第2章 触摸世界联网

新一代信息技术导论第二章触摸世界联网2.1物联网概述第二章触摸世界物联网物联网概念物联网的发展与形成物联网的三大特征2.1物联网概述第二章触摸世界物联网物联网是什么？2.1物联网概述2.1.1物联网概念第二章触摸世界物联网物联网的英文名称为“TheInternetofThings”，简称IOT。由该名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”从网络结构上看，物联网就是通过Internet将众多信息传感设备与应用系统连接起来并在广域网范围内对物品身份进行识别的分布式系统。第二章触摸世界物联网物联网的概念是由麻省理工Auto-ID研究中心于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。2.1物联网概述2.1.1物联网概念第二章触摸世界物联网目前较为公认的物联网的定义是：通过射频识别（RFID）装置，红外传感器，全球定位系统GPS，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2.1物联网概述2.1.1物联网概念第二章触摸世界物联网RFID红外传感器GPS2.1物联网概述2.1.1物联网概念第二章触摸世界物联网当每个而不是每种物品能够被唯一标识后，利用识别、通信和计算等技术，在互联网基础上，构建的连接各种物品的网络，就是人们常说的物联网。2.1物联网概述2.1.1物联网概念第二章触摸世界物联网

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：要有相应信息的接收器要有数据传输通路要有一定的存储功能要有CPU要有操作系统2.1物联网概述2.1.1物联网概念第二章触摸世界物联网

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：要有专门的应用程序要有数据发送器遵循物联网的通信协议在世界网络中有可被识别的唯一编号2.1物联网概述2.1.1物联网概念有相应信息的接收器有数据传输通路有一定的存储功能第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.1物联网概念有CPU操作系统有专门的应用程序第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.1物联网概念有数据发送器遵循物联网通信协议可被识别的唯一编号第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.1物联网概念第二章触摸世界物联网物联网的发展与形成2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成第二章触摸世界物联网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，并未受到重视。2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成第二章触摸世界物联网1999年，美国麻省理工学院的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”这个词语。事实上，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。2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成第二章触摸世界物联网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。2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成第二章触摸世界物联网2004年，2004年日本总务省（MIC）提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会。日本正式进军物联网。2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成第二章触摸世界物联网2005年，经过工业界和学术界的共同努力，物联网终于大放异彩。这一年，国际电信联盟发布了题为《ITU互联网络报告2005：物联网》的报告，物联网概念开始正式出现在官方文件中。2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成第二章触摸世界物联网从此以后，物联网获得跨域式发展，美国、中国、日本以及欧洲一些国家纷纷将发展物联网基础设施作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。2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成第二章触摸世界物联网2009年8月，温家宝总理视察无锡中科院物联网研究发展中心时指出并强调，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。2010年，世界物联网大会在无锡召开2011年，中国物联网产业市场规模达到2600亿元2012年，中国发布《物联网“十二五”发展规划》，中国物联网标准通过国际组织审议2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成物联网发展与形成一览图第二章触摸世界物联网最全的物联网产业链全景图及龙头企业代表2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成硅谷投资公司FirstMark发布了2016年物联网产业分布图（InternetofThingsLandscape），从这张图中，我们除了看到谷歌、苹果、亚马逊、微软等国际巨头企业，同样看到了中国移动、中国联通、华为、富士康等国内厂商，这也意味着物联网领域正在不断地扩张。第二章触摸世界物联网2016年物联网（IOT）产业分布图2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成第二章触摸世界物联网基础设施层2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成硬件：芯片处理器、传感器、充电设备、配件；软件：云平台、移动操作系统第二章触摸世界物联网通讯部分2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成通信：网络协议、M2M（人机、机器之间的通信协议）、电信服务商、WiFi第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成第三方合作第三方合作伙伴：工业设计与顾问、标准化联盟、零售商、代工厂、创业孵化器、众筹及投资机构。第二章触摸世界物联网平台层2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成平台：软件、全栈性能管理、开发者工具、分析工具、传感器分布网络、网络连接、信息安全、开源平台第二章触摸世界物联网人机交互2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成人机交互:虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、其他智能型人机交互设备第二章触摸世界物联网3D部分2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成3D扫描及打印、3D内容设计及发布平台第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成个人应用：可穿戴设备、运动健身、健康、娱乐应用、体育、玩具、亲子、关爱老人第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成智能家居：家庭自动化、智能路由、安全监控、智能厨房、家庭机器人、传感检测、智能宠物、智能花园、跟踪设备；智能交通：车联网、智能自行车/摩托车(头盔设备)、无人驾驶、无人机、太空探索；第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成企业应用：医疗保健、零售、支付/信用卡、智能办公室、现代农业、建筑施工；产业互联网：现代制造、能源工业、供应链、工业机器人、工业可穿戴设备（智能安全帽等）第二章触摸世界物联网物联网的发展跟互联网是分不开的，主要两个层面的意思：第一，物联网的核心和基础依然是互联网，他是在互联网的基础上的延伸和扩展；2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成第二章触摸世界物联网第二，物联网是比互联网更加庞大的网络，其网络连接延伸到了任何物品与物品之间，这些物品可以通过各种信息传感设备与互联网连接在一起，进行更为复杂的信息交换和通信2.1物联网概述2.1.2物联网的发展与形成2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征第二章触摸世界物联网物联网的三大特征第二章触摸世界物联网一般认为，物联网有以下三大特征：1）全面感知利用RFID，传感器，二维码等随时随地获取和采集物体信息。感知包括传感器的信息采集、协同处理、智能组网，甚至信息服务，以达到控制、指挥的目的。2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征感知方式（部分）感知信息语音图像温度湿度射频信号二维码......第二章触摸世界物联网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的传递给用户。在这一过程中，通常需要用到现有的电信运行网络，包括无线和有线网络。由于传感器网络是一个局部的无线网，因而无线移动通信网、3G网络是作为承载物联网的一个有力的支撑。2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征传输方式第二章触摸世界物联网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。2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征智能处理-服务器

