1、第第2讲讲物联网概述物联网概述 物联网概述及其应用培训课件第1页学习任务学习任务物联网起源与发展物联网起源与发展 物联网定义物联网定义 物联网技术体系物联网技术体系 Clicktoaddtitleinhere123主要包括：主要包括：物联网概述及其应用培训课件第2页1.1物物联网起源与网起源与发展展物联网作为一个含糊意识或想法而出现，能够追溯物联网作为一个含糊意识或想法而出现，能够追溯到上世纪末。到上世纪末。1995年比尔年比尔盖茨在盖茨在未来之路未来之路一书一书中就已经提及类似于物品互联想法，只是当初受限中就已经提及类似于物品互联想法，只是当初受限于无线网络、硬件及传感设备发展，并未引发重视
2、。于无线网络、硬件及传感设备发展，并未引发重视。物联网概述及其应用培训课件第3页1.1物物联网起源与网起源与发展展1999年，美国麻省理工大学年，美国麻省理工大学Auto-ID研究中心研究中心创建建者之一者之一KevinAshton教授在他一个教授在他一个汇报中首次使用中首次使用了了“InternetofThings”这个短个短语，实际上，上，Auto-ID中心目中心目标就是在就是在Internet基基础上建上建造一个网造一个网络，实现计算机与物品（算机与物品（objects）之）之间互互联，这里物品包含各种各里物品包含各种各样硬件硬件设备、软件、件、协议等等。等等。物联网概述及其应用培训课件
3、第4页1.1物物联网起源与网起源与发展展1999年至，物联网方面工作局限于试验室中，这一时期主要工作集中在物品身份自动识别，怎样降低识别错误和提升识别效率是关注重点。，“EPC决议研讨会”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多个企业大力支持。从此，物联网相关工作开始走出试验室。物联网概述及其应用培训课件第5页1.1物物联网起源与网起源与发展展经过工业界与学术界共同努力，物联网终于大放异彩。这一年，国际电信联盟（ITU）公布了题为ITU互联网汇报：物联网汇报，物联网概念开始正式出现在官方文件中。物联网概述及其应用培训课件第6页1.1物物联网起源与网起源与发展展从此以
4、后，物联网取得跨越式发展，美国、中国、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主要内容。在美国，IBM提出了“智慧地球”构想，其中物联网是不可缺乏一部分，1月，美国将其提升到国家战略。物联网概述及其应用培训课件第7页1.1物物联网起源与网起源与发展展在欧洲，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域委员会提交了以物联网欧洲行动计划为题公告，其目标是希望欧洲经过构建新型物联网管理框架来引领世界物联网发展。物联网概述及其应用培训课件第8页1.1物物联网起源与网起源与发展展欧盟委员会提出物联网三方面特征：欧盟委员会提出物联网三方面特征：第
5、一，不能简单将物联网看做互联网延伸，物联网第一，不能简单将物联网看做互联网延伸，物联网建立在特有基础设施上，将是一系列新独立系统，建立在特有基础设施上，将是一系列新独立系统，当然，部分基础设施仍要依存于现有互联网。当然，部分基础设施仍要依存于现有互联网。第二，物联网将伴随新业务共同发展；第二，物联网将伴随新业务共同发展；第三，物联网包含了各种不一样通信模式，物与人第三，物联网包含了各种不一样通信模式，物与人通信，物与物通信，其中尤其强调了包含机对机通通信，物与物通信，其中尤其强调了包含机对机通信（信（M2M）。）。物联网概述及其应用培训课件第9页1.1物物联网起源与网起源与发展展在我国，8月温
6、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，要尽快突破物联网关键技术，把传感技术和TD发展结合起来，今后，我国官方对物联网屡次提议和众多规划表示我国物联网发展已正式提上议事日程。物联网概述及其应用培训课件第10页2.1物物联网概念网概念 物联网英文名称为物联网英文名称为“TheInternetofThings”，由，由该名称可见，物联网就是该名称可见，物联网就是“物物相连互联网物物相连互联网”。从网络结构上看，物联网就是经过从网络结构上看，物联网就是经过Internet将众多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
