第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述

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1、第一章概述1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念1.2物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用1.4物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.5物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念定義發(fā)展過程特征思索問題物聯(lián)網(wǎng)（Internetofthings，IOT）是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，其英文名稱貼切地表達(dá)了“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”這一本質(zhì)含義。一、物聯(lián)網(wǎng)的定義對于定義把握兩個基本點：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是基于互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴展；第二，物聯(lián)網(wǎng)終端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，并試圖進(jìn)行物與物之間的信息交換。IOT的概念模型智慧地球，就是

2、把感應(yīng)器嵌入和配置到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成物聯(lián)網(wǎng)。物物相連的智慧地球二、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程1999年，美國麻省理工學(xué)院（MIT）的Auto-ID中心創(chuàng)造性地提出了當(dāng)時被稱作EPC（ElectronicProductCode，產(chǎn)品電子代碼）系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)雛形構(gòu)想。EPC系統(tǒng)工作流程示意圖2004年，日本總務(wù)省提出u-Japan構(gòu)想。同年，韓國政府制定了u-Korea戰(zhàn)略。2005年，信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)

3、布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》。2008年，歐盟智慧系統(tǒng)整合科技聯(lián)盟（EPOSS）預(yù)測物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景。2009年1月，美國IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念。2009年8月，中國總理溫家寶指出要迅速建立中國的傳感信息中心或“感知中國中心”。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的社會背景三、物聯(lián)網(wǎng)的特征與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)到底有什么不同呢？？？？是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。是更加智能的網(wǎng)絡(luò)，其具有的智能處理能力，能夠?qū)ξ矬w實施智能控制。四、應(yīng)注意的問題在深入理解物聯(lián)網(wǎng)的

4、概念時，為了更精確的把握物聯(lián)網(wǎng)的核心內(nèi)涵，要注意以下三個問題（誤區(qū)）。第一，把傳感網(wǎng)或RFID網(wǎng)等同于物聯(lián)網(wǎng)。第二，把物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成互聯(lián)網(wǎng)的無邊無際的無限延伸，把物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成所有物的完全開放、全部互連、全部共享的互聯(lián)網(wǎng)平臺。第三，認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)就是物物互聯(lián)的無所不在的網(wǎng)絡(luò)，因此認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是空中樓閣，是目前很難實現(xiàn)的技術(shù)。1.2物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用層支撐層傳輸層感知層物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖感知層：實現(xiàn)全面感知，即利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息。感知層主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括

5、各類物理量、標(biāo)識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術(shù)。傳輸層：目的是可靠傳遞，通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。傳輸層主要功能是直接通過現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)（IPv4/IPv6網(wǎng)絡(luò)）、移動通信網(wǎng)（如：GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA、無線接入網(wǎng)、無線局域網(wǎng)等）、衛(wèi)星通信網(wǎng)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，對來自感知層的信息進(jìn)行接入和傳輸。支撐層：功能是智能處理，利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理

6、，對物體實施智能化的控制。在支撐層主要的系統(tǒng)設(shè)備包括：大型計算機群、海量網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備、云計算設(shè)備等等。支撐層利用了各種智能處理技術(shù)、高性能分布式并行計算技術(shù)、海量存儲與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)據(jù)管理與控制等多種現(xiàn)代計算機技術(shù)。應(yīng)用層：利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供豐富的服務(wù)。應(yīng)用層中包括各類用戶界面顯示設(shè)備以及其它管理設(shè)備等，應(yīng)用層根據(jù)用戶的需求可以面向各類行業(yè)實際應(yīng)用的管理平臺和運行平臺，并根據(jù)各種應(yīng)用的特點集成相關(guān)的內(nèi)容服務(wù)，如：智能交通系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)、智能工業(yè)系統(tǒng)、智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、

7、智能校園等。1.3物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用一、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用模式二、物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用一、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用模式根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的實際用途，可以歸結(jié)出它的三種基本應(yīng)用模式：標(biāo)簽?zāi)Ｊ健⒈O(jiān)控跟蹤模式、控制模式。標(biāo)簽?zāi)Ｊ剑和ㄟ^二維碼，RFID等技術(shù)標(biāo)識特定的對象，用于區(qū)分對象個體。例如，在生活中我們使用的各種智能卡，條碼標(biāo)簽的基本用途就是用來獲得對象的識別信息。此外通過智能標(biāo)簽還可以用于獲得對象物品所包含的擴展信息，例如智能卡上的金額余額，二維碼中所包含的網(wǎng)址和名稱等。監(jiān)控跟蹤模式：利用多種類型的傳感器和分布廣泛的傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)對

8、某個對象的實時狀態(tài)的獲取和特定對象行為的監(jiān)控。例如，使用分布在市區(qū)的各個噪音探頭監(jiān)測噪聲污染，通過二氧化碳傳感器監(jiān)控大氣中二氧化碳的濃度，通過GPS標(biāo)簽跟蹤車輛位置，通過交通路口的攝像頭捕捉實時交通流程等?？刂颇Ｊ剑何锫?lián)網(wǎng)基于云計算平臺和智能網(wǎng)絡(luò)，可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)用獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行決策，改變對象的行為進(jìn)行控制和反饋。例如根據(jù)光線的強弱調(diào)整路燈的亮度，根據(jù)車輛的流量自動調(diào)整紅綠燈間隔等。二、物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)具有非常廣泛的用途，可大體概括