物联网讲座讲稿 (1)

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应用案例2：基于物联网的智能家居系统
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• 比尔•盖茨的 智能豪宅使智 能家居概念被 大众认知
• 国内科研机构 和公司开始智 能安防系统和 产品 • 宽带网开始进 入一般的住宅 和小区
• 苹果公司推 出iPhone 3G， 智能手机的发 展开启了新的 时代
• IBM正式提 出“智慧城市” 的愿景 • TCL研制出 国内第一台 基于Android 的智能互联 网电视

智能家居 智能交通 智能城管

智能电力 智能医疗 智能通信服务
信息技术与行业的深度融合 信息的社会化共享和安全保障 基于云计算的应用整体架构
云 计 算 是 应 用 大 规 模 部 署 关 键
云计算资源
云计算业务
云计算的意义
适应业务量增长 不确定性的弹性架 构体系 适应海量数据计 算和存储的低成本 曲线的架构 适应开放式的应 用提供和部署环境 IT架构和商业模 式转变的关键
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在QQ、校内网等平台上的开心农场游戏迅速流行，并深受人们的欢迎
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农家乐、新农村旅游等旅游休闲方式已经成为了农民增收的新起点 和都市人群旅游休闲的首选， 然而，由于其方面的限制，发展出现 了瓶颈问题
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对于都市人群，尤其是孩子们而言，“五谷不分”已经成为一种普遍的社会 现象， 如何填补都市人群，尤其是儿童在农业知识方面的空白，已经成为 社会焦点
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一、物联网概述
狭义上的物联网是指物品到物品连接的网络，实现物品的智能化识别和管理

广义上的物联网则是信息空间与物理空间的融合，将一切事物数字化、网络化，在
物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互，并通过新的服务
模式使各种信息技术融入社会行为，是信息化在人类社会综合应用达到的更高境界

EPoSS: Internet of Things in 2020 由具有标识、虚拟个性的物体/对象所组成的网络，这些标识和 个性等信息运行在智能空间，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
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一、物联网概述
European: Internet of Things strategic research roadmap 物联网是未来网络的整合部分，它是以标准、互通的通信协议为基
CPE
接入网络 无线接入：2G/3G/LTE/WLAN/WiMax 有线接入：光纤（PON）和铜线（xDSL） 汇集承载：IP化传输网络（PTN/CE）
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应用层是物联网智能处理的核心
物联网应用层
应用层作用


应用层主要应用方向

应用层突破方向


信息技术与行业专业技术结合 实现广泛智能化应用的解决方 案集合
统的实时感知和动态控制
CPS
计算、通信、控制
控制-Control
通过对信息的处理、管理，使信息系统和物理对 象按期望的模式运行，提高信息服务的可靠性
通信-Communication
将一系列计算机系统连接起来，并将物理过程相 连，可以增强可靠性和功能
计算-Calculate
物理组件上嵌入式系统的计算能力，能够将“被 动的”物理数据转换为“主动的”信息 15
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民以食为天，食以安为先，而调查显示，约 70%的中国消费者严重怀疑食品安 全。而蔬菜、水果作为人们的日常食品，人们对其安全问题更加关注，如何为人 们建立一个购买放心菜的平台，已经成为一个亟待解决的问题
2008 河北三鹿奶粉事件
2011 河南瘦肉精事件
2013 湖南“镉大米”事件
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农家乐、新农场 旅游示范点
• 微软在中国推 出“电视上网” 的“维拉斯计划” 是中国智能家 居的开端 • 海尔推出第一 代网络家电
• 中国家庭网络 标准产业联盟 “e家佳”成立
• 中国物联网的 研究和应用高 速发展 • Fitbit发布首 款可穿戴产品
• 谷歌发布 Android @ Home项目， 提出将家里的 每一个设备连 接到Android APP
M2M和CPS都是物联网 的一种表现形式
M2M强调机器与机 器之间通信，偏重 于实际应用，得到 了工业界的重点关 注，是现阶段物联 网最普遍的应用形 式
CPS更强调反馈与 控制，更偏重于研 究，吸引了学术界 的更多目光，是将 来物联网应用的重 要技术形态
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*图片来源：工业和信息化部电信研究院
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• 极路由首次 在国内推出智 能路由器产品 • 海信与新浪 微博合作推出 “微博空调”
• 联想，美的， 阿里，小米， 乐视等纷纷发 布智能家居系 统生态圈
互联网时代
移动互联网时代
物联网时代
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智能家居为什么突然火了？ 智能家居概念是否反复炒冷饭？
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关键：尤其是Android/IOS 智能手机、平板电脑的广 泛普及，形成智能家居控 制入口，网络无处不在
从狭义上说，M2M仅代表机器与机器（machine to machine）之间的通信从广义来
讲，M2M也包括人与机器(human to machine)的通信，是以机器智能交互为核心、 网络化的应用与服务
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CPS是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C （computation/communication/control）技术的有机融合，实现大型系
• 海尔发起 建立中国智 能家居产业 联盟
• 苹果，三 星推出智能 家居平台 • 京东搭建 JD+平台 • 海尔成立 U+平台 •小米推出 智能家庭套 装产品
1984
1997
1999
2001
2004
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
…
• 第一座 被公认的 智能大厦 问世

