第1章 物联网概论
《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 物联网概述
■ 听说过“物联网”吗？ ■ 认为什么是“物联网”？
■ 物联网与互联网一样吗？
■ 《物联网概论》会带给你什么？
第一章 物联网概述
• 1.1 物联网的起源与发展
• 1.2 物联网的架构及其关键技术
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物联网的演进
从互联网到物联网的演进
• Between PCs（互联网的出现） 信息存储在网络 搜索引擎 物和物间按照事先安排好 • Human to Human（H2H） 将互联网应用在生活周围 手机具备了计算机才能 以台式机、笔记本 的规则自行沟通、 运算并 的物体上 • Human to Thing（H2T） 自动执行动作 做到的事情 电脑为主 利用计算机、手机来操作 • Thing to Thing（T2T） 人与人之间 人们只是通过计算 当 温 度 计 感(Human 测 到 30 度 后，
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国外物联网的发展
1990年施乐公司发明的网络可乐贩售机（NetWorked Coke Machine）
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Байду номын сангаас
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国外物联网的发展
1995年比尔盖茨在其 《未来之路》一书中提 及物物互联的概念
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1999年Ashton教授在 美国召开的移动计算和 网络国际会议上提出物 联网的概念
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国外物联网的发展
2004年日本提出U-Japan构想，希望在2010年将日本 建设成一个“Anytime+Anywhere+ Anything+Anyone” 都可以上网的环境
◆
2004年韩国政府几乎与日本同步提出了U-Korea战略， 并制定了详细的“IT839战略”，重点支持泛在网建设
◆
第1章物联网概述-《物联网技术基础教程》
第1章物联网概述-《物联网技术基础教程》第 1 章物联网概述《物联网技术基础教程》在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）正以惊人的速度改变着我们的生活和社会的运行方式。
它就像是一张无形的大网，将世间万物紧密相连，让信息的交流和资源的共享达到了前所未有的高度。
物联网究竟是什么呢？简单来说，物联网就是通过各种传感器、射频识别技术、全球定位系统等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
想象一下这样的场景：您清晨醒来，卧室的灯光自动缓缓亮起，温度和湿度调节到最舒适的状态。
当您走进厨房，智能冰箱会告诉您哪些食物即将过期，并且根据您的饮食习惯为您推荐当天的食谱。
您出门上班，家里的安防系统自动启动，您可以通过手机随时随地查看家中的情况。
在路上，交通信号灯会根据实时的车流量自动调整，让您的出行更加顺畅。
这一切看似科幻电影中的场景，如今正通过物联网逐渐成为现实。
物联网的发展并非一蹴而就，它经历了漫长的演进过程。
早在上世纪 90 年代，就已经有了关于物联网的初步设想和研究。
但当时由于技术的限制，这些想法还停留在理论阶段。
随着信息技术的不断进步，特别是互联网的普及、传感器技术的成熟以及无线通信技术的飞速发展，物联网逐渐从概念走向实际应用。
物联网的体系架构一般可以分为感知层、网络层和应用层三个主要层次。
感知层就像是物联网的“感觉器官”，负责收集各种信息。
它由大量的传感器、射频识别标签、摄像头等设备组成，能够感知物理世界中的各种参数，如温度、湿度、光照、位置等，并将这些信息转换为数字信号。
网络层则相当于物联网的“神经中枢”，负责将感知层收集到的信息快速、准确地传输到应用层。
这一层主要包括各种通信网络，如移动通信网络、卫星通信网络、互联网等。
应用层则是物联网的“大脑”，它对收集到的信息进行分析和处理，为用户提供各种具体的服务和应用，如智能家居、智能交通、智能医疗等。
第一章物联网概述中国铁道出版社
2.物联网发展的背景和现状
国内发展现状： （1）中国不落后 目前，中国的物联网在一些行业领域得到初步应用，包括电 力、智能交通、医疗卫生、家庭安防、重点区域防入侵、工 业控制、农业、环境监测等诸多领域。例如，上海市公共安 全传感网平台成功应用于上海、宁波、嘉兴段的北京奥运火 炬接力，并在上合组织六国峰会、特奥会国家元首的保卫中 得到应用。基于低、高速传感网的太湖水质监测系统已投入 使用。基于传感网的智能交通系统在流量监测、红绿灯控制、 停车信息服务等方面已投入应用，部分产品还打入北美市场。
（6）社会经济发展与产业转型成为物联网发展的推动力 物联网可以将传统的工业化产品从设计、供应链、生产、销 售、物流与售后服务融为一体，可以最大限度地提高企业的 产品设计、生产、销售能力，提高产品质量与经济效益，能 够极大地提高企业的核心竞争力。 （7）解决物理世界与信息世界分离所造成的问题成为物联 网发展的推动力 物联网的概念是将人、钢筋混凝土、网络、芯片、信息整 合在一个统一的基础设施之上，通过将现实的物理世界与信 息世界融合，通过信息技术去提高物理世界的资源利用率、 节能减排，达到改善物理世界环境与人类社会质量的目的。 物联网把物质世界和数字世界连接起来，实现现实世界和虚 拟世界的融合。
