物联网技术导论2016(第1章)
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桂小林 3
具体内容包括：
一、课程目的
课程目的是使学生通过课程的学习，能够 初步了解物联网的基本概念、关键技术及 其应用方法，为运用这些技术和方法构建 物联网应用系统打下基础；了解物联网工 程专业的知识体系、课程体系、专业概貌。 先修课程：无 学时数：理论学时：32 学分：2学分
桂小林 17
学习目标：
AR6 物联网控制技术
最少学时：3学时 知识点：
控制模型 控制技术 了解自动控制的基本原理 理解常见的控制模型 熟悉自动控制系统的基本控制方式 了解物联网环境下的控制需求和控制功能
桂小林 18
学习目标：
AR7 物联网安全技术
最少学时：4学时 知识点：
桂小林 4
二、教学大刚与知识单元
教学大纲： (1) 计算模式的演化 (2) 物联网的模型 (3) 物联网感知技术概述 (4) 物联网通信技术概述 (5) 智能数据处理概述 (6) 物联网控制技术概述 (7) 物联网安全技术概述 (8) 物联网应用模式
桂小林 27
IBM
The nervous system of an advanced network - Enabling Pervasive Connectivity,
Distributed Intelligence, Real-time local response
Brain
Intelligent
Data Center
+ +
+
Internet-of-Thing
Nervous System
Adv Network Vision
Interconnected Instrumented
+
Sensors & Actuators Nerve cell & Muscles
Network Infrastructure
Human Body 桂小林 28
IBM
In other words, the Internet is becoming a “network of services”
Everything is in the Internet Pictures and Photos Movies and TVs Music and Radios News and Books Games and Entertainments Contacts and Socials
Scientists. Computing
Instrumented
Interconnected
Intelwenku.baidu.comigent
26
IBM
桂小林 26
From the Internet to Internet of Thing: Significantly improves real world efficiency & productivity
通信方式 通信网络 了解通信在物联网中的作用 熟悉物联网环境下的常用通信方式 熟悉物联网环境下常用通信网络及其特点
桂小林 16
学习目标：
AR5 智能数据处理技术
最少学时：4学时 知识点：
数据存储方法 数据处理方法 信息利用 了解物联网环境下的数据特征和数据存储需求 了解网络存储的基本体系结构和特点 了解数据中心的基本概念及典型的数据中心 了解海量数据的智能处理技术 熟悉物联网环境下海量信息利用的基本方法
（IBM）
Intelligent
IBM
桂小林 24
People, systems and objects can communicate and interact with each other in entirely new ways.
（IBM）
物联网的愿景与动因-2/2
4 billion
There are an estimated 4 billion mobile
桂小林 20
学习目标：
教学方法和手段
课堂 讲解
实地 调查
观看 录像
现场 参观
桂小林 21
第一门专业课程的重要性
从一个应用开始， 展示物联网专业的知识模型 梳理出专业的主要知识 形成学生的专业知识主线 构造学生的专业认知能力 建立学生的“物联网”思维 带领学生开展参观性实验
15 petabytes 1 petaflop
Every day, 15 petabytes of new information are being generated.
1 square kilometer
New analytics enable highresolution weather forecasts for areas as fine as 1 to 2 square kilometers.
桂小林 22
课程导引
物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第 三次浪潮。 《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将 以物联网为代表的新一代信息技术列为重点培育和发展的 战略性新兴产业，《国民经济和社会发展第十二个五年规 划纲要》对培育发展以物联网代表的新一代信息技术战略 性新兴产业做了全面部署
桂小林 13
桂小林 14
AR3 物联网感知技术
最少学时：6学时 知识点：
标识的方法 感知的方法 了解物联网中标识和感知的作用 理解常用的定位和标识技术及方法 熟悉常见的感知技术的工作原理和信息感知的 基本方法
桂小林 15
学习目标：
AR4 物联网通信技术
最少学时：4学时 知识点：
涵盖知识单元： AR1 计算模式的演化 AR2 物联网的模型 AR3 物联网感知 AR4 物联网通信 AR5 智能数据处理 AR6 物联网控制 AR7 物联网安全 AR8 物联网应用 ID3 RFID ID6 视频监控 ID7定位技术 CO4 无线传感网
桂小林 5
知识单元
桂小林 6
AR1 计算模式的演化
普适计算 网格计算 元计算 云计算
物
联
网
异构计算
同构计算
1988
1993
1995
1998
2000
2002
2005
桂小林 8
Ubiquitous Computing
普适计算
物联网 云计算
GRID
桂小林 9
桂小林 10
应用助推计算模式的演变
物联网是应用需求的产物。 由于人类对计算机性能的需求永无止境，在诸如预测模 型的构造和模拟，工程设计和自动化，能源勘探，医学， 军事等领域内对计算能力提出了极高的、具有挑战性的 要求。 而传统的计算模式已经难以适应日益增长的应用需求， 计算模式发生改变成为必然。 计算模式从基于同构系统的并行计算演变到基于异构环 境的分布式计算，再从分布式计算演变到元计算、网格 计算、云计算到物联网。
网络安全 信息安全 隐私保护 了解网络安全和信息安全的基本概念 理解物联网面临的主要安全和隐私隐患 熟悉物联网环境下保护位置信息的重要性 理解提高物联网安全和保护位置信息及个人隐 私的基本手段
桂小林 19
学习目标：
AR8 物联网应用
最少学时：6学时 知识点：
应用模式 应用架构 了解物联网的应用模式 熟悉常见的物联网应用架构 熟悉物联网应用系统的组成 了解典型的物联网应用领域和应用系统
桂小林 23
物联网的愿景与动因-1/2
30 billion
RFID tags
1 billion
camera phones.
