第一章緒論

物聯(lián)網(wǎng)的由來與發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)的定義

物聯(lián)網(wǎng)的特征

物聯(lián)網(wǎng)的框架結(jié)構(gòu)4123

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)5

應(yīng)用領(lǐng)域6目錄物聯(lián)網(wǎng)由來與發(fā)展1.11.1由來與發(fā)展2005年國際電信聯(lián)盟發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，并且指出無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨。然而，報告對物聯(lián)網(wǎng)缺乏一個清晰的定義，并且覆蓋范圍有了較大的拓展2009年初美國國際商業(yè)機器公司，即IBM，提出“智慧的地球”概念，認(rèn)為：信息產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代信息技術(shù)充分運用在各行各業(yè)之中，具體就是把傳感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中，并且被普遍連接，形成物聯(lián)網(wǎng)2009年6月歐盟委員會向歐盟議會、理事會、歐洲經(jīng)濟和社會委員會及地區(qū)委員會遞交了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動計劃》，其目的為希望歐洲通過構(gòu)建新型物聯(lián)網(wǎng)管理框架來引領(lǐng)世界“物聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展。2009年8月日本提出“智慧泛在”構(gòu)想，將傳感網(wǎng)列為國家重要戰(zhàn)略，致力于一個個性化的物聯(lián)網(wǎng)智能服務(wù)體系發(fā)展之路發(fā)展之路（續(xù)）2009年8月國務(wù)院總理溫家寶來到中科院無錫研發(fā)中心考察，指出關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)可以盡快去做三件事情：一是把傳感系統(tǒng)和3G中的TD技術(shù)結(jié)合起來；二是在國家重大科技專項中，加快推進傳感網(wǎng)發(fā)展；三是盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫“感知中國”中心2009年10月韓國通信委員會通過《物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建基本規(guī)劃》，將物聯(lián)網(wǎng)確定為新增長動力，樹立了“通過構(gòu)建世界最先進的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)實施，打造未來廣播通信融合領(lǐng)域超一流信息強國”的目標(biāo)2010年3月

國務(wù)院總理溫家寶在《政府工作報告》中，將“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”明確納入重點產(chǎn)業(yè)振興，表明物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)被提升為國家戰(zhàn)略，中國開啟物聯(lián)網(wǎng)元年物聯(lián)網(wǎng)的定義1.21.2物聯(lián)網(wǎng)定義

TheInternetofthings

物物相連

人-車-物-信息流讓客觀事物會說話AnytimeAnythingAnyoneAnywhere物聯(lián)網(wǎng)是一種通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定協(xié)議，使物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡(luò)。全面感知利用射頻識別、二維碼、傳感器等感知、捕獲、測量技術(shù)隨時隨地對物體進行信息采集和獲取可靠傳送通過將物體接入信息網(wǎng)絡(luò)，依托各種通信網(wǎng)絡(luò)，隨時隨地進行可靠的信息交互和共享智能處理利用各種智能計算技術(shù)，對海量的感知數(shù)據(jù)和信息進行分析并處理，實現(xiàn)智能化的決策和控制主要特征

物聯(lián)網(wǎng)的特征1.3

網(wǎng)絡(luò)化

物聯(lián)化

互聯(lián)化

自動化4123

感知化5

智能化6物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)通訊物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)是無線技術(shù)

框架結(jié)構(gòu)1.4

物聯(lián)網(wǎng)硬件軟件感知控制層網(wǎng)絡(luò)傳輸層應(yīng)用服務(wù)層1.4框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)感知控制層網(wǎng)絡(luò)傳輸層應(yīng)用服務(wù)層主要技術(shù)EPC編碼和RFID射頻識別技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，PLC，藍(lán)牙，Wi-Fi，現(xiàn)場總線云計算技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)、中間件技術(shù)知識點EPC編碼的標(biāo)準(zhǔn)和RFID的工作原理數(shù)據(jù)傳輸方式，算法，原理云連接、云安全、云存儲、知識表達(dá)與獲取、智能Agent知識單元產(chǎn)品編碼標(biāo)準(zhǔn)、RFID標(biāo)簽、閱讀器、天線、中間件組網(wǎng)技術(shù)，定位技術(shù)，時間同步技術(shù)，路由協(xié)議，MAC協(xié)議，數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)庫技術(shù)、智能技術(shù)、信息安全技術(shù)知識體系通過對產(chǎn)品按照合適的標(biāo)準(zhǔn)來進行編碼實現(xiàn)對產(chǎn)品的辨別。和通過射頻識別技術(shù)，完成對產(chǎn)品的信息讀取，處理和管理技術(shù)框架，通信協(xié)議，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)云計算系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)、分布智能系統(tǒng)軟件（平臺）RFID中間件（產(chǎn)品信息轉(zhuǎn)換軟件、數(shù)據(jù)庫等）NS2，IAR,KEIL,Wave數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、中間件平臺、云計算平臺硬件（平臺）RFID應(yīng)答器、閱讀器，天線組成的RFID系統(tǒng)。CC2430,EM250,JENNICLTD,FREESCALEBEEPC機和各種嵌入式終端相關(guān)課程編碼理論、通信原理、數(shù)據(jù)庫、電子電路無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡明教程，電力線通信技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)基礎(chǔ)，現(xiàn)場總線技術(shù)微機原理與操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、信息安全軟件應(yīng)用服務(wù)層掌握應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)關(guān)鍵，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件開發(fā)；應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)流設(shè)計；能夠獨立設(shè)計不同需要的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)硬件網(wǎng)絡(luò)傳輸層多種網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計，HF,UHF