各种类型的服务器与机房中的服务器第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征智能处理-服务器

典型的机架式服务器第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征智能处理-服务器

刀片服务器第二章触摸世界物联网物联网概念模型物联网接入网下一代互联网射频识别传感网条码二维码全球定位系统短距无线网络2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征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台。第二章触摸世界物联网2.1物联网概述2.1.3物联网的三大特征误区之三，认为物联网就是物物互联的无所不在的网络，因此认为物联网是空中楼阁，是目前很难实现的技术。误区之四，把物联网当成个筐，什么都往里装；基于自身认识，把仅仅能够互动、通信的产品都当成物联网应用。新一代信息技术导论第二章触摸世界联网2.2物联网技术体系2.2物联网技术体系第二章触摸世界物联网物联网的技术概论物联网的层次结构物联网的感知层关键技术物联网的网络层关键技术物联网的应用层关键技术第二章触摸世界物联网物联网是典型的交叉学科，它所涉及的核心技术包括IPv6技术、云计算技术、传感技术、RFID智能识别技术、无线通信技术等。因此，从技术角度讲，物联网专业主要涉及的专业有:计算机科学与工程、电子与电气工程、电子信息与通讯、自动控制、遥感与遥测、精密仪器、电子商务等等。2.2物联网技术体系2.2.1物联网技术概论2.2物联网技术体系2.2.1物联网技术概论第二章触摸世界物联网●

欧盟于2009年9月发布的《欧盟物联网战略研究路线图》白皮书中列出13类关键技术，包括:标识技术、物联网体系结构技术、通信与网络技术、数据和信号处理技术、软件和算法、发现与搜索引擎技术、电源和能量储存技术等。

2.2物联网技术体系2.2.2物联网的层次结构第二章触摸世界物联网第二章触摸世界物联网感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。网络层主要实现信息的传递、路由和控制，包括延伸网、接入网和核心网，网络层可依托公众电信网和互璇网.也可以依托行业专用通信网络。2.2物联网技术体系2.2.2物联网的层次结构第二章触摸世界物联网

应用层类似于人类社会的“分工”

包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用，应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口，以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用。

2.2物联网技术体系2.2.2物联网的层次结构2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网1·RFID技术2·条形码3·传感器技术4·无线传感器网络技术5·产品电子码EPC第二章触摸世界物联网1.RFID技术

RFID(Radio

Frequency

Identification)，即射频识别，俗称电子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。通过射频信号自动识别对象并获取相关数据完成信息的自动采集工作,

