1.1 揭开物联网的神秘面纱

01
物联网要以互联网 为基础发展起来；
02
RFID是实现物品与 物品连接主要手段。
二二
定义
1
由具有标识、虚拟个 体的物体/对象所组成 的网络，这些标识和 个体运行在智能空间， 使用智慧的接口与用 户、社会和环境的上 下文进行连接和通信。
2008 年 5 月， 欧洲智能系统集成技术平台 (EPoSS) IoT in 2002
普通对象设备化，自治终端互联化和 普适服务智能化是其三个重要特征。
物联网
03
是一个基于互联网、传统电信网等 信息载体，让所有能被独立寻址的 普通物理对象实现互联互通的网络。
一一
概念的提出
两个重Hale Waihona Puke Baidu观点
1999年MIT对物联网定义
￮ 把所有物品通过射频识别等信息传感设备 与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。
高度融合；
物
联
●异构设备互联化：各种异构设备利用通信模块和协议自组成网，异构网络通过
网
“网关”互通互联；
的
●联网终端规模化：物联网时代每一件物品均具通信功能成为网络终端，5-10年
产
内联网终端规模有望突破百亿；
业
特
●管理调控智能化：物联网高效可靠组织大规模数据，运筹学，机器学习，数据
征
挖掘，专家系统等决策手段将广泛应用于各行各业；
1.1 揭开物联网的神秘面纱
1.1 揭开物联网的神秘面纱
一
概念的提出
一一
概念的提出
从网络 结构上看
物联网是通过Internet将众多信息传感设备与应用系统连接起 来并在广域网范围内对物品身份进行识别的分布式系统。
实际是中国人的发明，整合了美国 CPS(Cyber-Physical Systems) 、 欧IoT(Internet of Things)和日本 U-Japan等概念。
事实上，物联网是现代信息技术发展到 一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提 升，将各种感知技术、现代网络技术和人工 智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与 物智慧对话，创造一个智慧的世界。
02
而 我 国 的 物 联 网 概 念 整 合 了 CPS(Cyber-
Physical Systems)、欧盟IoT（Internet of
以存储在标签中，然后用设备直接读取。 • 为物联网提供物体信息的系统除了传感网外，还有RFID、二维码、定位系统等。
实际上，GPS、语音识别、红外感应、激光扫描等所有能够实现自动识别与物 一物通信的技术都可以成为物联网的信息采集技术。
物体 智慧
物体能 “自动自发”
家用空调是物联网系统吗？
29
物体 智慧
物联感知与技术应用
单元1探寻物联网世界
探寻物联网世界
任务1 初识物联网
任务1 初识物联网
[任务目标]
1
【知识目标】 ·了解物联网的基本概念 ·掌握物联网的主要特点 掌握物联网与互联网的区别 ·了解物联网的起源、发展、机遇与挑战 了解物联网技术和标准化现状 【技能目标】 能够描述物联网的基本特征 能够描述物联网的现状和发展 【素质目标】 ·培养主动观察的习惯 ·培养独立思考的习惯 ·培养积极沟通的习惯 ·培养团队合作的习惯
智慧
保障
物物
互联
窗口
智能
应用
物体能 “自动自发”
物与物按特定的 组网方式连接
双向传递信息
翻译获取到的物 体信息
实现智能管理
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基础
物体
智慧
保障
物物
互联
窗口
智能
应用
物体能 “自动自发”
物与物按特定的 组网方式连接
双向传递信息
翻译获取到的物 体信息
实现智能管理
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五 关系
物联网与泛在网的关系 • 广义：目标一致 • 泛在网：侧重理想 • 物联网：侧重现实
是典型的互联网系统 ……
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…… 淘宝实现了商品信息不由
卖家录入，而是通过某种方 式实时自动获取…… 淘宝就升级为一个物联网系 统了！
27
五 关系
物联网与传感网的关系
• 包含关系：物联网包含传感网、RFID系统等 • 传感网：区域性比较强 • 物联网：行业性比较强 • 传感网主要探测的是自然界的环境参数，如温度、速度、压力等。 • 物体属性包括动态和静态两种，动态属性需要由传感器实时探测，静态属性可
