第2章 物联网概述

第2章物联网概述张凯博士教授

计算机科学技术系

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邮件：zhangkai@第2章物联网概述2.1物联网的概念2.2物联网的技术2.3物联网发展史2.1物联网的概念2.1.1物联网定义1.一般定义物联网是新一代信息技术领域的重要组成部分。其英文名称是“TheInternetofthings”，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。2.中国定义物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。2.1物联网的概念3.欧盟定义

2009年9月，在北京举办的“物联网与企业环境中欧研讨会”上，欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人LorentFerderix博士给出了欧盟对物联网的定义：物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。2.1物联网的概念2.1.2物联网本质

1.各界对物联网本质的认识“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，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。”“物联网是未来互联网的一部分，能够被定义为基于标准和交互通信协议的具有自配置能力的动态全球网络设施，在物联网内物理和虚拟的‘物件’具有身份、物理属性、拟人化等特征，它们能够被一个综合的信息网络所连接。”2.1物联网的概念2.物联网还是“网”有学者认为，物联网的关键不在“物”，而在“网”，实际上，早在物联网这个概念被正式提出之前。网络就已经将触角伸到了“物”的层面。如交通警察通过摄像头对车辆进行监控，通过雷达对行驶中的车辆进行车速的测量等。然而，这些都是互联网范畴之内的一些具体应用。物联网，实际上指的是在网络的范围之内，可以实现人对人、人对物以及物对物的互联互通。2.1物联网的概念3.物联网是互联网的延伸物联网并不是互联网的翻版，也不是互联网的一个接口，而是互联网的一种延伸。物联网的精髓，远远不仅是对物实现联接和操控，物联网通过技术手段的扩张，赋与网络新的含义，实现人与物之间的相融与互动，甚至是交流与沟通。4.物联网，本质上是国民经济和社会的深度信息化物联网不是全新的内容，它只不过是信息化推进到某一阶段而已，在这个阶段里，很多特征比此前的信息化更加显著、更加深入。2.1物联网的概念2.1.3物联网与互联网和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。（1）它是各种感知技术的广泛应用。（2）它是一种建立在互联网上的泛在网络。（3）物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。2.2物联网的技术2.2.1物联网的技术学派1.三层论从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。2.四层论也有学者认为，从物联网的体系结构看，可大体分成四层，感知层、传输层、处理层和应用层。2.2.2物联网关键技术1.关键技术物联网技术的核心和基础仍然是互联网技术，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。2.2物联网的技术2.支撑技术（1）RFID:（2）传感网（3）M2M（4）两化融合3.技术发展（1）初级阶段。已存在的各行业基于其行业数据交换和传输标准的连网监测监控，两化融合[1]等MAI应用系统。（2）中级阶段。在物联网理念推动下，基于局部统一的数据交换标准实现的跨行业、跨业务综合管理大集成系统，包括一些基于SaaS模式和“私有云”的M2M营运系统。（3）高级阶段。基于物联网统一数据标准，SOA,WebService,云计算虚拟服务的onDemand系统，最终实现基于“共有云”的广泛物联网。2.2物联网的技术2.2.3物联网应用据统计，目前全世界已经安装了约5000个射频识别系统，实际年销售额约为9.64亿美元，但主要用于宠物与野生动物跟踪、公路和停车收费等有限的领域，而事实上，RFID有望大展身手的领域远远不止这些。现在，已经有为数不少的企业试验性地将其运用到一些新的领域。2.3物联网发展史2.3.1物联网发展史1990年，物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——NetworkedCokeMachine。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(InternetofThings)这个概念，它是MITAuto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时最早提出来的。2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。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《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。2.3物联网发展史2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。2009年2月24日2009IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群公布了名为“智慧的地球”最新策略。2009年8月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物联网应用也提出了一些看法和要求。截至2010年，发改委、工信部等部委正在会同有关部门，在新一代信息技术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动我国经济的发展。2.3物联网发展史2.3.2物联网发展趋势RFID最早是在战机的敌我识别系统中使用的,现在最先进的隐形战机中仍然在使用这种技术。目前包括沃尔玛在内的很多跨国公司已开始采用RFID技术辅助企业管理，同时，国外也有多家仓库采用RFID技术实现仓储自动化管理。另外，RFID应用除了在量上有了长足的发展之外，业界的领导企业们开始了质上的精雕细琢。2.3物联网发展史2.3.3中国物联网发展就中国的RFID市场来说，来自业界的调研表明，有88.1％的调研对象认为RFID应用中潜力最大的市场是仓库/运输/物流，35.71％认为RFID应用中潜力最大的市场是零售/卖场，21.4％认为RFID应用中潜力最大的市场是汽车行业。2.3物联网发展史物联网在中国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几大优势。第一，我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究，研发水平处于世界前列；第二，在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高；第三，我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一；第四，我国无线通信网络和宽带覆盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持；第五，我国已经成为世界第二大经济体，有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。2.3物联网发展史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。物联网在中国高校的研究，当前的聚焦点在北京邮电大学和南京邮电大学。作为“感知中国”的中心，无锡市2009年9月与北京邮电