1、第13章 物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用案例,通過(guò)本章以四個(gè)典型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范例學(xué)習(xí)，應(yīng)能了掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的架構(gòu)，掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求和構(gòu)建方法，激發(fā)起物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新意識(shí)，貼近生活，服務(wù)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和民生。,本章學(xué)習(xí)目標(biāo),物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu) 智慧城市、校園，智能物流和智能家居,本章知識(shí)點(diǎn),構(gòu)建一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用就是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)在具體應(yīng)用領(lǐng)域的三層架構(gòu)。首先是將感知控制設(shè)備“嵌入”到具體的應(yīng)用環(huán)境中，即將傳感、控制裝置嵌入和裝備到鐵路、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；其次，然后將這些“嵌入”的感知控制設(shè)備與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人與物理系統(tǒng)的整合，從而形成“物聯(lián)網(wǎng)”；第三，將“物聯(lián)網(wǎng)”中的信

2、息進(jìn)一步進(jìn)行存儲(chǔ)、共享與處理為人們提供各種所需的“自動(dòng)化或智能化”服務(wù)，在此過(guò)程中，信息處理必須依托基于計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息處理系統(tǒng)的支撐。,構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,13.1 智慧城市,13.1.1 智慧城市的由來(lái)及其特點(diǎn),1998年1月，時(shí)任美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栐谝淮窝葜v中首次提出了“數(shù)字地球”的概念，由此推動(dòng)了由“數(shù)字地球”向智慧城市的演進(jìn)與發(fā)展。 預(yù)計(jì)2020年全球有超過(guò)一半以上人口居住在城市，這種趨勢(shì)將導(dǎo)致人們生活方式的改變，各種資源利用方式的改變。因此需要對(duì)城市的管理、調(diào)度及運(yùn)行進(jìn)行變革，使城市的運(yùn)行更加科學(xué)、順暢、協(xié)調(diào)。 數(shù)字化的城市主要涉及教育、科技、文化、醫(yī)療衛(wèi)生、社會(huì)保障等方面，是改變居民生活

3、方式、改善居住環(huán)境的直接體現(xiàn)。,1 智慧城市的由來(lái),智慧城市是充分利用數(shù)字化及相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)和手段，對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施與生活發(fā)展相關(guān)的各方面內(nèi)容進(jìn)行全方面的信息化處理和利用，具有對(duì)城市地理、資源、生態(tài)、環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化管理、服務(wù)與決策功能的信息體系。 智慧城市能夠充分運(yùn)用信息和通信技術(shù)手段感測(cè)、分析、整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，從而對(duì)于包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動(dòng)在內(nèi)的各種需求做出智能的響應(yīng)，為人類創(chuàng)造更美好的城市生活。智慧城市并不是數(shù)字城市簡(jiǎn)單的升級(jí)，智慧城市的目標(biāo)是更透徹的感知，更全面的互聯(lián)互通和更深入的智能。,2 從數(shù)字化城市到智慧城市,

4、（1）注重決策與反應(yīng) （2）決策的自動(dòng)化 （3）智慧化決策逐步替代人的決策 （4）由智慧化城市向知識(shí)化城市發(fā)展,3 智慧城市的特點(diǎn),13.1.2 智慧城市的架構(gòu),智慧城市的總體目標(biāo)是以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，充分發(fā)揮城市智慧型產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，集成先進(jìn)技術(shù)，推進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)綜合化、寬帶化、物聯(lián)化、智能化，加快智慧型商務(wù)、文化教育、醫(yī)藥衛(wèi)生、城市建設(shè)管理、城市交通、環(huán)境監(jiān)控、公共服務(wù)、居家生活等領(lǐng)域建設(shè)，全面提高資源利用效率、城市管理水平和市民生活質(zhì)量，努力改變傳統(tǒng)落后的生產(chǎn)方式和生活方式。將城市建成為一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施先進(jìn)、信息網(wǎng)絡(luò)通暢、科技應(yīng)用普及、生產(chǎn)生活便捷、城市管理高效、公共服務(wù)完備、生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、惠及全體市

