物联网应用技术 chap1

物联网应用系统技术

主讲人：刘永磊liuyonglei程安排课程邮箱：dbms_tcu@163.com密码：1234566541231~7周理论教学8~10周实验教材薛燕红，物联网技术及应用，清华大学出版社成绩评定方法：闭卷期末考试80%加平时成绩（考勤、作业、实验）20%目录教学内容

共八章第1章第2章

第3章第4章第5章物联网概述物联网体系结构

信息感知层

网络传输层

物联接入层

目录第6章

第7章第8章技术支撑层物联网应用

物联网安全

教学内容共八章第1章物联网概述

1.1物联网发展历史1.2物联网的背景和现状1.3物联网的定义1.4物联网典型实例1.1物联网发展简史概念的提出在人类发展史上，人们从来没有停止对自由和美好事物的追求。我们已经不满足于享受“随时、随地”两个维度的自由，而梦想着“随物”的第三维度自由——能与物体自由交流、让物体也有灵感。

1.敌我识别--物联网的早期萌芽

1.1物联网发展简史

2.RFID技术--物联网的雏形仓库货物管理1.1物联网发展简史1.1物联网发展简史大事记：

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。1991年美国麻省理工学院（MIT）的KevinAsh-ton教授首次提出物联网的概念。1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。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。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。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8月，温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院，无锡市江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注。

1.2物联网背景和现状1.必然性物联网是互联网的延伸与扩展。物联网是在互联网的基础上，利用RFID与WSN等技术，构建一个覆盖世界上所有人与物的网络信息系统。我们不会满足目前互联网仅仅是人与人之间的信息交互和共享，我们更希望的是人与物、物与物之间信息的自动交互和共享。物联网可以实现物理世界与信息世界的无缝连接。1.2物联网背景和现状

数字世界

真实的物理世界

虚拟的信息世界数据的集成

描述语义的集成物的集成

物联网社会

知识的集成1.2物联网背景和现状2.技术背景（1）互联网技术是物联网的发展基础

（2）三网融合是物联网理想的通信平台

（3）云计算是物联网应用的商业模式（4）普适计算是物联网智能的理论模型（5）3G/4G/M2M是物联网便捷的接入方式（6）WSN/Sensor是物联网无处不在的感知手段

（7）RFID是物联网最成熟的应用技术1.2物联网背景和现状3.社会背景

（1）国际金融危机必然要通过催生新的科技革命和产业革命来解决（2）物联网可以解决我们面临的诸多问题（3）世界各国高层领导的重视和亲自推动（4）信息化产业对物联网强力推动（5）传统产业的积极呼应（6）社会经济发展与产业转型成为物联网发展的推动力（7）解决物理世界与信息世界分离所造成的问题成为物联网发展的推动力

1.2物联网背景和现状4.发展现状在应用和研发方面，美、欧、日、韩等少数国家起步较早，总体实力较强。物联网最初的研发方向是条形码、RFID等技术在商业零售、物流领域应用，而随着RFID、传感器技术、短程通信以及计算技术等的发展，近年来其研发、应用开始拓展到环境监测、生物医疗、智能基础设施等领域。目前，物联网开发和应用仍处于起步阶段，发达国家和地区抓住机遇，出台政策、进行战略布局，希望在新一轮信息产业重新洗牌中占领先机。日韩基于物联网的“U社会”战略、欧洲“物联网行动计划”及美国“智能电网”、“智慧地球”等计划相继实施，物联网成为抢占“后危机”时代各国提升综合竞争力的重要手段。1.2物联网背景和现状1．交通领域2．医疗领域3．农业应用4．零售行业5．电力管理6．数字家庭通过使用不同的传感器和RFID可以对交通工具进行感知和定位，及时了解车辆的运行状态和路线；方便地实现车辆通行费的支付；显著提高交通管理效率，减少道路拥堵。通过在病人身上放置不同的传感器，对人的健康参数进行监控，及时获知病人的生理特征，提前进行疾病的诊断和预防，并且实时传送到相关的医疗保健中心通过使用不同的传感器对农业情况进行探测，帮助人们进行精确管理或精细农业生产。比如沃尔玛等大型零售企业要求他们采购的所有商品上都贴上RFID标签，以替代传统的条形码，促进了物流的信息化。电力公司对分布在全国范围内配电变压器安装传感装置，对运行状态进行实时监测。数字家庭是以计算机技术和网络技术为基础，通过不同的互联方式进行通信及数据交换，实现家庭网络中各类电子产品之间的“互联互通”。1.2物联网背景和现状1.2物联网背景和现状1.2物联网背景和现状1.2物联网背景和现状太湖水资源监测系统1.2物联网背景和现状NFC手机支付1.3物联网定义1.3.1物联网的定义及特征1．物联网的定义物联网的英文名称为“

TheInternetofThings，IOT”，也称为WebofThings。由该名称可知，物联网就是“物物相连的互联网”。这里包含了两层含义：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，物联网就是互联网的延伸和扩展。第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间、人和物、物和物进行信息交换和通信。因此，物联网是通过各种信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换、信息通信和信息处理，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。1.3物联网定义1．物联网的定义这里的“物”要满足以下条件才能够融入“物联网”，才能够具有“感知的神经”和“智慧的大脑”。（1）有相应的信息接收器。（2）有数据传输通路。（3）有一定的存储功能。（4）有CPU。（5）有操作系统。（6）有专门的应用程序。（7）有数据发送器。（8）遵循物联网的通信协议。（9）在世界网络中有可被识别的唯一编号。1.3物联网定义3.物联网的其他定义

国际电信联盟（ITU）对物联网的定义：2005年，ITU在《TheInternetofThings》报告中对物联网概念进行了扩展，提出了任何时刻、任何地点、任意物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在的计算的发展愿景，如图所示。该图显示：IOT是在任何时间、环境、任何物品、人、企业、商业、采用任何通信方式（包括汇聚、连接、收集、计算等），以满足提供的任何服务。按照ITU给出的这个定义，物联网主要解决物品到物品(ThingtoThing，T2T)、人到物品(HumantoThing,H2T)、,人到人(HumantoHuman，H2H)之间的互联。这里与传统互联网最大的区别是，H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接，H2H是指人之间不依赖于个人计算机而进行的互联。需要利用物联网才能解决的是传统意义上的互联网没有考虑的、对于任何物品连接的问题。1.3物联网定义图ITU物联网示意图1.4物联网实例基于物联网的温室智能监控系统现场监控子系统为C/S架构，现场监控计算机上运行的监控软件通过CANOpen协议和基于分布式CAN总线的温室数据采集与控制系统通信，实现对温室主要环境因子的采集和设备的控制。输入模块接收传感器采集的温室小气候环境因子（空气温度、湿度、太阳辐射等）和室外气象信息（空气温度、湿度、风速、