物联网系统中的软件

物联网系统中软件何积丰

物联网系统中的软件第1页什么是物联网?

物联网定义

我们认为，物联网，从广义上来了解，就是一个在环境感知基础上，深度融合了计算、通信和控制能力可控可信可扩展网络化物理设备系统，它经过计算进程和物理进程相互影响反馈循环实现深度融合和实时交互来增加或扩展新功效，以安全、可靠、高效和实时方式监测或者控制一个物理实体。

物联网本质内涵3C（Computation,Communication,Control）融合

基于计算进程与物理进程深度融合新计算模式计算，物理和控制等多学科交叉与融合物联网系统中的软件第2页什么是物联网?物联网目标总体目标：实现信息世界和物理世界完全融合功效目标：使得物理设备系统含有计算、网络通信、准确控制、远程协作和自治五大功效

物联网系统组成环境感知部分计算部分通信网络部分控制器/执行器部分物联网系统中的软件第3页物联网应用—农业生产—食品安全—……农牧林渔—工业生产—供给链管理—节能减排工业生产服务业—智能交通—智能电网—智能水利—环境监测基础设施/社会管理—医疗健康—智能家居—安全监控—……数字生活——……国防军事—零售—物流—金融—……——来自工业和信息化部科技司物联网系统中的软件第4页■世界范围内M2M市场容量预计达2200亿欧元,年增加率为49%.■美国：RFID第一大应用国，应用案例占全球59%。五大电信运行商都加速开拓“智能电网”、M2M等智能■欧盟：应用大多围绕RFID和M2M展开，如医疗、能源、物流、生产、零售等领域■日本：移动支付、电网、远程监测、智能家居和汽车联网等已初具规模■中国：我国M2M用户超出400万，成为全球第3大RFID市场，传感器网络及应用在局部行业开始应用,整体发展规划列入年为止国家中长久发展规划物联网应用处于起步阶段，我国基本与国外同时——来自工业和信息化部科技司物联网系统中的软件第5页我国物联网应用情况6传感器应用基于传感器物联网应用开始出现在各个领域浦东机场防入侵应用世博会应用太湖水文及排污监测应用浙江天目山森林管理——来自工业和信息化部电信研究院物联网系统中的软件第6页我国物联网应用情况7RFID应用成为美、英后全球第三大应用市场RFID应用份额：证照防伪45.2%；电子支付占24.9%；出入控制15.9%；仓储物流6.4%；物品追踪等其它7.6%——来自工业和信息化部电信研究院物联网系统中的软件第7页我国物联网应用情况8M2M应用已规模开展，运行商M2M终端超出500万智能电网：南方电网、北京、重庆等104万台电表远程抄表。智能交通：北京、上海、辽宁等地超出110万台车载。小区管理：重庆市1200部电梯布署带有传感器M2M终端。——来自工业和信息化部电信研究院物联网系统中的软件第8页AnadhocnetworkofvehicleswithsensorsApplications:

-RoadTrafficMonitoring-On-boardAutomotiveDiagnostics&Notification-RoadSurfaceDiagnostics-OpportunisticDataTransportHttp:///overview.html智能交通

物联网系统中的软件第9页智能交通

环境感知车外温度、气压、路况、车距、人流等环境信息车内座椅压力、烟雾、空调温度等环境信息多级通信网络车内基于CAN总线局部网（比如车况实时监测、运行状态控制、汽车黑匣子等）车与车之间点对点或者点对多点通信（比如紧急刹车时通知50米车距内车紧急避让、高速公路上车距警示等）车外客户/服务器模式前端对后台系统通信（比如C/S信息服务、故障在线诊疗、远程维护与控制）物联网系统中的软件第10页智能交通

时空特征程序运行时间和并发概念，以支持实时操作（比如刹车信号同时抵达四个轮子，即刹车信号同时）程序运行空间概念（比如GPS导航、空间位置、无人驾驶（军事）或者智能巡航时方向控制）系统行为是可预测、可靠合可验证网络化开环控制发动机喷油嘴和气门实时控制（依据环境动态改变情况）无人驾驶（军事）、智能巡航等基于组件验证系统验证物联网系统中的软件第11页由CANBus把汽车电子个ECU信息搜集至车载TCU经过无线通信后台TSP组成汽车远程信息服务系统智能交通

物联网系统中的软件第12页智能电网接入VZW虚拟数据网光纤到电网关键步骤驻地家庭能源管理系统智能建筑与智能设备数据中心/NOCVZ智能中心骨干EVDOtoMPLS虚拟IP(MPLS)网SSSSSMS端到端安全设计与管理——来自工业和信息化部电信研究院物联网系统中的软件第13页智能水利

