1、1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與技術(shù)王雷2010年6月交流提綱 第二部分 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景、國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情況等介紹第三部分 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)及其技術(shù)現(xiàn)狀介紹第一部分 物聯(lián)網(wǎng)簡介 物聯(lián)網(wǎng)的定義、產(chǎn)生背景等介紹2第一部分：物聯(lián)網(wǎng)簡介 0. 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的背景經(jīng)濟(jì)危機(jī)下的推手： 經(jīng)濟(jì)長波理論：每一次的經(jīng)濟(jì)低谷必定會催生出某些新的技術(shù)，而這種技術(shù)一定是可以為絕大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)業(yè)提供一種全新的使用價(jià)值，從而帶動(dòng)新一輪的消費(fèi)增長和高額的產(chǎn)業(yè)投資，以觸動(dòng)新經(jīng)濟(jì)周期的形成。 過去的10年間，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得巨大成功。目前的經(jīng)濟(jì)危機(jī)讓人們又不得不面臨緊迫的選擇，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為推動(dòng)下一個(gè)經(jīng)濟(jì)增長的重要推手。射

2、頻識別技術(shù)與無線傳感技術(shù)的成熟： 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，涉及人類生活、生產(chǎn)、管理等方方面面的各種傳感器與RFID技術(shù)已經(jīng)比較成熟。 網(wǎng)絡(luò)接入和信息處理能力大幅提高： 目前，隨著網(wǎng)絡(luò)接入多樣化、IP寬帶化和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的飛躍發(fā)展，基于海量信息收集和分類處理的能力大大提高。3第一部分：物聯(lián)網(wǎng)簡介 物聯(lián)網(wǎng)的定義 1995年，比爾蓋茨在其未來之路一書中第一次提及物聯(lián)網(wǎng)(IoT, Internet of Things)概念。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，其中包含兩層意思： 第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)(Internet)，是一種在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)； 第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展

3、到了任何物品(Things)與物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。 4第一部分：物聯(lián)網(wǎng)簡介 物聯(lián)網(wǎng)的定義（Cont.） 目前人們所說的物聯(lián)網(wǎng)，是在IBM所提出的智慧地球的概念的基礎(chǔ)之上所形成的，它主要指的是將具備了數(shù)字化功能的物體通過網(wǎng)絡(luò)將其聯(lián)為一體。 “智慧地球”提出：把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(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之中,并且被普遍連接，形成所謂“物聯(lián)網(wǎng)”，并通過超級計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將“物聯(lián)網(wǎng)”整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的無縫結(jié)合。 5第一部分：物聯(lián)網(wǎng)簡介 物聯(lián)網(wǎng)的定義（Cont.） 國際電信聯(lián)盟(ITU)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的正式定義：通過射頻識別(RFID)

4、裝置、紅外感應(yīng)器、 全球定位系統(tǒng)(GPS)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。 6第一部分：物聯(lián)網(wǎng)簡介 物聯(lián)網(wǎng)的定義(Cont.) 被納入“物聯(lián)網(wǎng)”范圍的物體一般都滿足下述條件中的全部或大多數(shù)： 有信息接收器； 有數(shù)據(jù)發(fā)送器； 有一定的存儲功能； 有CPU與操作系統(tǒng)； 有專門的應(yīng)用程序； 遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議； 有可被識別的唯一編號。7第一部分：物聯(lián)網(wǎng)簡介 2. 物聯(lián)網(wǎng)的主要特征 由前述國際電信聯(lián)盟(ITU)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的正式定義可知，一般來說，物聯(lián)網(wǎng)具備以下三個(gè)主要特征： 全面感知：利用R

5、FID，傳感器，二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息； 可靠傳遞：通過各種網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去； 智能處理：利用各種智能計(jì)算技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析處理，對物體實(shí)施智能化的控制。8第一部分：物聯(lián)網(wǎng)簡介 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程 （1）國際物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程 1995年，比爾蓋茨在其未來之路一書中提及物聯(lián)網(wǎng)概念； 2003年，美國技術(shù)評論提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首； 2005年，國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了ITU 互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)報(bào)告，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)概念； 2009年1月，美國提出“智慧地球”的概念； 2009年6月，日本提出I-JAPAN計(jì)

