物联网概论课件(张光河)61

第二章

物联网发展动力及架构1大纲物联网发发展的推推动力物联网架架构2物联网发发展三大大推动力力政府企业教育界科技界3政府：美美国美国总统统奥巴马马2009年1月20日就职职美国第第44任任总统，，1月28日为为了摆脱脱经济危危机阴影影的笼罩罩，提出出了两项项国家新新战略计计划———新能源和和“物联联网”奥巴马期期望利用用“智慧慧的地球球”来刺刺激经济济复苏，，把美国国经济带带出低谷谷。4政府：欧欧盟欧盟2009年年6月制制定物联联网行动动方案，，推出物物联网标标准战略略，确保保物联网网的可信信度、接接受度和和安全性性。5欧盟：物物联网行行动方案案2010年之前前广泛应应用于物物流、零零售和制制药等领领域2010－2015年年实现物物与物之之间的互互联2015－2020年年进入半半智能化化2020年之后后实现全全智能化化6日本：u-Japan战略2004年提出出，希望望实现从从有线到到无线、、从网络络到终端端、包括括认证、、数据交交换在内内的无缝缝链接泛泛在网络络环境，，100％的国国民可以以利用高高速或超超高速网网络。7韩国：u-Korea2006提出，，u-Korea旨在在建立无无所不在在的社会会（ubiquitoussociety），，即通过过布建智智能网络络（如IPv6、BcN、USN））、推广广最新的的信息技技术应用用（如DMB、、Telematics、RFID）等信信息基础础环境建建设，让让韩国民民众可以以随时随随地享有有科技智智能服务务。目的：除除运用IT科技技为民众众创造食食、衣、、住、行行、体育育、娱乐乐等各方方面无所所不在的的便利生生活服务务之外，，也希望望通过扶扶植韩国国IT产产业发展展新兴应应用技术术，强化化产业优优势与国国家竞争争力。8其它国家家澳大利亚亚、新加加坡、法法国、德德国等其其他发达达国家也也加快部部署了下下一代网网络基础础设施的的步伐，，全球信信息化正正在引发发当今世世界的深深刻变革革。9中国：2009年2009.8..7中中国国务务院总理理温家宝宝调研无无锡时，对无无锡传感感中心高高度关注注，提出出把传感感网络中中心设在在无锡、、辐射全全国的想想法并指指出：在传感网网发展中中早一点谋谋划未来来早一点攻攻破核心心技术10中国：2009年温家宝2009年11月3日日上午在在人民大大会堂首首都科技技大会上强调要要着力突破传感感网、物物联网关关键技术术，及早部部署后IP时代代相关技技术研发发，使信信息网络络产业成成为推动动产业升升级、迈迈向信息息社会的的“发动动机”。。11中国：20102010年3月月5日在在十一届届全国人人大三次次会议上上作政府府工作报报告时指出，，大力培培育战略略性新兴兴产业。。积极推推进““三网””融合取取得实质质性进展展，加快物联联网的研研发应用用。12中国：20112011年3月月5日在在十一届届全国人人大四次次会议上上作政府府工作报报告时指出：：加快发发展节能能环保、、电子信信息、物联网、、新能源等等战略性性新兴产产业，提提升改造造生物医医药等四四大高新新技术优优势行业业，组织织企业实实施科技技攻关13其它政策策2010年9月月，物联网技技术作为新一一代信息息技术的的重要组组成部分分而被列为国家重点点培育的的中国的战战略性新新兴产业业……国家“十十二五””规划明确提出出，物联网将会在十大领域域重点部部署14战略性新新兴产业业以科技创创新为基基础、技技术密集集、能够够形成新新的经济济增长点点并对国国民经济济发展具具有带动动作用的的产业，，其基本本特征是是附加值值高、能能源原材材料消耗耗少、产产业关联联度高、、技术渗渗透性强强、有广广泛的和和潜在的的市场需需求。