【正文】 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 本章到此結(jié)束 歡迎使用 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 》教材 電子工業(yè)出版社 劉 化君 劉傳清 編 著 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 演講完畢，謝謝觀看！ 。 、傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)建議 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 討論與思考 ，你認(rèn)為應(yīng)如何理解物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵？ ，如何架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)體系？ ？簡(jiǎn)述其定義。從狹義來講， 物聯(lián)網(wǎng)隸屬于泛在網(wǎng)，但不等同于泛在網(wǎng)，只是泛在網(wǎng)的一部分； 物聯(lián)網(wǎng)涵蓋了物品之間通過感知設(shè)施連接起來的傳感網(wǎng)，不論它是否接入互聯(lián)網(wǎng)，都屬于物聯(lián)網(wǎng)的范疇；傳感網(wǎng)可以不接入互聯(lián)網(wǎng)，但當(dāng)需要時(shí)，隨時(shí)可利用 各種接入網(wǎng) 接入互聯(lián)網(wǎng) 。這個(gè)定義的核心是， 物聯(lián)網(wǎng)的主要特征是每一個(gè)物件都可以尋址，每一個(gè)物件都可以控制，每一個(gè)物件都可以通信。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)建議 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵起源于由 RFID對(duì)客觀物體進(jìn)行標(biāo)識(shí)并利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換這一概念，并不斷擴(kuò)充、延展而逐步形成，而且還在豐富、發(fā)展、完善之中。 綜上所述，若把人類信息網(wǎng)絡(luò)劃分成實(shí)現(xiàn)人與人通信的通信網(wǎng)和實(shí)現(xiàn)物與物互聯(lián)通信的物聯(lián)網(wǎng)兩種類型，從通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程來看，它們將并行推進(jìn)應(yīng)用發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)融合。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 應(yīng)用分類 用戶 /行業(yè) 典型應(yīng)用 數(shù)據(jù)采集 公共事業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施 機(jī)械制造 零售連鎖行業(yè) 質(zhì)量監(jiān)管行業(yè) 石油化工 氣象預(yù)測(cè) 智能農(nóng)業(yè) 自動(dòng)水表 、 電表抄讀 智能停電車場(chǎng) 環(huán)境監(jiān)控 、 治理 電梯監(jiān)控 物品信息跟蹤 自動(dòng)售貨機(jī) 產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管等 自動(dòng)控制 醫(yī)療 機(jī)械制造 智能建筑 公共事業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施 工業(yè)監(jiān)控 遠(yuǎn)程醫(yī)療及監(jiān)控 危險(xiǎn)源集中監(jiān)控 路燈監(jiān)控 智能交通 ， 包括導(dǎo)航定位 智能電網(wǎng)等 日常生活便利性應(yīng)用 數(shù)字家庭 個(gè)人保健 金融 公共安全監(jiān)控 交通卡 新型電子支付 智能家居 工業(yè)和樓宇自動(dòng)化等 定位類應(yīng)用 交通運(yùn)輸 物流管理及控制 警務(wù)人員定位監(jiān)控 物流 、 車輛定位監(jiān)控等 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 發(fā)展 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也將會(huì)給人類社會(huì)又一次帶來新的信息革命。 感知、傳輸、應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵要素：感知識(shí)別是基礎(chǔ)和前提，傳輸是平臺(tái)和支撐，應(yīng)用則是目的，是物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)志和體現(xiàn)。未來的互聯(lián)網(wǎng)世界將會(huì)是 “ 云 +端 ” 的組合，用戶可以便捷地使用各種終端設(shè)備訪問云端中的數(shù)據(jù)和應(yīng)用，這些設(shè)備可以是便攜式計(jì)算機(jī)和手機(jī)，甚至是電視等大家熟悉的各種電子產(chǎn)品，同時(shí)用戶在使用各種設(shè)備訪問云中服務(wù)時(shí)，得到的是完全相同的無縫體驗(yàn)。云計(jì)算的核心是要提供服務(wù)。