6、劃 ； 2009年9月，歐盟提出歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃 。9第一部分：物聯(lián)網(wǎng)簡介 （2）國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程 1999年，中科院就啟動(dòng)了傳感網(wǎng)研究，分別在無線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器終端機(jī)、移動(dòng)基站等方面取得重大進(jìn)展； 2008年11月，無錫市與中科院上海微系統(tǒng)所共建成立中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心； 2009年8月7日，溫家寶在無錫視察中科院物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)中心時(shí)指出，要盡快建立中國的傳感信息中心，并形象地稱為“感知中國”中心； 2010年3月，上海物聯(lián)網(wǎng)中心成立。10第一部分：物聯(lián)網(wǎng)簡介 4. 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢 EPOSS在Internet of Things in

7、2020報(bào)告中分析預(yù)測，未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將經(jīng)歷以下四個(gè)階段： 2010年之前：RFID被廣泛應(yīng)用于物流、零售和制藥等領(lǐng)域； 20102015年：基本實(shí)現(xiàn)物體互聯(lián)； 20152020年：物體進(jìn)入半智能化； 2020年之后：物體進(jìn)入全智能化。11第一部分：物聯(lián)網(wǎng)簡介 5. 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 12第一部分：物聯(lián)網(wǎng)簡介 6. 物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈 13交流提綱 第二部分 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景、國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情況等介紹第三部分 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)及其技術(shù)現(xiàn)狀介紹第一部分 物聯(lián)網(wǎng)簡介 物聯(lián)網(wǎng)的定義、產(chǎn)生背景等介紹14第二部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 國際電信聯(lián)盟(ITU) 在2005年關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的報(bào)告

8、曾描繪了以下“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景：當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車會自動(dòng)報(bào)警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機(jī)對顏色和水溫的要求等等。 “物聯(lián)網(wǎng)”被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。美國權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)Forrester預(yù)測，到2020年，世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達(dá)到30比，因此，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個(gè)萬億級的通信技術(shù)。15第二部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 1. 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)施步驟 一般來講，應(yīng)用實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)包括如下幾個(gè)步驟： 對物體屬性進(jìn)行標(biāo)識，其中，屬性包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的屬性，靜態(tài)屬性可以直接存儲在標(biāo)簽中，動(dòng)態(tài)屬性需要先由傳感器實(shí)時(shí)探測； 利用識

9、別設(shè)備完成對物體屬性的讀取，并將信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式； 將物體的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?，由處理中心完成物體通信的相關(guān)計(jì)算。16172. 從Internet應(yīng)用到IOT應(yīng)用第二部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 3. IOT的基本應(yīng)用模式18智能卡條形碼二維碼 GPS傳感器技術(shù)網(wǎng)關(guān)設(shè)備近距離通信因特網(wǎng)跟蹤定位高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第二部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 194. 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用案例應(yīng)用案例1：牲畜溯源 給放養(yǎng)的牲畜中的每一只羊都貼上一個(gè)二維碼，這個(gè)二維碼會一直保持到超市出售的肉品上，消費(fèi)者可通過手機(jī)閱讀二維碼，知道牲畜的成長歷史，確保食品安全。目前，我國已有10億存欄動(dòng)物貼上了這種二維碼。第二部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)

10、用 20應(yīng)用案例2：機(jī)場防入侵 上海浦東國際機(jī)場防入侵系統(tǒng)鋪設(shè)了3萬多個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)，覆蓋了地面、柵欄和低空探測，多種傳感手段組成一個(gè)協(xié)同系統(tǒng)后，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。應(yīng)用案例3：電力管理 江西省電網(wǎng)對分布在全省范圍內(nèi)的2萬臺配電變壓器安裝傳感裝置，對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)用電檢查、電能質(zhì)量監(jiān)測、負(fù)荷管理、線損管理、需求側(cè)管理等高效一體化管理，一年來降低電損1.2億千瓦時(shí)。第二部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 21應(yīng)用案例4：智能體育用品 阿迪達(dá)斯通通過物聯(lián)網(wǎng)健身產(chǎn)品為跑步者提供幫助：Adidas miCoach PACER是一套售價(jià)$140的跑步裝備，其中包括一個(gè)心律檢測器和一個(gè)跑