15中国七大大战略性性新兴产产业节能环保保产业新一代信信息技术术产业生物产业业高端装备备制造产产业新能源产产业新材料产产业新能源汽汽车产业业16节能环保保产业重点开发发推广高高效节能能技术装装备及产产品，实实现重点点领域关关键技术术突破，，带动能能效整体体水平的的提高。。加快资资源循环环利用关关键共性性技术研研发和产产业化示示范，提提高资源源综合利利用水平平和再制制造产业业化水平平。示范范推广先先进环保保技术装装备及产产品，提提升污染染防治水水平。推推进市场场化节能能环保服服务体系系建设。。加快建建立以先先进技术术为支撑撑的废旧旧商品回回收利用用体系，，积极推推进煤炭炭清洁利利用、海海水综合合利用。。17新一代信信息技术术产业加快建设设宽带、泛泛在、融融合、安全的的信息网网络基础础设施，，推动新一代移移动通信信、下一代互互联网核心设备备和智能能终端的的研发及及产业化化，加快快推进三三网融合合，促进进物联网、、云计算算的研发发和示范范应用。着力发发展集成电路路、新型型显示、高端软件件、高端服服务器等等核心基基础产业业。提升升软件服服务、网网络增值值服务等等信息服服务能力力，加快快重要基基础设施施智能化化改造。。大力发发展数字字虚拟等等技术，，促进文文化创意意产业发发展。18生物产业业大力发展展用于重重大疾病病防治的的生物技技术药物物、新型型疫苗和和诊断试试剂、化化学药物物、现代代中药等等创新药药物大品品种，提提升生物物医药产产业水平平。加快快先进医医疗设备备、医用用材料等等生物医医学工程程产品的的研发和和产业化化，促进进规模化化发展。。着力培培育生物物育种产产业，积积极推广广绿色农农用生物物产品，，促进生生物农业业加快发发展。推推进生物物制造关关键技术术开发、、示范与与应用。。加快海海洋生物物技术及及产品的的研发和和产业化化。19高端装备备制造产产业重点发展展以干支支线飞机机和通用用飞机为为主的航航空装备备，做大大做强航航空产业业。积极极推进空空间基础础设施建建设，促促进卫星星及其应应用产业业发展。。依托客客运专线线和城市市轨道交交通等重重点工程程建设，，大力发发展轨道道交通装装备。面面向海洋洋资源开开发，大大力发展展海洋工工程装备备。强化化基础配配套能力力，积极极发展以以数字化化、柔性性化及系系统集成成技术为为核心的的智能制制造装备备。20新能源产产业积极研发发新一代核核能技术术和先进进反应堆堆，发展核核能产业业。加快快太阳能能热利用用技术推推广应用用，开拓拓多元化化的太阳阳能光伏光热热发电市场。提提高风电技术术装备水平，有有序推进进风电规规模化发发展，加加快适应应新能源源发展的的智能电网网及运行体体系建设设。因地地制宜开开发利用用生物质质能。21新材料产产业大力发展展稀土功功能材料料、高性性能膜材材料、特特种玻璃璃、功能能陶瓷、、半导体体照明材材料等新新型功能能材料。。积极发发展高品品质特殊殊钢、新新型合金金材料、、工程塑塑料等先先进结构构材料。。提升碳碳纤维、、芳纶、、超高分分子量聚聚乙烯纤纤维等高高性能纤纤维及其其复合材材料发展展水平。。开展纳纳米、超超导、智智能等共共性基础础材料研研究。22新能源汽汽车产业业着力突破破动力电电池、驱驱动电机机和电子子控制领领域关键键核心技技术，推推进插电电式混合合动力汽汽车、纯纯电动汽汽车推广广应用和和产业化化。同时时，开展展燃料电电池汽车车相关前前沿技术术研发，，大力推推进高能能效、低低排放节节能汽车车发展。。