RFID是物联网最关键的一个技术，它为物体贴上电子标签，实现高效灵活的管理。2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网●RFID基本

上是由3部分组成:

1)标签(Tag):由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象;

2)阅读器(Reader)或读写器:读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式;

3)天线(Antenna):在标签和读取器间传递射频信号。2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网●RFID标签打印机2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网●RFID手持机2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网●感应式读写器

2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网●

RFID工作原理（观看视频）

标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive

Tag,无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(Active

Tag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网2.条码技术

条形码是一种信息的图形化处理方法，可以把信息复制成条形码，然后用相应的扫描设备将其中信息输入到计算机中2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网●

条形码分为一维条码和二维条码，一维条形码将宽度不等的多个黑条和空白，按-

-定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。二维条形码是在二维空间水平和竖直方向存储信息的条形码。它的优点是信息容量大，译码可靠性高，纠错能力强，制作成本低，保密与防伪性能好。一维码二维码2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网3.传感器技术●传感器是指能感知预定的被测指标并按照一定规律转换成可用信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网●传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术传感器工作原理图第二章触摸世界物联网●物联网中传感器节点是在传感器基础上增加了协同、计算、通信功能构成了具有感知能力、计算能力和通信能力的传感器节点。智能化是传感器的重要特点，

嵌入式智能技术是实现传感器智能化的重要手段。2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网4.无线传感器技术●无线传感器网络(WSN,

wireless

sensor

network)多个功能节点之间通过无线通信形成一个连接的网络，这个网络我们称为无线传感器网络。它是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，以其低成本、微型化、低功耗和灵活的组网方式、铺设方式以及适合移动目标等特点受到广泛重视，是关系国民经济发展和国家安全的重要技术。

2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术无线传感器网络中主要包含两类节点：传感器节点：具有感知和通信功能的节点，在传感器网络中负责监控目标区域并获取数据，以及完成与其他传感器节点的通信，能够对数据进行简单的处理。Sink节点：又称为基站节点，负责汇总由传感器节点发送过来的数据，并作进一步数据融合以及其他操作，最终把处理好的数据上传至互联网。第二章触摸世界物联网2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术无线传感器网络三种常见拓扑结构星型拓扑：具有组网简单、成本低；但网络覆盖范围小，一旦sink节点发生故障，所有与sink节点连接的传感器节点与网络中心的通信都将中断。星形拓扑结构组网时，电池的使用寿命较长。网状拓扑：具有组网可靠性高、覆盖范围大的优点，但电池使用寿命短、管理复杂。树状拓扑：具有星形和网状拓扑的一些特点，既保证了网络覆盖范围大，同时又不至于电池使用寿命过短，更加灵活、高效。第二章触摸世界物联网2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术无线传感器网络的应用领域1、军事领域的应用在军事领域，由于WSN具有密集型、随机分布的特点，使其非常适合应用于恶劣的战场环境。利用WSN能够实现监测敌军区域内的兵力和装备、实时监视战场状况、定位目标、监测核攻击或者生物化学攻击等。第二章触摸世界物联网2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术2、辅助农业生产WSN特别适用于以下方面的生产和科学研究。例如，大棚种植室内及土壤的温度、湿度、光照监测、珍贵经济作物生长规律分析、葡萄优质育种和生产等，可为农村发展与农民增收带来极大的帮助。采用WSN建设农业环境自动监测系统，用一套网络设备完成风、光、水、电、热和农药等的数据采集和环境控制，可有效提高农业集约化生产程度，提高农业生产种植的科学性。第二章触摸世界物联网2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术3、在生态环境监测和预报中的应用在环境监测和预报方面，无线传感器网络可用于监视农作物灌溉情况、土壤空气情况、家畜和家禽的环境和迁移状况、无线土壤生态学、大面积的地表监测等，可用于行星探测、气象和地理研究、洪水监测等。基于无线传感器网络，可以通过数种传感器来监测降雨量、河水水位和土壤水分，并依此预测山洪爆发描述生态多样性，从而进行动物栖息地生态监测。还可以通过跟踪鸟类、小型动物和昆虫进行种群复杂度的研究等。第二章触摸世界物联网2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术4、在医疗系统和健康护理中的应用无线传感网技术通过连续监测提供丰富的背景资料并做预警响应，不仅有望解决这一问题还可大大提高医疗的质量和效率。无线传感网集合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信和分布式信息处理等技术，能够通过各类集成化的微型传感器协同完成对各种环境或监测对象的信息的实时监测、感知和采集。5.产品电子代码EPC第二章触摸世界物联网●EPC系统(物联网)是在计算机互联网和射频技术RFID的基础上，利用全球统标识系统编码技术给每一个实体对象个唯一

