C3-物联网应用技术课件

物联网应用技术C3-物联网应用技术以移动技术为代表的普适计算(PervasiveComputing)、泛在网络被称为继计算机技术、因特网技术之后信息技术的第三次革命。而物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、因特网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。C3-物联网应用技术物联网（IOT，TheInternetofthings）的概念是在1999年提出的，【定义-1】指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力或执行能力的各种信息传感设备（如传感器、RFID、二维码、短距离无线通信技术、移动通信模块等），通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。C3-物联网应用技术【定义-2】通过射频识别（RFID）、红外感应器、GPS（全球定位系统）、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，将物体与互联网连接起来，以进行信息交换与通信，从而实现对物体的智能设别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。C3-物联网应用技术物联网就是物与物相连的互联网物联网的核心和基础仍是互联网，它是在物联网基础上的延伸和扩展的网络用户端可延伸和扩展到任何物体之间，并可进行信息交换和通信本质：（1）互联网特征对需要联网的物一定能够在互联网上实现互联互通；（2）识别与通信特征纳入物联网的“物”一定要具备自动识别和物与物（M2M）通信（3）智能化特征自我反馈智能控制C3-物联网应用技术2005年，国际电信联盟的一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当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了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求，等等。C3-物联网应用技术但很多物体不一定非要连到网上，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用，物联网也被视为互联网的应用拓展。物联网的主要特征是每一个物件都可以寻址，每一个物件都可以控制，每一个物件都可以通信。C3-物联网应用技术泛在网泛在网的概念首先是由美国MarkWeiser在1991年提出。泛在网（UbiquitousNetwork）是指基于个人和社会的需求，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务，网络具有超强的环境感知、内容感知及其智能性，为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。C3-物联网应用技术不论物联网，还是泛在网，都是需要各种传感技术支撑。传感器网（SensorNetwork）则是利用各种传感器（收集光、电、温度、湿度、压力等信息）加上中低速的近距离无线通信技术构成一个独立的网络,是由多个具有有线/无线通信与计算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统它一般提供局域或小范围物与物之间的信息交换。C3-物联网应用技术泛在网、物联网、传感器网的关系：

泛在网是ICT社会发展的最高目标

物联网是泛在网的初级和必然发展阶段

传感器网是物联网的延伸和应用的基础。C3-物联网应用技术物联网技术架构平面分层模型：感知层、网络层和应用层感知层网络层应用层C3-物联网应用技术C3-物联网应用技术C3-物联网应用技术C3-物联网应用技术物联网主要解决物品到物品(T2T)、人到物品(H2T)、人到人(H2H)之间的互连。T2T、H2T、H2T这3个层面的互连是物联网不可缺少的，单纯物品与物品之间的互连并不构成一个物联网，单纯在局部范围之内连接某些物品也不构成物联网，物联网一定是由物品可以自然连接的因特网。其一，物联网一定属于未来因特网，物联网一定是未来网络社会的基础设施，即物联网一定可以自然扩展到全球的系统；其二，物联网中物品的连接一定是“自然连接”，也就是保留了物品在物理世界中时间和空间特性的连接。