技术背景：
（1）物联网就是“物物相连的互联网”。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。 物联网通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信 息实时准确地传递出去，它是一种建立在互联网上的泛在网 络。
（2）随着电信、电视、计算机“三网融合”趋势的加强，
未来的互联网将是一个真正的多网合一、多业务综合平台和
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。
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述物联网应用技术导论_第1章_物联网概述本章主要介绍物联网的概念和发展背景。
本章内容包括以下几个方面：物联网定义与特点、物联网的发展历程、物联网的应用领域和前景展望。
一、物联网定义与特点物联网是指通过互联网将各种物品连接起来，实现信息的传递和共享的网络。
它的核心是将传感器、智能设备等与互联网相连接，实现物与物之间的交互和智能化控制。
物联网的特点包括：1.大规模连接：物联网可以实现大量的物品互连，覆盖广泛的应用领域。
2.安全可靠：物联网需要保障数据传输的安全和稳定性，保护用户隐私不被侵犯。
3.智能化控制：物联网可以实现物品之间的智能化控制，提高生产效率和用户体验。
二、物联网的发展历程物联网的概念最早可以追溯到20世纪90年代。
随着信息技术和通信技术的发展，物联网逐渐从概念转为现实。
物联网的发展历程可以分为以下几个阶段：1.物联网的起步阶段：在这个阶段，物联网的应用局限于一些特定行业，如工业自动化和军事领域。
2.物联网的拓展阶段：随着通信技术和互联网的快速发展，物联网的应用开始拓展到更多的行业领域，如农业、交通、医疗等。
3.物联网的普及阶段：随着物联网技术的成熟和成本的降低，物联网开始进入大规模应用阶段。
三、物联网的应用领域物联网的应用领域广泛，涵盖了各个行业和领域。
以下是物联网的几个典型应用领域：1.工业领域：物联网可以实现工厂设备的监测和控制，提高生产效率和质量。
2.农业领域：物联网可以实现农田的智能化管理，实时监测和调控农作物的生长环境。
3.交通领域：物联网可以实现交通工具的智能管理和交通信息的实时传输，提高交通效率和安全性。
4.医疗领域：物联网可以实现医疗设备的远程监测和患者健康数据的传输，提高医疗服务的质量和效率。
四、物联网的前景展望物联网作为一种新兴的技术和应用模式，具有巨大的发展潜力。
未来，物联网将在以下几个方面取得进一步的发展：1.应用领域的拓展：物联网的应用领域将进一步拓展，涵盖更多的行业和领域。
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述物联网应用技术导论第1章物联网概述物联网（Internet of Things，IoT）是指通过互联网络将普通物体与互联网连接起来，实现智能化交互和数据共享的技术。
本章将介绍物联网的概述，包括物联网的定义、发展历程、关键技术和应用领域等内容。
⑴物联网的定义物联网是一种基于互联网和传感器技术的新型网络通信和信息处理技术，具有智能化感知、自动化处理和智能化应用的特点。
它通过与物体连接，实现数据的收集、处理与传递，并通过云计算、大数据和等技术实现智能化应用。
⑵物联网的发展历程物联网的概念最早由MIT Auto-ID中心的凯文·奥尔斯顿教授提出，随后在2009年由国际电信联盟（ITU）正式提出。
自此以后，物联网得到了快速发展，成为信息技术领域的重要研究方向。
⑶物联网的关键技术物联网的实现离不开若干关键技术的支持，主要包括传感器技术、无线通信技术、云计算和大数据分析技术、和边缘计算技术等。
这些技术的不断发展和突破，推动了物联网的快速发展。
⑷物联网的应用领域物联网应用广泛，涵盖了诸多领域，包括智能家居、智能交通、智能农业、智能制造、智能城市等。
它们通过嵌入传感器和通信模块，实现了智能物体之间的互联互通，提升了生活和工作效率，改善了人们的生活品质。
附件：本文档涉及的附件包括：⒈物联网应用案例分析报告⒉物联网技术白皮书法律名词及注释：⒈物联网：物联网是一种基于互联网和传感器技术的新型网络通信和信息处理技术，具有智能化感知、自动化处理和智能化应用的特点。
⒉云计算：云计算是一种通过互联网将计算资源提供给用户的技术，用户无需拥有和管理实际的计算机硬件和软件资源，只需按需使用。
⒊大数据：大数据是指数据量巨大、处理复杂、来源多样的数据集合，通过分析这些数据可以获取有用的信息和知识。
⒋：是一种模拟人类智能的技术，通过机器学习、深度学习等方法实现智能决策和自主学习能力。
物联网导论-1-物联网技术概论
1.2.3 物联网的通用三层体系结构
物联网 绿色农业 工业监控 公共安全 城市管理 远程医疗 智能家居 智能交通 环境监测
应用层
物联网 网络层
云计算平台
2G网络
物联网管理中心
物联网信息中心
（编码、认证、鉴
（算法库、样本
权、计费） 3G网络 库、信息库） 4G网络
行业专家系统
RFID 读写器
日本： 2009年8月 i-Japan战略
在u-Japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用
共同点:
融合各种信息技术， 突破互联网的限制，将物 体接入信息网络，实现 “物联网”