23十大领域域智能电网网智能交通通智能物流流智能家居居环境与安安全检测测医疗健康康国防军事事精细农牧牧业金融与服服务业工业与自自动化控控制24江苏省物联网产产业发展展规划物联网产产业发展展规划纲纲要（2009-2012）RFID与传感感器节点点技术物联网组组网与协协同处理理技术物联网系系统集成成技术物联网应应用抽象象及标准准化技术术物联网共共性支撑撑技术25江苏省物物联网应应用示范范工程智能工业业智能环保保城市智能能交通智能灾害害防控智能农业业智能公共共安全智能医护护智能物流流智能电网网智能家居居26上海物联联网规划划抓住历史史机遇，，坚持高高端发展展、差别别发展、、创新发发展、协协同发展展的原则则；发挥和提提升现有有通信网网、互联联网和广广播网等等网络基基础设施施的作用用；突破传感感器、控控制芯片片、短距距离无线线通信、、组网和和协同处处理、数数学建模模、系统统集成、、数据管管理和挖挖掘、协协同控制制等物联联网核心心技术；；27上海物联联网规划划推进环境境监测、、物流管管理等10个应应用示范范工程，，创新商商业模式式；推进物联联网传感感设备、、通信设设备产业业化与信信息服务务业协同同发展，，促进物物联网应应用市场场和产业业链形成成；推进嘉定定、浦东东等物联联网产业业化基地地建设；；提升上海海在国内内物联网网产业的的引领地地位，抢抢占物联联网产业业链的高高端。28上海重点点发展物物联网技技术先进传感感器核心控制制芯片短距离无无线通信信技术组网和协协同处理理系统集成成和开放放性平台台技术海量数据据管理和和挖掘29上海应用用示范工工程环境监测测智能安防防智能交通通物流管理理楼宇节能能管理智能电网网医疗精准控制制农业世博园区区应用示范范区和产产业基地地30山东省物物联网产产业发展展规划射频识别别技术和和传感节节点技术术组网与协协同处理理技术物联网软软件、应应用集成成及智能能计算处处理技术术共性支支撑技术术物联网网网络与信信息安全全技术31山东省示示范工程程智能工业业数字农业业智能物流流智能电网网智慧矿山山智能交通通数字节能能环保智能城市市管理数字公共共安全智慧医疗疗智能家居居智能建筑筑32企业IBM公公司智慧慧地球的的概念中国移动动33IBM公公司智慧慧地球的的概念将感应器器嵌入和和装备到到电网、、铁路、、桥梁、、隧道、、公路、、建筑、、供水系系统、大大坝、油油气管道道等各种种物体中中，并通通过超级级计算机机和云计计算组成成物联网网，实现现人类社社会与物物理系统统的整合合。通过在基基础设施施和制造造业上大大量嵌入入传感器器，捕捉捉运行过过程中各各种信息息，通过过无线传传感器网网接入互互联网，，通过计计算机分分析处理理发出指指令，反反馈给传传感器，，远程执执行指令令，以达达到提高高效率、、更大的的效益的的目的。。控制的对对象小到到控制一一个开关关、可编编程控制制器、发发电机，，大到控控制一个个行业的的运行过过程。34中国移动动规模优势势中国移动动通信业业的引领领者全球规模模最大的的移动通通信运营营商，客客户数超超过2亿亿2000年进入入财富500强强，排名名336位，2004年排名名242位中国移动网络优势势国内唯一一专业移移动通信信运营商商世界移动动通信主主流技术术的代表表建立了覆覆盖全国国的精品品网络服务优势势遍布全国国的服务务营销网网络专业的服服务团队队方便快捷捷的电子子化服务务资源优势势良好的合合作机制制强大的合合作团队队：300家服服务提供供商众多的业业务应用用：超过过1万项项35中国电信信物联网网方案系统集成成商从“孤岛岛”到““整体解解决方案案”的升升华；用户房产商工作建议议一：家家庭互联联、信息息汇聚运营商、、终端制制造商共共同制定定网关和和家庭信信息终端端的互连连标准、、开发适适配模块块，将各个信息息孤岛连连通，汇汇聚家庭庭信息，，打通双双向网络络通路工作建议议二：服服务体系系运营商、、内容服服务提供供商、系系统集成成商共同同制定平平台服务务标准，，为第三三方服务务集成商商开放平平台能力力接口，，打造融合合家庭控控制、多多媒体信信息和通通信于一一体的家家庭信息息化服务务平台应用示范范、商业业模式共同开发发符合互互通标准准的数字字家庭设设备，构构建数字字家庭服服务平台台，组织织应用示示范；在实施过过程中探探索商业业模式，，形成服服务商、、内