狹義的云計(jì)算是指 IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源；廣義云計(jì)算是指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)。通過云計(jì)算技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，形成處理數(shù)以千萬計(jì)甚至億計(jì)的數(shù)據(jù)，達(dá)到與超級(jí)計(jì)算機(jī)同樣強(qiáng)大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 云計(jì)算 云計(jì)算是一個(gè)美好的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，由 Google首先提出。為了實(shí)現(xiàn)這樣的智能性 , 需要智能化的控制技術(shù)與系統(tǒng)。智能分析與控制技術(shù)主要包括人工智能理論、先進(jìn)的人 機(jī)交互技術(shù)、智能控制技術(shù)與系統(tǒng)等。當(dāng)傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)具有移動(dòng)能力時(shí)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何保持實(shí)時(shí)更新；當(dāng)環(huán)境惡劣時(shí)，如何保障通信安全；如何進(jìn)一步降低能耗。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 2. 海量數(shù)據(jù)智能分析與控制 海量數(shù)據(jù)智能分析與控制是指依托先進(jìn)的軟件工程技術(shù)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行海量存儲(chǔ)與快速處理，并將處理結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給網(wǎng)絡(luò)中的各種 “ 控制 ” 部件。 數(shù)據(jù)融合技術(shù)需要人工智能理論的支撐，包括智能信息獲取的形式化方法、海量數(shù)據(jù)處理理論和方法、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)與利用方法，以及機(jī)器學(xué)習(xí)等基礎(chǔ)理論。在傳感網(wǎng)應(yīng)用中，多數(shù)情況只關(guān)心監(jiān)測(cè)結(jié)果，并不需要收到大量原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)融合是處理該類問題的有效手段。此外，還會(huì)降低數(shù)據(jù)的采集效率和及時(shí)性。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù) 由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是由大量傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的，在信息感知的過程中，采用各個(gè)節(jié)點(diǎn)單獨(dú)傳輸數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點(diǎn)的方法是不可行的，需要采用數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)進(jìn)行處理。但是，由于 IPv6 協(xié)議棧過于龐大復(fù)雜，不能直接應(yīng)用到傳感器設(shè)備中，需要對(duì) IPv6協(xié)議棧和路由機(jī)制作相應(yīng)的精簡(jiǎn)，才能滿足低功耗、低存儲(chǔ)容量和低傳送速率的要求。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 1. 傳感網(wǎng)技術(shù) （ 1）傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及底層協(xié)議 （ 2）協(xié)同感知技術(shù) （ 3)對(duì)傳感網(wǎng)自身的檢測(cè)與自組織 （ 4)傳感網(wǎng)安全 （ 5)ZigBee 技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 WiFi WiMAX MBWA 3G/B3G 標(biāo)準(zhǔn)組織 IEEE IEEE IEEE 3GPP,3GPP2 多址方式 CCK， OFDM OFDM， OFDMA FLASHOFDM， FH CDMA 工作頻段 (免許可 ) 2～ 11GHz(部分免許可 ) ＜ 2G頻段需要許可 最高傳輸速率 54Mb/s ＞ 70Mb/s 3Mb/s, 16Mb/s 2Mb/s, 14Mb/s 覆蓋范圍 微蜂窩（＜ 300m） 宏蜂窩（＜ 50km） 宏蜂窩（＜ 30km） 宏蜂窩（＜ 7km） 信道帶寬 22/20MHz ＞ 5MHz ～ 5MHz 移動(dòng)性 步行 120km/h() 250km/h 高速移動(dòng) 頻帶利用率 ＜ （ b/s） /Hz ＜ （ b/s） /Hz ＜ （ b/s） /Hz QoS支持 不支持 支持 支持 支持 終端 PC卡 PC卡、智能信息設(shè)施 手機(jī)、 PDA、 PC卡 業(yè)務(wù) 語音、數(shù)據(jù) 語音、數(shù)據(jù)、視頻 數(shù)據(jù)、 IP語音 語音、數(shù)據(jù) 表 11 無線通信技術(shù)（ WiFi、 WiMAX、 MBWA和 3G /B3G）比較 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 若將物聯(lián)網(wǎng)建立在數(shù)據(jù)分組交換技術(shù)基礎(chǔ)之上，則將采用數(shù)據(jù)分組網(wǎng)即 IP 網(wǎng)作為核心承載網(wǎng)。