11、步傳感器（跟鞋配套），該裝置可以用語音提示跑步者在跑步過程中保持目標(biāo)心率。此外還有一個(gè)提供健身計(jì)劃、設(shè)定目標(biāo)、跟蹤進(jìn)度的支持網(wǎng)站。應(yīng)用案例5：智能交通 瑞典斯德哥爾摩交通擁擠非常嚴(yán)重，因此，道路交通管理部門決定構(gòu)建一套系統(tǒng)，自動(dòng)向在周一至周五(節(jié)假日除外)6:30到18:30之間進(jìn)出市中心的注冊車輛收稅。通過使用RFID技術(shù)以及利用激光、照相機(jī)和系統(tǒng)技術(shù)的先進(jìn)自由車流路邊系統(tǒng)，他們設(shè)計(jì)并實(shí)施了一個(gè)隨需應(yīng)變的解決方案，可以檢測、標(biāo)識車輛，并收取費(fèi)用。效果顯著：交通擁堵降低了25%(遠(yuǎn)高于預(yù)期目標(biāo)10%15%)，交通排隊(duì)所需的時(shí)間下降50%，出租車收入增幅超過了10%，城市污染級別下降10%和15

12、%。并且，每天新增四萬名公共交通工具乘客。第二部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 22應(yīng)用案例6：個(gè)人保健 通過在人身上安裝不同的傳感器，對人的健康參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并且實(shí)時(shí)傳送到相關(guān)的醫(yī)療保健中心，如果有異常，保健中心通過手機(jī)，提醒您去醫(yī)院檢查身體。第二部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 23應(yīng)用案例7：平安城市建設(shè) 利用部署在大街小巷的全球眼監(jiān)控探頭，實(shí)現(xiàn)圖像敏感性智能分析并與110、119、112等交互，實(shí)現(xiàn)探頭與探頭之間、探頭與人、探頭與報(bào)警系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)，從而構(gòu)建和諧安全的城市生活環(huán)境。第二部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 24應(yīng)用案例8：物流系統(tǒng) 國際快遞巨人聯(lián)邦快遞在12月份為包裹推出了一種新型跟蹤裝置和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，名字叫做SenseA

13、ware，它可以顯示包裹的溫度、地點(diǎn)和其它重要信息，比如是否被打開過或被玩耍過。目前聯(lián)邦快遞已經(jīng)和50家保健公司和生命科學(xué)公司展開了試點(diǎn)合作，用于跟蹤手術(shù)工具包，醫(yī)療設(shè)備和器官等應(yīng)用案例9：智能家居 2009年9月央視經(jīng)濟(jì)頻道對話節(jié)目曾展示一套住宅與一部手機(jī)間的特殊關(guān)聯(lián)，讓大家大開眼界，主人即便不在家，也能對家中的情況了如指掌，如客人來了，可以通過手機(jī)為他開門，幫他打開電視，設(shè)定頻道，他抽煙時(shí)，房間的排風(fēng)裝置自動(dòng)開啟；小偷破門而入，主人手機(jī)立刻收到通知，并啟動(dòng)家中報(bào)警裝置 。第二部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 25物聯(lián)網(wǎng)管理平臺移動(dòng)POS金融供應(yīng)鏈智能運(yùn)輸工業(yè)自動(dòng)化智能建筑消防公共安全環(huán)境保護(hù)氣象數(shù)字化醫(yī)療

14、遙感勘測軍事農(nóng)業(yè)林業(yè)水務(wù)電力煤炭石化物流、零售、自動(dòng)服務(wù)設(shè)備、安全、節(jié)能生產(chǎn)、安全、防災(zāi)、水電油氣防火、勘察、報(bào)警污染檢測、報(bào)警水質(zhì)、水量、污染、安全大棚、土壤、灌溉、環(huán)境、跟蹤抄表、監(jiān)控、節(jié)能設(shè)備、臨床、輔助診斷、病程險(xiǎn)情、油井、運(yùn)輸、管線聯(lián)動(dòng)、消防栓、定位、調(diào)度照明、信號、應(yīng)急、災(zāi)害、識別大地勘測、森林、地震、海洋偵查、監(jiān)控、定位、評估降水、防洪、遠(yuǎn)程設(shè)備交易、訂單、跟蹤、識別通風(fēng)、瓦斯、救災(zāi)定位庫存、車隊(duì)、監(jiān)控、導(dǎo)航、識別、貨物電子支付、實(shí)時(shí)信息第二部分：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 交流提綱 第二部分 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景、國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情況等介紹第三部分 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)及其技

