第1章物聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用領(lǐng)域《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用》主講：譚方勇1.1本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)1物聯(lián)網(wǎng)的概念2物聯(lián)網(wǎng)的特征3物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢目錄CONTENTS4物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域5物聯(lián)網(wǎng)與其他技術(shù)的融合PART011.2物聯(lián)網(wǎng)的概念1.2.1相關(guān)概念1）無線傳感網(wǎng)(WirelessSensorNetworks，WSN)是一種通過無線通信技術(shù)將部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大量的傳感器通過自由組織的方式組建成的一種網(wǎng)絡(luò)1.2.1相關(guān)概念2）互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)也稱“因特網(wǎng)”，是指通過一組通用的協(xié)議，將更多的計(jì)算機(jī)互連起來，實(shí)現(xiàn)覆蓋全世界的、邏輯上單一且規(guī)模巨大的國際全球化網(wǎng)絡(luò)1.2.1相關(guān)概念3）物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，IOT），通俗的講物聯(lián)網(wǎng)就是能讓物理世界中的物體和物體之間相互連接的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念最早是由麻省理工學(xué)院（MIT）研究中心（Auto-IDLabs）在1999年研究RFID時(shí)提出的。2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布的同名報(bào)告中，物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)，覆蓋范圍有了較大的拓展。1.2.1相關(guān)概念4）泛在網(wǎng)泛在網(wǎng)（UbiquitousNetworking）。泛在計(jì)算描述了任何人不管何時(shí)、何地，都可以通過合適的終端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接，將信息處理嵌入到計(jì)算設(shè)備中，從而協(xié)同地為用戶提供信息通信服務(wù)。泛在網(wǎng)由適當(dāng)?shù)慕K端設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)，是將智能網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及其他先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施武裝而成的技術(shù)形態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)空間信息與物理信息之間的無縫對接，按需獲得個(gè)性化的信息服務(wù)。泛在網(wǎng)的三個(gè)特征分別是：無所不在、無所不含、無所不能1.2.1相關(guān)概念5）幾種網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系1.2.2物聯(lián)網(wǎng)的定義最早定義：“把所有物品通過射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理”新的內(nèi)涵：通過信息感知設(shè)備（如射頻識(shí)別裝置、無線傳感器節(jié)點(diǎn)、攝像頭等），按照約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控以及管理的一種網(wǎng)絡(luò)。1.2.3物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵從哲學(xué)的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)雖然結(jié)構(gòu)形式各異，客觀表象萬種，但它的內(nèi)涵始終離不開“物”、“聯(lián)”、“網(wǎng)”這三個(gè)維度。1.2.3物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵（1）“物”的維度“天”“人”合一稱之為“物”1.2.3物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵（2）“聯(lián)”的維度“天”“人”之間的感應(yīng)就稱之為“聯(lián)”，它包含了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的三個(gè)主要特征。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的三個(gè)主要特征全面感知能力可靠傳輸能力智能化處理能力1.2.3物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵（3）“網(wǎng)”的維度“天”“人”的相通可以稱之為“網(wǎng)”，它是純粹的物理空間與數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合，從而創(chuàng)造出來的，將無數(shù)的物與人置于其中，從而形成無所不在的“天羅地網(wǎng)”PART021.3物聯(lián)網(wǎng)的特征1.3.1全面感知能力全面感知能力就是利用傳感器技術(shù)、RFID射頻技術(shù)、條碼技術(shù)、生物識(shí)別技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)以及圖像識(shí)別技術(shù)等隨時(shí)隨地獲取物體的信息，包括物體屬性及周邊環(huán)境信息、位置信息、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息等。1.3.2可靠傳輸能力可靠傳遞能力是指通過各種融合業(yè)務(wù)，將采集的物體的信息實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、安全地傳遞出去，對接收到的感知信息進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳遞，實(shí)現(xiàn)信息的交互和共享并能有效處理。1.3.3智能化處理能力智能化處理能力是指利用模糊識(shí)別、云計(jì)算、數(shù)據(jù)融合等各種智能計(jì)算技術(shù)，對隨時(shí)接收到的海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)智能化的決策與控制。1.3.4其他特征物聯(lián)網(wǎng)除了上述三大關(guān)鍵特征外，還有以下等特點(diǎn)：（1）具有異構(gòu)性（2）混雜性（3）超大規(guī)模。