7、识别分布式系统。内对物品身份进行识别分布式系统。物联网概述及其应用培训课件第11页2.1物物联网概念网概念物联网概念是在物联网概念是在1999年提出。当初基于互联网、年提出。当初基于互联网、RFID技术、技术、EPC标准，在计算机互联网基础上，利标准，在计算机互联网基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，结构了一用射频识别技术、无线数据通信技术等，结构了一个实现全球物品信息实时共享实物互联网个实现全球物品信息实时共享实物互联网“Internetofthings”（IOT，简称物联网）。，简称物联网）。物联网概述及其应用培训课件第12页2.2物物联网定网定义及及组成成1.物物联网定网定义当
8、前较为公认物联网定义是：当前较为公认物联网定义是：经过射频识别（经过射频识别（RFID）装置、红外感应器、）装置、红外感应器、全球定全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议，位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，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、监控和管理一个以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理一个网络。网络。当每个而不是每种物品能够被唯一标识后，利用识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，构建连别、通信和计算等技术，在互联网基础上，构建连接
9、各种物品网络，就是人们常说物联网。接各种物品网络，就是人们常说物联网。物联网概述及其应用培训课件第13页2.2物物联网定网定义及及组成成物联网中物联网中“物物”涵义要满足以下条件才能够被纳入涵义要满足以下条件才能够被纳入“物联网物联网”范围：范围：要有对应信息接收器；要有对应信息接收器；要有数据传输通路；要有数据传输通路；要有一定存放功效；要有一定存放功效；要有要有CPU；物联网概述及其应用培训课件第14页2.2物物联网定网定义及及组成成要有操作系统；要有操作系统；要有专门应用程序；要有专门应用程序；要有数据发送器；要有数据发送器；遵照物联网通信协议；遵照物联网通信协议；在世界网络中有可被识别
10、唯一编号。在世界网络中有可被识别唯一编号。物联网概述及其应用培训课件第15页2.2物物联网定网定义及及组成成2.物物联网网发展与形成展与形成物联网发展跟互联网是分不开，主要两个层物联网发展跟互联网是分不开，主要两个层面意思：面意思：物联网关键和基础依然是互联网，它是在互联网物联网关键和基础依然是互联网，它是在互联网基础上延伸和扩展基础上延伸和扩展;第二，物联网是比互联网更为庞大网络，其网络第二，物联网是比互联网更为庞大网络，其网络连接延伸到了任何物品和物品之间，这些物品能连接延伸到了任何物品和物品之间，这些物品能够经过各种信息传感设备与互联网络连接在一起，够经过各种信息传感设备与互联网络连接在
11、一起，进行更为复杂信息交换和通信。进行更为复杂信息交换和通信。物联网概述及其应用培训课件第16页2.2物物联网定网定义及及组成成3物物联网三大特征网三大特征普通认为普通认为,物联网含有以下三大特征物联网含有以下三大特征:全方面感知全方面感知利用利用RFID、传感器、二感器、二维码等随等随时随地随地获取物体信取物体信息。息。可靠可靠传递经过无无线网网络与互与互联网融合，将物体信息网融合，将物体信息实时准确准确地地传递给用用户。物联网概述及其应用培训课件第17页2.2物物联网定网定义及及组成成智能智能处理理利用云利用云计算、数据挖掘以及含糊算、数据挖掘以及含糊识别等人工智能技等人工智能技术，对海量