主要特征 以事件、任务和目标为驱动 进行感知、网络和应用各个层面的协 同工作，系统具备分布式、跨层次、 自学习的协同处理能力，提供智能、 精确的多元化信息服务。

主要特征 泛在的感知服务将海量信 息进行聚合，产生出新的有应用价值 的信息，即物联网广泛应用于各个领 域，实现任何人、任何物体、任何时 间、任何地点的互联互通，引发新的 应用和服务模式。
物联网及其应用
物联世界
机遇无限
浙江工业大学信息工程学院
前言
当前，以移动互联网、物联网、云计算、 大数据等为代表的新一代信息通信技术 （ICT）创新活跃，发展迅猛，正在全球 范围内掀起新一轮科技革命和产业变革。 随着“互联网+”、“中国制造2025” 战略的提出，物联网与农业、制造业、 服务业等传统产业，与新能源、新材料、 先进制造业等新兴产业的“双向融合” 不断加强。物联网加快向经济、社会、 生活众多领域渗透，不断催生新变革、 新应用和新业态
物联网
物与物/人与物 一个或多个网络、 协同/融合 近距离无线、中高 速通信网络
泛在网
物与物/人与物/人与人 多网络、多技术、跨行 业、跨应用 无缝连接通信
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一、物联网概述
物联网 与 M2M（Machine to Machine）& CPS（Cyber-Physical Systems）
都市白领、单身族
VIP农户卡
都市亲子家庭
大棚种植户、大 型土地承包商
地主部落
农场大叔 “放心菜”期望者
农场超市
VIP地主卡
小当家乐园
果蔬销售商
普通农户
酒店食品经营店
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大棚基地
仓库 仓库 备注： 传感器节点 农田 无线信道
大棚基地
农场管理员
大棚基地
服务器
大棚基地
农场监控端 Internet 用户
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感知层是物联网全面感知的基础
物联网感知层
感知层作用

