物联网及其应用与发展趋势

2011/11/18
东南大学 感知层
射频与光电集成电路研究所
物联网与传统网络的主要区别在于，物联网扩大了传统网络的通 信范围，即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与物 、物与物之间的通信。在物联网具体实现过程中，如何完成对物的感 知这一关键环节，是感知层要解决的问题。
2011/11/18
东南大学
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物联网体系架构
目前在业界物联网体系架构也大致被公认为有这三个层次，底层 是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是 内容应用层。 三层的关系可以这样理解：感知层相当于人体的皮肤和五官；网 络层相当于人体的神经中枢和大脑；应用层相当于人的社会分工。
2011/11/18
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二、政策战略引导
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奥巴马总统将物联网与绿色能源并列为振兴经济的两大重点。 温家宝总理提出建立“感知中国”中心，物联网建设已被上升 到国家战略的层面。
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物联网发展趋势
2011/11/18
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物联网产生背景
重大事件
1. 1990年 物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网 络可乐贩售机——Networked Coke Machine。 2. 1999年 在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物 联网(Internet of Things)这个概念；是由1999年MIT AutoID中心的Ashton教授在研究RFID时最早提出来的。他提出 了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。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”（简称物联网），这也是在2003年掀起第一轮华夏 物联网热潮的基础。 3. 1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了“传 感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。
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“物”的涵义
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这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围： 要有数据传输通路； 要有一定的存储功能； 要有CPU； 要有操作系统； 要有专门的应用程序； 遵循物联网的通信协议； 在世界网络中有可被识别的唯一编号。
2011/11/18
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物联网关键技术
感知层关键技术
1）传感器技术 现代科技的进步，特别是微电子机械系统、超大规模集成电路的 发展，使得现代传感器走上微型化、智能化和网络化的发展路线，其 典型的代表是无线传感器节点。 和传统的传感器不同，无线传感器节点不仅包括了传感器部件， 而且集成了微型处理器和无线通信芯片等，能够对感知的信息进行分 析处理和网络传输。
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2）RFID技术 RFID标签中存储的信息，通过无线的方式把它们自动采集到中央 信息系统，实现物品(商品)的识别，实现对物品的“透明”管理。 RFID系统主要由三部分组成：电子标签(Tag)、读写器(Reader)和 天线(Antenna)。
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4. 5.
2003年，美国《技术评论》提出传感网技术将是未来改变 人们生活的十大技术之首。 2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（ WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告 2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。报告指出，无 所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体 从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行 交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术 、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。根据ITU的描述 ，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种 短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一 个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟 通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。
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7.
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2009年8月7日温家宝总理在视察无锡物联网产业研究院 时提出“感知中国”，从此物联网被正式列为国家五大新 兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中 国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、 欧盟、以及其他各国不可比拟的。
2011/11/18
东南大学 欧盟定义
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2009年9月，在北京举办的“物联网与企业环境中欧研讨会” 上 ， 欧 盟 委 员 会 信 息 和 社 会 媒 体 司 RFID 部 门 负 责 人 Lorent Ferderix 博士给出了欧盟对物联网的定义： 物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互 操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身 份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无 缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道 ，构成未来互联网。
