物联网概论
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
物联网技术概论
物联网的安全特征
❖ 2）即使分别保证了感知控制层、数据传输层 和智能处理层的安全，也不能保证物联网的 安全。
因为物联网是融合几个层次于一体的大系统，许 多安全问题来源于系统整合；
物联网的数据共享对安全性提出了更高的要求； 物联网的应用将对安全提出了新要求，比如隐私 保护不不是单一层次的安全需求，但却是物联网 应用系统不可或缺的安全需求。
7.2 物联网的安全体系
❖ 感知层的安全挑战
⑴ 感知层的网络节点被恶意控制（安全性全部丢 失）；
⑵ 感知节点所感知的信息被非法获取（泄密）； ⑶ 感知层的普通节点被恶意控制（密钥被控制着
获得）； ⑷ 感知层的普通节点被非法捕获（节点的密钥没
有被捕获，因此没有被控制）； ⑸ 感知层的结点（普通节点或关键节点）受来自
❖ 近几年来不时爆出这样的破解时间，相关技 术人员或者通常意义下的“黑客”声称破解 了一种或多种使用RFID技术的产品，并可以 从中获取用户的隐私，或者伪造RFID标签。
7.3 RFID的安全和隐私
❖ （1）非法跟踪
攻击者可以非接触地识别受害者身上的标签，掌握受害者的位置信息，从而给非法侵 害行为或活动提供便利的目标及条件。跟踪是对位置隐私权的一种破坏。
❖ 7）扩展性
节点经常加入或失效会使网络的拓扑结构不断发生变化。传感器网络的可扩 展性表现在传感器节点数量、网络覆盖区域、生命周期、感知精度等方面的 可扩展性级别，安全保障机制必须提供支持可扩展性级别的安全机制和算法， 来使传感器网络保持正常运行。
7.3 RFID的安全和隐私
❖ 2008年8月，美国麻省理工学院的三名学生 宣布成功破解了波士顿地铁资费卡。更严重 的是，世界各地的公共交通系统都采用了几 乎同样的智能卡技术，因此使用它们的破解 方法可以“免费搭车游世界”。
《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。
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。
物联网概论
物联网概述1、物联网-概念物联网（The Internet of things）的概念是在1999年提出的，所谓物联网，简单的来说就是“物物相连的互联网”。
其定义为：物联网是指将各种信息传感设备及系统（如传感器网络、射频识别（RFID）、条码与二维码、红外感应器、激光扫描器全球定位系统和其它基于物-物通信模式（Machine to Machine M2M）的短程无线网络），通过各种接入网与互联网结合形成的一个巨大的智能网络，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
国际电信联盟（ITU）2005年的一份报告《ITU互联网报告2005：物联网》，描绘了“物联网”时代的蓝图：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。
由此可见，物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中。
它把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、大坝、供水系统、油气管道等各种物体中，然后将其与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制。
在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。
毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。
然而，不谈什么隐私权和辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。
人们正走向“物联网”时代，但这个过程可能需要很长很长的时间。
2、物联网-意义物联网的出现，把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。
在这个物物相联的世界中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。
物联网利用射频自动识别（RFID）技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。
可以说，物联网描绘的是充满智能化的世界。
物联网导论(概论)
教学安排
4学时
1.1 物联网的概念与定义
1.1.1 物联网的起源
1.1.2 物联网的概念与定义
1.1.3 物联网的特征