感知层实现方式


感知层突破方向

标识物体 采集和捕获信息
RFID标签和读写器 M2M终端和传感器 传感器网络和网关



摄像头和监控 GPS/北斗定位授时 智能家居网关
更敏感和更全面的感知能力 解决低功耗的问题 解决小型化和低成本问题
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内容目录
1 2 3
物联网概述
（定义|本质|特征）
物联网应用
（领域|方向|案例）
物联网产业与发展
（战略|发展|机遇）
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一、物联网概述
（定义|本质|特征）
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一、物联网概述
The Internet of Things
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一、物联网概述
Internet of Things
什么样的网
什么样的物
网就是互联网？ 网就是无线传感网？ 网是一种特殊或新型的信息网络？
扩展规模，以实现无处不在 业务可扩展的管理运营能力 简化结构，上下层面融合
IP 统 一 协 议 有 效 降 低 实 现 成 本
规 模 扩 展 带 来 IP v6 的 发 展 动 力
业务 平台
鉴权 平台
计费 平台
经营分 析平台
业务支撑平台 提供终端和业务的通道和联动控制逻辑 实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展 针对客户提供用户自定义业务环境和接口 核心网络&业务网关 统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口 针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制 边缘业务控制实现业务感知、控制和策略转发
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，通过智能接口无 缝链接，实现信息共享。2009

物联网白皮书-2011 物联网是通信网络、互联网的拓展应用和网络延伸，利用感知技术 和智能装置对物理世界进行感知识别、智能监控，通过网络传输互 联，进行数据计算、处理、知识挖掘和分析决策，实现物与物、人 与物、人与人信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精 确管理和科学决策的目的。

计算能力
SaaS PaaS
存储能力
IaaS
物 联 网 应 用 发 展 六 热 点 大 领 域
智能 家居 智能 交通 智能 城管
智能 电力 智能 医疗 智能通 信服务
六大热点涵盖了主要应用集和投资方向
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物联网发展的演进路线
信息汇聚 协同感知 泛在聚合

主要特征 将分布于多区域的、利用 多种感知技术手段所采集信息进行汇 聚，通过通信网络将感知信息汇聚到 业务应用系统，集中进行信息的处理 与共享，并提供信息应用服务。 关键技术 传感器设计与实现、短距离 无线传输技术、低功耗技术、电磁兼 容技术等，以实现相关信息采集、汇 聚设备的小型化、低功耗、低成本、 国产化和绿色环保。
Internet、卫星或移
动通信网络等
汇聚节点
信息管理中心
监测区域
监测节点
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ITU-T Y.2002中将泛在网络描述为：在服务预定的情况下，个人和/或设备无 论何时、何地、何种方式都能以最少的技术限制接入到服务和通信的能力。
*图片来源：ITU-T Y.2002
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传感器网
物与物 低速、低功耗、近距离 无线通信
物就是普通物品？ 物是智能体？ 物是产品信息？
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一、物联网概述
ITU Internet reports 2005——the Internet of things 通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、
全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，
把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智 能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
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感知
传输
智能
全面感知
可靠传输
智能处理
利用RFID、传感器、二维码等 能够随时随地采集物体或环境 的信息
通过无所不在的网络，随时随
地进行可靠的信息交互和共享
利用人工智能技术，云计算技 术对融合的信息深度处理、挖 掘与决策
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物联网 与 无线传感器网络&泛在网络
ITU-T Y.2221中对无线传感器网络的定义是：利用 各种传感器加上中低 速的近距离无线通信技术构成一个独立的网络，是由多个具有无线通信 与计算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统。
无线 & 有线
传感器 网关
RFID读写
M2M终端
传感器网络
摄像头
GPS/北斗
智能家居网关
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网络层是物联网无处不在的前提
物联网网络层
网络层作用


网络层主要层次

网络层突破方向

连接感知层和应用层 随时随地的连接实现 当前最成熟Fra Baidu bibliotek部分
接入网：无线/光纤各种类型的接入形式 核心网：统一IP协议上的大带宽的可靠网络 业务支撑平台：业务统一管理部署和运营支撑


关键技术 任务驱动的大规模自治组 网技术、上下文感知技术、移动通信 网络与无线传感器网络无缝融合技术 、海量信息处理技术等。

关键技术 信息聚合理论、模糊控制 技术、泛在异构网络、人工智能、仿 生传感器、纳米材料、生物芯片等。
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二、物联网应用
（领域|方向|案例）
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应用案例1：基于物联网高临镜感的都市开心农场