《物联网基础技术及应用》课件第1章-物联网基本概念修改0213

Whatdoesthevideosourcecomefrom（）NVidiaMicrosoftIntelIBMABCD提交单选题1分第一章 物联网基本概念物联网的起源与发展

物联网与互联网的关系

物联网的体系结构

123物联网与嵌入式系统4物联网与其他热门技术5

1.1物联网的起源与发展1.2物联网与互联网的关系 1.3物联网的体系结构 1.3.1感知层 1.3.2网络层 1.3.3应用层 1.4物联网与嵌入式系统 1.4.1物联网相关半导体厂商 1.4.2嵌入式系统在物联网中的应用 1.5物联网与其他热门技术

第一章 物联网基本概念1.1物联网的起源与发展物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

国际电信联盟（ITU）发布的ITU互联网报告，对物联网做了如下定义：通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统和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相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。EPOSS在InternetofThingsin2020报告中分析预测，未来物联网的发展将经历4个阶段：2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域；2010~2015年物体互联；2015~2020年物体进入半智能化；2020年之后物体迸入全智能化。71.美国EPC系统以及“智慧的地球”EPC系统主要由EPC编码标准、RFID标签、读写器、Savant系统、对象名解析服务、物品标识语言（PhysicalMarkupLanguage，PML）六个方面组成。目前欧美主流的物联网解决方案均是以EPC系统为基础。2008年年底，IBM公司提出了“智慧的地球”概念，其核心是利用先进的信息通信技术（InformationCommunicationTechnology，ICT）改善未来的商业运作和公共服务，从而构建新的产业发展模式。各国物联网发展规划2.欧盟发展物联网产业的规划第一阶段（2010年前）：基于RFID技术实现低功耗、低成本的单个物体间的互联，并在物流、零售、制药等领域开展局部的应用；第二阶段（2010～2015年）：利用传感网与无处不在的RFID标签实现物与物之间的广泛互联，针对特定的产业制定技术标准，并完成部分网络的融合；第三阶段（2015～2020年）：具有可执行指令的RFID标签广泛应用，物体进入半智能化，物联网中异构网络互联的标准制定完成，网络具有高速数据传输能力。第四阶段（2020年之后）：物体具有完全的智能响应能力，异构系统能够实现协同工作，人、物、服务与网络达到深度地融合。3.日本政府关于物联网的发展规划

2009年7月，日本政府IT战略本部制定了新一代的信息化战略—i-Japan战略2015战略规划提出到2015年，让信息技术如同水和空气一样融入每一个角落；针对电子政务、医疗保健、教育与人才等三大核心公共事业领域；提出了智能电网、灾难应急处置、智能家居、智能交通与智能医疗保健等项目。104.韩国物联网规划韩国政府提出了泛在感知网络的概念，通过在各种物品中嵌入传感器，传感器之间自主地传输和采集环境信息，通过网络实现对外部环境的监控。重点发展的四大领域与计划：u-City计划，推动智能城市建设Telematics示范应用计划，发展车用信息通信服务u-IT产业集群计划，加速新兴科技服务业的发展u-Home计划，推动智能家庭应用的发展5.我国物联网发展与“感知中国”产业发展初具基础：RFID(100亿元）、市场规模超过（900亿元）微机电系统（MEMS）传感器市场规模超过150亿元；M2M（Machine-to-Machine）终端数量接近1000万，形成全球最大的M2M市场之一。技术研发和标准研制取得突破：传感器网络标准工作组（WG7）的主导国之一；全球首颗二维码解码芯片；具有国际先进水平的光纤传感器；TD-LTE技术正在开展规模技术试验。应用推广初见成效：物联网在我国安防、电力、交通、物流、医疗、环保等领域已得到应用，应用模式正日趋成熟。各国物联网发展战略最新布局国家战略布局美国1、将物联网技术列为未来40大前沿技术之首。2、美国先进制造伙伴计划：将工业互联网作为国家发展先进制造的重要基础，以联邦项目持续支持工业互联网的发展。日本2016年提出社会5.0计划，旨在通过物联设备创造全新的数据时代。欧盟西门子、博世、施耐德等欧洲国家大型企业正不断研发物联网平台解决方案。中国用工业物联网改造传统产业，提升产业的经济附加值，有力推动我国经济发展模式由生产驱动向创新驱动转变，促进我国产业结构的调整。2019世界物联网大会本届大会将聚焦世界物联网可持续发展、5G与物联网、物联网新经济构建、2019世界物联网排行榜500强企业颁牌、世界物联网连接操作系统上线等新亮点，旨在推动创建中国和世界物联网新经济示范，为各国物联网产业发展提供借鉴，造福世界各国人民智能生产、智慧生活和工作，践行“构建人类命运共同体”，助力联合国2030年可持续发展目标和千年发展目标的实现。会议时间2019年11月8-9日会议地点北京会议主题推动5G物联世界创造全球智慧经济2019—2021物联网趋势的三大预测来源：2018全球物联网大会对于当前的物联网产业热点进行的专题讨论1、2019年进入新的信息产业高峰期，物联网是所有的基础，以“建网”为核心的基础设施建设将带来第一波红利。2、2024年智能手机将消亡，取而代之的是物联网智能终端。AI芯片化+传感器终端化=AI+硬终端的热潮！智能硬件将会带动物联网的“物联”热潮！3、工业互联网和5G将形成“双头雁”现象，带动一大批新的“物联网项目”建设！2019物联网行业十大发展趋势03运营商将在5G和NB-IoT基站共同发力完善网络基础建设04工业物联网将从平台搭建期进入解决方案完善期05NB-IoT将激发智能家居等物联网应用场景爆发06车联网V2X频段的确定将吸引更多企业巨头加速布局072019年消费物联网将会取得跨越式发展08边缘计算与云计算双轮驱动带动物联网的应用092019年解决方案在物联网行业投融资份额超过50%10物联网安全事故同比增长近6倍01物联网取代移动互联网成为信息产业的主要驱动02物联网智慧小镇将会优先于智慧城市应用推广第一章 物联网基本概念

