物联网概论物联网概论

1、1会计学物联网概论物联网概论物联网概论物联网概论目目 录录1.1 1.1 物联网概念的形成物联网概念的形成 1.2 1.2 物联网的定义与内涵物联网的定义与内涵 1.3 1.3 物联网的架构、特点和技术物联网的架构、特点和技术物联网概论物联网概论 1.4 1.4 物联网的发展、效益和问题物联网的发展、效益和问题一是计算机将发展到与一是计算机将发展到与普通事物无法分辨为止普通事物无法分辨为止 二是网络将无所不在地二是网络将无所不在地融入人们生活中融入人们生活中 大型机时代：大型机时代：许多人共享一台笨重的机器。许多人共享一台笨重的机器。PCPC时代：时代：一人一一人一PCPC。后后PCPC时代：

2、时代：一人多一人多PCPC，以及大量非，以及大量非PCPC形态的智能设置，形态的智能设置，出现了泛出现了泛PCPC化趋势。化趋势。主机、大型机的联网，其体积庞大，运行条件苛刻，专业人员操作且人机界面友好性差台式机、笔记本的联网，普通人经过培训即可操作嵌入式智能物件等与日常生活密切相关设备的互感、互联、互通。以手机为代表的各类移动设备的互联，无需培训即可操作，界面简单友好。计算机技术将和谐的融入生活中。计算机技术将和谐的融入生活中。为人所用，不为人知！为人所用，不为人知！物联网概念的核心内容无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到公路设施等都可以通过互联网进行

3、数据交换。无线射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术等将得到更加广泛的应用。物联网概念比较正式的提出通过射频识别（通过射频识别（RFIDRFID）、红外感应器、全球定）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品通过有线与无线方式与互的协议，将任何物品通过有线与无线方式与互联网连接，进行通信和信息交换，以实现智能联网连接，进行通信和信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物物相连的互联网一，物联网的基础和支撑是强大的计算机系统，它是以

4、计算机网络为核心进行延伸和扩展而形成的网络。二，物联网的终端用户已经延伸和扩展到众多物品之间，进行数据交换和通讯。英文百科Wikipedia对其的定义较简单: The Internet of Things refers to a network of objects，such as household appliances，物联网即“像家用电器一样的物体的互联网络”。 物联网的其他表述：M2M（Machine to Machine）、传感网（Sensor Networks） 、普适计算（Pervasive Computing）、泛在计算（Ubiquitous computing）、环境感知智能

5、（Ambient Intelligence）等等。传感器控制器感知对象传感网1999年中科院就启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网； 2005年，国际电信联盟（ITU）发布了ITU互联网报告2005：物联网，正式提出了“物联网”的概念。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出：“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”；2003年，美国商业周刊和MIT技术评论在预测未来技术发展的报告中，将无线传感网络列为21世纪改变世界的十大技术之首；计算机或终端设备最终将在任何地点均可连网计算，实现任何地方都可联结的信息社会。 “无所不在的计算无所不在的计算”（U

6、biquitous ComputingUbiquitous Computing） ）物联网与泛在网“泛在计算泛在计算”：Ubiquitous ComputingUbiquitous Computing、 Ubiquitous NetworkUbiquitous Network “泛在科技泛在科技”或或“U U化科技化科技” ： Ubiquitous TechnologyUbiquitous Technology 物联网从联网对象角度进行描述，两者实为一体两面。“泛在”强调的是物联网存在的普遍性、功能的广泛性和计算的深入性。 世界各国对信息化的发展战略均有不同的背景与侧重点，故对泛在网、泛在计算

7、等的称呼与表述各有不同，主要分为欧洲、亚洲与美洲三大类。 称为环境感知智能（Ambient Intelligence），由于欧洲国家众多，信息化水平不一，故发展重点在强调联网对象的整合与资源网的汇聚上。重点包括微计算、联网物件的用户界面及泛在通信三个主导领域的创新；如：进行交通优化如：进行交通优化 日本、韩国、新加坡、台湾等都将建设泛在网（Ubiquitous Network）基础设施、开发各领域的泛在应用、建立各地实验基地和扶持重点技术研发等列为21世纪国家或地区信息化发展战略，要将泛在技术广泛地用于产业竞争力提升、建立智能社会、改善民生、扩大就业等领域；如：日本如：日本U-JapanU-J