12、数据和信息海量数据和信息进行分析和行分析和处理，理，对物体物体实施智能化控制。施智能化控制。物联网概念模型物联网概念模型 物联网概述及其应用培训课件第18页2.2物物联网定网定义及及组成成4.物物联网网认识方面方面误区区误区之一，把传感器网络或误区之一，把传感器网络或RFID网等同于物联网。网等同于物联网。误区之二，把物联网当成互联网无边无际无限延伸，误区之二，把物联网当成互联网无边无际无限延伸，把物联网当成全部物完全开放、全部互连、全部共把物联网当成全部物完全开放、全部互连、全部共享互联网平台。享互联网平台。物联网概述及其应用培训课件第19页2.2物物联网定网定义及及组成成误区之三，认为物联
13、网就是物误区之三，认为物联网就是物-物互联无所不在网络，物互联无所不在网络，所以认为物联网是空中楼阁，是当前极难实现技术。所以认为物联网是空中楼阁，是当前极难实现技术。误区之四，把物联网当成个筐，什么都往里装；基误区之四，把物联网当成个筐，什么都往里装；基于本身认识，把仅仅能够互动、通信产品都当成物于本身认识，把仅仅能够互动、通信产品都当成物联网应用。联网应用。物联网概述及其应用培训课件第20页3.1物物联网技网技术概概论物联网是经典交叉学科，它所包括关键技术包含物联网是经典交叉学科，它所包括关键技术包含IPv6技术、云计算技术、传感技术、技术、云计算技术、传感技术、RFID智能识别智能识别技
14、术、无线通信技术等。技术、无线通信技术等。所以，从技术角度讲，物联网专业主要包括专业有：所以，从技术角度讲，物联网专业主要包括专业有：计算机科学与工程、电子与电气工程、电子信息与计算机科学与工程、电子与电气工程、电子信息与通讯、自动控制、遥感与遥测、精密仪器、电子商通讯、自动控制、遥感与遥测、精密仪器、电子商务等等。务等等。物联网概述及其应用培训课件第21页3.1物物联网技网技术概概论欧盟于9月公布欧盟物联网战略研究路线图白皮书中列出13类关键技术，包含：标识技术、物联网体系结构技术、通信与网络技术、数据和信号处理技术、软件和算法、发觉与搜索引擎技术、电源和能量储存技术等。物联网概述及其应用培
15、训课件第22页3.1物物联网技网技术概概论物联网技术体系框架物联网技术体系框架 物联网概述及其应用培训课件第23页3.2物物联网技网技术体系体系1.感知、网感知、网络通信和通信和应用关用关键技技术传感和感和识别技技术是物联网感知物理世界获取信息和实现物体控制首是物联网感知物理世界获取信息和实现物体控制首要步骤。要步骤。传感器将物理世界中物理量、化学量、生物量转化传感器将物理世界中物理量、化学量、生物量转化成可供处理数字信号。成可供处理数字信号。识别技术实现对物联网中物体标识和位臵信息获取。识别技术实现对物联网中物体标识和位臵信息获取。物联网概述及其应用培训课件第24页3.2物物联网技网技术体系
16、体系网络通信技术网络通信技术主要实现物联网数据信息和控制信息双向传递、路主要实现物联网数据信息和控制信息双向传递、路由和控制由和控制.重点包含低速近距离无线通信技术、低功耗路由、重点包含低速近距离无线通信技术、低功耗路由、自组织通信、无线接入自组织通信、无线接入M2M通信增强、通信增强、IP承载技承载技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认知无线电技术。知无线电技术。物联网概述及其应用培训课件第25页3.2物物联网技网技术体系体系海量信息智能处理海量信息智能处理综合利用高性能计算、人工智能、数据库和含糊计综合利用高性能计算、人工智能、数据库和含
17、糊计算等技术，对搜集感知数据进行通用处理，重点包算等技术，对搜集感知数据进行通用处理，重点包括数据存放、并行计算、数据挖掘、平台服务、信括数据存放、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息展现等。息展现等。物联网概述及其应用培训课件第26页3.2物物联网技网技术体系体系面向服务体系架构（面向服务体系架构（Service-orientedArchitecture，SOA）是一个松耦合软件组件技术，它将应用程序不一样是一个松耦合软件组件技术，它将应用程序不一样功效模块化，并经过标准化接口和调用方式联络起功效模块化，并经过标准化接口和调用方式联络起来，实现快速可重用系统开发和布署。来，实现快速可重用系统开
