1、物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論 教材物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論 作者：劉云浩 著 出 版 社：科學(xué)出版社 出版時(shí)間：2013-08-01 實(shí)驗(yàn)（14學(xué)時(shí)） 博創(chuàng)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱 百度定位SDKAndroid 條形碼軟件的掃描和制作Android RFID讀卡器Android 云計(jì)算軟件分布式文件系統(tǒng) Hadoop 藍(lán)牙防盜軟件Android 課程設(shè)計(jì)（16學(xué)時(shí)） 網(wǎng)站+微信，手機(jī)掃描條形碼，上傳數(shù)據(jù)庫(kù) 信息規(guī)則：網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的策略指導(dǎo) 卡爾夏皮羅 著 出版社：中國(guó)人民大學(xué)出版社 出版時(shí)間：2000-06-01 已經(jīng)絕版，打印電子版 浪潮之巔 第2版 上下冊(cè) 吳軍 著 出版社：人民郵電出版社 出版時(shí)間：2013-06-01物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論Int

2、roduction to Internet of Things第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述 作 者：劉云浩 著 出 版 社：科學(xué)出版社 1.1 起源與發(fā)展（了解） 1.2 核心技術(shù) 1.3 主要特點(diǎn) 1.4 發(fā)展趨勢(shì) 1.5 應(yīng)用前景45溫家寶 “”IBM “智慧地球” 國(guó)際電信聯(lián)盟 ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨 Bill Gates 未來(lái)之路 物物互聯(lián)199520052009200920112011年年“物聯(lián)網(wǎng)工程物聯(lián)網(wǎng)工程”本科專業(yè)本科專業(yè)，開(kāi)始招生。開(kāi)始招生。 RFID 2015年，全球RFID市場(chǎng)規(guī)模超100億美元。有多大？ 普適計(jì)算 計(jì)算機(jī)本身從人們的視線里消失

3、，和環(huán)境融為一體。 人們能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、以任何方式進(jìn)行信息的獲取與處理。 嵌入式系統(tǒng) 20世紀(jì)90年代末，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。6 物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things） 這個(gè)概念實(shí)際是中國(guó)人提出的，整合了美國(guó)CPS(Cyber-Physical Systems)、歐盟IoT（Internet of Things)和日本U-Japan等概念。 定義 基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息載體，讓所有能被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。 三個(gè)重要特征 普通對(duì)象設(shè)備化 自治終端互聯(lián)化 普適服務(wù)智能化78：溝通物理世界與信息世界 1.1 起源與發(fā)展 1.2 核心技術(shù) 1.3 主要特點(diǎn) 1

4、.4 發(fā)展趨勢(shì) 1.5 應(yīng)用前景910信息生成信息應(yīng)用信息處理信息傳輸綜合應(yīng)用層管理服務(wù)層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層感知識(shí)別層11本科課程設(shè)置本科課程設(shè)置本課程設(shè)計(jì) 感知識(shí)別層 位于四層模型的最底端，是所有上層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。 讓物品“開(kāi)口說(shuō)話、發(fā)布信息”是融合物理世界和信息世界的重要一環(huán)。 信息生成設(shè)備 自動(dòng)生成方式：RFID、傳感器、定位系統(tǒng)等 人工生成方式：智能手機(jī)、PDA、多媒體播放器、上網(wǎng)本、筆記本電腦等等。1213RFID無(wú)線傳感器智能設(shè)備信息生成方式多樣化是物聯(lián)網(wǎng)最重要的特點(diǎn) 基本組成： RFID系統(tǒng)分為標(biāo)簽，閱讀器和天線三大組件。 工作原理： 閱讀器通過(guò)天線發(fā)送電子信號(hào)，標(biāo)簽接收到信號(hào)后發(fā)射內(nèi)部存

5、儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)信息，閱讀器再通過(guò)天線接收并識(shí)別標(biāo)簽發(fā)回的信息。14標(biāo)簽閱讀器天線 發(fā)展歷程： 傳感器無(wú)線傳感器無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 大量微型、低成本、低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)15 應(yīng)用舉例： VigilNet: 美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)研制的用于軍事監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。傳感節(jié)點(diǎn)具有自主成網(wǎng)、多跳傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。 Mercury:美國(guó)哈佛大學(xué)研制的可穿戴的醫(yī)療監(jiān)控傳感器。傳感器具有設(shè)計(jì)人性化、高精度感知、連續(xù)長(zhǎng)期采集數(shù)據(jù)等特點(diǎn)。 GreenOrbs（綠野千傳）：森林監(jiān)測(cè)傳感網(wǎng)系統(tǒng)，適用于長(zhǎng)期、大規(guī)模、自動(dòng)化的環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)16VigilNetMercury17監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)量、睡眠質(zhì)量、鬧鐘震動(dòng)待機(jī)30天，防水18參考視頻：機(jī)