8、apan计划、韩国计划、韩国U-KoreaU-Korea战略、新加坡的战略、新加坡的“智慧汇交智慧汇交I-HubI-Hub”和台湾地区的和台湾地区的“移动台湾移动台湾M-M-台湾台湾”计计划划 IBM提出普适计算（Pervasive Computing）概念：“建立一个充满计算和通信能力的环境，使这个环境与人们逐渐地融合在一起，人们可以随时随地和透明地通过日常生活中的物体和环境中的设备动态联网，而不仅仅是和计算机设备进行随时随地的交流和协作”。 狭义：指机器设备之间通过相互通信与控制达到彼此间最佳适配与协同运行，或者当某一设备出现异常时，其它相关设备将自动采取防护措施，以使损失降至最低。 广义

9、：指任何物件与物件之间的彼此互联与互操作。M2MM2M是物联网的特有性能之一！是物联网的特有性能之一！ M2M技术综合了数据采集、网络通信、GPS、远程监控、工业自动控制等技术，广泛应用于安全监测、自动抄表、机械服务、智能交通等诸多领域。前端的传感器及设备通信网络后端系统前端传感器及设备具备感知能力。通过内置传感器获得各类数据,并通过M2M使设备或模块进行数据传输，M2M使设备或模块可具有数据汇聚能力，能对多个传感器提供联网服务。如：智能传感器（如：智能传感器（Smart SensorSmart Sensor）实现设备间互联互通。很多应用场景的数据流量特征是固定时间间隔中产生短暂突发性数据流，

10、需要网络提供有效和经济的连接。总体要求：能综合利用固定、移动和短距离低功耗无线技术的融合，提供泛在化的通信覆盖能力和可靠的服务质量。-提供智能化支持。实时、安全地收集、分析传感器数据，按各种模型对机器设备的作业、状态和环境等进行动态比对与研判，发现异常时能及时报警，利用网络统计等数据进行前端设备管理和故障排障，或对其它相关设备发出异常指令，要求其作出相应等。 M2MM2M是从功能与状态角度对物联网的描述！是从功能与状态角度对物联网的描述！物联网与微机电系统（MEMS）微机电系统（Micro Electro-Mechanical Systems，MEMS）是一种智能微型化系统，其系统或元件为毫米

11、至微米量级大小，将光学、机械、电子、生物、通信等功能整合为一体，可用于感测环境、处理信息、探测对象等。 MEMSMEMS可以视为可以视为M2MM2M的特殊应用范畴的特殊应用范畴物联网与微机电系统（MEMS）基于MEMS技术的胃肠道内窥检查系统： 胃肠道无线内窥镜主要用于胃肠道疾病的诊断。核心装置为一颗可吞服的胃肠道摄像无线发射药丸，将照像机、光源、信号转换器和发射装置等集成在一个如感冒胶囊形状与大小的药丸中，病人吞服后系统能对胃肠道内部进行检查，可连续拍摄下数万至数十万帧照片并将信号发送给接收端，供医生详细观察，病人毫无痛苦。物联网与微机电系统（MEMS）微机电系统的应用智慧灰尘（Smart

12、Dust）： MEMS应用的极致，是美国伯克利大学开发的无线传感器联网技术。传感器可小如纽扣、甚至如米粒。最初用于军事侦察，通过飞机等将数以百计的伪装过的智慧灰尘大范围地散布在侦察区域或军事重地，侦测数据可是温度、湿度、声音、光线、压力、二氧化碳浓度等数据，各尘埃点通过自组织方式来就地组网、彼此识别、自动路由、自行形成感测集群并向后方发送侦察数据等。可节省大量侦察兵力，得到更实时有效的信息，且其数量庞大，敌军不易清除。美国2006年的年度国防白皮书，将利用电子设备代替人力侦察的无线感测网络技术列为重点发展项目。 物联网的总体架构感 知 层接 入 层处 理 层应 用 层按逻辑结构划分按逻辑结构划