1.1.1 物联网的起源
1991年：美国麻省理工学院Kevin Ashton教授，首次提出物联网的概念。 1995年：比尔．盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网。 1999年：美国麻省理工学院建立了Auto-ID，提出“万物皆可通过网络互联”。 2005年：ITU互联网报告2005：物联网》。报告中提出：通过一些关键技术， 用互联网将世界上的物体都连接在一起，使世界万物都可以上网。
2. 源信息处理
一般来说采集的源信息需要经过一定的处理才能通过通信系统的传输 传送出去。这是因为传感器采集的信息一般是一个电压或电流信号，而这 样一个信号不能直接由通信系统传送，需经过一定的处理、编码、变换才 能传送。
3.信息传送
信息传送就是将经过处理的源信息通过通信系统传送到信息处理与应用部分。 它主要由通信系统组成，包括有线与无线通信系统。最简单的传输系统是两根导 线。
1.3.2 物联网应用
*智能物流 *智能交通 *智能家居 *环境监测 *金融与服务业 *智慧医疗 *智慧农业 *智慧工业 *智能电网 *国防军事
1.4 物联网涉及的主要学科及其知识体系
一级学科
二级学科
电子、通信与自动控制技术 电子技术 信息处理技术 通信技术 自动控制技术
计算机科学技术 计算机科学技术基础 人工智能 计算机系统与结构 计算机软件 计算机工程
欧盟定义：将现有的互联的计算机网络扩展到互联的物品网络。
国际电信联盟(ITU)的定义 物联网主要解决物品到物品( Thing to Thing, T2T)，人到物品(Human to Thing，H2T)，人到人(Human to Human，H2H)之间的互连。
物联网概论
一、绪论1、什么是物联网？简述物联网的概念。
物联网是在互联网概念的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品，进行信息交换和通信的一种网络概念。
物联网的定义是，通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，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。
2、物联网的三个技术特征是什么？全面感知、互联互通和只智慧运行。
11、什么是三网融合？“三网融合”是指电信网、广播电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容并逐步整合成为统一的信息通信网络。
“三网融合”并不意味着这三大网络的物理合一，而是指技术融合、业务融合、行业融合、终端融合及网络融合。
12、什么是传感网？传感网的定义为随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小结点，通过自组网的方式构成的网络。
传感网可以看成是传感模块和组网模块共同构成的一个网络。
现在谈到的传感网，一般是指无线传感网络。
13、什么是M2M？M2M即Machine to Machine，是一种以机器终端智能交互为核心、网络化的应用与服务。
目前绝大多数的机器不具备本地或者远程的通信和连网能力，M2M是一种理念，是所有增强机制设备通信和网络能力的总称。
M2M是物联网的雏形，是现阶段物联网的一种表现形式。
14、什么是CPS？CPS即信息物理系统，作为计算进程与物理进程的统一体，是集计算、通信与控制为一体的下一代智能系统。
CPS是在环境感知的基础上，深度融合计算、通信和控制能力的可控、可信、可扩展的网络物理设备系统。
CPS通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环，实现深度融合和实时交互，以安全、可靠、高效和实时的方式检测或者控制一个物理实体。
二、物联网体系结构1、物联网从上到下依次可以划分为哪三层？感知层、网络层和应用层2、感知层的功能是什么？感知层主要解决人类社会和物理世界数据捕获和数据收集的问题，用于完成信息的采集、转换、收集和整理。
物联网概论：学习物联网的基本概念和应用
物联网概论：学习物联网的基本概念和应用物联网（Internet of Things, IoT）是指通过互联网技术将各种物理设备相互连接，并能实时获取、交换和处理数据的网络系统。
在物联网中，传感器、数据收集设备和云计算等技术被广泛应用，使得各种设备能够互相通信和互相协作，为人们的生活和工作带来了诸多便利。
本文将介绍物联网的基本概念和应用，并分为以下几个部分：一、物联网的基本概念1. 物联网的定义：物联网是指通过互联网技术将各种物理设备连接起来，实现设备之间的信息交互和数据共享。
