物联网导论 课件 第4章 认识物联网应用层技术 任务3 认识人工智能技术27-28讲；任务4 认识物联网平台技术29-30

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点击此处结束放映第四章认识物联网应用层技术

物联网将智能感知技术、识别技术、通信技术、网络技术等应用在网络与实物的融合中。物联网中的大量应用（智慧工业、智慧农业、智慧城市、智慧医疗等）都是和云计算、大数据结合在一起的，人工智能也是其中的一部分，并且离不开物联网平台的参与。

本章的学习内容是物联网应用层技术，云计算、大数据、人工智能、物联网平台都是物联网应用层技术的典型代表。

物联网导论点击此处结束放映本章主要内容：任务1认识云计算技术任务2认识大数据技术任务3认识人工智能技术任务4认识物联网平台认识云计算技术1.1认识大数据技术1.2认识人工智能技术1.3认识物联网平台1.4物联网导论点击此处结束放映物联网导论

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本任务将带领大家了解人工智能的基础知识，帮助大家认识人工智能的定义与应用，人工智能的起源与发展，人工智能相关概念及研究领域，人工智能的类型及其与物联网的关系。认识人工智能技术1.3物联网导论引导案例——AlphaGo的故事

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围棋是中国的国粹，变化繁多，判断模糊，是世界上最具挑战性的棋类游戏之一。2015年10月，谷歌AlphaGo以5∶0完胜欧洲围棋冠军樊麾（职业二段），引起了围棋界的广泛关注。2016年3月，万众瞩目的人机大战——AlphaGo对战韩国著名围棋世界冠军李世石（职业九段），以4∶1的悬殊比分战胜了李世石，引起了全人类的广泛关注。2017年1月，AlphaGo以“大师”的网名，网上以60∶0战胜“弈城”和“野狐”当时最优秀的人类棋手。2017年5月，AlphaGo以3︰0战胜—柯洁（职业九段）。物联网导论引导案例——ChatGPT火遍全球

点击此处结束放映2022年末，人工智能实验室OpenAI发布ChatGPT自然语言生成式模型。支持：普通聊天、信息咨询、撰写诗词作文、修改代码、流畅对答、写剧本、辩证分析问题、纠错等，这让记者、编辑、程序员等从业者都感受到了威胁，更不乏其将取代谷歌搜索引擎之说。特斯拉创始人马斯克称：“许多人陷入了疯狂ChatGPT循环中。”比尔·盖茨评论ChatGPT：其重要性不亚于互联网的发明。物联网导论4.3.1人工智能的定义人工智能分为“人工”和“智能”两部分，“人工”就是人力所能创造的，通常意义下指人工系统。“智能”的概念较难界定，目前没有统一的定义。

人工智能是嵌入机器中的智能，不是人的智能，但能像人那样思考，也可能超过人的智能。人工智能机器经过训练后可以模仿人类或动物的智能、情感和行为。换句话说，人工智能是一种计算机程序，其开发方式使其拥有自己的思维，并从实验中学习。人工智能是研究和开发用于模拟、延伸、扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，是计算机科学的一个分支。点击此处结束放映物联网导论4.3.2人工智能应用人工智能+工业、人工智能+司法、人工智能+家居、人工智能+客服、人工智能+城市、人工智能+车载、人工智能+医疗、人工智能+机器、人工智能+营销、人工智能+运营商、人工智能+撰写、人工智能+翻译等。

机器下棋；自动驾驶；语音合成；知识竞赛；纸笔阅卷，达到人类专家的水平；语音识别；语音评测；撰写新闻；人脸识别；机器翻译；应聘程序员，ChatGPT通过谷歌Level3级别工程师的入职测试。点击此处结束放映物联网导论人工智能涉及的应用领域与技术架构点击此处结束放映物联网导论

4.3.3人工智能的起源与发展

人的智能表现为：能够借助语言、图形和文字，进行深层次交流；能够通过学习和思考，掌握新知识；能够通过科学研究，提出新理论和新方法，认识客观规律；能够通过技术发明，制造新的工具，提高劳动生产率，改善生活质量。1.人工智能的萌芽

1950年，英国科学家艾伦·图灵首次研究如下问题：机器能否具备人类那样的思维能力？他在《心智》杂志上发表了一篇题为“计算机器与心智”的文章，提出了“机器能不能思考？”这一课题，被称为人工智能之父。

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图灵发明了图灵测试，图灵测试是一种测试机器是否具有人类思维能力的方法。一个人向计算机发问，计算机进行回答，若人不能够判断与之交流的是人还是计算机，则计算机通过了图灵测试，即计算机具有智能。

