教学项目1：物联网入门201406011V2 (2)

1、教学单元1：物联网入门目录 2.目标与任务 3.任务资讯4.项目实施5.项目评价1.任务引入（一）任务引入 1.1 案例引入 1.2 任务引入1.1 案例引入走进物联网世界想一想观看以上FLASH片段后，大家对物联网哪些认识？1.2 项目引入畅想未来物联网生活能够充分发挥自己的想象，憧憬未来的物联网生活。目录 2.目标与任务 3.任务资讯4.项目实施5.项目评价1.任务引入（二）目标与任务 2.1 教学目标 2.2 项目任务 2.1 教学目标掌握结物联网的基本概念及主要特点，能够清晰阐述了解物联网的起源、发展、机遇与挑战，深刻理解物联网技术和标准化现状。初步养成良好的工作作风与职业道德。 2.

2、2 项目任务根据“畅想未来物联生活”的调研要求，通过学习资料及网络获取信息，形成规范的调研报告。 讨论稿需要包含以下关键点：1未来物联网生活有哪些特点，采用图片匹配文字形式展现。2开动脑发挥想象，说出你能想到的未来可以拓展的功能。格式要求：采用PPT的形式展示考核方式：每人自选一主题，采取课内发言，时间要求3-5分钟。 目录 2.目标与任务 3.任务资讯4.项目实施5.项目评价1.任务引入（三）任务资讯（知识储备）3.1物联网的概念物联网是当今网络高频度热词，对于物联网的概念，有多种解释。比较有代表性的有如下几种：1百度定义物联网：是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感

3、设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。2维基百科这样定义物联网：把所有物品通过射频识别等信息传感设备和互联网连接起来，实现智能化识别和管理；物联网就是把感应器装备嵌入到各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网连接起来，实现人类社会与物理系统的整合。3ITU（国际电信联盟）这样定义物联网：By embedding short-range mobile transceivers into a wide array of additional gadgets and everyday items, enabling n

4、ew forms of communication between people and people, and between people and things, and between things themselves.（在日常用品中通过嵌入到一个额外的小工具和广泛的短距离的移动收发器，使人与人之间、人与事物之间以及事物之间形成信息沟通形式。）From anytime, anyplace connectivity for anyone, we will now have connectivity for anything.（任何时间、任何地点、任何人，我们现在都能够实现相关连接。）4.

5、EOPSS（欧洲智能系统集成技术平台）这样定义物联网：Things having identities and virtual personalities operating in smart spaces using intelligent interfaces to connect and communicate within social, environmental，and user contexts.（事物有虚拟人物的身份和经营场所使用的智能接口，在社会环境和用户内容上实现智能连接和沟通。）物联网本质上具有以下特点：(1)物联网是物与物的相互连接的网络，互联是其重要特征。(2)物联网

6、能够让物体自动自发，智慧是其另一个重要特征 (3)物联网大大拓展了人类的沟通范围(4)物联网可以实现更多智能的应用16特点物联网概念示意图3.2物联网的主要特征全面感知可靠传输智能处理203.3物联网、互联网、泛在网辨析 3.3.1-物联网的传输通信保障互联网 3.3.2-物联网发展的方向泛在网 3.3.3-未来趋势网络融合3.3.1-物联网的传输通信保障互联网 中国工程院副院长邬贺铨院士2009年5月16日在广州举行的有关科技讲坛上提出，物联网是未来信息产业的发展方向，也是中国经济新的增长点。相较于互联网的全球性，物联网是行业性的。物联网不是把任何东西都联网，而是把联网有好处而且能联网的东西

7、连起来；物联网不是互联网，而是应用。 互联网时代网络两头需要通过人的作用才能交流物联网时代网络两头的机器可以自行交流因此，物联网的发展与互联网的发展是并行的，相互影响的。在重视物联网发展的同时，我们同样不能轻视互联网的发展。加速互联网应用，培育新兴产业，积极研究发展下一代互联网（next generation Internet，NGI)，重视移动互联网，推进互联网和传统产业进行有机结合，发挥出互联网在促进国民经济增长中的重要作用。 物联化InstrumentedDeep discovery, analysis and forecastingEvent capture and filtering