的代码，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网"Internet

of

things”。2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网●EPC系统主要由如下六方面组成:(1)

EPC编码标准(2)

EPC

标签口(3)

识读器

(4)

Savant

(神经网络软件)

(5)

对象名解析服务(Object

Naming

Service:

ONS)(6)

实体标记语言(Physical

Markup

Language

PML)

2.2物联网技术体系2.2.3物联网感知层的关键技术第二章触摸世界物联网1·ZigBee2·WIFI无线网络3·蓝牙技术4·GPS技术2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术第二章触摸世界物联网1.ZigBee●ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。●ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、时延短、网络容量大、可靠、安全。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术第二章触摸世界物联网●ZigBee设

备类型

1.

ZigBee协调器(Coordinator

)2.

ZigBee路由器

(

Router)

3.

ZigBee终端设备(End-device)

一个Zigbee网络由一个协调

器节点、多个路由器和多个终端设备节点组成。2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术第二章触摸世界物联网2.WIFI无线网络

Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术第二章触摸世界物联网●WIFI突出优势:

其一，

无线电波的覆盖范围广其二，传输速度非常快

其三，厂商进入该领域的门槛比较低2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术第二章触摸世界物联网●Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi

Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE802.11标准的无线网路产品之间的互通性。

●802.11是IEEE(电子工程师协会)最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中，户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取。2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术第二章触摸世界物联网3.蓝牙技术

蓝牙，是一种支持设备短距离通信(-

般10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术第二章触摸世界物联网●蓝牙技术优势:稳定、全球可用、设备范围广、易于使用、通用规格。

2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术第二章触摸世界物联网●蓝牙应用----蓝牙耳机2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术1、手机中的解码芯片对MP3等音乐文件进行解码，产生数字信号并通过蓝牙发送给蓝牙耳机；2、蓝牙耳机接收数字信号，并通过蓝牙耳机内部的数模转换芯片，把它转换成人耳能听懂的模拟信号；3、将模拟信号进行放大，需要用到耳机内部的信号放大芯片；4、耳机单元接收放大后的信号并发出声音，此时耳朵便听到了音乐声。第二章触摸世界物联网4.GPS技术GPS

(Global

Positioning

System,全球定位系统)是利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。全球四大卫星导航系统:美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯“格洛纳斯”系统、欧洲“伽利略”系统、中国“北斗”系统。2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术第二章触摸世界物联网GPS技术应用2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术第二章触摸世界物联网2.2物联网技术体系2.2.4物联网网络层的关键技术第二章触摸世界物联网1·云计算技术2·软件和算法3·信息和隐私安全技术4·标识和解析技术2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术第二章触摸世界物联网1.云计算技术云计算具有弹性收缩、快速部署、资源抽象和按用量收费的特性，按照云计算的服务类型可以将云分为三层:

基础架构即服务、平台即服务、软件即服务。2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术第二章触摸世界物联网云计算的核心技术●虚拟化技术：最重要的核心技术之一。它为云计算服务提供基础架构层面的支撑，是ICT服务快速走向云计算的最主要驱动力

2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术第二章触摸世界物联网云计算的核心技术●分布式数据存储技术：将数据储存在不同的物理设备中，摆脱了硬件设备的现实，同时扩展性更好，能够更加快速、高效的处理海量数据，更好的相应用户需求的变化。储存节点2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术第二章触摸世界物联网云计算的核心技术●大规模数据管理：云计算不仅要保证数据的存储和访问，还要能够对海量数据进行特定的检索和分析。数据管理技术必须能够高效的管理大量的数据。