85%
Nearly 85% of new automobiles will contain event data recorders by 2010.
Instrumented Interconnected
桂小林 34
1.1物联网的概念
近几年来，伴随着网络技术、通信技术、智能嵌入技术的 迅速发展，“物联网”一词频繁的出现在世人眼前。 作为下一代网络的重要组成部分之一，物联网概念的提出， 受到了学术界、工业界的广泛关注，特别是它在刺激世界 经济复苏和发展方面的预期作用，引起了欧、美、日、韩 等发达国家的重视，从美国IBM的“智慧地球”到我国的 “感知中国”，各国纷纷制定了物联网发展规划并付诸于 实施。 业界专家普遍认为，物联网技术将会带来一场新的技术革 命，它是继个人计算机、互联网及移动通信网络之后的全 球信息产业的第三次浪潮。
西安交通大学
物联网技术概论
（课程1章）
桂小林 西安交通大学电子与信息工程学院 计算机科学与技术系 2015.3.3
桂小林 1
课程内容
课程大纲描述 第1章 物联网概论 第2章 物联网体系结构 第3章 传感器技术 第4章 标识与定位技术 第5章 现代通信技术 第6章 物联网数据处理 第8章 物联网的典型应用
the world, constituting an “internet of things.”
Instrumented Interconnected Intelligent
IBM
桂小林 25
We can now respond to changes quickly and accurately, and get better results by predicting and optimizing for future events.
The evolution of Internet, which organically integrates physicalworld into cyber-world by interconnected active things through open networks to improve real world efficiency and productivity
2 billion
There will be an estimated
1 trillion
Soon, there will be 1 trillion
2 billion people
on the internet by 2011.
phone subscribers
worldwide.
connected devices in
The Internet of Things
Global system of interconnected things, people & computer networks
The Internet
Global system of interconnected computer networks
Evolution
桂小林 29
？
IBM
桂小林 30
课程教材
桂小林 31
第一章 物联网技术概论
桂小林 2015.3.5
桂小林 32
内容提纲
1.1物联网的概念 1.2 物联网的起源与发展 1.3 物联网的应用
桂小林 33
第一章 物联网概论
基本要求
理解物联网的基本概念 了解物联网技术的发展历程 调研物联网的典型应用 收集网络视频，了解物联网的特性。
Documents and Files Databases and Systems Work and Hobbies Services and Businesses
Internet is becoming a technology platform of service economy IBM
最少学时：2学时 知识点：
计算模式 网络的发展 物联网概念 了解计算模式的演化历程 了解网络技术的发展阶段和特点 了解物联网的概念及产生的背景
学习目标：
桂小林 7
互联网计算模式的演变
计算规模
普适计算是指在普适环境下使人们能够使用任意设备、 通过任意网络、在任意时间都可以获得一定质量的网 络服务的技术。
课程大纲描述
本课程作为物联网工程专业的第一门课程 主要基于物联网的应用视角，介绍物联网的基本原理。包 括：
介绍了物联网概念、体系结构、关键技术和典型应用。 物联网感知技术（含传感器原理、射频标识原理和空间定位原 理）、 物联网传输技术（含短距离无线技术，移动通信技术和卫星通信 技术）、 物联网数据处理技术（含数据存储技术和数据检索技术） 物联网安全技术（含信息安全技术、物联网分层次安全技术 物联网应用实例。
桂小林 11
AR2 物联网的模型
最少学时：3学时 知识点：
功能模型 层次模型 拓扑结构 熟悉物联网的功能模型 熟悉物联网的层次模型 理解功能模型与层次模型之间的关系 连接物联网常用网络拓扑结构
桂小林 12
学习目标：
感知系统：十大类传感器。 通讯系统：互联网/传感器网 计算系统：计算机软硬件 数 据 海：媒体、数据处理 控制系统：控制算法、执行机构等
具体内容包括：
一、课程目的
课程目的是使学生通过课程的学习，能够 初步了解物联网的基本概念、关键技术及 其应用方法，为运用这些技术和方法构建 物联网应用系统打下基础；了解物联网工 程专业的知识体系、课程体系、专业概貌。 先修课程：无 学时数：理论学时：32 学分：2学分
桂小林 17
学习目标：
AR6 物联网控制技术
最少学时：3学时 知识点：
控制模型 控制技术 了解自动控制的基本原理 理解常见的控制模型 熟悉自动控制系统的基本控制方式 了解物联网环境下的控制需求和控制功能
桂小林 18
学习目标：
AR7 物联网安全技术
最少学时：4学时 知识点：
桂小林 4
二、教学大刚与知识单元
教学大纲： (1) 计算模式的演化 (2) 物联网的模型 (3) 物联网感知技术概述 (4) 物联网通信技术概述 (5) 智能数据处理概述 (6) 物联网控制技术概述 (7) 物联网安全技术概述 (8) 物联网应用模式
桂小林 27
IBM