8、 for timely responseAny to any linkage of people, process, and systems互联化Interconnected智能化Intelligent+=Smart25实现更透彻的感应和度量、更全面的互联互通，并获得更智能的洞察使系统更加智能化，提高性能、效率和生产力使人们以新的方式思维和工作感知中国3.3.2-物联网发展的方向泛在网 中国通信标准化协会秘书长周宝信说过：“泛在网是一个大通信概念。”泛在网络由计算机科学家马克维瑟首次提出，它不是一个全新的网络技术，而是在现有技术基础上的应用创新，是不断融合新的网络，不断向泛在网络注入新的业务和

9、应用，直至“无所不在、无所不包、无所不能”，体现在多网络、多行业、多应用、异构多技术的融合与协同。UbiquitousComputingIn 1991,“The method of enhancing computeruse by making many computers availablethroughout the physical environment, butmaking them effectively invisible to the user”Mark WeiserUbiquitousNetwork日本: u-Japan韩国: IT839意大利: UbiquitousITUS

10、ociety泛在网概念泛在网概念-U-Japan泛在网概念-U-Korea泛在网络概述Tag应用功能模型USN的应用需求Tag触发多媒体信息功能模型智能交通智能家居USN安全体系架构SG2SG11SG13SG16SG17需求体系架构应用安全编号命名和寻址泛在网概念-ITU研究制定了多个泛在网络标准泛在网概念-ITU-T Y.2002Ubiquitous Network：The ability for persons and/or devices to access services and communicate while minimizing technical restrictions

11、regarding where, when and how these services are accessed, in the context of the service(s) subscribed to.32PCPDATVPerson-to-ObjectCommunicationHome ElectronicsVehicleRFID tagSensorsCameraPerson-to-PersonCommunicationNGNNGN capabilitiesfor ubiquitousData, Resource,Web/ApplicationServer, ContentObjec

12、t-to-ObjectCommunicationnetworkingWearable PCHome server,gateway物联网MobilePhonePerson-to-ObjectCommunicationSmartCardTelematics,NavigationDeviceMedicalDevice人与物物与物人与人人与物PersonswithAttachedDevices物与物Ubiquitous NetworkingObjects(Remote Monitoringand InformationDevices, Contents)物-物Without any humandire

13、ct intervention泛在网概念-ITU-T Y.2002感知网泛在网概念-概念比较 泛在网泛在网概念-概念比较 物联网传感网泛在网概念-概念比较36泛在网概念-发展目标37UbiquitousConnectivityPervasiveAmbientIntelligenceInstrumentedInterconnectedIntelligence泛在网目标智慧地球目标泛在社会、智慧地球的基础泛在网关键技术38泛在网发展阶段尚处于物联网阶段目前主要应用于垂直型的行业应用和公众服务；网络层的管道既有用公众的网络，也有行业自建的专用网络。感知延伸层不同的行业采用不同的感知、传感、延伸技术把

14、物接入到网络。尚是简单终端，终端之间没有通信，部署范围尚小。39专网公网3.2.3-未来趋势网络融合未来，网络融合将成为趋势，这不仅对业务的整合、降低成本、提高行业的整体竞争力等方面有很大的益处，而且为未来信息产业的发展做了准备。三网融合网络融合互联网升级是网络融合基础。通信网络互通互联实现网络融合。在网络融合基础上，泛在网应用快速发展。42目录 2.目标与任务 3.任务资讯4.项目实施5.项目评价1.任务引入（四）项目实施4.1 物联网起源与发展过程 454.1.1 行业逐步发展成熟 4.1.1 行业逐步发展成熟 464.1.2 技术融合发展 一、早期的物联网是射频识别与Internet的结

15、合。二、现在的物联网目前的物联网可以理解为传感网、通信网及应用系统的有机结合。信息技术发展的强大生命力在于应用，当前无论国际还是国内物联网的发展，其主要特点为综合运用传感网、通信网和各种应用系统。传感技术发展迅速，我们可以实现更多的对物体的感知；单纯的互联网已经不能够满足对于信息处理的要求，人们开始运用通信网络来进行物联网的信息沟通，这样信息沟通方式多样化、覆盖更广泛、更方便；各种应用系统开发也发展迅速，尤其是不同行业的应用都为物联网的发展带来应用实践。三、未来的物联网未来理想状态的物联网将实现给所有物品一个IP，借助网络传递信息，实现在任何时间任何地点对任何物品的智能控制与管理。 474.1