5、民的智慧城市。 智慧城市的構(gòu)建涵蓋了智慧基礎(chǔ)設(shè)施、智慧政府、智慧公共服務(wù)、智慧產(chǎn)業(yè)和智慧人文等五個(gè)方面。,1 智慧城市的總體目標(biāo),智慧的基礎(chǔ)設(shè)施包括信息、交通和電網(wǎng)等城市基礎(chǔ)設(shè)施。信息基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)使現(xiàn)有的有線 寬帶網(wǎng)、無(wú)線寬帶網(wǎng)、3G移動(dòng)網(wǎng)、無(wú)線寬帶網(wǎng)盡可能地覆蓋到城市的各個(gè)角落。交通等公用設(shè)施應(yīng)盡可能地?cái)U(kuò)展到城市的各個(gè)區(qū)域，惠及廣大市民。,（1）智慧基礎(chǔ)設(shè)施,加強(qiáng) 社會(huì)管理，整合資源，形成全面覆蓋、高效靈敏的社會(huì)管理信息網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)社會(huì)綜合治理能力，強(qiáng)化綜合監(jiān)管，滿足轉(zhuǎn)變政府職能、提高行政效率和規(guī)范監(jiān)管行為的需求，深化相應(yīng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，使城市政府運(yùn)行、服務(wù)和管理更加高效。,（2）智慧政府,智慧城

6、市公共服務(wù)涉及智慧醫(yī)療、智慧社區(qū)服務(wù)、智慧教育、智慧社保、智慧平安和智慧生態(tài)等方面。依托信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)，以信息豐富完整、跨服務(wù)部門為基礎(chǔ)、面向市民，使整個(gè)社會(huì)的服務(wù)資源得到更充分、更合理地利用，為城市服務(wù)帶來(lái)革命性變化。,（3）智慧服務(wù),智慧城市孕育智慧產(chǎn)業(yè)，智慧產(chǎn)業(yè)托起智慧城市。對(duì)于城市而言，智慧產(chǎn)業(yè)當(dāng)屬第三產(chǎn)業(yè)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的引領(lǐng)下，大力發(fā)展包括電子信息、現(xiàn)代物流、金融保險(xiǎn)、咨詢顧問(wèn)等在內(nèi)的先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，形成智慧城市完整的智慧產(chǎn)業(yè)群，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、向工業(yè)4.0邁進(jìn)。,（4）智慧產(chǎn)業(yè),提高城市居民的素質(zhì)，造就創(chuàng)新城市的建設(shè)和管理人才，是智慧城市的靈魂。充分利用城市各高校、科研機(jī)

7、構(gòu)和大型骨干企業(yè)等在人才方面的資源優(yōu)勢(shì)，為城市構(gòu)建智慧城市提供堅(jiān)實(shí)的智慧源泉。努力挖掘和利用城市歷史文化底蘊(yùn)，梳理并開(kāi)發(fā)現(xiàn)實(shí)文化資源稟賦，增強(qiáng)智慧城市的文化含量，突出文化、智慧，豐富智慧城市的內(nèi)涵。,（5）智慧人文,2 華為智慧城市方案,智慧城市的構(gòu)架可以分為四個(gè)部分：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層，如圖13.1.2所示。,3智慧城市整體架構(gòu),平臺(tái)主要是基于SOA的ICT(Information Communication Technology)集成框架來(lái)實(shí)現(xiàn)智慧城市。ICT就是通過(guò)信息與通信技術(shù)，用以滿足“客戶綜合信息化需求”的一攬子解決方案，包括通信、信息收集、發(fā)布、自動(dòng)化、傳感、自動(dòng)化等

8、各個(gè)方面。,4 IBM智慧城市平臺(tái)架構(gòu),13.2 智慧校園,目前，對(duì)智慧校園尚未有一個(gè)統(tǒng)一、明確的定義，但大家一致認(rèn)為，所謂的智慧校園是指應(yīng)用云計(jì)算、虛擬化等物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)、分析、融合、智能響應(yīng)等技術(shù)，面向?qū)W校管理的主要業(yè)務(wù)，融合優(yōu)化現(xiàn)有信息資源，實(shí)現(xiàn)各類信息應(yīng)用系統(tǒng)的信息共享能力，提供高效率的教學(xué)、科研、管理決策及其他方面的管理方式和手段，提供高質(zhì)量的、快捷便利的學(xué)習(xí)生活服務(wù)環(huán)境，構(gòu)建節(jié)約型、智慧型校園，保證教育資源利用效率最大化。 目前校園的信息化正從數(shù)字化向智能化方向演進(jìn)，校園也將從數(shù)字化校園發(fā)展為智能化校園。,13.2.1 智慧校園及其發(fā)展,（1）學(xué)校的日常管理 （2）多媒