容商商、运营营商、终终端商等等的共赢赢软件开发发商内容提供供商终端制造造商36物联网管管理平台台物联网管理平台台移动POS金融供应链智能运输输工业自动动化智能建筑筑消防公共安全全环境保护护气象数字化医医疗遥感勘测测军事农业林业水务电力煤炭石化物流、零零售、自自动服务务设备、安安全、节节能生产、安安全、防防灾、水水电油气气防火、勘勘察、报报警污染检测测、报警警水质、水水量、污污染、安安全大棚、土土壤、灌灌溉、环环境、跟跟踪抄表、监监控、节节能设备、临临床、辅辅助诊断断、病程程险情、油油井、运运输、管管线联动、消消防栓、、定位、、调度照明、信信号、应应急、灾灾害、识识别大地勘测测、森林林、地震震、海洋洋侦查、监监控、定定位、评评估降水、防防洪、远远程设备备交易、订订单、跟跟踪、识识别通风、瓦瓦斯、救救灾定位位库存、车车队、监监控、导导航、识识别、货货物电子支付付、实时时信息37教育界2010年3月月9日教教育部网网站发出出通知：：我国拟拟针对互互联网、、绿色经经济、低低碳经济济、环保保技术、、生物医医药等国国家决定定大力发发展的重重要战略略性新兴兴产业，，在高校校本科教教育阶段段设立相相关专业业。这其其中就包包括增设物联联网专业业，以期为重要战战略性新新兴产业业——物物联网相相关产业业培养高高素质人人才。38科技界：：国家物物联网发发展专项项资金国家物联联网发展展专项资资金50亿，将将重点支支持物联联网技术术研发类类、产业业化类、、应用示示范与推推广类、、标准研研制与公公共服务务类等四四类物联联网项目目，其中中，技术术研发类类项目重重点支持持智能传传感器、、超高频频和微波波RFID、传传感器网网络和节节点等感感知技术术，物联联网应用用中间件件、嵌入入式系统统、海量量数据存存储与处处理等应应用技术术，物联联网信息息安全、、标识编编码、频频谱等共共性技术术的研发发；产业业化类项项目重点点支持传传感器、、二维条条码识读读设备、、M2M设备、、应用软软件、信信息安全全等关键键产品的的中试和和规模化化生产。。39科技界：：重大专专项《国家中中长期科科学与技技术发展展规划（（2006-2020年）》》和“新新一代宽宽带移动动无线通通信网””重大专专项中均均将传感感网列入入重点研研究领域域。973、、863等均有有支持40典型的物物联网体体系架构构41物联网感感知层感知层是是实现物物联网全全面的感感知的核核心能力力是物联网网中包括括关键技技术、标标准化方方面、产产业化方方面亟待待突破的的部分关键在于于具备更精精确、更更全面的的感知能能力，并并解决低低功耗、、小型化化和低成成本的问问题42物联网网网络层广泛覆盖盖的移动动通信网网络是实实现物联联网的基基础设施施是物联网网三层中中标准化化程度最最高、产产业化能能力最强强、最成成熟的部部分关键在于于为物联联网应用用特征进进行优化化和改进进，形成成协同感感知的网网络43物联网应应用层提供丰富富的基于于物联网网的应用用，是物物联网发发展的根根本目标标将物联网网技术与与行业信信息化需需求相结结合，实实现广泛泛智能化化应用的的解决方方案集关键在于于行业融融合、信信息资源源的开发发利用、、低成本本高质量量的解决决方案、、信息安安全的保保障以及及有效的的商业模模式的开开发44物联网扩扩展系统统架构45物联网的的五层体体系结构构一种物联联网应用用场景46

物联网节节点、网网关、服服务器协协议层次次结构47

数据封装装过程48

融合物联联网的互互联网体体系结构构需要解解决的主主要问题题49

融合物联联网的互互联网总总体路由由体系50

IPv6协议栈栈的轻量量化51

物联网节节点与互互联网的的互连互互通52物联网安安全体系系结构概概述针对物联联网的安安全问题题，通常常采用分分层的网网络安全全体系结结构，从从每一个个逻辑层层次入手手，