 网络覆盖和可靠性：物联网需要稳定的网络连接和广泛的覆盖范围，但在某些地区和环境下存在网络覆盖不足的问题。
- 数据管理与分析：物联网产生的海量数据如何高效地收集、存储、管理和分析也是一项挑战。
物联网概论-第1章-绪论
3
物联网概论
第1章 绪论
《黑客帝国》 展现了一个极端的例 子，展现了信息网络 所创造的虚拟世界与 现实世界发生冲突和 分裂的可能性。
7
物联网概论
第1章 绪论
物联网的目标：
现实世界与虚拟世界的融合
在信息网络高速发展、 信息技术高度发达的今天，
8
物联网概论
物联网概论
第1章 绪论
•第1章 绪论 •第2章 物联网体系架构 •第3章 全球物品编码 •第4章 射频识别系统 •第5章 传感器与无线传感网 •第6章 物联网通信 •第7章 物联网网络服务 •第8章 物联网中间件 •第9章 物联网安全机制 •第10章 智慧地球与物联网应用
28
物联网概论
第1章 绪论
1.3 物联网的发展概况
1.3.1 物联网概念的诞生 1.3.2 物联网国外发展概况 1.3.3 物联网国内发展概况
29
物联网概论
第1章 绪论
1.3.1 物联网概念的诞生
物联网的概念是美国麻省理工学院（MIT）于1999年 提出的。物联网真正受到广泛关注，是国际电信联盟重新定 义了物联网的概念。2005年11月17日，在突尼斯（Tunis）举 行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发 布了《ITU互联网报告2005：物联网》（ITU Internet Reports 2005：The Internet of Things），正式提出了“物联网”的概 念。
17
物联网概论
第1章 绪论
1.1 物联网的概念
从层次的维度，物联网是一个层次化的网络
第一层是感知网络 第二层是传输网络 第三层是业务和应用网络
18
物联网概论
第1章 绪论
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
26
（4）智能物体与嵌入式技术的关系
智能物体的感知、通信与计算能力的大小应该 根据物联网应用系统的需求来确定 智能物体都应该是一种嵌入式电子装置 ，或者 是装备有嵌入式电子装置的人、动物或与物体 嵌入式电子装置可能是功能很简单的RFID芯片， 也可能是一个功能复杂的无线传感器节点 嵌入式电子设置可能使用简单的微处理器芯片 和小的存储器，也可能使用功能很强的微处理 器芯片和大的存储器
建设智慧地球的步骤： 1. 将各种创新的感知技术嵌入到各种物体 和设施中，从而使物理世界被极大程度 的数据化。 2. 随着网络的高度发达，人、数据和各种 物体都将以不同方式联入到网络。 3. 利用先进的信息技术和超级计算机对海 量数据进行整理、加工和分析，将“冷 冰冰”的数据转化成“活生生”的信息 和知识，帮助人们做出正确的决策和行 动。
22
理解物联网的定义与技术特征需要注意的3个基本的问题：
物联网是在互联网基础上发展起术与应用的简单扩展
互联网扩大了人与人之间信息共享的深度与广 度，物联网更加强调它在人类社会生活的各个 方面、国民经济的各个领域广泛与深入地应用 物联网的主要特征是：全面感知、可靠传输、 智能处理
4. 智慧地球、物联网、互联网与云计算的关系
智慧地球
互联网 云计算
物联网
1.1.5 欧盟与各国政府发展物联网产业的规划
1. 欧盟发展物联网产业的规划 第一阶段（2010年前）：基于RFID技术实现低功耗、低成 本的单个物体间的互联，并在物流、零售、制药等领域开展 局部的应用 第二阶段（2010～2015年）：利用传感网与无处不在的 RFID标签实现物与物之间的广泛互联，针对特定的产业制定 技术标准，并完成部分网络的融合 第三阶段（2015～2020年）：具有可执行指令的RFID标签 广泛应用，物体进入半智能化，物联网中异构网络互联的标 准制定完成，网络具有高速数据传输能力 第四阶段（2020年之后）：物体具有完全的智能响应能力， 异构系统能够实现协同工作，人、物、服务与网络达到深度 地融合
25
（3）对物联网标识符的理解
在互联网中，名字（name）、地址（address） 与路径（route）是由区别的 在物联网中，要实现全球范围智能物体之间的 互联与通信就必须解决物体标识问题 如果应用系统使用TCP/IP协议，可以为每一个 节点分配一个IPv4或Pv6地址 物联网中的RFID标签编码目前影响最大的两个 标准—电子产品编码（EPC）与泛在识别（UID） 标准
智慧地球战略的目标是将传感器嵌入和
装备到电网、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，并普遍连接，组成物联网， 实现人与物的融合。 将物联网与现有的互联网整合，实现人 类社会与物理系统的整合。整合的网络 中数据处理能力超强的计算集群会对整 合网络中的人员、机器、基础设施实施 实时的管理和控制，达到“智慧”的状 态。
15
2.