大数据2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术第二章触摸世界物联网云计算的核心技术●编程模式：云计算旨在通过网络把强大的服务器计算资源方便地分发到终端用户手中，同时保证高效、简捷、快速的用户体验。在这个过程中，编程模式的选择至关重要。2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术第二章触摸世界物联网云计算的核心技术●信息安全：在云计算体系中，安全涉及到很多层面，包括网络安全、服务器安全、软件安全、系统安全等2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术第二章触摸世界物联网云计算的核心技术●云计算平台管理：需要具有高效调配大量服务器资源，使其更好协同工作的能力，能够方便地部署和开通新业务、快速发现并且恢复系统故障、通过自动化、智能化手段实现大规模系统可靠的运营.2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术第二章触摸世界物联网●基础架构即服务位于最底层，该层提供的是最基本的计算和存储能力，在这其中自动化和虚拟化是核心技术。

●平台即服务位于三层服务的中间，该层涉及两个关键技术:基于云的软件开发、测试及运行技术和大规模分布式应用运行环境。

●软件即服务位于最顶层，该层涉及的关键技术:

Web2.0中的Mashup、应用多租户技术、应用虚拟化等技术。2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术第二章触摸世界物联网2.软件和算法软件和算法在物联网的信息处理和应用集成中发挥重要作用，是物联网智慧性的集中体现。这其中的关键技术主要包括面向服务的体系架构(SOA)和中间件技术，重点包括各种物联网计算系统的感知信息处理、交互与优化软件与算法、物联网计算系统体系结构与软件平台研发等。2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术第二章触摸世界物联网●面向服务的体系架构(Service-orientedArchitecture,SOA)是一

种松耦合的软件组件技术，它将应用程序的不同功能模块化，并通过标准化的接口和调用方式联系起来，实现快速可重用的系统开发和部署。

●中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术3.信息和隐私安全技术第二章触摸世界物联网●安全和隐私技术包括安全体系架构、网络安全技术、

“智能物体”的广泛部署对社会生活带来的安全威胁、隐私保护技术、安全管理机制和保证措施等。

●为实现对物联网广泛部署的"智能物体"的管理，需要进行网络功能和适用性分析，开发适合的管理协议。

2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术4.标识和解析技术第二章触摸世界物联网●是对物理实体、通信实体和应用实体赋予的或其本身固有的一个或-组属性，

并能实现正确解析的技术。

●物联网的标示主要包括物体标示和通信标示，物联网标识和解析技术涉及不同的标识体系、不同体系的互操作、全球解析或区域解析、标识管理等。2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术第二章触摸世界物联网●是对物理实体、通信实体和应用实体赋予的或其本身固有的一个或-组属性，

并能实现正确解析的技术。

●物联网的标示主要包括物体标示和通信标示，物联网标识和解析技术涉及不同的标识体系、不同体系的互操作、全球解析或区域解析、标识管理等。

2.2物联网技术体系2.2.5物联网应用层的关键技术新一代信息技术导论第二章触摸世界联网2.3物联网应用2.3物联网应用第二章触摸世界物联网01物联网的应用领域目录Contents02物联网与工业02物联网与物流第二章触摸世界物联网物联网的应用领域012.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域第二章触摸世界物联网

