物联网的前世今生ppt课件.ppt

解读物联网,导师：朱晓锦 学号：14721400 姓名：栗朝文,物联网的基础介绍物联网的应用案例 物联网的发展瓶颈 物联网的现状思考,基本框架,物联网的基础介绍,概念本质特征 现状,物联网的概念,物联网The Internet Of Things，简称IOT，顾名思义是把所有物品通过网络连接起来，实现任何物体、任何人、任何时间、任何地点（4A）的智能化识别、信息交换与管理。 物联网是物理和数字世界融合的网络，每个物理实体都有一个数字的身份；物体具有上下文感知能力、他们可以感知、沟通与互动。他们对待物理事件进行即时反映，对物理实体的信息进行即时传送；使得实时作出决定成为可能。,这里的“物”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、要有专门的应用程序； 5、要有数据发送器； 6、遵循物联网的通信协议； 7、在世界网络中有可被识别的唯一编号。,什么才能是“物”？,返回,物联网的本质,物联网的本质就是将IT基础设施融入到物理基础设施中，也就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”，实现实时的、智慧的、动态的管理和控制。,物联网的本质,我们应该如何理解物联网？,物联网不仅仅是一个网络，更是一个平台，一个应用，或者说是一个带有节点和内容的网络。,返回,物联网的特征,1、具备传感器,物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。,2、依托于互联网,物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过互联网，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输。为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。,3、“物体”具有智能,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获的信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。,返回,世界的物联网发展进程,1998,2004,2005,2008,2009-6,2009-8,2014,物联网的提出,U-Korea战略,IBM 提出“智慧地球”,感知中国,2009-9,物联网行动计划,近三分之一应用与物联网概念有关,首家以物联网为宣传语的通信企业,ITU 互联网报告2005：物联网,U-Japan战略,10,中国物联网的发展水平,温家宝总理09年4次提到物联网，物联网目前已成为国家五大战略性新产业第二，由此可见中国对物联网的重视程度。 然而，虽然我国在物联网的研究方面与美国、欧盟、日本和韩国等具有同发优势，享有国际话语权，但也要清醒地认识到，中国在基础网络设施、核心技术掌握上，同发达国家相比，尚有不小的差距。,第一，我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究，研发水平处于世界前列；第二，在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高；第三，我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一；第四，我国无线通信网络和宽带覆盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持；第五，我国已经成为世界第二大经济体，有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。,中国物联网的发展优势,物联网在中国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几大优势：,返回,物联网的应用案例,应用模式 应用方向 应用案例,对象的智能标签。通过二维码，RFID等技术标识特定的对象，用于区分对象个体，例如在生活中我们使用的各种智能卡，条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息；此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息，例如智能卡上的金额余额，二维码中所包含的网址和名称等。,物联网的应用模式,物联网的应用模式,射频识别，RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。 射频，一般是微波，1-100GHz，适用于短距离识别通信。,应答器：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。 阅读器：由天线，耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器或固定式读写器。 应用软件系统 ：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。,RFID,RFID,物联网的应用模式,RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。,物联网的应用模式,环境监控和对象跟踪。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络，可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控，如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染，通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度，通过GPS标签跟踪车辆位置，通过交通路口的摄像头捕捉实时交通流程等。,物联网的应用模式,对“对象”的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器网络用获取的数据进行决策，改变对象的行为，进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度，根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。,返回,物联网的应用方向,(1)智能城市，用于城市的数字化管理和安全监控；(2)智能交通，包括公交视频监控、智能公交站台、电子票务、车管专家和公交手机一卡通、红绿灯自动控制和交通违章监管等业务； (3)智能物流，打造集信息展现、电子商务、物流配载、仓储管理、金融质押、园区安保、海关保税等功能为一体的物流园区综合信息服务平台；(4)智能环保，实施对水质的实时自动监控，预防重大或流域性水质污染；(5)智能家居，用于各种家庭设备之控制；(6) M2M应用； (7)精准农业，通过实时采集温度、湿度、光照、CO浓度以及土壤温度、叶面湿度等参数，实现对指定设备自动关启的远程控制；(8)智能医疗，用于病人监测护理等服务。,物联网的典型应用,返回,野外观测系统,模型模拟系统,数据传输与数据分析,中国陆地生态系统碳循环集成研究,案例1 生态环境监测系统,大连机场的人员识别通道示范系统，已成功实施。