15、術(shù)現(xiàn)狀介紹第一部分 物聯(lián)網(wǎng)簡介 物聯(lián)網(wǎng)的定義、產(chǎn)生背景等介紹26第三部分：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 1. 物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù) 由前述關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈的介紹可知，物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈可細(xì)分為標(biāo)識、感知、處理和信息傳送四個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)主要應(yīng)用到的關(guān)鍵技術(shù)分別為RFID、傳感器、智能芯片和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。27第三部分：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2. RFID技術(shù) RFID(射頻識別)是一種自動(dòng)無線識別和數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，一個(gè)RFID射頻識別系統(tǒng)至少應(yīng)包括以下兩個(gè)部分：一是讀寫器，二是電子標(biāo)簽(或稱射頻卡、應(yīng)答器等)。另外，還應(yīng)包括天線，主機(jī)等。 RFID系統(tǒng)的工作原理為：電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號，就能憑

16、借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(即Passive Tag，無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(即Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理 。28第三部分：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) RFID技術(shù)(Cont.) RFID系統(tǒng)可基本分為頻率為125KHz或134KHz左右的低頻系統(tǒng)、頻率為13.56MHz的高頻(HF)系統(tǒng)、頻段在900MHz左右的超高頻系統(tǒng)(UHF)，以及工作在2.4GHz或者5.8GHz微波頻段的系統(tǒng)。 低頻RFID系統(tǒng)(125KHz或134KHz):當(dāng)前主要應(yīng)用在門禁控制、動(dòng)物ID、電子鎖車架、機(jī)器

17、控制的授權(quán)檢查等。該技術(shù)由于讀取速度非常慢，因此，需要要求在單方向上傳輸非常短的信息(標(biāo)簽與讀寫器之間的距離為30cm或更少)，相應(yīng)的ISO標(biāo)準(zhǔn)為11484/85和14223。29第三部分：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) RFID技術(shù)(Cont.) 高頻標(biāo)簽（13.56MHz兆赫）：高頻標(biāo)簽主要應(yīng)用于圖書管理、物流管理、固定資產(chǎn)管理、智能貨架管理等領(lǐng)域，標(biāo)簽與閱讀器之間的距離為1m之內(nèi)。國際標(biāo)準(zhǔn)為ISO/IEC 18000-3。 超高頻標(biāo)簽（UHF）：超高頻標(biāo)簽主要應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)線自動(dòng)化的管理、集裝箱管理和高速公路收費(fèi)等領(lǐng)域，工作頻率主要為433MHz、860MHz930MHz，標(biāo)簽與讀寫器之間的距離為3

18、m10m。國際標(biāo)準(zhǔn)有ISO/IEC 18000-6A、ISO/IEC 18000-6B和ISO/IEC 18000-6C三種。30第三部分：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) RFID技術(shù)(Cont.) 微波射頻識別技術(shù)：是國際上最先進(jìn)的第四代自動(dòng)識別技術(shù)，是近幾年剛剛開始興起并得到迅速推廣應(yīng)用的一門新技術(shù)。它有識別距離遠(yuǎn)、識別準(zhǔn)確率高、識別速度快（支持高速度移動(dòng)讀?。簶?biāo)識卡的移動(dòng)時(shí)速可達(dá)200公里/小時(shí)）、抗干擾能力強(qiáng)、使用壽命長、可穿透非金屬材料等特點(diǎn)，運(yùn)用范圍廣泛。目前主要應(yīng)用于小區(qū)不停車智能門禁管理系統(tǒng)與高速公路不停車智能收費(fèi)管理系統(tǒng)等。31第三部分：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2. RFID技術(shù)(Cont.) RFID技術(shù)與條碼技術(shù)的比較： 條碼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格相對便宜，但是不具備被遠(yuǎn)距離識別、多目標(biāo)同時(shí)識別的能力，另外，條碼不唯一，因此不能標(biāo)識產(chǎn)品單品，只能標(biāo)識產(chǎn)品類別。 RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用、快速讀寫、非可視識別、移動(dòng)識別、多目標(biāo)識別等優(yōu)點(diǎn)，另外，其ID碼在全球范圍內(nèi)是唯一的。 32第三部分：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 3. 無線傳感器技術(shù) (1)傳感器節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 傳感器節(jié)點(diǎn)一般由傳感單元、數(shù)據(jù)處理單元、GPS定位裝置、移動(dòng)裝置、能源及網(wǎng)絡(luò)通信單元等六大部件組成