The nervous system of an advanced network - Enabling Pervasive Connectivity,
Distributed Intelligence, Real-time local response
Brain
Intelligent
Data Center
+ +
+
Internet-of-Thing
Nervous System
Adv Network Vision
Interconnected Instrumented
+
Sensors & Actuators Nerve cell & Muscles
Network Infrastructure
Human Body 桂小林 28
IBM
In other words, the Internet is becoming a “network of services”
Everything is in the Internet Pictures and Photos Movies and TVs Music and Radios News and Books Games and Entertainments Contacts and Socials
Scientists. Computing
Instrumented
Interconnected
Intelwenku.baidu.comigent
26
IBM
桂小林 26
From the Internet to Internet of Thing: Significantly improves real world efficiency & productivity
通信方式 通信网络 了解通信在物联网中的作用 熟悉物联网环境下的常用通信方式 熟悉物联网环境下常用通信网络及其特点
桂小林 16
学习目标：
AR5 智能数据处理技术
最少学时：4学时 知识点：
数据存储方法 数据处理方法 信息利用 了解物联网环境下的数据特征和数据存储需求 了解网络存储的基本体系结构和特点 了解数据中心的基本概念及典型的数据中心 了解海量数据的智能处理技术 熟悉物联网环境下海量信息利用的基本方法
（IBM）
Intelligent
IBM
桂小林 24
People, systems and objects can communicate and interact with each other in entirely new ways.
（IBM）
物联网的愿景与动因-2/2
4 billion
There are an estimated 4 billion mobile
桂小林 20
学习目标：
教学方法和手段
课堂 讲解
实地 调查
观看 录像
现场 参观
桂小林 21
第一门专业课程的重要性
从一个应用开始， 展示物联网专业的知识模型 梳理出专业的主要知识 形成学生的专业知识主线 构造学生的专业认知能力 建立学生的“物联网”思维 带领学生开展参观性实验
15 petabytes 1 petaflop
Every day, 15 petabytes of new information are being generated.
1 square kilometer
New analytics enable highresolution weather forecasts for areas as fine as 1 to 2 square kilometers.
桂小林 22
课程导引
物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第 三次浪潮。 《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将 以物联网为代表的新一代信息技术列为重点培育和发展的 战略性新兴产业，《国民经济和社会发展第十二个五年规 划纲要》对培育发展以物联网代表的新一代信息技术战略 性新兴产业做了全面部署
桂小林 13
桂小林 14
AR3 物联网感知技术
最少学时：6学时 知识点：
标识的方法 感知的方法 了解物联网中标识和感知的作用 理解常用的定位和标识技术及方法 熟悉常见的感知技术的工作原理和信息感知的 基本方法
桂小林 15
学习目标：
AR4 物联网通信技术
最少学时：4学时 知识点：
涵盖知识单元： AR1 计算模式的演化 AR2 物联网的模型 AR3 物联网感知 AR4 物联网通信 AR5 智能数据处理 AR6 物联网控制 AR7 物联网安全 AR8 物联网应用 ID3 RFID ID6 视频监控 ID7定位技术 CO4 无线传感网
桂小林 5
知识单元
桂小林 6
AR1 计算模式的演化
普适计算 网格计算 元计算 云计算
物
联
网
异构计算
同构计算
1988
1993
1995
1998
2000
2002
2005
桂小林 8
Ubiquitous Computing
普适计算
物联网 云计算
GRID
桂小林 9
桂小林 10
应用助推计算模式的演变
物联网是应用需求的产物。 由于人类对计算机性能的需求永无止境，在诸如预测模 型的构造和模拟，工程设计和自动化，能源勘探，医学， 军事等领域内对计算能力提出了极高的、具有挑战性的 要求。 而传统的计算模式已经难以适应日益增长的应用需求， 计算模式发生改变成为必然。 计算模式从基于同构系统的并行计算演变到基于异构环 境的分布式计算，再从分布式计算演变到元计算、网格 计算、云计算到物联网。
网络安全 信息安全 隐私保护 了解网络安全和信息安全的基本概念 理解物联网面临的主要安全和隐私隐患 熟悉物联网环境下保护位置信息的重要性 理解提高物联网安全和保护位置信息及个人隐 私的基本手段
桂小林 19
学习目标：
AR8 物联网应用
最少学时：6学时 知识点：
应用模式 应用架构 了解物联网的应用模式 熟悉常见的物联网应用架构 熟悉物联网应用系统的组成 了解典型的物联网应用领域和应用系统
桂小林 23
物联网的愿景与动因-1/2
30 billion
RFID tags
1 billion
camera phones.