1.1物联网的起源与发展1.2物联网与互联网的关系

1.3物联网的体系结构 1.3.1感知层 1.3.2网络层 1.3.3应用层 1.4物联网与嵌入式系统 1.4.1物联网相关半导体厂商 1.4.2嵌入式系统在物联网中的应用 1.5物联网与其他热门技术 1.2物联网与互联网的关系

物联网与互联网不是同一个概念。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。智慧中国网认为，物联网是互联网的加强版。物联网实现所谓的“物物相连”是以互联网为基础的，即物联网是建立在互联网之上的网络。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。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。（2）它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。（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。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。通俗地说，物联网是传感网加互联网，是互联网的延伸与扩展，把人与人之间的互联互通扩大到人与物、物与物之间的互联互通。可以说，互联网是物联网的核心与基础。物联网与互联网的本质互联网本质上是通过人机交互实现人与人之间的交流；而物联网则综合了传感器、嵌入式计算机、网络及通信和信息处理等技术，旨在实现人与物、物与物之间的信息交互。范围和开放性不同。信息采集的方式不同。网络功能不同:物联网=互联网+传感网+云计算物联网与互联网的主要区别第一章 物联网基本概念

1.1物联网的起源与发展1.2物联网与互联网的关系 1.3物联网的体系结构

1.3.1感知层 1.3.2网络层 1.3.3应用层 1.4物联网与嵌入式系统 1.4.1物联网相关半导体厂商 1.4.2嵌入式系统在物联网中的应用 1.5物联网与其他热门技术 1.3物联网体系结构

人对物理世界问题处理的基本方法物联网工作过程与人的智能形成的比较物联网体系架构物联网体系结构图

物联网层次结构模型1.3.1感知层感知层是物联网的皮肤和五官—识别物体，采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、各种传感器等，主要作用是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。物联网感知层解决的就是人类世界和物理世界的数据获取问题，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。作为物联网的最基本一层，感知层具有十分重要的作用，是物联网发展和应用的基础，具有物联网全面感知的核心能力。感知层一般包括数据采集和数据短距离传输两部分。理解感知层需要注意以下几个问题：①感知层设备主要分为两类自动感知设备包括：RFID、传感器、GPS、智能家用电器、智能测控设备；人工生成信息设备包括：智能手机、PDA、计算机等。②感知能力与控制能力从一块简单的RFID标签芯片、一个温度传感器或测控装置，到一个复杂的智能机器人，它们之间最重要的区别表现在：智能物体是不是需要同时具备感知能力和控制、执行能力上，以及需要什么样的控制、执行能力。石家庄铁道大学电气与电子工程学院不同结构的物联网应用系统1.3.2网络层网络层是物联网的神经中枢和大脑—信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心和信息处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。物联网的网络层将建立在现有的移动通讯网和互联网基础上。网络层也包括信息存储查询，网络管理等功能。网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。理解网络层首先要认识接入层、汇聚层与核心交换层①接入层:直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，也就相当于公司架构里的基层员工。接入层与RFID基本单元接入层相当于计算机网络OSI参考模型中的物理层和数据链路层。RFID标签、传感器和接入层设备构成了物联网感知网络的基本单元。左图为接入层与无线传感器网络基本单元。接入层网络技术类型接入层技术分为：无线接入与有线接入无线接入主要有：802.15.4协议6LowPAN协议蓝牙协议ZigBee协议无线移动通信网的M2M协议有线接入主要有：现场总线网接入电力线接入电视电缆与电话线接入石家庄铁道大学电气与电子工程学院设置汇聚层的必要性②汇聚层:聚合接入层的用户流量，实现数据路由、转发与交换。汇聚层也就相当于公司的中层管理。汇聚层的基本功能有：汇接接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇聚、转发和交换；根据接入层的数据流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、优先级管理，以及安全控制、地址转换、流量整形等处理；根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理。汇聚层网络技术类型（有线和无线）：无线网络技术：无线个人区域网无线局域网无线城域网移动通信网专用无线通信网有线网络技术局域网工业现场总线网电话交换网2024/5/18石家庄铁道大学电气与电子工程学院36③核心交换层：为物联网提供一个高速、安全与保证服务质量的数据传输环境，相当于公司架构里的管理高层。IP网、IP专用网络与虚拟专网VPN的概念IP专网与互联网作用的比较IP专网与代理服务器相结合方法的网络结构VPN结构IP网与非IP网IP网与非IP网的互联物联网网络层技术发展的趋势1.3.3