五 关系
2009
五 关系
物联网就是第三代互联网
• 最早的是固定互联网，离开了连接线不可能进入网络。后来，随 着移动通讯的发展，出现了移动互联网。但不论移动的还是固定 的互联网，都是人和人相连。第三代互联网是人和物相连，这个 时候，我们把互联网叫做物联网。
信息感知 射频 信息传递 Internet 智能处理
五 关系
几种网络概念之间的关系
RFID系统 物联网IoT 无线传感网WSN
互联网Internet
泛在网Ubiquitous Network
五 关系
泛在网 Ubiquitous Network
是指基于个人和社会的需求，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使 用等服务，网络具有超强的环境感知、内容感知及其智能性， 为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务
五 关系
物联网与互联网的关系
• 物联网不是另起炉灶的新网，拥有悠久历史的互联网是物联网最重要的网络 基础，没有互联网便没有物联网。
• 物联网又不同于互联网，它是互联网的高级发展。互联网本质上实现人与人 之间的交流，构建了一个特别的电子社会，而“物联网”则是建立了人与物、 人与人、物与物之间的信息自由交流。
• 通过互联网了解某个对象，必须由人去收集这个对象的相关信息，处理后放 到网上才能供人们浏览。物联网则让对象(物体)自己“说话”，通过在物上 植入各种微型感应芯片，借助无线通信网络，与现在的互联网相连，就可以 让其“开口”。这样一来，人们不仅可以和物“对话”，物与物之间也能 “交流”。
• 互联网实现的是虚拟世界网络，物联网实现的是物理的、真实的世界网络。
③ 要有一定的存储功能； ⑦ 要有数据发送器；
④ 要有CPU；
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。
二 定义
IoT将物理世界和信息世界相联接
人机接口
智能卡
条形码
物理世界
传感器
三 特点
• ① 全面感知 • 利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。 • ②可靠传递 • 通过无线网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地
2
物联网是未来互联网的 整合部分，它是以标准、 互通的通信协议为基础， 具有自我配置能力的全 球性动态网络设施。 在这个网络中，所有实 质和虚拟的物品都有特 定的编码和物理特性， 通过智能界面无缝连接， 实现信息共享。
2009 年 9 月， 欧盟第七框架 RFID 和 互联网项目组报告
3
指通过信息传感设备， 按照约定的协议，把任 何物品与互联网连接起 来，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 理的一种网络。 它是在互联网基础上延 伸和扩展的网络。
●应用服务链条化：以工业生产为例，物联网技术覆盖从原材料引进、生产调度、
节能减排、仓储物流到产品销售、售后服务等各个环节；
●经济发展跨越化：物联网技术有望成为从劳动密集型向知识密集型，从资源浪
费型向环境友好型国民经济发展过程中的重要动力。
三 特点
物联网 的其他特点
从传感信息本身来看： ●多信息源：在物联网中会存在难以计数的传感器，每一个传感器都是一个 信息。 ●多种信息格式：传感器有不同的类别，不同的传感器所捕获，传递的信息 内容和格式会存在差异。 ●信息内容实时变化：传感器按照一定的频率周期性的采集环境信息，每一 次新的采集就会得到新的数据。
信息共享 人与人可远程沟通
互互联网
人与物、物与物可沟通 将物体连接到网络
物物联网
23
淘宝等电子商务网站，似乎建
淘立了宝人是与物商联品网之系间统的连吗接？。
当然不是！
24
在淘淘宝宝两上端的，商只品有信计息算，机是，怎解
决的是样卖放家到与淘买宝家网站的上沟的通？……
是商家在电脑上录入的。
25
…… 淘宝不是物联网系统，
2014年，
Things)和日本U-Japan等概念。
ISO/IEC JTC1 SWG5物联网特别工作组
简单明确，易于理解，
包含物联网重要特征和特点——互联和处理能力
二二
定义
物联网中“物”的涵义要满足以下条件才能够被纳入“物联网”范围
① 要有相应信息的接收器； ⑤ 要有操作系统；
② 要有数据传输通路； ⑥ 要有专门的应用程序；