16、.3 国外行业发展现状1995年，比尔盖茨在其未来之路一书中已提及物联网概念。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了ITU互联网报告2005：物联网，报告指出，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、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。2009年1月，IBM首席执行官彭明盛提出“智慧地球”构想，其中物联网为“智慧地球”不可或缺的一部分，而奥巴马在就职演讲后已对“智慧地球”构想提出积极回应，并提升到国家级发展战略。日本现状日

17、本u-Japan战略，希望实现从有线到无线、从网络到终端、包括认证、数据交换在内的无缝链接泛在网络环境，100的国民可以利用高速或超高速网络。韩国现状韩国也实现了类似的发展。配合 u-Korea 推出的 u-Home 是韩国的 u-IT839 八大创新服务之一。智能家庭最终让韩国民众能通过有线或无线的方式远程控制家电设备，并能在家享受高质量的双向与互动多媒体服务。4.1.4 2 国内行业发展现状2009年，温总理在无锡调研时，对微纳传感器研发中心予以高度关注，提出了把“感知中国”中心设在无锡、辐射全国的想法。江苏省委省政府接到指示后认真落实总理的要求，热情拥抱“物联网”，突出抓好平台建设和应用

18、示范工作。无锡市则作出部署：举全市之力，抢占新一轮科技革命制高点，把无锡建成传感网信息技术的创新高地、人才高地和产业高地。2009年8月24日，中国移动总裁王建宙访台期间解释了物联网概念2009年9月11日，“传感器网络标准工作组成立大会暨感知中国高峰论坛”在北京举行，会议提出传感网发展相关政策。2009年9月14日。国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020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。 中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心（以下简称无锡传感网中心），是国内目前研究物联网的核心单位之一。作为“感知中国”的中心，无锡市2009年9月与北京邮电大学

19、就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，涉及光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化等技术领域，包括应用技术研究、科研成果转化和产业化推广等。对于物联网在国内市场空间，权威机构预测，仅“产业排头兵”RFID领域，今年国内市场规模就将达50亿元，年复合增长率为33%，其中电子标签超过 38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。而业内人士估计，中国物联网产业链今年就能创造约1000亿元产值,并成为下一个万亿级信息产业引擎。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比，因此，“物联网”被称为是

20、下一个万亿级的通信业务。定 义感知能力通信能力应用场景Machine to Machine/Man, 将通信能力植入机器，以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务条形码+RFID+传感器+摄像头，信息的有限感知移动通信技术为主，信息的“有限”传送主要应用于机器监控领域，受网络覆盖、终端功耗、体积受限Thing to Thing，将感知、通信、处理能力植入物体，具有全面感知、可靠传送、智能处理特征的连接物理世界的网络传感器网络+智能芯片+条形码+RFID+传感器+摄像头，信息的全面和透彻感知多种通信技术相结合，信息的更自由传送受限范围缩小，应用极大丰富M2M-机器与机器通信物联网物联网成功

21、的关键是促使产业上下游协同终端厂商模块厂商网络运营商虚拟网络运营商系统集成商软件开发商硬件提供商服务提供商集团客户家庭客户个人客户终端层网络层平台层服务层用户层客户端软件厂商方案提供商芯片厂商对于庞大的物联网产业，各个环节各厂商的核心竞争力各有所长，只有价值链各环节强强联合，优势互补，才可能提供面对用户的完整的端到端的产品解决方案，共同培育和发展市场从技术层面看，现阶段已经具备大规模开展典型物联网应用的能力。物联网产业要成功，急需从整个产业链的横向分工上进一步明确，从标准化，开放性，互通性方面进一步规范和加强，才能实现物联网产业的规模化发展 在产业整合的过程中，出现了专业的物联网服务提供商电信

22、运营商成为全球范围内推动物联网发展的中坚力量高层架构ITU-T SG13: USN Network Requirement and ArchitectureETSI M2M TC: M2M Requirement and functional blocksISO/IEC JTC1 SC6 SGSN: SN Research无线传感网络 (WSN)IEEEE 802.15: Local wireless sensor networking IETF 6LoWPAN ROLL: Low power consumption IPv6 over IEEE802.15.4全国信息技术标准化技术委员会无线