应用层应用层是物联网的”社会分工”—与行业需求结合，实现广泛智能化。应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务。物联网的应用可分为监控型（物流监控、污染监控），查询型（智能检索、远程抄表），控制型（智能交通、智能家居、路灯控制），扫描型（手机钱包、高速公路不停车收费）等。

物联网应用示意图物联网的体系结构不包括（）应用层网络层会话层感知层ABCD提交单选题1分想要理解网络层不需要认识（）接入层互联层核心交换层汇聚层ABCD提交单选题1分第一章 物联网基本概念

1.1物联网的起源与发展1.2物联网与互联网的关系 1.3物联网的体系结构 1.3.1感知层 1.3.2网络层 1.3.3应用层 1.4物联网与嵌入式系统 1.4.1物联网相关半导体厂商 1.4.2嵌入式系统在物联网中的应用 1.5物联网与其他热门技术 1.4物联网与嵌入式系统物联网是集多种专用或通用系统于一体，因而备具有信息采集、处理、传输、交互等功能；嵌入式系统强调的是嵌入到宿主对象的专用计算系统，相对物联网而言更具备专用性，实现某些单一特定对的功能。因而物联网的功能包括了嵌入式系统的功能，但随着嵌入式系统的不断发展，其功能日趋复杂化。如现今发展已经比较成熟的手机、GPS定位等系统，均可以直接融入到物联网当中。从技术的角度来看，首先物联网与嵌入式系统融合了非常相似的技术，其次物联网技术中又包含有嵌入式系统技术目前的很多嵌入式系统，只要能提升系统设备的网络通信能力和加入智能信息处理的技术都可以应用于物联网。两者之间的系统构成也非常相似。唯一嵌入式系统不具备的是标签识别模块。1.4.1物联网相关半导体厂商

半导体厂为加速物联网的实现，无不积极提出各种创新技术与营运模式，如博通（Broadcom）推出可支援各种标准的“WICED”套件，以打破技术藩篱，简化联网装置的无线功能开发；而AylaNetworks则以平台即服务（PaaS）的新商业模式，协助传统业者进军物联网。互通性是物联网的一大挑战。目前多家领导业者已组成不同阵营，包括OIC、AllSeen、Thread、Homekit等标准仍各自发展，尚未有明确的统一时程。Hurlston强调，标准的分歧是必须，也是将会解决的问题，而Broadcom虽然先前曾发布消息将加入OIC联盟，但目前已正式退出。该公司的立场是维持中立，策略上，WICED套件将支援各种标准，同时也将与各联盟合作，希望能推动产业朝单一标准的目标迈进。2019最具影响力的物联网并购1.4.2嵌入式系统在物联网中的应用物联网是一个集多种技术于一体的连接实物与网络的一个系统，其中嵌入式系统作为物联网的一个核心技术。（1）嵌入式系统为感知层提供数据采集与传输的手段。（2）嵌入式系统为网络层提供数据智能处理的手段和方法。

边缘计算云边协同第一章 物联网基本概念

1.1物联网的起源与发展1.2物联网与互联网的关系 1.3物联网的体系结构 1.3.1感知层 1.3.2网络层 1.3.3应用层 1.4物联网与嵌入式系统 1.4.1物联网相关半导体厂商 1.4.2嵌入式系统在物联网中的应用 1.5物联网与其他热门技术

1.5物联网与其他热门技术伴随着近几年新技术的出现、互联网产业迎来飞速发展期，信息产业已深入到社会的方方面面，在这种大环境下，每个行业都在寻求突破，力求站在时代的最前沿，避免被飞速发展的社会淘汰。而“物联网”概念的提出，将彻底解决这个问题，为企业的未来提供指导，为人们的生活带来便利，那些只有在科幻电影中才出现的场景，其实离我们并不遥远。

2016年，一个极具“心机”的黑科技——AR