第1章 物联网绪论

开设本课程的目的意义当今世界，通信领域的三大热点技术？物联网（InternetofThings）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。

移动互联网（MobileInternet）移动和互联网融合的产物，继承了移动随时随地随身和互联网分享、开放、互动的优势，即运营商提供无线接入，互联网企业提供各种成熟的应用。云计算（CloudComputing）基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。

“物联网”是通信网络新兴的概念和技术。物联网是全球研究的热点问题，国内外都把它的发展提到了国家级的战略高度。新技术发展需要大批专业技术人才。开设本课程的目的意义开设本课程的目的意义From30%to70%全世界城市人口到2025年将会上升到55亿；2050年人口城市化率将超过70%；From6Bto50B通信网络互联了全球60亿人的沟通需求；未来超过500亿机器构成“物联网”

；From50Bto110BUSD预计，从08年582亿美金市场，增长到12年1142亿美金；物联网正成为全球新兴战略行业，将成为未来全球经济发展的引擎。物联网专业发展物联网专业本身是一跨学科门类的新型交叉专业。教育界对专业归属/学习中的相关问题尚有争论。全国有多少所高校在办物联网专业？第一批重点院校，70%放在计算机学院，其它通信学院和电子学院；第二批重点是地方院校和职业院校，后将传感网技术专业并入了物联网工程。物联网专业发展物联网工程专业培养目标本专业培养在通信技术、网络技术、传感技术等信息领域中具有宽广专业知识的高级工程技术人才。本专业培养计划与国际接轨，通过培养计划实施及理论、抽象、设计实验等教育过程，使学生掌握物联网工程方面的基本理论和基本知识，接受从事计算机物联网工程及产品研发的基本训练，具备研究和开发计算机物联网工程系统的综合能力。物联网专业发展主要课程： 模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、微机原理与接口技术、通信原理、计算机网络、嵌入式系统应用、现代通信网； 物联网原理、射频识别与传感器技术、无线传感器网络、移动计算技术、无线通信网络、网络管理技术、物联网工程与组网技术等。就业情况： 目前无毕业生课程介绍学时：40学分：2.5课程性质和目的：物联网被称为信息社会的第三次浪潮，物联网技术将人类生存的物理世界网络化、信息化，将分离的物理世界和信息空间互联整合，代表了未来网络的发展方向。本课程的目的是使学生掌握物联网技术的定义和基本原理及应用，了解物联网技术的发展，了解物联网的关键技术和方法。参考书CunoPfister.GettingStartedwiththeInternetofThings.O'ReillyMedia,2011.($24.99)OlivierHersent,DavidBoswarthick,OmarElloumi.TheInternetofThings.JohnWiley&Sons,2012.(¥

759)DieterUckelmann

,

MarkHarrison,

FlorianMichahelles.ArchitectingtheInternetofThings.Springer-VerlagBerlinandHeidelbergGmbH&Co.K,2011.(¥

1561)HarveChabanne,PascalUrien.RFIDandtheInternetofThings.JohnWiley&Sons,2011.(

£83.50)主要内容第一章物联网概述第二章物联网体系架构第三章全球物品编码第四章物联网感知技术第五章物联网通信技术第六章物联网应用技术第1章物联网概述TheIntroductionoftheInternetofThings主要内容1.1物联网来了1.2物联网发展概况1.3物联网概念1.4物联网应用领域1.5

物联网前景展望Whatwillourlifebelikeinthefuture?1.1InternetofThingsisComing吃 未来，也许您把蔬菜的标签在仪器前轻轻一刷，就可以了解它的产地，农药残余量和营养成分。农产品溯源系统让您买着顺心，吃着放心！1.1物联网来了AgricultureProductsTracingSystem穿 未来，也许您只需坐在电脑前，就可以体验到真实的购物享受，不必再询问淘宝店主尺码是否合身，如果喜欢，就试穿一下吧！1.1物联网来了住 未来，也许您只需一部手机，就可以遥控家中一切电器，坐在办公室，就可以打开空调，并且泡上一壶浓茶！1.1物联网来了行 未来，也许开车不再是焦急的等待，而是自由驰骋。借助全球定位系统和智能交通系统，道路将处处通畅，城市将不再拥堵。1.1物联网来了1.2HistoryoftheInternetofThings物联网作为一种模糊的意识或想法而出现，可以追溯到上世纪末。1995年，比尔·盖茨在《未来之路》一书中就已经提及类似于物品互联的想法，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。1.2物联网的发展概况1999年，美国麻省理工大学Auto-ID研究中心的创建者之一的KevinAshton教授在他的一个报告中首次使用了“InternetofThings”这个短语。Auto-ID中心的目标就是在Internet的基础上建造一个网络，实现计算机与物品（objects）之间的互联，这里的物品包括各种各样的硬件设备、软件、协议等等。1.2物联网的发展概况1999年至2003年，物联网方面的工作局限于实验室中，这一时期的主要工作集中在物品身份的自动识别，如何减少识别错误和提高识别效率是关注的重点。2003年，“EPC决策研讨会”在芝加哥召开。作为物联网方面第一个国际会议，该研讨会得到了全球90多个公司的大力支持。从此，物联网相关工作开始走出实验室。1.2物联网的发展概况2005年，国际电信联盟（ITU）发布了题为《ITU互联网报告2005：物联网》的报告，物联网概念开始正式出现在官方文件中。 ITU曾描绘出“物联网”时代的情形：司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带的东西；衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求；……