6、器參考視頻：機(jī)器貓貓-第第517話話 失物回來(lái)的噴霧失物回來(lái)的噴霧19撥打電話，接聽(tīng)電話撥打電話，接聽(tīng)電話眨眼眨眼拍照，抬頭拍照，抬頭激活激活 位置信息的內(nèi)涵擴(kuò)展： 空間信息=地理位置+時(shí)間+對(duì)象 定位系統(tǒng)與技術(shù)： GPS衛(wèi)星定位 蜂窩基站定位（GSM/CDMA/3G） 室內(nèi)精確定位（紅外線/超聲波/超寬帶） WiFi基站定位 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下對(duì)定位技術(shù)的挑戰(zhàn)： 復(fù)雜環(huán)境下的精準(zhǔn)定位 位置信息帶來(lái)的信息安全和隱私保護(hù)問(wèn)題20打車軟件，結(jié)合了時(shí)間，對(duì)象，位置 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層 物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層，具有強(qiáng)大的紐帶作用。 高效、穩(wěn)定、及時(shí)、安全地傳輸上下層的數(shù)據(jù)。 物聯(lián)網(wǎng)四層模型和OSI

7、參考模型 有什么區(qū)別？ 物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層2122互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)無(wú)線個(gè)域網(wǎng)BluetoothZigBee無(wú)線城域網(wǎng)WiMax無(wú)線廣域網(wǎng)3G/4G無(wú)線局域網(wǎng)WiFiTCP/IP 互聯(lián)網(wǎng)： 互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)，提供平臺(tái)和技術(shù)支持。 無(wú)線寬帶網(wǎng)： WiFi/WiMAX等：覆蓋范圍較廣，傳輸速度較快，為物聯(lián)網(wǎng)提供高速可靠廉價(jià)且不受接入設(shè)備位置限制的互聯(lián)手段。 無(wú)線低速網(wǎng)： ZigBee/藍(lán)牙/紅外等：能夠適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)中能力較低的節(jié)點(diǎn)的低速率、低通信半徑、低計(jì)算能力和低能量來(lái)源等特征。 蜂窩移動(dòng)網(wǎng)： 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)：成為“全面、隨時(shí)、隨地”傳輸信息的效平

8、臺(tái)。23 管理服務(wù)層云計(jì)算 位于感知識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層之上，綜合應(yīng)用層之下，是物聯(lián)網(wǎng)智慧的源泉。通常把物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用冠以“智能”，如智能交通、智能物流、智能建筑等。 需要解決的問(wèn)題 數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)（大數(shù)據(jù)與海量存儲(chǔ)） 數(shù)據(jù)如何檢索（數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)） 數(shù)據(jù)如何使用、不被濫用（信息安全與隱私保護(hù)）24 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)： 直接附加存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) 缺點(diǎn)：只能滿足中等規(guī)模商業(yè)需求 數(shù)據(jù)中心： 是一大型的系統(tǒng)工程，包括冗余的數(shù)據(jù)設(shè)備及安全裝置，提供及時(shí)持續(xù)的，安全可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供支持。 典型的數(shù)據(jù)中心：Google， Apache Hadoop25 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 近半個(gè)世紀(jì)

9、歷史的主流數(shù)據(jù)庫(kù)。 為物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行提供支撐。 新興數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)） 物聯(lián)網(wǎng)的新需求：海量性，多態(tài)性，關(guān)聯(lián)性及語(yǔ)義性 不要求數(shù)據(jù)庫(kù)具有確定的表模式 通過(guò)避免連接操作提升數(shù)據(jù)庫(kù)性能。26 RFID安全 安全隱患：竊聽(tīng)、跟蹤、中間人攻擊、欺騙/重放/克隆、物理破解、篡改信息、拒絕服務(wù)攻擊、RFID病毒 保護(hù)手段：物理安全機(jī)制，密碼學(xué)安全機(jī)制 位置隱私 定義：用戶對(duì)自己位置信息的掌控能力：用戶能自由決定是否發(fā)布位置信息，將信息發(fā)布給誰(shuí)，通過(guò)何種方式來(lái)發(fā)布，以及發(fā)布的信息有多詳細(xì)。 保護(hù)手段：制度制約、隱私方針、身份匿名、數(shù)據(jù)混淆27 物聯(lián)網(wǎng)豐富的內(nèi)涵催生出更加豐富的外延應(yīng)用。28 1.