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 根據(jù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)所賦予的含義，其工作范圍可以分成兩大塊：一塊是體積小、能量低、存儲(chǔ)容量小、運(yùn)算能力弱的智能小物體的互聯(lián)，即傳感網(wǎng)；另一塊是沒有約束機(jī)制的智能終端互聯(lián)，如智能家電、視頻監(jiān)控等。重要的是，如何利用傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)具有的局域信號(hào)處理功能 , 在傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)附近局部完成一定的信號(hào)處理 , 使原來由中央處理器實(shí)現(xiàn)的串行處理、集中決策的系統(tǒng) , 成為一種并行的分布式信息處理系統(tǒng)。因此，需要針對(duì)低功耗傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的低成本、低功耗、小型化、高可靠性等要求，研制低速、中高速傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)核心芯片，以及集射頻、基帶、協(xié)議、處理于一體，具備通信、處理、組網(wǎng)和感知能力的低功耗片上系統(tǒng)；針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用，研制系列節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 所謂智能化傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)是指一個(gè)微型化的嵌入式系統(tǒng)。應(yīng)用新理論、新技術(shù)，采用新工藝、新結(jié)構(gòu)、新材料，研發(fā)各類新型傳感器，提升傳感器功能與性能，降低成本是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。傳感器可以感知熱、力、光、電、聲、位移等信號(hào) , 為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的處理、傳輸、分析和反饋提供最原始的數(shù)據(jù)信息。 RFID 技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通信等技術(shù)相結(jié)合 , 可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。 RFID通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù) , 識(shí)別過程無須人工干預(yù) , 可工作于各種惡劣環(huán)境。 1. 電子標(biāo)簽 在感知技術(shù)中，電子標(biāo)簽用于對(duì)采集點(diǎn)信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)識(shí)，通過射頻識(shí)別讀寫器、二維碼識(shí)讀器等實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 節(jié)點(diǎn)感知技術(shù) 節(jié)點(diǎn)感知技術(shù)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。歐盟 《 物聯(lián)網(wǎng)研究路線圖 》將物聯(lián)網(wǎng)研究劃分為 10個(gè)層面：①感知， ID發(fā)布機(jī)制與識(shí)別；②物聯(lián)網(wǎng)宏觀架構(gòu)；③通信（ OSI物理與數(shù)據(jù)鏈路層）；④組網(wǎng)（ OSI 網(wǎng)絡(luò)層）；⑤軟件平臺(tái)、中間件（ OSI 網(wǎng)絡(luò)層以上）；⑥硬件；⑦情報(bào)提煉；⑧搜索引擎；⑨能源管理；⑩安全。國(guó)際電信聯(lián)盟報(bào)告提出，物聯(lián)網(wǎng)主要需要 4項(xiàng)關(guān)鍵性應(yīng)用技術(shù)：①標(biāo)簽物品的 RFID技術(shù)；②感知事物的傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（ Sensor technologies）；③思考事物的智能技術(shù)（ Smart technologies）；④微縮事物的納米技術(shù)（ Nanotechnology）。它能把每一種物品的編碼進(jìn)行解析，在通過URLs服務(wù)獲得相關(guān)物品的進(jìn)一步信息。重要的是提供名稱解析服務(wù)（ ONS）。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第 1章 概論 2023年 2月 2日 4．物聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng) 物聯(lián)網(wǎng)也要管理，類似于互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)絡(luò)管理。 一般，物聯(lián)網(wǎng)中間件系統(tǒng)包含有讀寫器接口、事件管理器、應(yīng)用程序接口、