2. 物联网的核心技术：物联网依赖于一系列技术的支持，包括传感器技术、无线通信技术、云计算技术、大数据分析技术等。
3. 物联网的特点：物联网具有智能化、实时性、自主性、连通性等特点，能够实现设备的远程监控、智能控制和自动化管理。
二、物联网的应用领域1. 工业领域：物联网在工业生产中的应用称为工业物联网（Industrial IoT, IIoT），通过实时监测和远程控制设备，实现生产流程的智能化和自动化。
2. 农业领域：物联网可以应用于农业生产中，通过传感器监测土壤湿度、气温等指标，实现精准浇灌和智能化管理，提高农作物产量和品质。
3. 城市管理：物联网可以应用于城市管理中，通过监测设备和传感器，实现对交通、环境、能源等资源的智能监测和管理。
4. 医疗保健：物联网在医疗保健领域的应用称为医疗物联网（Medical IoT, MIoT），通过传感器监测患者的生命体征，实现远程诊断和健康管理。
5. 智能家居：物联网可以应用于智能家居中，通过连接各种家居设备，实现智能控制和远程监控，提高居民生活的便利性和舒适性。
三、物联网的发展趋势1. 人工智能与物联网的结合：人工智能技术的发展为物联网提供了更多的应用场景，通过将人工智能算法应用于物联网数据分析，可以实现更智能化的决策和控制。
2. 5G技术的应用：5G技术的广泛应用将极大提高物联网的通信速度和稳定性，进一步推动物联网技术的发展和应用。
物联网概论-第2章 物联网体系架构
物 联 网 概 论
2.4.5 物联网应用面临的挑战
标准是对社会生活和经济技术活动的统一规定， 标准的制定是以最新的科学技术和实践成果为基础，它 为技术的进一步发展创建了一个稳固的平台。目前还没 有全球统一的物联网标准体系，物联网处于全球多个标 准体系共存的阶段。物联网在我国的发展还出于初级阶 段，我国面临着物联网标准体系的建设问题。
物 联 网 概 论
2.4 应用层
2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 应用层功能 物联网中间件 物联网应用场景 物联网应用所需的环境 物联网应用面临的挑战 物联网应用前景展望
物 联 网 概 论
2.4.1 应用层功能
物联网应用层解决的是信息处理和人机交 互的问题，网络层传输而来的数据在这一层进入各 行各业、各种类型的信息处理系统，并通过各种设 备与人进行交互。应用层主要由二个子层构成，其 一是物联网中间件，其二是物联网应用场景。
物 联 网 概 论
2.2 感知层
2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 感知层功能 物品标识与数据采集 自组织网络 信息短距离传输
物 联 网 概 论
2.2.1 感知层功能
1. 信息获取。首先，信息获取与物品的标识符相关。其 次，信息获取与数据采集技术相关，数据采集技术主要 有自动识别技术和传感技术。 2. 信息短距离传输。信息短距离传输是指收集终端装置 采集的信息，并负责将信息在终端装置和网关之间双向 传送。
互联网是由计算机网络相互连接而成。从计算机 网络组成的角度来看，典型的计算机网络从逻辑上可以 分为两部分：资源子网和通信子网。资源子网由主计算 机系统、终端、连网外部设备、各种信息资源等组成。 资源子网负责全网的数据处理业务，负责向网络用户提 供各种网络资源和网络服务。通信子网由一些专用的通 信控制处理机和连接它们的通信线路组成，完成网络数 据传输、转发等通信处理的任务。
ch1-物联网概论(第2版)-崔艳荣-清华大学出版社
1物联网的核心和基础仍然是互联网，是 在互联网基础上的延伸和扩展的网络，但物联 网绝不同于互联网
•日韩基于物联网的“U社会”战略、欧洲“ 物联网行动计划”
•美国“智能电网”、“智慧地球”等计划相 继实施
•澳大利亚、新加坡等国也在加紧部署物联网 发展战略，加快推进下一代网络基础设施的 建设步伐。
IBM提出“智慧的地球”概念
物联网示意图
1.3.3 物联网国内发展概况
➢起步较早，在上世纪90年代 ➢科技部“863”计划第二批专项课题 ➢“感知中国” ➢《物联网“十二五”发展规划》
➢因为互联网并没有考虑到物与物连接的问题。
• 物到物（Things to Things，T2T），顾名 思义就是物与物的连接。
1.5.4 网络的泛化
• 1.下一代互联网
➢更大的地址空间 ➢更快 ➢更安全 ➢更及时 ➢更方便 ➢更可管理 ➢更有效
1.5.4 网络的泛化
• 2.三网融合
➢三网融合又叫三网合一，意指电信网络、有线 电视网络和计算机网络的相互渗透、互相兼容 、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络 ，其中互联网是其核心部分。
1.4.3 泛在网络