图灵被誉为计算机科学之父和人工智能之父。为了纪念他，美国计算机学会（ACM）设立了图灵奖，每年颁发一次，表彰在计算机科学领域做出了重大贡献的科学家们，这个奖被誉为计算机界的诺贝尔奖。2．人工智能的诞生1956年夏季，以克劳德·香农、约翰·麦卡锡等为首的一批年轻科学家在美国达特茅斯学院举办研讨会，研究如何让机器具有思维能力，约翰·麦卡锡首次提出“人工智能”的概念，它标志着“人工智能”新兴学科的正式诞生。点击此处结束放映物联网导论

3．人工智能的发展3次浪潮（1）人工智能的第一个黄金期（第1次浪潮）（2）人工智能的低谷期（3）人工智能的繁荣期（第2次浪潮）（4）人工智能的“冬天”（5）人工智能的复兴（第3次浪潮）

点击此处结束放映物联网导论4.3.4人工智能的相关概念及研究领域1．机器学习所谓机器学习，就是以统计分析为依据，为计算机提供足够多的学习样本，让计算机通过自我学习掌握其中的规律，进而解决问题，即利用数据训练出模型，然后使用模型预测的一种方法。机器学习是一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学、逼近论、算法复杂度、模式识别、计算机视觉、数据挖掘、自然语言处理等多门学科。

点击此处结束放映物联网导论2．人工神经网络是模仿大脑的结构提出的一种机器学习方法。从20世纪80年代初开始，以美国学者约翰·霍普菲尔德为首的一批学者致力于研究人工神经网络的工作原理及其应用，提出了Hopfield神经网络的概念及其学习算法。在当时，计算机性能有限，样本数据有限，深度学习算法没能得到很好的应用。如今，人工智能不再以了解大脑结构为前提，而是依靠计算机强大的计算能力、存储能力，以及互联网海量的样本数据，运用以深度学习和强化学习为代表的机器学习方法进行蛮力学习，实现人工智能。在新思路的指引下，人工智能取得了重大突破。点击此处结束放映物联网导论3．人工智能的研究领域目前人工智能的研究领域包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等；研究内容包括认知建模、知识学习、推理及应用、机器感知、机器思维、机器学习、机器行为和智能系统等。斯坦福大学的“人工智能百年研究”报告——《2030年的人工智能与生活》中指出，人工智能的研究趋势主要有大规模机器学习、协同系统、深度学习、众包和人类计算、强化学习、算法博弈理论与计算机社会选择、计算机视觉、物联网、自然语言处理、神经形态计算。点击此处结束放映物联网导论

人工智能有以下四种类型：（1）反应型人工智能。

最古老、不存储记忆、不学习。（2）记忆型人工智能。从以前收集的数据中学习、接受了大量数据的训练，利用记忆来定义当前问题的解决方案。（3）心智理论。

有能力理解人类的欲望、意图，并根据人工智能理论形成决策。（4）自我意识。点击此处结束放映物联网导论

4.3.6人工智能与物联网

物联网和人工智能的结合带来了AIoT（人工智能物联网）的概念。其中人工智能是核心技术能力，物联网是产业落地场景。人工智能与物联网的融合，本质上就是将人工智能的能力注入物联网的场景之中，实现产业的数字化、智能化改造，进而推动实体产业的高质量发展。1．物联网为人工智能提供强有力的数据扩展。2．人工智能有助于物联网提高运营效率。

解读发展趋势，并对未来事件做出预测，促使互联设备间更好地协同工作，人工智能让物联网更加智能化。3．人工智能与物联网相辅相成，密不可分。点击此处结束放映物联网导论

点击此处结束放映书面作业：1.什么是人工智能？2.简述机器学习。3.简述人工智能的类型。物联网导论

点击此处结束放映实践作业：

两个同学组成一组，讨论人工智能迎来发展新机遇的原因及未来发展趋势，并进行主题汇报，限时3分钟。物联网导论

点击此处结束放映感谢聆听物联网导论点击此处结束放映物联网导论物联网导论

点击此处结束放映第四章认识物联网应用层技术

物联网将智能感知技术、识别技术、通信技术、网络技术等应用在网络与实物的融合中。物联网中的大量应用（智慧工业、智慧农业、智慧城市、智慧医疗等）都是和云计算、大数据结合在一起的，人工智能也是其中的一部分，并且离不开物联网平台的参与。

本章的学习内容是物联网应用层技术，云计算、大数据、人工智能、物联网平台都是物联网应用层技术的典型代表。

物联网导论点击此处结束放映本章主要内容：任务1认识云计算技术任务2认识大数据技术任务3认识人工智能技术任务4认识物联网平台认识云计算技术1.1认识大数据技术1.2认识人工智能技术1.3认识物联网平台1.4物联网导论点击此处结束放映物联网导论