2009年-2010年将首先在中国民航的10个机场进行推广使用，目前深圳机场、上海虹桥机场、浦东机场也已实施。,案例2 机场人员识别通道系统,案例3 太湖水资源监测系统,采用水质传感器检测探头、在线监测仪、监测站管理中心，在线实时监测水质的pH、溶解氧、温度、浊度、电导率、TDS、盐度、氯离子、硝酸根离子、钙离子、钾离子、氟离子和氮气等指标。,创新的技术，使得手机可以广范使用于涉及企业管理、电子商务、身份识别和信息传递等的众多领域。NFC手机是指带有NFC模块的手机。带有NFC模块的手机可以做很多相应的应用。NFC是Near Field Communication缩写，即近距离无线通讯技术。,案例4 手机支付,但这一技术存在诸多缺陷。不能开启后盖的手机无法享受这一业务。如果手机是金属外壳，会对刷卡造成干扰。如需调整电池等装置，要确保黑色纸片的一卡通不将手机电池完全覆盖，否则还会影响手机的正常使用。此外，还需尽量使用线充，减少插拔，以防止一卡通损坏。,一种未来的生活愿景身在外，家就在身边；回到家，世界就在眼前 智能家居，维持室内合适的温度和热水器水温，减少能源浪费，智能机器人自动完成清洁和维护等日常工作，房间的智能系统能学习主人的生活习惯，将室内环境调节为主人最适合的,案例5 智能家居,返回,物联网的发展瓶颈,理解误区 发展瓶颈 面临挑战,物联网的理解误区,由于仍然处于发展初期，我们对物联网的认识仍然存在着很多不统一的地方，概念炒作的成份较多。我们对物联网的表述有好几个概念，如传感网、IBM的中国高层就认为:智慧地球=物联网+互联网。,物联网的理解误区,物联网是新一代信 息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、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，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。 实际上，物联网是一个比当前的互联网更为复杂、包含的范围更为广泛的人与人、人与物、物与物的网络综合体，对网络传输提出了更高的要求，因此我们可以认为，物联网应该是一个得到扩展的、升级版的互联网。,物联网的理解误区,我们仅仅从技术、产业角度去认识和理解物联网。,从相关部门的部署和各地方政府的动作来看，我们主要是从传感、感应技术去对待物联网，希望在一些硬件制造的标准化、生产成本等方面率先取得国际优势。为此，通过成立产业制造联盟、设立相关工业园区及其标准化工作组等形式入手，加强物联网建设。其实，硬件制造只是物联网发展的前端，而后端的数据传输、信息处理与业务系统管理等则是整个物联网长链的高端、核心部分，而这些恰恰是我国的弱项和劣势所在，是我们应该着力加以突破的地方。实际上，如果我们真正要转变增长方式，就应该突破这种一味地固守制造领域和成本低廉优势的习惯。,返回,物联网的发展瓶颈,统筹规划和顶层设计缺乏；标准规范缺失；核心技术缺位；规模化应用不足；成熟商业模式缺乏；安全问题依旧无法得到有效解决。,物联网的发展瓶颈,安全问题依旧无法解决。,安全问题一直是困扰互联网发展的顽疾，而在物联网时代，这个顽疾还将继续威胁其生存和发展。从技术上讲，互联网根服务器几乎都在美国，各国都要受到美国的控制，因此美国对互联网空间的态度和政策对各国网民有着直接的影响。最近，美国参议院提出名为“像保护国有资产一样保护互联网空间法案”（TheProtectingCyberspaceasaNationalAssetAct）的提案。根据该提案，在美国发生紧急情况时，总统奥巴马可以命令谷歌、雅虎等搜索引擎运营商暂停互联网服务；其他以美国为基地的互联网服务提供商，在全国发生“互联网安全紧急事件”时，都将受到奥巴马的管制。如果真是那样，那么奥巴马将成为互联网世界的全球最高掌控者，这对美国之外的各国来说，都将是挥之不去的阴影，也是我国未来物联网发展所面临的一个根本问题。可以想见，如果物联网安全问题得不到有效的解决，我国的产业安全、经济安全乃至于国家安全都将被置于一个巨大的无底洞中。,断网！,返回,物联网面对的挑战,存在“四多” 问题传感器数量多、读写设备多、识读点多、硬件设备品种多； 缺乏对物联网系统的有效管理，设备维护困难； 系统可扩展性、可复制性差。 物联网中间件就是帮助解决以上问题的最佳途径，是物联网应用中的关键软件部件，是衔接相关硬件设备和业务应用的桥梁。 目前，对物联网中间件比较普遍的分类是两类：一类是传感数据采集中间件，完成传感数据从相关硬件设备的采集、过滤和合并；另一类是传感数据管理中间件，完成传感数据的存储、维护、访问和聚合。,中国将采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用。这些措施包括： 突破物联网关键核心技术，实现科技创新。同时结合物联网特点，在突破关键共性技术时，研发和推广应用技术，加强行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设，以应用技术为支撑突破应用创新。 制订中国物联网发展规划，全面布局。重点发展高端传感器、MEMS、智能传感器和传感器网节点、传感器网关；超高频RFID、有源RFID和RFID中间件产业等，重点发展物联网相关终端和设备以及软件和信息服务。 推动典型物联网应用示范，带动发展。通过应用引导和技术研发的互动式发展，带动物联网的产业发展。重点建设传感网在公众服务与重点行业的典型应用示范工程，确立以应用带动产业的发展模式，消除制约传感网规模发展的瓶颈。深度开发物联网采集来的信息资源，提升物联网的应用过程产业链的整体价值。 加强物联网国际国内标准，保障发展。做好顶层设计，满足产业需要，形成技术创新、标准和知识产权协调互动机制。面向重点业务应用，加强关键技术的研究，建设标准验证、测试和仿真等标准服务平台，加快关键标准的制定、实施和应用。积极参与国际标准制定，整合国内研究力量形成合力，推动国内自主创新研究成果推向国际。,政府的措施,返回,物联网的现状思考,业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。 此外，在“物联网”普及以后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照目前对物联网的需求，在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。 要真正建立一个有效的物联网，有两个重要因素。一是规模性，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。例如，一个城市有万辆汽车，如果我们只在万辆汽车上装上智能系统，就不可能形成一个智能交通系统；二是流动性，物品通常都不是静止的，而是处于运动的状态，必须保持物品在运动状态，甚至高速运动状态下都能随时实现对话。 美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。,物联网发展趋势,在前2次信息产业浪潮中，计算机产业浪潮造就了IBM、Intel、联想等，通信产业浪潮造就了中兴、华为等，物联网产业在中国的成功标志，必然少不了一个或数个大企业的崛起,物联网发展思考,物联网发展思考,谢谢！,