三、信息科技发展的必然趋势 相关技术的成熟为物联网提供了现实的基础： 成熟的传感技术：无线传感器网络、RFID、电子标签等。 发达的网络：宽带、WiFi、ZigBee等。 高速的信息处理能力
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物联网定义
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所 有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。具体 是指通过射频识别（RFID）、无线传感网（WSN）、全球定位系 统（GPS）、红外感应器、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。
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网络层功能:
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物联网网络层是在现有网络的基础上建立起来的，它与目前主 流的移动通信网、国际互联网、企业内部网、各类专网等网络 一样，主要承担着数据传输的功能，特别是当三网融合后，有 线电视网也能承担数据传输的功能。 在物联网中，要求网络层能够把感知层感知到的数据无障碍、 高可靠性、高安全性地进行传送，它解决的是感知层所获得的 数据在一定范围内，尤其是远距离地传输问题。 物联网网络层将承担比现有网络更大的数据量和面临更高的服 务质量要求，所以现有网络尚不能满足物联网的需求，这就意 味着物联网需要对现有网络进行融合和扩展，利用新技术以实 现更加广泛和高效的互联功能。
中间件
编码 命令 /响应 单元 解码
逻辑 存储 单元
阅读器
AIR INTERFACE COMMANDS RF标签
标签 驱动模块
天线
AIR INTERFACE RESPONCES
应用软件
APPLICATION COMMANDS APPLICATION RESPONSES
2011/11/18
东南大学
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物联网(IoT—Internet of Things) 及其应用与发展趋势
报告人：李智群
zhiqunli@seu.edu.cn
东南大学射频与光电集成电路研究所 东南大学传感网技术研究中心
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东南大学 网络层
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物联网是什么？有人会说RFID，这只是感知，其实感知的技术已 经有，虽然说未必成熟，但是开发起来并不很难。但是物联网的价值 在什么地方？主要在于网，而不只在于物。感知只是第一步，但是感 知的信息，如果没有一个庞大的网络体系，不能进行管理和整合，那 这个网络就没有意义。
2011/11/18
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基本内涵
物联网被视为互联网的应用扩展， 应用创新是物联网发展的核心，以 用户体验为核心的创新是物联网发 展的灵魂。
鲜明特征
各种感知技术的广泛应用。 它是一种建立在互联网上的泛在网 络。为了保障数据传输的正确性和 及时性，必须适应各种异构网络和 协议。 物联网不仅仅提供了传感器的连接 ，其本身也具有智能处理的能力， 能够对物体实施智能控制。
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3)二维码技术 二维码也叫二维条码或二维条形码，是用某种特定的几何形体按一定 规律在平面上分布（黑白相间）的图形来记录信息的应用技术。可分 为： 堆叠式二维码 矩阵式二维码
二维码优势： 数 据容 量更 大， 能够 在 横 向 和纵 向两 个方 位同 时 表 达 信息 ，因 此能 在很 小 的 面积内表达大量的信息； 超越了字母数字的限制； 相对尺寸小； 具有抗损毁能力； 保密性强。
什么是物联网，到底有什么新的内涵在里面？ 常见的物流网和传感网，与物联网的关系是什么？
真正意义的物联网到底还要发展多少年？
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目 录
物联网产生背景
物联网定义及体系架构 物联网关键技术
物联网应用与案例 物联网存在问题 物联网在中国
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IBM希望“智慧的地球”策略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科 技产业革命。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，人们把它称为“十五年周期定律”。1965年前后发生的变革 以大型机为标志，1980年前后以个人计算机的普及为标志，而 1995年前后则发生了互联网革命。
2011/11/18
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6.
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2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业 领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一， IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建 议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新 能源和物联网列为振兴经济的两大重点。
2011/11/18
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2011/11/18
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射频与光电集成电路研究所
物联网诞生的本质
一、经济危机催生科技信息革命 当前，由美国次贷危机引发的这场百年不遇的国际金融危机的影 响正在全球继续扩散蔓延，尚未见底。 根据经济长波理论，每一次的经济低谷必定会催生出某些新的技 术。历史经验也表明，全球性经济危机往往催生重大科技创新突破和 科技革命： 1857年的世界经济危机，引发了以电气革命为标志的第二次技 术革命； 1929年的世界经济危机，引发了战后以电子、航天航空和核能 等技术突破为标志的第三次技术革命。 过去的十几年间，互联网技术取得巨大成功。目前的经济危机 让人们又不得不面临紧迫的选择，物联网技术成为推动下一轮 经济增长的特别重要的推动手段。
2011/11/18
东南大学 应用层
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射频与光电集成电路研究所
物联网最终目的是要把感知和传输来的信息更好地利用，甚至有 学者认为，物联网本身就是一种应用，可见应用在物联网中的地位。 应用层功能: 应用是物联网发展的驱动力和目的。 应用层的主要功能：把感知和传输来的信息进行分析和处理， 做出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。 应用层解决的问题：信息处理和人机界面。