•泛在网络来源于拉丁语的Ubiquitous，
➢是指无所不在的网络，又称U网络。
•含义：
➢无所不在的网络社会将是由智能网络、最先进 的计算技术以及其他领先的数字技术基础设施 组成的技术社会形态。
互联网示意图
1.5 互联网与物联网
• 互联网缩短了人与人之间的时空距离。 • 物联网是在互联网基础上的进一步延伸和
物联网概论
物联网概论物联网概论随着互联网技术和各种智能设备的不断发展，物联网概念已经深入人们的生活，并正逐步实现智慧城市、智慧医疗、智慧车辆等多个领域的应用。
本文将从物联网的概念、原理、应用等方面进行讨论，帮助读者更好地认识和理解物联网的相关知识。
一、物联网的概念和定义物联网是指未来互联网的扩展和延伸，将各自独立的智能设备，以及各种传感器和执行器，通过物理网络及互联网连接起来，实现数据和信息的交流和共享的一个系统。
从功能角度看，物联网系统实现了“信息感知、信息收集、信息存储、信息处理、信息交换、信息控制和信息展示”等多个重要功能。
二、物联网的运作原理物联网系统的运作原理是，通过各种传感器、执行器、通信网络和数据处理平台，实现智能设备和传感器的信息采集、存储、分析、处理和交流。
首先，各种传感器和智能设备会通过网络进行连接，并实现数据的传输和存储。
然后，数据将经过数据处理平台进行数据分析和处理，最后将数据呈现给用户，用户通过数据可视化工具，对数据进行实时监控和控制。
三、物联网的应用场景1. 智慧城市物联网应用最广泛的领域之一就是智慧城市，集成各种传感器、智能设备和信息技术，实现城市的能源管理、交通管理和环境监测等功能，提升城市管理的效率和安全。
2. 智慧医疗物联网在医疗领域的应用也呈现出越来越重要的地位，集成各种医疗设备、传感器和云平台，实现患者健康信息的实时监测和传递，为医疗人员的诊疗提供有力的支持。
3. 智慧家居智慧家居也是物联网应用领域之一，将家庭设备和传感器连接起来，实现智能家居的控制和管理，提供便利和舒适的生活体验。
4. 智慧交通物联网在交通领域的应用，可以通过传感器和智能设备的监控，实时收集路况信息和交通事故信息，为交通管理、规划和救援提供支持。
四、物联网的未来发展趋势随着各类智能设备和传感器的不断发展，物联网将逐渐走向更加高效、可靠和安全的方向，并且将越来越广泛地应用在人们的日常生活中。
未来，物联网将注重数据安全和隐私保护，同时更加注重智能化和自动化的发展，实现更完善和智能的人工智能应用。
物联网概论
从核心构成来说，物联网由云计算的分布式中 央处理单元、传输网络和感应识别末梢组成。就像互 联网是由无数个局域网构成的一样，未来的物联网势 必也是由无数个传感网、M2M系统构成，就如人体 身体不同机能一样，不同的传感网、 M2M系统会负 责不同的功能处理，通过中央处理单元协同运作，最 终组成智能化的社会系统。 具有微型计算和通讯能力的各种物件设备通过联 网，使商业系统、社会系统与物理系统融合起来，形 成一个个全新的、智慧的基础设施和设备网络群，包 括智慧城市、智慧物流、智慧电网、智慧医疗等。
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物联网发展
物联网和传感网概念在2009年重新 唱热的一个重要原因是国际金融危机使 得美国等一些遭受危机严重的国家需要 新的概念刺激经济。
奥巴马政府的“智慧地球”计划明 确以物联网为基础。目前，全球主流国 家先后都提出了物联网发展战略，全球 掀起新一轮物联网浪潮。
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物联网中国
中国在物联网领域的起步很早。早在1999年，中 科院上海微系统所就拨款40万元进行传感网产品的 研发，研发出的产品2003年开始在“动态北仑”等 项目中得到应用，是物联网在中国的早期发展。
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物联网未来
EPOSS（欧洲智能系统集成技术平台）在 《Internet of Things in 2020》报告中分析预测，未 来物联网的发展将经历四个阶段，2010年之前RFID 被广泛应用于物流、零售和制药领域，2010~2015年 物体互联，2015~2020年物体进入半智能化，2020 年之后物体进入全智能化。 据BeechamResearch数据显示，2009年全球 M2M终端规模为9926万，年增长率近70%。而 AlexanderResources的数据则表明，从全球市场来 看，预计到2010年M2M市场规模将达到2234亿美元。 据统计，2009全球M2M运营商业务收入约为15亿美 元，主要来自于交通、能源、安防及零售物流产业。
物联网概论-第1章-绪论