在网络泛在的基础上， 将信息技术应用到各个领 域，从而影响到国民经济 和社会生活的方方面面
未来信息产业的发展 在由信息网络向全面感知 和智能应用两个方向拓展、 延伸和突破。
➢ (1) 智能计算 ➢ (2) 海量数据存储、检索 ➢ 。。。
桂小林 29
应用决策层
物联网技术综合了传感器技术、嵌入式计算技术、 互联网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等 多种领域技术,具有十分广阔的应用前景，在智能 家居、工农业控制、城市管理、远程医疗、环境监 测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等众 多领域有着广泛的应用价值。
桂小林 18
2．可靠传递 数据传递的稳定性和可靠性是保证物-物相连的关 键。为了实现物与物之间信息交互，就必须约定统 一的通信协议。由于物联网是一个异构网络，不同 的实体间协议规范可能存在差异，需要通过相应的 软、硬件进行转换，保证物品之间信息的实时、准 确传递。
桂小林 19
3．智能处理 物联网的目的是实现对各种物品（包括人）进行智 能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能。这就 需要智能信息处理平台的支撑，通过云计算、人工 智能等智能计算技术，对海量数据进行存储、分析 和处理，针对不同的应用需求，对物品实施智能化 的控制。
第一章物联网概述
第一章物联网概述第一章：物联网概述物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网将各种物体与物体相连接，实现信息的交互和共享的一种技术体系。
物联网的兴起使得智能化设备、传感器和网络连接技术得以融合，从而构建了一个智能化的世界。
1.1 物联网的定义物联网是将各类设备、传感器、节点等物理实体与互联网连接，使其能够相互通信和交互的一个网络体系。
物联网的核心是通过各种传感器收集到的数据，经过云计算和大数据分析，为用户提供智能化的服务和决策支持。
1.2 物联网的组成物联网系统由以下几个核心组成部分构成：1.2.1 物理设备：物联网系统中的各种物理实体，如传感器、智能设备、智能家居等。
1.2.2 通信网络：物联网中实现物理设备之间通信的网络，包括有线网络和无线网络。
1.2.3 数据传输与存储：物联网系统通过各种通信方式将采集到的数据传输到云端，并在云端进行存储和处理。
1.2.4 数据处理与分析：通过云计算和大数据技术对采集到的数据进行处理和分析，提取有价值的信息。
1.2.5 应用与服务：基于物联网系统提供的数据和分析结果，为用户提供各种智能化的应用和服务。
1.3 物联网的应用领域物联网技术在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1.3.1 智能家居：通过物联网技术，实现家居设备的智能化控制和管理。
1.3.2 智能交通：利用物联网技术对交通设施和车辆进行监控和管理，提高交通效率和安全性。
1.3.3 智能医疗：通过物联网技术，实现医疗设备、患者监测和远程医疗等智能化服务。
1.3.4 智能农业：利用物联网技术对农作物、畜禽和环境进行监测和管理，提高农业生产效率。
1.3.5 工业自动化：通过物联网技术实现工业设备和生产过程的智能化控制和管理。
1.4 物联网的挑战与机遇1.4.1 安全与隐私：物联网系统中涉及大量的数据传输和存储，保护用户数据的安全性和隐私成为重要问题。
1.4.2 标准与互操作性：物联网系统中涉及各种设备和网络，通信标准和互操作性成为制约物联网发展的关键因素。
第1章物联网概论
• 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
• 物联网的主要特征是：全面感知、可靠传输、 智能处理
1.3.2 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
• 不同结构的物联网应用系统
1.4.4 物联网网络层
1.认识接入层、汇聚层与核心交换层 （1）网络层次结构模型与体系结构研究的基本方法
讨论计算机网络层次结构模型有两种基本的方法:
• 开放系统互联（OSI）参考模型，将计算机网络分成 从物理层到应用层的七层结构
1.Байду номын сангаас.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”。
• 计算能力的不同表现在：它可能是只是简单地产生数 据，可能是进行计算量比较小的数据汇聚计算，也可 能是进行计算量比较大的数据融合、路由选择、拓扑 控制、数据加密与解密、身份认证计算与控制
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
第一章物联网基础知识
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1.1.1 物联网的定义与特点
1. 物联网的定义
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名 称是“The Internet of Things”。由此，顾名思义，“物联 网就是物物相连的互联网”。
2. 物联网的特点
1）传感信息能力较强 2）传递功能较为强大且可靠 3）智能处理功能 4）多角度过滤和分析
物联网时代的到来是大势所趋，未来将出现一系列 物联网产品和服务。
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1.2 物联网体系结构