9、體教學(xué)手段 （3）“一卡通” （4）多種教學(xué)資源在不斷融合,智慧校園的作用,13.2.2 智慧校園的物聯(lián)網(wǎng)特征及關(guān)鍵技術(shù),（1）網(wǎng)絡(luò)互連特性 （2）實(shí)時(shí)全面環(huán)境感知 （3）各種與教學(xué)相關(guān)業(yè)務(wù)的全面融合,1 智慧校園的物聯(lián)網(wǎng)特征,（1）云計(jì)算 （2）無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、RFID、嵌入式技術(shù) （3）大數(shù)據(jù) （4）移動(dòng)互聯(lián) （5）公眾社交網(wǎng)絡(luò),2智慧校園的關(guān)鍵技術(shù),13.2.3 智慧校園的總體方案和系統(tǒng)架構(gòu),1 智慧校園的總體方案,（1）業(yè)務(wù)應(yīng)用層 （2）平臺(tái)支撐層 （3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層 （4）感知層,2 各層的總體功能,（1）智慧校務(wù)管理 （2）智慧教務(wù)管理 （3）智慧科研 （4）節(jié)能校園 （5）平安校園

10、（6）智慧數(shù)字圖書(shū) （7）便捷生活 （8）智慧學(xué)習(xí),3 業(yè)務(wù)應(yīng)用層總體功能,13.3物聯(lián)網(wǎng)在港口物流領(lǐng)域的應(yīng)用,（1）物流的概念 （2）智慧物流：智能物流是在現(xiàn)代信息技術(shù)高度發(fā)展的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的信息采集、信息處理、信息流通和信息管理技術(shù)，完成包括運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、配送、包裝、裝卸等多項(xiàng)基本活動(dòng)的貨物從供應(yīng)者向需求者移動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，為供方提供最大化利潤(rùn)，為需方提供最佳服務(wù)，同時(shí)消耗最少的自然資源和社會(huì)資源，最大限度地保護(hù)好生態(tài)環(huán)境的整體智能社會(huì)物流管理體系。 （3）港口物流：港口物流、公路運(yùn)輸、航空物流領(lǐng)域、鐵路物流、特種裝備物流、軍事物流。,1 相關(guān)概念,2 智能港口物流網(wǎng)的特點(diǎn)及工作流程,3

11、智能港口物流體系架構(gòu),電子車牌電子駕照系統(tǒng)的工作流程,物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能家居系統(tǒng)融合了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Internet、人工智能等多種先進(jìn)技術(shù)。它可以將家居中的所有物品連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)家居網(wǎng)絡(luò)中所有物體均可被尋址、所有物體均具有通信能力、所有物體均可被操作、部分物體具有傳感與信息上傳共享能力。 智能家居不僅能提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間；還具有能動(dòng)智慧的工具，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間。,13.4 智能家居,（1）臥室智能控制,智能窗簾：根據(jù)主人的作息習(xí)慣，清晨自動(dòng)拉開(kāi)，讓陽(yáng)光喚醒主人；晚上自動(dòng)關(guān)閉，保證良好睡眠。 智能空調(diào)：根據(jù)房間溫濕

12、度情況，自動(dòng)控制，保持房屋四季如春。 智能衣柜：所有的衣物都附上智能標(biāo)簽，告知主人衣物材質(zhì)，適合什么季節(jié)，適合何種搭配。 智能燈光臺(tái)燈通過(guò)感知環(huán)境亮度，是否有人在看書(shū)等情況，自動(dòng)開(kāi)關(guān)，既節(jié)能又方便。 智能地板：由地板上安置的傳感器感知環(huán)境溫度及亮度情況，來(lái)控制地暖、空調(diào)和房間燈光。,功能,（2）客廳智能控制,智能電視：可以通過(guò)聲控等方式直接與電視交流，互動(dòng)收看節(jié)目，也可以進(jìn)行娛樂(lè)。 遠(yuǎn)程遙控：在任何地方任何地點(diǎn)，只要通過(guò)手機(jī)或者Internet網(wǎng)絡(luò)就可以獲取家居信息，并控制相關(guān)家電。 智能音響：根據(jù)個(gè)人喜好不同，通過(guò)聲控等方式自動(dòng)播出符合主人心情的樂(lè)曲。,功能,家庭中部署的傳感器與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連，形成能夠感知安全環(huán)境異常的情況。當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，這些傳感器所發(fā)出的信息通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)通知到住戶的手機(jī)，住戶可以及時(shí)呼叫公安等機(jī)構(gòu)給予安防處理。家庭安防的流程架構(gòu)如圖13.4.3所示。,（3）家庭安防,盜賊,Stealing！,Steali