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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。
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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，
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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
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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
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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。
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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
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物联网概论
第1章 绪论
物联网概论复习
–单个物体持续地产生数据；
–网络中拥有数以百万计的物体，都在产生数据。
5、数据查询
–传感器网络中的数据查询分为快照查询和连续查询两种类型。
•快照查询的特点是查询不固定、数据不确定；
•连续查询的特点是查询固定、数据不确定。
6、数据融合
–即怎样从无数的数据流中筛选出感兴趣的数据。
•五、物联网应用层
•大鸭岛（Great Duck Island）实验是第一个以伯克利低功耗智能节点为基础，实际工作在野外环境的无线传感器网络，是无线传感器网络发展过程中里程碑式的应用。
（3）无线传感网在设计时应考虑以下几个方面：低成本与微型化、低功率、灵活性与扩展性、鲁棒性。
2.5定位系统
1、GPS（Global Positioning System）卫星定位系统
2、其他智能设备
•车载设备、数字标牌、医疗设备等等。
•三、物联网网络构建层
3.1无线网络简介基本组成元素
（1）无线网络用户：指各类具备无线通信能力，可将无线通信信号转化为有效信息的终端设备。如有wifi模块的台式机、笔记本等，有3G、4G通信模块的手机等
（2）无线连接
（3）基站：事实上可以是一个无线网络节点甚至是用户，其职责是将一些无线用户连接到公网中。
•2009：IBM“智慧地球”
•2009.8.7：温家宝无锡视察时提出“感知中国”的战略构想
1.2核心技术
物联网分为四层
（1）感知层：用于生成信息，是联系物理世界和信息世界的纽带。（RFID、传感器、智能设备、GPS等）
（2）网络构建层：用于把下层（感知识别层设备）接入互联网，供上层服务使用。（无线广域网、无线局域网、无线城域网、无线个域网等）
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5.3.3 产销履历标签
系统生成商品条形码，商品出货时，打印出标准的一维 通用商品条形码（EAN/ UCC体系），使产销履历标签也能用 于零售POS机扫描结算。
产销履历制度是为让消费者随时随地读取农产品的生产 信息，使用二维条形码（QR Code），商家和消费者就能用 手机了解履历记载的生产纪录内容。
Code二维验证条形码； （4）将生成的 QR Code 传回TAFT； （5）由TAFT再传回产销履历登录系统； （6）农户端的条形码打印机输出条形码标贴，附在产品上； （7）通过TAFT，消费者可用手机与WebCamera等，得到该农
产品的相关Leabharlann 销信息。农产品产销履历和条形 码标签生成流程
5.3.3 产销履历标签
产销履历的提出 产销履历中信息的形成过程 产销履历标签 肉类产品溯源系统
5.3.1 产销履历的提出
提出背景：食品安全已成涉及公众安全、社会稳定的重要问 题，各国对此在技术与法规上的要求越来越严格，其中最重 要的技术措施就是通过“产销履历”以建立食品信息的“可 追踪性（Traceability）”制度，一旦发生问题，可采取问 题跟踪、范围控制和食品召回等措施。
5.2 食品安全信息体系
食品安全规范（重点）
HACCP（Hazard Analysis and Critical Control Points，危害分 析关键控制点）的七大监管内容：