18、发和布署。SOA可提升物联网架构扩展性，提升应用开发效率，可提升物联网架构扩展性，提升应用开发效率，充分整合和复用信息资源。充分整合和复用信息资源。物联网概述及其应用培训课件第27页3.2物物联网技网技术体系体系2.支撑技支撑技术物物联网支撑技网支撑技术包含嵌入式系包含嵌入式系统、微机、微机电系系统（MicroElectroMechanicalSystems，MEMS）、）、软件和算法、件和算法、电源和源和储能、新材料技能、新材料技术等。等。微机微机电系系统可实现对传感器、执行器、处理器、通信模块、电可实现对传感器、执行器、处理器、通信模块、电源系统等高度集成，是支撑传感器节点微型化、智源系统
19、等高度集成，是支撑传感器节点微型化、智能化主要技术。能化主要技术。物联网概述及其应用培训课件第28页3.2物物联网技网技术体系体系嵌入式系统嵌入式系统是满足物联网对设备功效、可靠性、成本、体积、是满足物联网对设备功效、可靠性、成本、体积、功耗等综合要求，能够按照不一样应用定制裁剪嵌功耗等综合要求，能够按照不一样应用定制裁剪嵌入式计算机技术，是实现物体智能主要基础。入式计算机技术，是实现物体智能主要基础。软件和算法软件和算法是实现物联网功效、决定物联网行为主要技术，重是实现物联网功效、决定物联网行为主要技术，重点包含各种物联网计算系统感知信息处理、交互与点包含各种物联网计算系统感知信息处理、交互
20、与优化软件与算法、物联网计算系统体系结构与软件优化软件与算法、物联网计算系统体系结构与软件平台研发等。平台研发等。物联网概述及其应用培训课件第29页3.2物物联网技网技术体系体系电源和储能电源和储能是物联网关键支撑技术之一，包含电池技术、能量是物联网关键支撑技术之一，包含电池技术、能量储存、能量捕捉、恶劣情况下发电、能量循环、新储存、能量捕捉、恶劣情况下发电、能量循环、新能源等技术。能源等技术。新材料技术新材料技术主要是指应用于传感器敏感元件实现技术。传感器主要是指应用于传感器敏感元件实现技术。传感器敏感材料包含湿敏材料、气敏材料、热敏材料、压敏感材料包含湿敏材料、气敏材料、热敏材料、压敏材料
21、、光敏材料等。新敏感材料应用能够使传感敏材料、光敏材料等。新敏感材料应用能够使传感器灵敏度、尺寸、精度、稳定性等特征取得改进。器灵敏度、尺寸、精度、稳定性等特征取得改进。物联网概述及其应用培训课件第30页3.2物物联网技网技术体系体系3.共性技共性技术物物联网共性技网共性技术包括网包括网络不一不一样层面，主要包含面，主要包含架构技架构技术、标识和解析、安全和和解析、安全和隐私、网私、网络管理技管理技术等。等。物物联网架构技网架构技术当前当前处于概念于概念发展展阶段。物段。物联网网需含有需含有统一架构，清楚分一架构，清楚分层，支持不一，支持不一样系系统互操互操作性，适作性，适应不一不一样类型物理
22、网型物理网络，适，适应物物联网网业务特征。特征。物联网概述及其应用培训课件第31页3.2物物联网技网技术体系体系标识和解析技术标识和解析技术是对物理实体、通信实体和应用实体赋予或其本身是对物理实体、通信实体和应用实体赋予或其本身固有一个或一组属性，并能实现正确解析技术。固有一个或一组属性，并能实现正确解析技术。物联网标识和解析技术包括不一样标识体系、不一物联网标识和解析技术包括不一样标识体系、不一样体系互操作、全球解析或区域解析、标识管理等。样体系互操作、全球解析或区域解析、标识管理等。物联网概述及其应用培训课件第32页3.2物物联网技网技术体系体系安全和隐私技术安全和隐私技术包含安全体系架构