要深入研究物联网的体系结构，必须了解物联网 有哪些应用，为了实现丰富多彩的应用，物联网在技 术上有哪些需求。本节将首先列举物联网的典型应用 场景，并且在分析物联网应用需求的基础上，引出通 用的物联网体系结构，使读者能够对物联网体系架构 有一个形象而宏观的认识。
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1.1.2 物联网市场的技术驱动
全球互联以及“智能物联网”的可行性导致了物 联网的产生。
一些技术被看作物联网的驱动力，例如下列各点。
（1）低功耗设备。 （2）互联设备。 （3）计算和分布式处理能力。 （4）高级（职能和预测）传感器。 （5）先进的执行器。
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1.1.2 物联网市场的技术驱动
要满足物联网的需求，物联网需要满足以下技术 要求。
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1.1.3 物联网的应用前景
2. 物联网的发展前景 各个行业都对物联网有较大需求，物联网应当以
服务为主。
1）传感器产业 2）RFID产业 3）基础设施服务业 4）物联网应用
8网发展的几个重点领域为例， 可以看到每个领域都涉及庞大的市场规模。
1）智能交通 2）智能物流 3）智能医疗 4）智能农业
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1.2.2 物联网的形态结构
1. 开放式物联网的形态结构
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（2）对智能物体感知、通信与计算能力的理解 智能物体的物理与生物特征可以不一样，但是有一点 是共同的：具有感知、通信和计算能力 • 智能物体能够感知到哪一种或几种参数，这是由所选 用的传感器或RFID类型而定 • 通信能力的不同表现在：它可以是主动发送数据，也 可以是被动的由外部读写器来读取数据；它可以使用 有线通信方式，也可以用无线通信方式；它可以用微 波信道通信，也可以用红外信道通信 • 计算能力的不同表现在：它可能是只是简单地产生数 据，可能是进行计算量比较小的数据汇聚计算，也可 能是进行计算量比较大的数据融合、路由选择、拓扑 控制、数据加密与解密、身份认证计算与控制
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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
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（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
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1.3.2 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）
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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
无线网络技术的发展
Internet of Things
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2. 普适计算（Pervasive Computing）的研究
• 普适计算的重要特征是“无处不在”与 “不可见” • 普适计算体现出信息空间与物理空间的 融合 • 普适计算的核心是“以人为本” • 普适计算的重点在于提供面向用户的、 统一的、自适应的网络服务
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• 物联网、互联网、传感网与泛在网之间的关系
泛在网 物联网 传感网 互联网
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3. CPS（Cyber Physical Systems，CPS）的研究
• 随着嵌入式计算、无线通信、自动控制与新型 传感器技术的快速发展与日趋成熟，信息物理 融合系统CPS的研究引起了学术界广泛地重视 • CPS是一个综合计算、网络与物理世界的复杂 系统，通过计算技术、通信技术与控制技术的 有机融合和深度协作 • CPS可以用于智能交通、智能电网、智慧城市、 健康医疗、环境监控、军事国防、工农业生产 之中，实现信息世界与物理世界的紧密融合
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2. Auto-ID 实验室、RFID与物联网的概念
• 1998年，美国麻省理工学院Auto-ID 实验室 • 产品电子代码（EPC）研究 • 提出了利用RFID、无线网络与互联 网，构建物—物互联的物联网的概念 与解决方案
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3. 物联网时代概念的提出 • 从1997年～2005年，ITU从研究互联网/ 移动互联网对电信业发展影响的角度， 发布了七份 “ITU Internet Reports”研 究报告 • “物联网”概念产生于20世纪90年代， 而真正引起各国政府与产业界的重视是 在2005年国际电信联盟（ITU）发布的互 联网研究报告《物联网（Internet of Things，IOT）》之后