目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、日、韩等少数国家。其最初的研发方向主要是条形码、RFID等技术在商业零售、物流领域应用。而随着RFID、传感器技术、近程通信以及计算技术等的发展，近年来其研发、应用开始拓展到工业、物流、生物医疗等领域。2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域1.智慧物流智慧物流指的是以物联网、大数据、人工智能等信息技术为支撑，在物流的运输、仓储、运输、配送等各个环节实现系统感知、全面分析及处理等功能。当前，应用于物联网领域主要体现在三个方面，仓储、运输监测以及快递终端等，通过物联网技术实现对货物的监测以及运输车辆的监测，包括货物车辆位置、状态以及货物温湿度，油耗及车速等，物联网技术的使用能提高运输效率，提升整个物流行业的智能化水平。第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域2.智能交通智能交通是物联网的一种重要体现形式，利用信息技术将人、车和路紧密的结合起来，改善交通运输环境、保障交通安全以及提高资源利用率。运用物联网技术具体的应用领域，包括智能公交车、共享单车、车联网、充电桩监测、智能红绿灯以及智慧停车等领域。其中，车联网是近些年来各大厂商及互联网企业争相进入的领域第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域3.智能安防安防是物联网的一大应用市场，因为安全永远都是人们的一个基本需求。传统安防对人员的依赖性比较大，非常耗费人力，而智能安防能够通过设备实现智能判断。目前，智能安防最核心的部分在于智能安防系统，该系统是对拍摄的图像进行传输与存储，并对其分析与处理。一个完整的智能安防系统主要包括三大部分，门禁、报警和监控，行业中主要以视频监控为主。第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域4.智慧能源环保智慧能源环保属于智慧城市的一个部分，其物联网应用主要集中在水能，电能，燃气、路灯等能源以及井盖、垃圾桶等环保装置。如智慧井盖监测水位以及其状态、智能水电表实现远程抄表、智能垃圾桶自动感应等。将物联网技术应用于传统的水、电、光能设备进行联网，通过监测，提升利用效率，减少能源损耗。智慧垃圾桶智慧井盖第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域5.智能医疗在智能医疗领域，新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径，能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态（如心跳频率、体力消耗、血压高低等）进行监测，主要指的是医疗可穿戴设备，将获取的数据记录到电子健康文件中，方便个人或医生查阅。除此之外，通过RFID技术还能对医疗设备、物品进行监控与管理，实现医疗设备、用品可视化，主要表现为数字化医院。远程医疗智能医疗穿戴设备第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域6.智慧建筑建筑是城市的基石，技术的进步促进了建筑的智能化发展，以物联网等新技术为主的智慧建筑越来越受到人们的关注。当前的智慧建筑主要体现在节能方面，将设备进行感知、传输并实现远程监控，不仅能够节约能源同时也能减少楼宇人员的运维。亿欧智库根据调查，了解到目前智慧建筑主要体现在用电照明、消防监测、智慧电梯、楼宇监测以及运用于古建筑领域的白蚁监测。第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域7.智能制造智能制造细分概念范围很广，涉及很多行业。制造领域的市场体量巨大，是物联网的一个重要应用领域，主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上，包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。通过在设备上加装相应的传感器，使设备厂商可以远程随时随地对设备进行监控、升级和维护等操作，更好的了解产品的使用状况，完成产品全生命周期的信息收集，指导产品设计和售后服务；而厂房的环境主要是采集温湿度、烟感等信息。第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域8.智能家居智能家居指的是使用不同的方法和设备，来提高人们的生活能力，使家庭变得更舒适、安全和高效。物联网应用于智能家居领域，能够对家居类产品的位置、状态、变化进行监测，分析其变化特征，同时根据人的需要，在一定的程度上进行反馈。智能家居行业发展主要分为三个阶段，单品连接、物物联动和平台集成。其发展的方向是首先是连接智能家居单品，随后走向不同单品之间的联动，最后向智能家居系统平台发展。当前，各个智能家居类企业正在从单品向物物联动的过渡阶段。第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域9.智能零售行业内将零售按照距离，分为了三种不同的形式：远场零售、中场零售、近场零售，三者分别以电商、商场／超市和便利店／自动售货机为代表。物联网技术可以用于近场和中场零售，且主要应用于近场零售，即无人便利店和自动（无人）售货机。智能零售通过将传统的售货机和便利店进行数字化升级、改造，打造无人零售模式。通过数据分析，并充分运用门店内的客流和活动，为用户提供更好的服务，给商家提供更高的经营效率。第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域10.智慧农业智慧农业指的是利用物联网、人工智能、大数据等现代信息技术与农业进行深度融合，实现农业生产全过程的信息感知、精准管理和智能控制的一种全新的农业生产方式，可实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。