13、分物联网的总体架构物联网的总体架构 主要功能是实现物体的感知、识别、监测、数据或数据变化采集，以及反应与控制等。主要由遍布各种建筑、楼宇、街道、公路桥梁、车辆、地表和管网中的各类传感器、二维条形码、RFID标签和RFID识读器、摄像头、GPS、M2M（Machine to Machine）设备及各种嵌入式终端等组成的传感器网络。它是物联网的基础。物联网的总体架构 由各类有线与无线节点、固定与移动网关组成各种通信网络与互联网的融合体。可用网络包括互联网、广电网络、通信网络等。但由感知层采集的大量数据接入，并实现M2M应用的大规模数据传输时，仍需解决新业务模式对系统容量、服务质量的特别要求。物联网

14、的总体架构 对应图中中间件层，由目录服务、管理U-Web服务、建模与管理层、内容管理、空间信息管理等组成，实现对应用层的支持。该层的发展是物联网管理中心、资源中心、云计算平台、专家系统等对海量信息的智能处理。物联网的总体架构 将物联网技术与各类行业应用相结合，实现无所不在的智能化应用，如物流、安全监测、农业、灾害、危机管理、军事、医疗护理等。 物联网的特点 在物联网中除了人与人之间可通过网络相互联系、人通过网络取得对象的信息之外，对象与对象之间也可通过网络彼此交换信息，协同运作，相互操控，从而创造出一批批自动化程度更高、反应更灵敏、功能更强大、更适应各种环境、耐候性更强、对各产业领域拉动力更大

15、的应用系统来。 物联网的特点国际电信联盟：国际电信联盟：物联网的运行可分为“时间（Time）、地点（Place）与物件（Thing）”三个维度，它将创造出所有对象皆可在任何时间、任何地点相互沟通的环境。 物联网的特点物联网的涉及到的关键技术射 频 识 别 技 术无 线 传 感 网 技 术嵌 入 式 技 术纳 米 与 微 机 电 技 术分 布 式 管 理 技 术物联网的涉及到的关键技术-利用射频信号及其空间耦合和传输特性进行的非接触双向通信，实现对静止或移动物体的自动识别，并进行数据交换的一种识别技术。 RFID系统的数据存储在射频标签中，其能量供应及与识读器之间的数据交换不是通过电流而是通过磁

16、场或电磁场进行的。 物联网的涉及到的关键技术射频识别系统包括射频标签和识读器两部分。射频标签悬挂或安装在产品或物体上，由射频识读器读取存储于标签中的数据。具有识读距离远（相对于条形码）、识读速度快、不受环境限制、可读写性好、可同时识读多个物品等优点。 公交月票卡、电子交通无人收费（ETC）系统、各类银行卡、物流与供应链管理、农牧渔产品履历、工业生产控制等。 物联网的涉及到的关键技术 麦德龙在德国的Rheinberg开设的特大未来零售店就是一个“活实验”。在其未来店中，采用RFID技术可以识别产品、防范窃贼、跟踪库存、检查物品到期日，还可以查看用户积分卡状况，以及采用自动检测设备和智能称来监视并

17、为水果和蔬菜称重。 物联网的涉及到的关键技术 一种可监测周围环境变化的技术，它通过传感器和无线网络的结合，可自动感知、采集和处理其覆盖区域中被感知对象的各种变化的数据，让远端的观察者通过这些数据判断对象的运行状况或相关环境发生的变化，以决定是否采取相应行动，或由系统按相关模型的设定自动进行调整或响应等。广泛应用于环境监测、水资源管理，生产安全监控、桥梁安全监控，家中或企业内的安全性监控及员工管理等。 物联网的涉及到的关键技术 随着传感器价格下降，以及制造商欲提升产品附加价值企图，各种新兴应用不断被创造出来，其中又以消费性产品市场最被看好，包含CMOS影像传感器、加速度传感器、陀螺仪、动作传感器

18、、指纹传感器等。物联网的涉及到的关键技术一种将硬件和软件结合、组成嵌入式系统的技术。嵌入系统是将微系统嵌入到受控器件内部，为实现特定应用的专用计算机系统。 嵌入式技术广泛应用于工业控制、交通管理、信息家电等诸多领域。物联网的涉及到的关键技术为让各种对象都具备联网及数据处理能力，芯片微型化和精准度的重要性与日俱增。在微型化上，利用纳米技术开发出更细微的机器组件，或创造出新结构与材料，以应对各种恶劣的应用环境；在精准度方面，微机电技术已有突破性进展，在接收自然界的声、光、震动、温度等模拟信号后转换为数字信号，再传递给控制器响应的一连串处理的精准度上提升了许多。 物联网的涉及到的关键技术 在物物相联

