物联网技术与应用5-01

三、物联网的定义
物联网定义
通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、 全球定位系统、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。 当每个而不是每种物品能够被唯一标识后，利 用识别、通信和计算等技术，在互联网基础上 构建的连接各种物品的网络，就是人们常说的 物联网。
主机、大型机的联网，其体积庞大，运行条件 苛刻，专业人员操作且人机界面友好性差。 台式机、笔记本的联网，普通人经过培训即可 操作。 以手机为代表的各类移动设备的互联，无需培 训即可，操作，界面简单友好。 嵌入式智能物件等与日常生活密切相关设备的 互感、互联、互通。
计算机技术将和谐的融入生活中。 为人所用，不为人知！
Mark Weiser（1952-1999） 前施乐公司首席科学家 1991年在权威杂志《美国科 学》发表文章预测： 计算机 将最终“消失”，演变为在 我们没有意识到其存在时， 就已融入人们的生活中的境 地”
Weiser观点的革命性
一是计算机将发展到与普通事物无法分辨为 止：
四、课程考核
考核方式
平时成绩50%——考勤、作业、提问 期末成绩50%——论文
几点要求
出勤 课堂纪律 交流 网络教学
第一篇 物联网概论
物联网的起源 物联网的概念 物联网的定义 物联网技术 物联网应用（视频）
什么是物联网？
一、物联网的起源
摩尔定律
Hale Waihona Puke 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
无线上连 & 有线上连
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
感知层是实现物的世界连接和感知的基础，必须考虑感知层的全面布局和发展重点产品策略
网络层是物联网无处不在的前提

计算能力 存储能力 全局控调
SaaS PaaS 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
应用层是物联网的智能中枢，必须关注云计算新架构应用和聚焦方向的应用方案集合的提供
主导商业模式和行业利益竞争的挑战
四、物联网技术
技术构成
物联网是典型的交叉学科，它所涉及的核心技 术包括IPv6技术、云计算技术、传感技术、 RFID智能识别技术、无线通信技术等。 欧盟于2009年9月发布的《欧盟物联网战略研 究路线图》白皮书中列出13类关键技术：
• 标识技术、物联网体系结构技术、数据和信号处理 技术、通信与网络技术、软件和算法、发现与搜索 引擎技术、电源和能量储存技术等。
Intel创始人之一戈登· 摩尔1965年提出，其内 容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶 体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能 也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的 电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上。这一定 律揭示了信息技术进步的速度。摩尔定律在发 现后的40多年里产生了巨大影响，但随着3D 芯片等技术的耗尽，美物理学家加来道雄称该 定律将在10年内崩溃（2012年）。
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）
网络层是物联网成为普遍服务前提，必须关注规模扩展机遇，重点是接入网络和业务支撑平台
应用层是物联网智能处理的中枢
物联网应用层
应用层作用
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
物联网
技术与应用
课程介绍
为什么要学习 如何学习 基本内容 课程考核
一、为什么要学习
专业学习 兴趣爱好 社会环境 学分要求
二、如何学习
听 想 看 不求甚解
三、基本内容
物联网概论 物联网感知技术 物联网网络技术 物联网应用技术 应用物联网
经过工业界与学术界的共同努力，2005年，物 联网终于大放异彩。在这一年，国际电信联盟 （ITU）发布了题为《ITU互联网报告2005： 物联网》的报告，物联网概念开始正式出现在 官方文件中。
此后，物联网获得跨越式的发展，美、中、日 本以及欧洲一些国家纷纷将发展物联网基础设 施列为国家战略发展计划的重要内容。 在美国，IBM提出了“智慧地球”的构想，其 中物联网是不可缺少的一部分，2009年1月， 美国将其提升到国家战略。 在我国，2009年8月温家宝总理视察无锡中科 院物联网技术研发中心时指出并强调，要尽快 突破物联网核心技术，把传感技术和TD的发 展结合起来。

应用层主要应用方向


应用层突破方向

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
物联网具有以下的三大特征:
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。
IT 和 应 用 统 一 架 构
关 注 云 计 算
物联网 感知层
物联网是一个以应用为导向，分工日渐清晰的产业，IPv6和云计算是核心基础架构发展方向
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