85%
Nearly 85% of new automobiles will contain event data recorders by 2010.
Instrumented Interconnected
桂小林 34
1.1物联网的概念
近几年来，伴随着网络技术、通信技术、智能嵌入技术的 迅速发展，“物联网”一词频繁的出现在世人眼前。 作为下一代网络的重要组成部分之一，物联网概念的提出， 受到了学术界、工业界的广泛关注，特别是它在刺激世界 经济复苏和发展方面的预期作用，引起了欧、美、日、韩 等发达国家的重视，从美国IBM的“智慧地球”到我国的 “感知中国”，各国纷纷制定了物联网发展规划并付诸于 实施。 业界专家普遍认为，物联网技术将会带来一场新的技术革 命，它是继个人计算机、互联网及移动通信网络之后的全 球信息产业的第三次浪潮。
西安交通大学
物联网技术概论
（课程1章）
桂小林 西安交通大学电子与信息工程学院 计算机科学与技术系 2015.3.3
桂小林 1
课程内容
课程大纲描述 第1章 物联网概论 第2章 物联网体系结构 第3章 传感器技术 第4章 标识与定位技术 第5章 现代通信技术 第6章 物联网数据处理 第8章 物联网的典型应用
the world, constituting an “internet of things.”
Instrumented Interconnected Intelligent
IBM
桂小林 25
We can now respond to changes quickly and accurately, and get better results by predicting and optimizing for future events.
The evolution of Internet, which organically integrates physicalworld into cyber-world by interconnected active things through open networks to improve real world efficiency and productivity
2 billion
There will be an estimated
1 trillion
Soon, there will be 1 trillion
2 billion people
on the internet by 2011.
phone subscribers
worldwide.
connected devices in
The Internet of Things
Global system of interconnected things, people & computer networks
The Internet
Global system of interconnected computer networks
Evolution
桂小林 29
？
IBM
桂小林 30
课程教材
桂小林 31
第一章 物联网技术概论
桂小林 2015.3.5
桂小林 32
内容提纲
1.1物联网的概念 1.2 物联网的起源与发展 1.3 物联网的应用
桂小林 33
第一章 物联网概论
基本要求
理解物联网的基本概念 了解物联网技术的发展历程 调研物联网的典型应用 收集网络视频，了解物联网的特性。
Documents and Files Databases and Systems Work and Hobbies Services and Businesses
Internet is becoming a technology platform of service economy IBM
最少学时：2学时 知识点：
计算模式 网络的发展 物联网概念 了解计算模式的演化历程 了解网络技术的发展阶段和特点 了解物联网的概念及产生的背景
学习目标：
桂小林 7
互联网计算模式的演变
计算规模
普适计算是指在普适环境下使人们能够使用任意设备、 通过任意网络、在任意时间都可以获得一定质量的网 络服务的技术。
课程大纲描述
本课程作为物联网工程专业的第一门课程 主要基于物联网的应用视角，介绍物联网的基本原理。包 括：
介绍了物联网概念、体系结构、关键技术和典型应用。 物联网感知技术（含传感器原理、射频标识原理和空间定位原 理）、 物联网传输技术（含短距离无线技术，移动通信技术和卫星通信 技术）、 物联网数据处理技术（含数据存储技术和数据检索技术） 物联网安全技术（含信息安全技术、物联网分层次安全技术 物联网应用实例。
桂小林 11
AR2 物联网的模型
最少学时：3学时 知识点：
功能模型 层次模型 拓扑结构 熟悉物联网的功能模型 熟悉物联网的层次模型 理解功能模型与层次模型之间的关系 连接物联网常用网络拓扑结构
桂小林 12
学习目标：
感知系统：十大类传感器。 通讯系统：互联网/传感器网 计算系统：计算机软硬件 数 据 海：媒体、数据处理 控制系统：控制算法、执行机构等