和应用。
物联网 Internet of Things
是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力或执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息 传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。其中末端网包括各种实现与 物互联的技术，如传感器网络、RFID、二维码、短距离无线通信技术。移动通信模块等。是继电信网和互联网络。实 现人与人通信之后，着重连接物理世界的应用及相关产业，因此是走向泛在网的重要一步。
物体能 “自动自发”
物物 互联
物与物按特定的 组网方式连接 双向传递信息
传统空调的运行控制系统不 是可共享信息的网络，所以
空调不是物联网系统！
30
智能家居系统
物体 智慧
物体能 “自动自发”
物物 互联
温度传感器 智能空调
物与物按特定的
网络
智能 家居 App
组网方式连接
双向传递信息
管理平台
31
基础
物体
传递给用户。 • ③智能处理 • 利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术，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 • ④综合应用 • 根据各个行业、各种业务的具体特点，形成各种单独的物 联网业务应用，或者整个行业及系统的建设应用方案。
物联网 的主要
特点
三 特点
●感知识别普适化：无所不在的感知和识别将传统上分离的物理世界和信息世界
●在移动中 ●在户外 ●在室内(离开PC) ●通过PC
任何地点联结
●PC之间联结 ●人与人之间（H2H）不通过PC联结 ●人与物之间（H2T）通过普通装置联结 ●物与物之间（T2T）联结
任何物体联结
IoT的泛在性——三个维度
物联网运行的泛在性——三个维度
四 本质
• 美国权威咨询机构 forrester预测，到 2020年，世界上物物 互联的业务，跟人与 人通信的业务相比， 将达到30比1，因此， “物联网”被称为是 下一个万亿级的通信 业务。
从传感信息使用角度来看： ●物联网具备多角度过滤和分析的特征
从应用角度来看： ●物联网具备领域性和多样化的特征
四 本质
➢IoT概念的实质
通过嵌入在物品和设施中的传感和数据采集设备，将现实的物质世界极大程度 地数字化
通过对每一件物品的识别和通讯，将数据化的虚拟事物联入网络 利用信息技术对数据进行整理、加工和分析 根据数据处理和分析的结果，对物品作出管理和监控 是多个闭环组成的识别、处理和控制系统 因此，从用户实体角度来看，物联网就是“物-物”相联、 “物-人-信息-社
五 关系
“五网”传感网、通信网、互联网、物联网、泛在网的关系
传感网是信息感知网，是“物-物”互联； 通信网和互联网是信息传输和共享络，是“人-人”互联； 物联网则是传感网、通信网和互联网的渗透与融合，是 “物-人”互联。 “泛在网”则是指无处不在的社会网，包括现在和未来 所有网络的互联、互通和共融。 “智慧地球”的核心就是“更透彻的感知、更全面的互 联、互通和更深入的智慧化”。 泛在网和智慧地球的核心就是物联网。
会”相通、无处不在的智能化泛在网。
从技术角度来看，物联网就是：IT (Intelligent terminal)+3C（Computer, Communication, Control）+Internet”的多技术渗透融合网。
四 本质
任何时间联结
· 在移动中 · 在户外及室内 · 在夜晚 · 在白天
从传感信息的组织管理角度来看： ●信息量大：物联网上的传感器难以计数，每个传感器定时采集信息，不断 的积累， 形成海量的信息。 ●信息的完整度：不同的应用可能会使用传感器采集到的部分信息，存储的 时候必须保证信息的完整性，以适应不同的应用需求。 ●信息的易用性：信息量规模的扩大导致信息的维护、查找、使用的困难也 迅速增加，从海量的信息中方便使用需求的信息，要求易用性保证。
2010 年 3 月， 我国政府工作报告所附 的注释中物联网的定义
二二
定义
4
物联网实现人与人、 人与物、物与物之间 任意的通信，使联网 的每一个物件均可寻 址、联网的每一个物 件均可通信、联网的 每一个物件均可控制。
2010 年，邬贺铨院士
01
5
物联网是一个将物体， 人，系统和信息资源 与智能服务相互连接 的基础设施，可以利 用它来处理物理世界 和虚拟世界的信息并 作出反应。