感知和识别物体 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
概念的描述
物联网的英文名称为“The Internet of Things”，由该名称可见，物联网就是“物物 相连的互联网”。 从网络结构上看，物联网就是通过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。
物联网的概念是在1999年提出的。当时基于互 联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联 网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通 信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时 共享的实物互联网“Internet of things”—— （ IOT，简称物联网）。
• 形态上“普物化” • 功能上“泛在计算”
二是网络将无所不在地融入人们生活中：
• 泛在网
计算机与网络飞速发展，不断印证Weiser 的预言
计算机历史的三次浪潮
大型机时代：许多人共享一台笨重的机器 PC时代：一人一PC 后PC时代：一人多PC
按联网设备的主导形态分四个阶段：
物联网中的“物”的涵义要满足以下条件才能 够被纳入“物联网”的范围：
① 要有相应信息的接收器； ② 要有数据传输通路； ③ 要有一定的存储功能； ④ 要有CPU； ⑤ 要有操作系统； ⑥ 要有专门的应用程序； ⑦ 要有数据发送器； 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。
物联网体系架构
行业应用导向，完整解决方案交付
智能家居 智能交通 智能城管 智能电力 智能医疗
行业应用 系统 行业应用 平台 业务支撑 平台 核心网络 接入网络 定位授时 摄像监控 传感器网 M2M终端 RFID读写
网 络 连 接 统 一 IP 协 议
关 注 IP v6
物联网 应用层
物联网 网络层
产业链 各环节 定位， 通用产 品提供
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 当前最成熟的部分


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
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
理解物联网
物联网的发展跟互联网是分不开的，主要两个 层面的意思：
• 第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，它是在 互联网基础上的延伸和扩展； • 第二，物联网是比互联网更为庞大的网络，其网络 连接延伸到了任何的物品和物品之间，这些物品可 以通过各种信息传感设备与互联网络连接在一起， 进行更为复杂的信息交换和通信。
“十五年周期定律”
IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观 点，认为计算模式每隔15年发生一次变革。这 一判断像摩尔定律一样准确，人们称其为“十 五年周期定律”。IBM希望“智慧的地球”战 略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技革 命。
• • • • 1965年前后的“大型机” 1980年前后的“个人计算机” 1995年前后的“互联网” 2010年前后“物联网”——“物联网元年”
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
在欧洲，2009年6月，欧盟在比利时首都布鲁 塞尔向欧洲议会、欧洲理事会、欧洲经济与社 会委员会和地区委员会提交了以《物联网—— 欧洲行动计划》为题的公告，其目的是希望欧 洲通过构建新型物联网管理框架来引领世界物 联网发展。
欧盟委员会提出物联网的三方面特性：
• 第一，不能简单的将物联网看做互联网的延伸，物 联网建立在特有基础设施上，将是一系列新的独立 系统，当然，部分基础设施仍要依存于现有的互联 网。 • 第二，物联网将伴随新的业务共同发展； • 第三，物联网包括了多种不同的通信模式，物与人 通信，物与物通信，其中特别强调了包括机对机通 信（M2M）。
* 针对商业、家庭和个人用户的商业模式依然是运营商主导的通用服务提供
物联网当前主流商业模式
带宽租用
运营商主导的商业模式
带宽+应用 租用
开放式均衡发展的商业模式
物联网认识方面的误区：
① 把传感器网络或RFID网等同于物联网。 ② 把物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把 物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全部 共享的互联网平台。 ③ 认为物联网就是物-物互联的无所不在的网络，因 此认为物联网是空中楼阁，是目前很难实现的技 术。 ④ 把物联网当成个筐，什么都往里装；基于自身认 识，把仅仅能够互动、通信的产品都当成物联网 应用。
1999年至2003年，物联网方面的工作局限于实 验室中，这一时期的主要工作集中在物品身份 的自动识别，如何减少识别错误和提高识别效 率是关注的重点。 2003年，“EPC决策研讨会”在芝加哥召开。 作为物联网方面第一个国际会议，该研讨会得 到了全球90多个公司的大力支持。从此，物联 网相关工作开始走出实验室。
物联网概念的核心 内容
二、物联网的概念
产生过程
1995年比尔· 盖茨在《未来之路》一书中就已 经提及类似于物品互联的想法，只是当时受限 于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引 起重视。 1999年，美国麻省理工大学Auto-ID研究中心 的创建者之一的Kevin Ashton教授在他的一个 报告中首次使用了“Internet of Things”。 事实上，Auto-ID中心的目标就是在Internet 的基础上建造一个网络，实现计算机与物品之 间的互联。