“感知中国”战略构想与《物联网“十二五” 发展规划》 2009年8月，国务院总理温家宝在无锡视察时发表 了重要的讲话，提出“感知中国”的战略构想。 2010年3月，十一届全国人大三次会议政府工作报 告中指出：“发展战略性新兴产业，抢占经济科 技制高点，决定国家的未来，必须抓住机遇，明 确重点，有所作为。转变经济发展方式刻不容缓， 大力培育战略性新兴产业”。 2011年3月发布的我国国民经济和社会发展“十二 五”规划纲要、中多次强调了“推动物联网关键 技术研发和在重点领域的应用示范。” 工业和信息化部于2011年11月发布了《物联网“十 二五”发展规划》。规划明确“十二五”期间我 国将重点发展9大领域的物联网应用示范工程，即 智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智 能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能 家居。
29
3. 物联网的目标是实现物理世界与信息世界的融合
物联网应用涵盖了小到家庭网络，大到工业控 制系统、智能交通系统，甚至是国家级、世界 级的应用 将催生很多具有“计算、通信、控制、协同和 自治”特点的智能设备与智能信息系统 帮助人类对物理世界具有“全面的感知能力、 透彻的认知能力和智慧的处理能力” 这种新的计算模式可以帮助人类在提高劳动生 产力、生产效率的同时，进一步改善人类社会 发展与地球生态和谐、可持续发展的关系
我国政府高度重视物联网产业发展的理由 主要基于以下三点： （1）希望在新一代信息技术革命中，通过 物联网的发展，跻身世界信息技术前列。 （2）物联网应用涉及经济与社会的各个方 面，关系国家经济命脉与公共安全。 （ 3）物联网产业会带动规模达到万亿量 级相关产业的发展。
3. 我国发展物联网产业的基础与有利条件 （1）发展物联网产业符合我国产业结构调整 和转型的需要。 （2）国际物联网技术与产业的发展尚处于起 步阶段，各国机会均等。 （3）物联网企业在资本市场上受到广泛欢迎， 可以得到充足的资金支持。 （4）国内企业的积极参与，各级政府的大力 扶植。
13
3. 日本政府关于物联网的发展规划 2009年7月，日本政府IT战略本部制定了新一 代的信息化战略—i-Japan战略2015 战略规划提出到2015年，让信息技术如同水 和空气一样融入每一个角落 针对电子政务、医疗保健、教育与人才等三 大核心公共事业领域 提出了智能电网、灾难应急处置、智能家居、 智能交通与智能医疗保健等项目
23
1.2.2 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” 能力的人或物 —智能物体（Smart Thing） / 智能对象（Smart Object）
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.
12
2. 韩国政府关于物联网的发展规划
韩国政府提出了泛在感知网络的概念 通过在各种物品中嵌入传感器，传感器之间自主地传 输和采集环境信息，通过网络实现对外部环境的监控 物联网重点发展的四大领域与计划： — u-City计划，推动智能城市建设 — Telematics示范应用计划，发展车用信息通信服务 — u-IT产业集群计划，加速新兴科技服务业的发展 — u-Home计划，推动智能家庭应用的发展
3
2.基于RFID的物联网研究 最有代表性的项目是Auto-ID 实验室的EPC 标准。其核心思想是： 为每一个产品分配一个唯一的电子标识 符—EPC码 EPC码存储在RFID标签的芯片中 通过无线数据传输技术，RFID读写器可 以通过非接触的方式自动采集到EPC码 连接在互联网中的服务器可以完成对EPC 码所涵盖内容的解析
物联网发展的历史进程
物联网的基本思想出现于20世纪90年代
1995 Bill Gates 《未来之路》 物物互联 2005 国际电信联盟 《ITU互联网报告2005：物联网》，指出 无所不在的“物联网”通信时代即将来临
2009 IBM “智慧地球”
2009起
欧洲、韩国、日本
“感知中国”
1.2 物联网技术的特征 什么是物联网
第1章 物联网概论
1
1.1 物联网发展的背景 1.1.1 比尔〃盖茨与《未来之路》 1.比尔〃盖茨与电子别针
1995年出版的《未来之路》 “物—物互联”的设想 “电子别针”与家庭电子服务设施接通 通过“电子别针”去感知来访者的位置，控制室内 的照明和温度，控制电话和音响、电视等家电设备
27
2. 物联网可以提供所有对象在任何时间、任何地点的 互联
28
实现物联网在任何时候、任何地点与任何一个物体通信 的要求，需要研究和解决以下几个基本的问题：
如何连接不同的物体？ 如何实现不同物体之间的通信？ 如何建立物联网的通信模型？ 如何保证物联网的服务质量？ 如何实现物联网中物体的命名、编码、 识别与寻址？ 如何保护物联网的信息安全与个人隐私？
20
物联网的一些定义
1.2 物联网技术的特征 1.2.1 物联网的定义
物联网是在互联网、移动通信网等通信网 络的基础上，针对不同应用领域的需求， 利用具有感知、通信与计算能力的智能物 体自动获取物理世界的各种信息，将所有 能够独立寻址的物理对象互联起来，实现 全面感知、可靠传输、智能处理，构建人 与物、物与物互联的智能信息服务系统。
3.EPC物联网的结构与基本工作原理
1.1.3 ITU与IOT研究报告
6
1.1.4 智慧地球与物联网
1.“智慧地球”战略提出的背景 2009年，IBM公司提出“智慧地球”概念 该构想迅速上升为美国的国家级发展战略， 美国政府投入巨额资金推动这一战略的落 实
2.智慧地球=互联网+物联网
14
1.1.6 物联网在我国的发展与战略性新兴产业
1.我国发展物联网的必要性 作为新一代信息技术的重要组成部分，物联网产 业的关联性、渗透性与带动型可以适应我国产业 结构调整与转型升级的需求。 发达国家在国际金融危机中遭受重创，经济复苏 缓慢乏力，结构调整优化需要较长的过程，这在 客观上为我国加快结构调整、缩短与发达国家之 间的差距提供了宝贵的时间和空间。我国面临的 重大战略任务是必须加快推动经济增长向依靠科 技进步、提高劳动者素质和管理创新转变，这些 转变无疑将会给物联网产业带来更大的发展契机。