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在本任务中，我们将了解物联网平台的产生背景、物联网平台的功能和类型，以及物联网平台的作用，了解并调研市面上常见的物联网平台。 认识物联网平台1.4物联网导论引导案例——物联网平台助力汽车制造商

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当前汽车行业向智能互联应用转型的关键时期，该汽车制造商希望利用车联网、自动驾驶、智能座舱等技术来打造有竞争力的智能汽车。

该汽车制造商基于阿里云物联网平台实现了实时监测车辆电池状态、能耗曲线能力可视化及软硬件OTA（空中激活）升级等；构建了手机App对车辆实时信息获取、远程控制车辆等功能。

物联网平台的高稳定性、低时延为其提供了毫秒级远程控制的高质量体验。物联网导论4.4.1物联网平台的产生背景

物联网产业已进入“跨界融合、集成创新、规模应用、生态加速”的2.0产业爆发期，但是物联网在技术、管理、成本、政策、安全等方面和以往的网络形态存在许多不同：①感知层的数据多源异构，不同的设备有不同的接口、不同的技术标准；②网络层由于使用的网络类型不同，因而存在不同的网络协议；③应用层也因行业的应用方向不同而存在不同的应用协议和体系结构。点击此处结束放映物联网导论物联网的发展面临着诸多难题：①上线周期长：新业务上线周期长，应用碎片化，开发周期长，产品上市慢；②设备标准多：设备众多，集成困难，终端/传感器厂家众多，协议、标准不统一；③网络选择难：网络类型多，网络连接复杂，网络安全性要求、实时性要求、服务质量要求达标难。

需建立统一的体系架构和统一的技术标准，物联网平台诞生，起终端接入解耦、能力开放、安全可靠的支撑作用，物联网重要的基础设施，点击此处结束放映物联网导论

物联网平台4段主要的发展阶段：①萌芽阶段（2009—2014年）；②成长阶段（2015—2017年）：2017年，以NB-IoT为代表的LPWAN技术，使水表、烟感、共享单车等应用的落地；③探索阶段（2018—2023年）：IaaS市场逐步成熟，公有云厂商从云平台深入物联网云平台；一部分物联网云平台企业将连接管理平台发展为应用使能平台。④稳定阶段（2023年以后）：5G时代，关注软件平台和垂直行业应用，深度挖掘物联网带来的商业价值。点击此处结束放映物联网导论

业界较有代表性的物联网平台有：华为OceanConnect平台、中移物联网OneNET平台、阿里云Link平台、京东智能助手小京鱼、腾讯云物联网开发平台IoTExplorer、新华三物联网、小米IoT开发者平台、IBMWatsonIoT连接设备、传感器和网关、ThingWorx工业物联网平台、浪潮云洲工业互联网平台、机智云全球领先的智能硬件软件自助开发及物联网(IoT)云服务平台等。点击此处结束放映物联网导论4.4.2物联网平台的概念

由物联网中间件这一概念逐步演进形成。

物联网平台是网络技术与云计算的融合，是架设在IaaS层上的PaaS软件，通过联动感知层和应用层，向下连接、管理物联网终端设备，归集、存储感知数据，向上提供应用开发的标准接口和共性工具模块，以SaaS软件的形态间接触达最终用户（也存在部分行业为云平台软件，如工业物联网），通过对数据的处理、分析和可视化，驱动理性、高效决策。点击此处结束放映物联网导论4.4.3物联网平台层及其功能

是联动感知层和应用层的中枢系统，起承上启下的作用。

物联网平台向下连接海量设备，可为设备提供安全可靠的连接通信能力，支撑数据上报至云端，向上提供云端API，服务端通过调用云端API将指令下发至设备端，实现远程控制。

物联网平台层以感知数据为养分，通过各类物联网平台对数据的加工，向下游应用赋能，呈现出从上游终端到下游应用数据价值逐步升迁的逻辑。点击此处结束放映物联网导论点击此处结束放映图4-11

物联网四层架构中的物联网平台层物联网导论4.4.4物联网平台的分类

按照逻辑关系可分为：CMP、DMP、AEP、BAP

4种类型。目前市面上的任意一个物联网平台都没有将这4种类型全部包括，而只含其中的2～3种。点击此处结束放映图4-12

物联网平台的分类物联网导论1.连接管理平台CMP

CMP通常指基于电信运营商网络（蜂窝移动通信网、LTE等）提供可连接性管理、优化、终端管理、维护等功能的平台。

全球化的CMP主要有三家：Cisco的Jasper平台、爱立信的DCP、Vodafone的GDSP，其中Jasper平台最大。2.设备管理平台DMP

物联网DMP往往集成在端到端的全套设备