C3-物联网应用技术信息物品物品标识、传感、控制物联网的三维概念模型自主网络自主管理、控制智能应用智能数据融合、决策物品智能应用网络智能应用物品联网物联网C3-物联网应用技术物联网技术架构信息物品技术自主网络技术智能应用技术物品标识技术物品控制技术物品传感技术自主控制技术自主管理技术智能决策技术智能融合技术C3-物联网应用技术信息物品技术主要指物品的标识、传感和控制技术，也就是指现有的数字化技术。信息网络技术属于物理世界与网络世界融合的接口技术。目前，国际上研究的网络化物理系统（CPS）就是属于信息物品技术。如果把人也看作是一个物品，则信息物品技术也包括了佩戴式计算装置技术。C3-物联网应用技术欧洲物联网研究者一般把射频标识（RFID）技术、近距离通信（NFC）、无线传感器和执行器网络（WSAN）作为构成连接现实世界与数字世界的基本技术；北美研究网络化物理系统（CPS）的研究者通常把嵌入式系统作为现实世界与网络系统关联的基本技术。这种差异源于研究角度的差异。C3-物联网应用技术RFID技术属于物品标识技术，NFC属于物品感知类技术，WSAN属于物品感知和控制类技术。如果需要实现物品感知和控制，都需要运用嵌入式系统技术。C3-物联网应用技术自主网络就是具备自管理能力的网络系统，自管理能力具体表现为自配置、自愈合、自优化、自保护能力。从物联网未来应用需求看，需要扩展现有自主网络的定义，使得自主网络具备自控制能力。物联网中的自主网络技术包括自主管理技术和自主控制技术。自主网络管理类技术包括：网络自配置技术、网络自愈合技术、网络自优化技术、网络自保护技术，自主网络控制类技术包括：基于空间语义的控制技术、基于时间语义的控制技术。C3-物联网应用技术支撑物联网的自主网络应该是具有自主网络能力的因特网。这样，自主网络技术应该是具有自主网络能力的因特网技术。这种技术属于下一代因特网技术。下一代因特网技术将把“任何时间、任何地点传递任何类型信息”的理念扩展到“任何时间、任何地点，连接任何物品，传递任何类型信息”，并且未来的因特网传递的大量信息是来自于物品的信息，这就需要因特网具有自配置、自愈合、自优化和自保护的自主管理能力，以及具有时间语义和空间语义处理的自主控制能力。C3-物联网应用技术承载物品信息传递的因特网已经不再是传统意义上的因特网，它必须保证查询物品状态信息具有时间标记和空间标记，操纵物品的指令必须是具有时间和空间语义的指令。这就要求承载物品信息传递的因特网具有与物理世界关联的时钟体系和坐标体系，这是下一代因特网必须扩展的能力。这类因特网称为物理化网络系统（PCS）。物联网不仅需要侧重于物品端的CPS技术，同时还需要侧重于虚拟网络世界端的PCS技术。物联网技术的发展将改变学术界和工业界对下一代网和下一代互联网的认识，一定会打破因特网仅仅是端到端的数据传输管道的观点，真正把当前对互联网技术的研究推进到下一代互联网技术研究的轨道上。C3-物联网应用技术物联网把现代社会的人和物都包罗在系统中，所以，物联网的应用涉及到社会的各行各业。物联网的应用可以分成：交通与后勤类应用、医疗类应用、智能环境类应用、个人与社会类应用，以及未来类应用。未来类应用是指在目前尚不具备部署条件的应用，包括机器人出租车、智慧城市等；交通与后勤类应用包括物流和仓储管理，轨道交通、公路和航空的辅助驾驶系统，面向公共交通工具、基于个人标识自动缴费的移动购票系统，环境监测系统，以及电子导航地图；医疗类应用包括医疗对象的跟踪、身份标识和验证、身体症状感知，以及数据采集系统；智能环境类应用包括舒适的家庭/办公环境的智能控制，工厂的智能控制，博物馆和体育馆的智能控制应用；个人与社会类应用包括人与人之间实时交互网络、物品轨迹或人的行踪的历史查询、遗失物品查找，以及防盗等应用。C3-物联网应用技术物联网应用中特有的技术是智能应用技术，其中包括智能数据融合和智能决策控制技术。智能数据融合技术包括基于策略的数据融合、基于位置的数据融合、基于时间的数据融合、基于语义的数据融合；智能决策控制技术包括基于智能算法的决策、基于策略的决策、基于知识的决策，这些决策技术需要数据挖掘技术、知识生成、知识更新、知识检索等技术的支撑。智能应用技术涉及到传统的人工智能方面的理论和算法，并且融入了现代网络环境下的智能控制理论和方法，这类技术的研究和开发，有可能突破桎梏人工智能发展的理论障碍，使得人类进入智能化时代。C3-物联网应用技术CPS（CyberPhysicalSystems）中文译为信息物理融合系统，是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C技术——即计算（Computation）、通信（Co