哈德森河生态保护恢复计划从保护环境和资源管理出发，以建立区域经济生态模式、制订区域久远发展政策为中心,意在帮助管理水产资源，维护山地资源（休憩用地，自然景观和生物多样性），提升流域休闲旅游业，经过提升水质和修复污染重振流域经济。——来自IBM钱大群物联网系统中的软件第14页智能水利

IBM新一代水资源管了解决方案

由移动和固定无线传感器组成一个分布式传感器网络经过IBM新“流计算”技术进行传感器数据收集和处理融合采集到数据信息“创建“可视化虚拟河流带来好处科学家、教育工作者经过由电脑综合数据形成“虚拟”河，以深入了解生态系统，观察沉积物和化学污染物，深入了解人类对水质和鱼类迁移影响。帮助政府决策者修定区域发展政策和模式。——来自IBM钱大群物联网系统中的软件第15页健康检测新健康体系康复指导健康干预医疗支持标准化和信息安全新通信技术感知健康后台数据处理3G增值服务需求支持医疗活动健康管理行动融合行动融合应用技术信息技术智能医疗——来自中国电信物联网系统中的软件第16页3G手机健康管理系统女性健康管理

产后/育儿管理体重管理食疗管理健康管理压力管理慢性病管理

企业健康管理老年健康管理心理危机管理美容养生管理

——来自中国电信物联网系统中的软件第17页A地B地C地D地提供即时、及时医疗咨询,给予恰当健康指导全时空医院（医疗咨询机构）视频健康管理

–互动类健康产品全覆盖健康咨询管理体系——来自中国电信物联网系统中的软件第18页感知健康系列产品

医院健康管理

个人健康管理

健康监控无处不在

——来自中国电信物联网系统中的软件第19页网络化数字医疗服务系统物联网系统中的软件第20页移动支付

日本韩国含有RFID移动钱包功效（Felica类）手机7800万1200万移动钱包活跃用户1700万6800万移动智能卡360万1800万T-money智能卡采取RF功效POS商家60.8万>50万市场规模（）84亿美元起源：ITIF11月——来自工业和信息化部电信研究院物联网系统中的软件第21页智能物流

Forinternaluseonly业务挑战

挪威电信期望经过高增值业务来扩展他客户和收入。它将目标瞄准快速成长物联网市场，这种业务使用RFID和传感器来追踪和监视分散设备。为了提供新业务，挪威电信需要将传统处理方案转型为高度灵活、共享业务平台。基于RFIDM2M处理方案开创新收入渠道——来自IBM钱大群ForInternalUseOnly物联网系统中的软件第22页智能物流

处理方案

挪威电信与IBMGBS和GTS合作向中小企业提供基于RFID资产管理。经过基于IBMWebSphere®软件和其它IBM处理方案SOA体系架构，IBM和Telenor建立了低成本、服务共享M2M平台。这个新M2M平台帮助Telenor为其客户提升了供给链透明度，优化了决议和业务流程。带来好处提升了ARPU值开拓了中小企业市场空间

提升了挪威电信网络无线数据流量——来自IBM钱大群ForInternalUseOnly物联网系统中的软件第23页3G数字互动教室物联网系统中的软件第24页Forinternaluseonly交互式电子白板数字讲台电子书包终端设备（电子书阅读器、数字课桌、3G手机）：含有电子书阅读功效；手写支持；支持3G（WiFi）等无线联网设备）3G数字互动教室物联网系统中的软件第25页26教师电子阅读器手写屏教师上课机交互式电子白板手写液晶屏学生教师能够直接在屏幕上手写批注师生交互设备，可对课件进行批注，播放并保留多媒体文件等功效完成全部电脑操作，还能直接在屏幕上对教案进行圈改、批注、注释含有电子书阅读功效；手写支持；支持3G（WiFi）等无线联网，可与其它设备交互实时通信；多媒体支持等功效。经过阅读器能够从学校主服务器获取数字版权教材书籍。3G数字互动教室物联网系统中的软件第26页数字出版与发行（电子书）系统物联网系统中的软件第27页无线转感器网与互联网服务融合系统-viasensorsnetwork

WorldWideSensorWeb物联网系统中的软件第28页制约物联网软件发展主要原因计算科学和物理科学差异性计算需求和物理需求描述不一样语义框架不一样离散和连续处理方式不一样系统确认方式不一样（形式化验证和仿真技术）程序缺乏时空特征时间和并发语义空间概念程序运行没有可预测性，行为没有可验证性物联网系统中的软件第29页制约物联网软件发展主要原因系统不确定性问题影响系统运行可靠性影响开环网络控制