－RFID讀卡器設(shè)計；掌握主流無線和無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，主要路由算法掌握，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和數(shù)據(jù)庫設(shè)計感知控制層無線節(jié)點硬件和核心協(xié)議棧軟件設(shè)計，RFID無源有源標(biāo)簽設(shè)計技術(shù)掌握，低功耗無線設(shè)計，基礎(chǔ)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)掌握，安全和加密原理和設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)1.5

1.5關(guān)鍵技術(shù)RFID和EPC技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)中讓物品“開口說話”的關(guān)鍵技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)中，通過EPC編碼，RFID標(biāo)簽上存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品（商品）的識別傳感控制技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中，傳感控制技術(shù)主要負(fù)責(zé)接收物品“講話”的內(nèi)容。傳感控制技術(shù)是關(guān)于從自然信源獲取信息，并對之進行處理、變換和識別的一門多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)，它涉及傳感器、信息處理和識別的規(guī)劃設(shè)計、開發(fā)、制造、測試、應(yīng)用及評價改進等活動無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)中，物品與人的無障礙交流，必然離不開高速、可進行大批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)既包括允許用戶建立遠(yuǎn)距離無線連接的全球語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，也包括為近距離的藍(lán)牙技術(shù)和紅外技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)就是網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)，分為以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)和ATM局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，也可分為有線、無線組網(wǎng)，在物聯(lián)網(wǎng)中，組網(wǎng)技術(shù)起到“橋梁”的作用，其中應(yīng)用最多的是無線自組網(wǎng)技術(shù)，它能將分散的節(jié)點在一定范圍之內(nèi)自動組成一個網(wǎng)絡(luò)，來增加各采集節(jié)點獲取信息的渠道。除了采集到的信息外，該節(jié)點還能獲取一定范圍之內(nèi)的其他節(jié)點采集到的信息，因此在該范圍內(nèi)節(jié)點采集到的信息可以統(tǒng)一處理，統(tǒng)一傳送，或者經(jīng)過節(jié)點之間的相互“聯(lián)系”后，它們協(xié)商傳送各自的部分信息人工智能技術(shù)人工智能是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)中，人工智能技術(shù)主要負(fù)責(zé)將物品“說話”的內(nèi)容進行分析，從而實現(xiàn)計算機自動處理應(yīng)用中的難點技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題世界各國存在不同的標(biāo)準(zhǔn)，中國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會于2006年成立了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)項目組。2009年9月，傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)組正式成立了PG1(國際標(biāo)準(zhǔn)化)、PG2(標(biāo)準(zhǔn)體系與系統(tǒng)架構(gòu))、PG3(通信與信息交互)、PG4(協(xié)同信息處理)、PG5(標(biāo)識)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(電力行業(yè)應(yīng)用調(diào)研)等8個專項組，開展具體的國家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作數(shù)據(jù)安全問題信息采集頻繁，其數(shù)據(jù)安全必須重點考慮IP地址問題每個物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址，就需要一個地址。物聯(lián)網(wǎng)需要更多的IP地址，IPv4資源即將耗盡，那就需要IPv6來支撐。IPv6協(xié)議已經(jīng)從實驗室走向了應(yīng)用階段物聯(lián)網(wǎng)終端問題物聯(lián)網(wǎng)終端除具有本身功能外還擁有傳感器和網(wǎng)絡(luò)接入等功能，且不同行業(yè)需求千差萬別，如何滿足終端產(chǎn)品的多樣化需求，對運營商來說是一大挑戰(zhàn)應(yīng)用領(lǐng)域1.6

物聯(lián)網(wǎng)管理平臺移動POS金融供應(yīng)鏈智能運輸工業(yè)自動化智能建筑消防公共安全環(huán)境保護氣象數(shù)字化醫(yī)療遙感勘測軍事農(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、報警污染檢測、報警水質(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、病程險情、油井、運輸、管線聯(lián)動、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、監(jiān)控、導(dǎo)航、識別、貨物電子支付、實時信息十大領(lǐng)域智能電網(wǎng)智能交通智能物流智能家居環(huán)境與安全檢測醫(yī)療健康國防軍事精細(xì)農(nóng)