物联网应用于农业主要体现在两个方面：即农业种植和畜牧养殖。第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域亚马逊无人机送货第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域UPS、FedEx都在测试无人机物流GoogleProjectWing在澳洲测试农场间派送药物和动物粮食第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.1物联网的应用领域中国淘宝网使用无人机派送货物第二章触摸世界物联网物联网与工业022.3物联网应用2.3.2物联网与交通第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.2物联网与工业1.智能工业工业4.0，比起前三次革命最大的不同，是智能。简单的两个字，背后，却是先进技术，互联网，大数据，传感网，协同，融合的智能。从人的脑中，扩散到计算机，机械设备，和网络中。工业4.0概念图第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.2物联网与工业1.智能工业工业通过智能生产方式制造智能产品，全面实现工厂的智能化。它将环境感知终端、移动通信等技术融入生产，提升效率、改善质量、降低成本与资源消耗，推动传统工业向智能化转型。智能工业物联网的典型应用包括嵌入式系统（智能传感器和执行器）、智能工厂（低成本自动化）、虚拟现实网络、云计算（实时大数据处理）以及信息和网络安全保障。物联网智能工业第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.2物联网与工业2.智能工业系统的结构在未来工厂中，生产机器能互相对话并与上游原料厂及时沟通。例如，果汁生产商接到紧急订单时，生产线可以灵活调整，优先处理重要订单，并根据库存情况协调原料补充。采购部门可以通过智能系统选择最优供应商，快速响应需求。这一切依靠智能工业架构，通过传感器、嵌入式技术和自动识别技术收集信息，再通过工业以太网和无线传感网将数据传输到PLC设备、机器人和智能机床，完成智能生产第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.2物联网与工业2.智能工业系统的结构信息物理生产系统（CPPS）是智能工业的核心，集成了计算与物理过程，通过嵌入式计算机和网络监测与控制物理环境。CPPS将CPS应用于制造，构建智慧工厂。按照物联网典型架构，CPPS分为三层结构：感知层：负责采集生产物料与设备信息或进行控制。网络层：用于实现工业对象之间的信息传输。应用层：提供各类生产产品的操作与管理。该系统通过互联网连接企业资料管理系统与智能商务系统，提升生产效率。第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.2物联网与工业2.智能工业系统的结构感知层生产服务，生产系统感知层通过各种传感器技术，嵌入式技术，自动识别技术的，实现对生产工业线的信息采集获取，从而实现，智能工业的全面感知，通过PLC设备、工业机器人、智能机床，对产品进行智能生产。第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.2物联网与工业2.智能工业系统的结构生产系统的网络层，通过路由器工业交换机，串口服务器工业网络设备，将感知层采集的各种数据传输到应用层，由于感知层感知设备和控制设备的多样性。智能工业系统通过各种网络接入技术，实现信息传输，包括GPRS3G，4G等蜂窝网络，WIFI，ZigBee等无线局域网络，或工业以太网等，从而实现工业生产线上对象间的智慧连接。网络层第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.2物联网与工业2.智能工业系统的结构应用层主要由物理系统和虚拟的信息系统组成，物理过程与信息系统的分析计算相互合作，提高生产系统的效率和效益，减少资源的消耗，在产品设计阶段就进行虚拟的制造和产品测试，如图所示。第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.2物联网与工业3．智能工业的关键技术智能工业的关键技术包括工业机器人、3D打印和柔性制造等，涉及物联网的感知层、网络层和应用层。智能工业是物联网与先进制造技术结合的典型应用，推动了智能化制造体系的发展。这一体系融合了8种技术：泛在感知、制造信息处理、虚拟现实、人机交互、空间协同、平行管理、电子商务和系统集成制造技术。智能化的制造体系第二章触摸世界物联网物联网与物流032.3物联网应用2.3.3物联网与农业第二章触摸世界物联网1．物联网智能物流2.3物联网应用2.3.3物联网与物流智能物流全过程智能物流通过集成智能化技术，使物流系统具备思维、感知、学习和推理能力，能够自主解决部分物流问题。智能物流贯穿生产、配送、运输、销售及追溯全流程，优化资源、提高效率，解决当前物流业中的低效运输、资源利用不足、无法预测业务量等问题。发展智能物流已成为趋势，其应用包括全程商品跟踪与管理，确保各环节的高效运行。智能物流的全过程如图所示。第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.3物联网与物流2．智能物流的特点智能物流主要具有信息化、自动化、网络化、集成化和智能化这五大特点，具体介绍如下。（1）信息化（2）自动化（3）网络化（4）集成化（5）智能化第二章触摸世界物联网2.3物联网应用2.3.3物联网与物流3．智能物流的发展现状物联网技术应用于物流领域智能产品追溯网络系统技术和政策已趋成熟，广泛应用于医药、农产品、食品和烟草等行业。该系统将生产、包装、运输、经销商、零售商和消费者连接起来，便于各环节的货物追踪、信息查询与管理，有效保障产品安全。第二章触摸世界物联网