危害分析
执行管制点监测
确认关键控制点 建立管理界线
制定出错纠正措施 建立相关记录系统
系统确认
5.2 食品安全信息体系
5.1 食品监管概述
物联网实现食品监管
条码、 EPC标签
产地、时间、发 货、中间处理等
5.2 食品安全信息体系
食品安全信息体 系
食品安全环节 食品安全规范
食品含成分安全 生产、物流、经销的安全
HACCP
5.2 食品安全信息体系
食品安全问题
以肉类食品生产为例，对消费者和零售业，“放心肉” 取决于对该食品情况的全程了解：公众需要知道牲畜在被 屠宰前是否健康，加工过程是否卫生，各环节是否经卫生 与质检部门监督，是否有假；对于原材料企业、加工企业、 深加工企业和销售企业等，关心如何认定每个工艺背后的 风险，实施严格管控措施，判定安全并符合HACCP认证；对 质量监督部门，完善检测流程，查处做假，做好安全早期 预警，发生问题时迅速判定其来源和影响范围，快速采取 措施，把影响控制在最小范围内等，是其职责。
5.3.4 肉类产品溯源系统
图5-3 猪的耳标（右）及打标器
5.3.4 肉类产品溯源系统
上海就要求能让市民在购买每块猪肉时都能找到生产 养殖的源头。这套实时监管系统将覆盖所有定点屠宰场与 定点肉品批发市场，并向养殖环节、防疫系统、标准化菜 场、集贸市场和超市、菜场延伸。
5.4 物联网在食品安全与营养卫生领域 应用案例（八则）
5.1 食品监管概述
食品监管的社会意义 公众关注度不断提高 监管制度不断完善
5.1 食品监管概述
有效的食品监管体系
宏观：国家政策与技术法规提供一系列精细化、基础化 的监测与管理准则。
微观：针对个人身体情况建立科学卫生的饮食习惯开展 服务；在食品打假防伪领域，物联网以多样化手段提供 功能更强大的存证、识别与溯源手段与资源，确保食品 链的安全。
RFID在水产品产销履历应用案例 iPhone 食品信息系统 RFID标签用于食品防伪 阻隔有害食品的国家信息网格 个人营养咨询系统 智能销售机帮助学生建立健康饮食习惯 鸡蛋卫生管理链 高科技生态养鸡场
5.4.1台湾RFID水产品产销履历应用案例
针对问题
（1）生产档案信息不健全，不安全的食品危害民众健康， 造成经济损失，影响全行业的销售经营； （2）产品标示不当，造成消费者的不信任； （3）产销过程难于监控，出问题后难于溯源追踪，消费者 常无法了解水产品的确切生产者或来源。一旦发生卫生事 件，无法厘清各方责任，会使一批无辜企业受损。
只要30万像素以上的可拍照手机或其他装置，装有识读 转译程序，就可通过拍摄QR Code，读取其信息。
5.3.4 肉类产品溯源系统
并非所有农产品都适于纸质标签动态记录信息，特别 是牲畜类。国家农业部开始要求在生猪生产管理中，采用 电子标签记录。做法之一是推行牲畜耳标+条码的记录制度， 规定猪成年12月以后要打耳标，耳标内置RFID芯片，以记 录猪饲养场和生长过程中接种疫苗的情况，如下图所示， 并将信息输入食品安全管理信息系统。市民用手机识读就 可获取相关记录内容。
物联网概论
第5章 物联网在食品管理领域的应用
2010年8月
智能楼宇
目录
5.1 食品监管概述 5.2 食品安全信息体系 5.3 食品产销履历 5.4 食品安全与营养卫生应用案例
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学习目标
1)了解食品安全信息体系 2）了解“食品产销履历”的内容 3）了解物联网技术在食品防伪、质量溯源中
的应用 4）了解物联网技术在饮食健康咨询领域 的应用
以台湾农产品安全追溯信息网为例：
TAFT，.tw/rsm/autho_list.aspx
5.3.2 产销履历中信息的形成过程
产销履历中数据输入的步骤：
（1）农户进入产销履历系统登录生产纪录； （2）产品包装后打印上包装追溯码，上传至“台湾农产品安
全追溯信息网”（TAFT），建立摘要履历； （3）由TAFT上传至工业局，自动取得该局验证主机的QR
HACPP记录包含的内容
（1）HACCP工作小组名单； （2）产品说明及用途； （3）标明关键控制点的制造流程图； （4）与每个关键控制点相关的危害和预防措施； （5）关键控制点标准； （6）监管系统； （7）临界限制偏离的纠正措施计划； （8）记录保持程序； （9）确认HACCP计划的程序。
5.3 食品产销履历
5.3.1 产销履历的提出
产销履历的定义：从生产、销货至消费者手中都建立完整、
可追踪的记录链。
作用：让消费者对购买之物产生信赖，当食品发生问题时， 也能实时召回或追溯责任，让食品的安全路径有迹可循，建 立起“农场到餐桌(Farm to Fork)”的保障体系。
5.3.2 产销履历中信息的形成过程