此后，物联网获得跨越式的发展，美国、中国、日本、韩国以及欧洲一些国家纷纷将发展物联网基础设施列为国家战略发展计划的重要内容。在美国，IBM提出了“智慧地球”的构想，其中物联网是不可缺少的一部分，2009年1月，美国将其提升到国家战略。1.2物联网的发展概况美国“智慧地球”：把感应器嵌入、装备到全球的医院、电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道，通过互联形成“物联网”，而后通过超级计算机和云计算，使得人类以更加精细、动态的方式管理生产和生活，从而在世界范围内提升“智慧水平”。“因特网+物联网=智慧的地球”。1.2物联网的发展概况欧盟物联网行动2009年6月，欧盟在比利时首都布鲁塞尔向欧洲议会、欧洲理事会、欧洲经济与社会委员会和地区委员会提交了以《物联网——欧洲行动计划》(InternetofThings--AnactionplanforEurope)为题的公告，其目的是希望欧洲通过构建新型物联网管理框架来引领世界物联网发展。1.2物联网的发展概况欧盟委员会提出物联网的三方面特性：第一，不能简单的将物联网看做互联网的延伸，物联网建立在特有基础设施上，将是一系列新的独立系统，当然，部分基础设施仍要依存于现有的互联网。第二，物联网将伴随新的业务共同发展；第三，物联网包括了多种不同的通信模式，物与人通信，物与物通信，其中特别强调了包括机对机通信（M2M）。1.2物联网的发展概况日本“i－Japan”战略日本自2001年以来，相继制订了“e－Japan”战略、“u－Japan”战略、“i－Japan”战略等多项国家信息技术发展战略，从大规模开展信息基础设施建设入手，不断拓展和深化信息技术应用，以此带动本国社会和经济的发展。1.2物联网的发展概况韩国“u-Korea”战略继日本提出“u-Japan”战略之后，韩国也在2006年提出了“u-Korea”战略，重点支持泛在网的建设。2009年10月，韩国通信委员会出台了“物联网基础设施构建基本规划”，该规划确立到2012年“通过构建世界最先进的物联网基础设施，实现未来广播通信融合领域超一流ICT强国”的目标。1.2物联网的发展概况中国“感知中国”在我国，2009年8月温家宝总理视察无锡中科院物联网技术研发中心时指出并强调，要尽快突破物联网核心技术，把传感技术和TD的发展结合起来。此后，我国官方对物联网的多次提议和众多规划表示我国物联网的发展已正式提上议事日程。1.2物联网的发展概况各国物联网战略或计划1.3物联网概念 “TheInternetofThings”可理解为“物物相连的互联网络”。“物联网”有两层含义：第一，物联网的基础和支撑仍是功能强大的计算机系统，它是以计算机网络为核心进行延伸和扩展而成的网络；第二，其用户端已延伸和扩展到了众多物品与物品之间，进行数据交换和通信。1.3物联网概念物联网的概念是在1999年提出的。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internetofthings”（IOT，简称物联网）。1.3物联网概念物联网的基本含义是一种虚拟数字世界和现实物理世界的融合。

注意：这种融合是双向的。第一个方向是现实世界向虚拟世界的融入，通过嵌入式技术、移动通信技术使得现实世界处处产生数字信息，称为“数字世界泛在化”。第二个方向是虚拟世界向现实世界的融入，通过传感网络、RFID等技术让现实物理世界中的物品能够被数字世界感知、识别、控制，称为“物理世界智能化”。从领域的维度物联网覆盖了信息技术和通信技术的众多领域。

对互联网领域来说，物联网就是互联网的延伸，就是物物相连的互联网，不同的是将物品也接入互联网。

对无线传感器网络领域来说，物联网就是一个广域的传感网。

对RFID领域来说，每一个物品上都贴电子标签，通过后台信息系统构成一个借助于互联网，所有物品都能互相联系起来的网络就是物联网。1.3物联网概念从层次的维度，物联网是一个层次化的网络。第一层是感知网络第二层是传输网络第三层是业务和应用网络1.3物联网概念物联网的三大特征①全面感知利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。②可靠传递通过无线网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递给用户。③智能处理利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。1.3物联网概念1.3物联网概念普遍认可的定义：物联网是通过射频识别（RFID）、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，将任何物品通过有线与无线方式与互联网连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。1.3物联网概念物联网中的“物”的涵义要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：①要有相应信息的接收器；②要有数据传输通路；③要有一定的存储功能；④要有CPU；⑤要有操作系统；⑥要有专门的应用程序；⑦要有数据发送器；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。物联网认识方面的误区误区之一，把传感器网络或RFID网等同于物联网。误区之二，把物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全部共享的互联网平