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• 2011年3月16日发布的我国国民经济和社 会发展“十二五”规划纲要的第十章 “培育发展战略性新兴产业”与第十三 章“全面提高信息化水平”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。”大力发展物联网产 业已经成为一项我国具有战略意义的重 要决策。 • 工业和信息化部于2011年11月28日发布 了《物联网“十二五”发展规划》。
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CPS研究的基本思路
• CPS是“人、机、物”深度融合的系统 • CPS是“3C”与物理设备深度融合的系统 • CPS 是环境感知、嵌入式计算、网络通信深度融合的 系统
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• 物联网发展的技术背景与社会背景
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1.3 物联网定义与主要技术特征
1.3.1 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。
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（2）物理世界的发展 信息获取方式逐步从人工生成向人工与自动获取并重的 模式发展 RFID标签、传感器将成为自动获取信息的主要手段 • 截止到2007年初，累计销售RFID标签达到37.52亿个 • 2009年全球销售RFID标签为19.7亿个 • 2010年销售RFID标签达到23.1亿个 • 目前世界上已经有大约50亿个具有通信功能的微处理器和 微控制器 • Intel公司预测到2015年将增长到150亿个 • 爱立信公司预测到2020年将增长到500亿个
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1.1.2 物联网与智慧地球
• 智慧地球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，并通过超级计算机和云计算组成物联网， 实现人与物的融合。 • 通过在基础设施和制造业中大量嵌入传感器，捕捉运 行过程中的各种信息，然后通过无线网络接入到互联 网，通过计算机分析、处理和发出指令，反馈给控制 器，远程执行指令。 • 通过智慧地球技术的实施，人类可以以更加精细和动 态的方式管理生产与生活，提高资源利用率和生产能 力，改善人与自然的关系。
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1.1.3 欧盟与各国政府物联网产业发展规划
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
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• 物联网 发展的 技术背景
ARPANET
社会需求 技术发展 TCP/IP协议的应用
1984年，组建NSFNET 1991年，允许商业应用
Web技术的应用
Internet
1993年，NII计划的推行 1995年，互联网大规模应用 1998年，RFID的商业应用 1999年，无线传感网应用的发展 移动通信技术的发展 2005年，ITU提出物联网的概念 2005年，CPS研究计划的提出 2009年，IBM智慧地球概念的提出 2009年，我国物联网产业发展的提出 移动互联网技术的发展 云计算技术的发展 宽带城域网技术的发展
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2. 物联网可以提供所有对象在任何时间、任何地点的互联
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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：
• • 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？
— 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
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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
第 1章 物联网概论
段鹏松
物联网概念的提出
第 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
物联网产业链结构
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我国物联网 十二五发展规划
1.1 物联网发展的社会背景
1.1.1 物联网概念的提出 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
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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”。