19、的环境中，每个传感节点都是数据源和处理点，都有数据库存取、识别、处理、通讯和响应等作业，需要用分布式信息管理技术来操纵这些节点。物联网的涉及到的关键技术组织上分散而数据需要相互联系系统单元的自动扩充均衡负载的需求系统中数据库的自动结合系统高可靠性与可用性的保证物联网的涉及到的关键技术 从分布式信息管理系统的发展上看，总体需求应满足物联网的：智能空间的有效运用（effective use of smart spaces）、不可见性（invisibility）、本地化可伸缩性（localized scalability）和屏蔽非均衡条件（masking uneven conditioning）。通

20、过将计算基础结构嵌入到各种固定与移动物体对象中，一个智能空间（Smart Space）将两个世界（指移动和固定空间）中的信息联系在一起。物联网的涉及到的关键技术 各国和地区都有相关的计划。如美国有智慧地球的概念框架，日本与韩国等有U-Japan 、U-Korea等，欧洲有2020年的物联网，是目前涵盖周期最长的发展规划。1.4 物联网的发展、效益与面临的问题物联网的发展 物联网的发展，将推动人类进入智能化时代，人与人、人与物、物与物之间在任何时间、任何地点互联，实现智能互动，将对人类生产、生活、健康、安全、教育与娱乐等带来不可估量的实现意义。 物联网的发展 2009年月，奥巴马就职后对IBM提

21、出的“智慧地球”作出积极响应，使物联网再次引起全球的广泛关注。 2009年5月，欧洲信息业、商业领域的科研人员、企业家和官员就物联网的发展前景向欧盟委员会、事理会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了欧盟物联网行动计划，目标是确保欧洲在构建物联网的过程中起主导作用。物联网的发展 2009年10月，欧盟委员会以政策文件形式发布了物联网战略，提出要主欧洲在基于互联网智能基础设施上领先全球，花重金进行物联网领域的研发。 2009 年8月7日，中国总理温家宝在无锡视察中科院物联网技术研发中心时指出，“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”

22、，“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫感知中国中心”，并要求把传感技术和TD的发展结合起来。物联网的发展 2009年11月，温家宝总理指出要将物联网并入信息网络发展的重要内容，强调信息网络产业是世界经济复苏的重要驱动力。在国家中长期科学与技术发展规划（20062020年）和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中，均将传感网列入重点研究领域。物联网的发展 2009年11月19日，温总理在南京视察了中国RFID产业联盟（南京三宝）应用示范基地，对RFID技术应用于智能交通、物流科技、医药管理及海关通关自动化等领域取得的成绩表示赞赏，并对国内尚未解决UHF超高频电子标签核心芯片做出重要指示： “一定

23、要下大力气攻克这个难关。”物联网的发展 2009年11月，无锡国家传感网创新示范区（传感信息中心）获得国家批准。该区规划面积20平方公里，三年后将增长近6倍。到2012年完成传感网示范基地建设，形成全市产业发展空间布局和功能定位，产业规模达到1000亿元，具有较大规模各类传感网企业500家以上，形成销售额10亿以上的龙头企业5家以上，培育上市企业5家以上，到2015年，产业规模将达2500亿。而江苏省已把传感网列为全省重点培育和发展的6大新兴产业之一，苏州、南京等市均重点投入，开展研发与产业化工作。物联网的效益 美国权威咨询机构forrester预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30:1，仅仅是在智能电网和机场防入侵系统方面的市场就有上千亿元。因此，物联网被称为是下一个万亿级的信息技术产业。物联网发展面临的问题u保证国家安全问题u保证个人隐私问题u物联网商业模式问题u物联网相关政策法规u技术标准的统一与协调u管理平台的开发u行业内的安全体系u应用的开发思考题1.简述物联网与泛在网的关系。2.简述传