23、传感器网络标准工作组网络通信3GPP SA1/SA2/RAN2: Optimization requirements and access technologies for M2MCDG 2009年11月正式成立了Special Interest Group，专注wireless M2M over CDMA networkGSMA SCAG: Intelligent SIM cardsOMA DM4.2 物联网发展机遇与挑战 经济环境、社会环境和市场环境等有利因素使得物联网产业正在经历不可多得的发展机遇。同时，行业规模化、统一技术标准及有效商业模式缺乏等问题又使物联网产业发展面临严峻的挑战。5

24、74.2.1物联网产业发展的机遇 物联网产业的规模化发展以相对完善的产业链形成为基础条件，在应用需求驱动下，配合以良好的政策、经济、社会和市场等环境因素，共同促进物联网的规模化发展。58物联网的产业链包括物联网终端设备、物联网基础通信网络、物联网服务集成平台与服务、物联网系统集成、物联网应用提供等核心环节，每一核心环节又可细分为若干子环节。 物联网终端设备环节包括传感器厂商、芯片厂商、模组厂商以及终端厂商等，基础通信网络环节包括网络运营商以及虚拟网络运营商等，服务集成平台与服务环节包括平台开发商、中间件开发商、服务开发商以及服务销售商等，系统集成环节包括系统集成商、硬件提供商以及方案提供商等，

25、而物联网应用面向的客户包括集团客户、行业客户以及个人客户等。物联网产业链的完善是物联网产业良性发展的前提条件，当前，我国物联网上下游产业环节已经相对成形，但产业链不同环节之间的结合还不够紧密，需要进一步统筹规划。 60二、政府的大力支持和积极引导物联网产业的发展离不开政府的支持和相关行业监管部门的引导。目前，包括我国在内的世界各国已先后制定了多个物联网产业发展相关的计划，如美国的“智能电网”计划，日本的“I-Japan”计划和韩国的“U-Korea”计划等。三、经济刺激计划的推动和绿色环保理念的推广物联网产业的发展受益于世界各国的经济刺激计划。当前世界经济发展在产业发展和产业结构调整上亟需新的

26、推动力，以物联网为代表的技术创新和信息技术革命将为经济的持久、健康、长期发展起到重要的推动作用。“绿色经济”、“低碳经济”、“低碳社会”等经济增长和发展模式受到推崇，各国推出一系列的新经济增长模式刺激计划，在这些计划中，信息技术领域创新具有十分显著的地位和作用。62四、运营商的大力推动网络服务运营商目前正在大力推动以M2M为代表的物联网系统建设，运营商表现出的这种推动力基于现有人与人间移动通信增长日趋饱和以及新业务增长点的迫切需求。国外运营商如Orange、Telenor和Verizon等，均把实现物与物间通信的M2M技术发展提升到战略高度，以打造端到端的服务能力为目标，并把它看做是未来业务发

27、展的动力之一。 4.3 物联网规模商用的机遇与挑战物联网面临十分广阔的商业机遇，其用途广泛，覆盖智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、水系监测、食品溯源、情报搜集等多个领域，使人类能够以更加精细的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，从而节约成本，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然的关系。尽管如此，物联网在规模商用上也面临着严峻挑战。 64商业机遇据业内人士分析，从物联网产业链环节受益时间的角度来看，在物联网的发展中首先受益的是RFID和传感器厂商，接着是系统集成商，最后是物联网运营商。主要有以下原因：RFID和传感器需求量最为广泛，且厂商目前最了解客户需求。物联网涉及众多技术和行业，系统集成需求巨大，且系统集成商有可能掌控上游供应商。随着物联网的发展，物联网的应用将从行业垂直应用向横向扩展，对海量数据处理和信息管理需求将随之提高，同时也将凸显物联网运营商在产业链中的重要地位。但是从增长空间的角度看，增长最大的是物联网运营商，其次是系统集成商，最小的是RFID和传感器厂商。主要是以下原因：未来物联网具有海量信息的处理和管理需求、个性化的数据分析要求等特点，将催生物联网运营商的需求量，且未来很可能形成寡头垄断的格局。系统集成的需求将远高于目前电信网和互联网的需求。RFID和传感器厂商等传