23、、网络安全技术、包含安全体系架构、网络安全技术、“智能物体智能物体”广广泛布署对社会生活带来安全威胁、隐私保护技术、泛布署对社会生活带来安全威胁、隐私保护技术、安全管理机制和确保办法等。安全管理机制和确保办法等。网络管理技术重点包含管理需求、管理模型、管理网络管理技术重点包含管理需求、管理模型、管理功效、管理协议等。功效、管理协议等。为实现对物联网广泛布署为实现对物联网广泛布署智能物体智能物体管理，需要进管理，需要进行网络功效和适用性分析，开发适合管理协议。行网络功效和适用性分析，开发适合管理协议。物联网概述及其应用培训课件第33页3.3物物联网面网面临主要技主要技术问题物联网发展主要面临五个
24、主要技术问题：物联网发展主要面临五个主要技术问题：（1）技术标准问题）技术标准问题（2）安全问题）安全问题（3）协议问题）协议问题（4）IP地址问题地址问题（5）终端问题。）终端问题。物联网概述及其应用培训课件第34页4物物联网网应用用领域域我国物联网应用领域主要有智能交通、环境保护、我国物联网应用领域主要有智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、机械制造等。监测、机械制造等。物联网概述及其应用培训课件第35页4物物联网网应用用领域域1.物物联网网应用示例用示例食品安全食品安全物联网概述及其应用培训课件第36页4物物联网
25、网应用用领域域2.物物联网网应用示例用示例平安城市平安城市物联网概述及其应用培训课件第37页4物物联网网应用用领域域3.物物联网网应用示例用示例人体健康人体健康物联网概述及其应用培训课件第38页4物物联网网应用用领域域4.物物联网网应用示例用示例智能家庭智能家庭物联网概述及其应用培训课件第39页4物物联网网应用用领域域5.物物联网网应用示例用示例智慧智慧农业(农业标准化生准化生产监测系系统)物联网概述及其应用培训课件第40页5应用案例：光用案例：光纤传感温度感温度监测系系统 分布式光纤光学传感能提供完整事件发生探测和定分布式光纤光学传感能提供完整事件发生探测和定位。位。用光入射到光纤光栅时产生
26、反射光谱和透射光谱原用光入射到光纤光栅时产生反射光谱和透射光谱原理来获取环境温度及应变改变情况，从而实现对环理来获取环境温度及应变改变情况，从而实现对环境连续安全检测。境连续安全检测。物联网概述及其应用培训课件第41页5应用案例：光用案例：光纤传感温度感温度监测系系统光纤传感温度监测系统光纤传感温度监测系统 物联网概述及其应用培训课件第42页5应用案例：光用案例：光纤传感温度感温度监测系系统1.产品概述品概述新一代分布式光纤测温与火灾探测系统利用激光在新一代分布式光纤测温与火灾探测系统利用激光在光纤中传输时产生背向拉曼散射信号和光时域反射光纤中传输时产生背向拉曼散射信号和光时域反射原理来获取空
27、间温度分布信息。原理来获取空间温度分布信息。分布式光纤测温与火灾探测系统采取独特光路设计分布式光纤测温与火灾探测系统采取独特光路设计和高性能光电器件，稳定性和可靠性高，在空间分和高性能光电器件，稳定性和可靠性高，在空间分辨率、温度分辨率和测量距离等方面均到达国际领辨率、温度分辨率和测量距离等方面均到达国际领先水平。先水平。物联网概述及其应用培训课件第43页5应用案例：光用案例：光纤传感温度感温度监测系系统2.产品特点品特点连续分布式测量，误报率和漏报率极低连续分布式测量，误报率和漏报率极低;光纤传感抗电磁干扰，本征安全，防雷防爆光纤传感抗电磁干扰，本征安全，防雷防爆;灵敏度高，响应速度快，测量
28、距离远灵敏度高，响应速度快，测量距离远;系统简单可靠，维护成本低，使用寿命长。系统简单可靠，维护成本低，使用寿命长。物联网概述及其应用培训课件第44页5应用案例：光用案例：光纤传感温度感温度监测系系统3.经典典应用用（1）电力电缆火情监测）电力电缆火情监测物联网概述及其应用培训课件第45页5应用案例：光用案例：光纤传感温度感温度监测系系统（2）高速隧道与地铁火情监测）高速隧道与地铁火情监测物联网概述及其应用培训课件第46页5应用案例：光用案例：光纤传感温度感温度监测系系统（3）水利大坝在线安全监测）水利大坝在线安全监测（4）油气管道泄露监测）油气管道泄露监测物联网概述及其应用培训课件第47页ThankYou!物联网概述及其应用培训课件第48页