PART031.4物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢1.4.1物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史1.4.2物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀1.4.2物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展趨勢如今，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐漸滲透到各行各業(yè)，也給各個(gè)行業(yè)的帶來了新的業(yè)態(tài)變化，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)方式、改變了人們的生活方式。5G、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)將推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)朝著智能化方向發(fā)展。PART041.5物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域1.5.1家居生活領(lǐng)域智能家居（SmartHome）就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在家居生活中的應(yīng)用，它以家庭住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等將家居生活相關(guān)的設(shè)施進(jìn)行集成的一個(gè)綜合性物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)1.5.2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)深度融合，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以全過程信息感知，精準(zhǔn)管理和智能控制，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智慧化，完成傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)到智慧農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。1.5.3工業(yè)控制領(lǐng)域工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IndustryInternetofThings，IIOT）將現(xiàn)代工業(yè)工程與傳感器、執(zhí)行器等智能設(shè)備相結(jié)合以增強(qiáng)制造和工業(yè)流程的智能化。1.5.4智慧城市領(lǐng)域智慧城市（SmartCity）是城市數(shù)字化向更高層次的發(fā)展，它的核心是體現(xiàn)以人為本、智能運(yùn)行的理念，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)來全面感知城市的運(yùn)行狀態(tài)，并充分挖掘整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的關(guān)鍵信息，從而對包括民生、公共安全、環(huán)境保護(hù)、城市服務(wù)、工商業(yè)活動(dòng)在內(nèi)的各種需求做出快速且智能化的響應(yīng)。1.5.4智慧醫(yī)療領(lǐng)域智慧醫(yī)療主要通過打造健康檔案區(qū)域醫(yī)療信息平臺(tái)，利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)患者與醫(yī)務(wù)人員、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備之間的互動(dòng)，逐步達(dá)到信息化，其中患者的相關(guān)信息是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。PART051.6物聯(lián)網(wǎng)與其他技術(shù)的融合1.6.1物聯(lián)網(wǎng)與5G通信技術(shù)5G通信技術(shù)即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，其:數(shù)據(jù)傳輸速率最高可以達(dá)到10Gbit/s；連接數(shù)量密度也更高；空口時(shí)延也更低，最低可至1ms。5G的應(yīng)用場景不僅關(guān)注人與人，也關(guān)注人與物、物與物的聯(lián)接，它的三個(gè)主要用例:增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）；低功耗大連接場景（mMTC）；低時(shí)延高可靠場景（uRLLC）。1.6.2物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)之間的關(guān)系可以表現(xiàn)為以下三個(gè)方面：（1）物聯(lián)網(wǎng)是大數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ)目前，物聯(lián)網(wǎng)、WEB系統(tǒng)以及傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)是大數(shù)據(jù)的三個(gè)主要來源，其中物聯(lián)網(wǎng)是大數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)來源，可以說沒有物聯(lián)網(wǎng)就沒有大數(shù)據(jù)。（2）大數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)體系的重要組成部分?jǐn)?shù)據(jù)的分析處理是四層物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中應(yīng)用層的主要功能，大數(shù)據(jù)分析是大數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)價(jià)值化的重要手段之一。（3）物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的發(fā)展將進(jìn)一步整合大數(shù)據(jù)和人工智能在未來，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將進(jìn)一步整合大數(shù)據(jù)和人工智能，物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展必然是數(shù)據(jù)化和智能化。1.6.3物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)智能物聯(lián)網(wǎng)（AIOT，AI+IOT）概念的提出，也是人工智能技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際