10、1 起源與發(fā)展 1.2 核心技術(shù) 1.3 主要特點(diǎn)（了解） 1.4 發(fā)展趨勢(shì) 1.5 應(yīng)用前景29 1）聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)模化 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代每一件物品均具通信功能成為網(wǎng)絡(luò)終端，5-10年內(nèi)聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)模有望突破百億。 2）感知識(shí)別普適化 無(wú)所不在的感知和識(shí)別將傳統(tǒng)上分離的物理世界和信息世界高度融合。 3）異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)化 各種異構(gòu)設(shè)備利用無(wú)線通信模塊和協(xié)議自組成網(wǎng)，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)“網(wǎng)關(guān)”互通互聯(lián)。30 4）管理處理智能化 運(yùn)籌學(xué)，機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)挖掘，專家系統(tǒng)等決策手段將廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。 5）應(yīng)用服務(wù)鏈條化 以工業(yè)生產(chǎn)為例，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)覆蓋從原材料引進(jìn)，生產(chǎn)調(diào)度，節(jié)能減排，倉(cāng)儲(chǔ)物流到產(chǎn)品銷售，售后服務(wù)等各個(gè)環(huán)

11、節(jié)。31 1.1 起源與發(fā)展 1.2 核心技術(shù) 1.3 主要特點(diǎn) 1.4 發(fā)展趨勢(shì)（了解） 1.5 應(yīng)用前景32 更廣泛的互聯(lián)互通 互聯(lián)互通的對(duì)象從人延伸到物體 互聯(lián)互通方式的擴(kuò)展（DTN） 更透徹的感知 通信功能使傳感器能夠協(xié)同工作 更深入的智能 多傳感器實(shí)現(xiàn)“人多力量大”的智能 多維感知數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的智能 大數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)“見(jiàn)微知著”的智能33 1.1 起源與發(fā)展 1.2 核心技術(shù) 1.3 主要特點(diǎn) 1.4 發(fā)展趨勢(shì) 1.5 應(yīng)用前景34 智能交通：通過(guò)在基礎(chǔ)設(shè)施和交通工具當(dāng)中廣泛應(yīng)用信息、通訊技術(shù)來(lái)提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性、可管理性、運(yùn)輸效能同時(shí)降低能源消耗和對(duì)地球環(huán)境的負(fù)面影響

12、。 35實(shí)時(shí)路況與導(dǎo)航車聯(lián)網(wǎng)參考資料：無(wú)人駕駛汽車視頻 智能物流：現(xiàn)代物流系統(tǒng)希望利用信息生成設(shè)備，如RFID設(shè)備、感應(yīng)器或全球定位系統(tǒng)等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，并能夠在這個(gè)物聯(lián)化的物流網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)智能化的物流管理。36 智能建筑：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為綠色建筑帶來(lái)了新的力量。通過(guò)建立以節(jié)能為目標(biāo)的建筑設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，將各種設(shè)備和系統(tǒng)融合在一起，形成以智能處理為中心的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，有效的為建筑節(jié)能減排提供有力的支撐。參考資料：鳳凰寬頻-監(jiān)拍臺(tái)北101大樓阻尼器受地震影響左右搖擺 環(huán)境監(jiān)測(cè)：傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)用于污染監(jiān)測(cè)、海洋環(huán)境，森林生態(tài)、火山活動(dòng)等很重要領(lǐng)域。38 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展緩慢 與可穿戴設(shè)備的概念相比，物聯(lián)網(wǎng)仿佛更貼近生活，但現(xiàn)實(shí)中，后者相比前者進(jìn)展緩慢。 物聯(lián)網(wǎng)不是一個(gè)完全新生的產(chǎn)業(yè)，在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了“人聯(lián)網(wǎng)”之后，緊接著就輪到“物聯(lián)網(wǎng)”了； 我們的周圍已經(jīng)有的物聯(lián)網(wǎng)：智能交通、智能物流等 還沒(méi)有走入生活：智能家居，智能農(nóng)業(yè)，自動(dòng)駕駛。39物聯(lián)網(wǎng)為何發(fā)展地這么“龜速”？參考資料http:/ 沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有成熟的商業(yè)模式 互聯(lián)網(wǎng)之所以成功，很好的解決了標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。 目前物聯(lián)網(wǎng)軟件、傳感器、傳輸出現(xiàn)大量不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 多數(shù)企業(yè)孤軍奮戰(zhàn)，相互封閉，無(wú)法降低研發(fā)成本，不能產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)初期。 經(jīng)驗(yàn)：從初期的百家爭(zhēng)鳴，到三國(guó)鼎立，打破隔閡，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互