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第二章物联网发展动力及架构张光河Email:guanghezhang@163.comWebsite:大纲•物联网发展的推动力•物联网架构3物联网发展三大推动力•政府•企业•教育界•科技界4政府：美国•美国总统奥巴马2009年1月20日就职美国第44任总统，1月28日为了摆脱经济危机阴影的笼罩，提出了两项国家新战略计划——新能源和“物联网”•奥巴马期望利用“智慧的地球”来刺激经济复苏，把美国经济带出低谷。5政府：欧盟•欧盟2009年6月制定物联网行动方案，推出物联网标准战略，确保物联网的可信度、接受度和安全性。6欧盟：物联网行动方案•2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域•2010－2015年实现物与物之间的互联•2015－2020年进入半智能化•2020年之后实现全智能化7日本：u-Japan战略•2004年提出，希望实现从有线到无线、从网络到终端、包括认证、数据交换在内的无缝链接泛在网络环境，100％的国民可以利用高速或超高速网络。8韩国：u-Korea•2006提出，u-Korea旨在建立无所不在的社会（ubiquitoussociety），即通过布建智能网络（如IPv6、BcN、USN）、推广最新的信息技术应用（如DMB、Telematics、RFID）等信息基础环境建设，让韩国民众可以随时随地享有科技智能服务。•目的：除运用IT科技为民众创造食、衣、住、行、体育、娱乐等各方面无所不在的便利生活服务之外，也希望通过扶植韩国IT产业发展新兴应用技术，强化产业优势与国家竞争力。9其它国家•澳大利亚、新加坡、法国、德国等其他发达国家也加快部署了下一代网络基础设施的步伐，全球信息化正在引发当今世界的深刻变革。10中国：2009年•2009.8.7中国国务院总理温家宝调研无锡时，对无锡传感中心高度关注，提出把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法并指出：在传感网发展中•早一点谋划未来•早一点攻破核心技术11中国：2009年•温家宝2009年11月3日上午在人民大会堂首都科技大会上强调要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。12中国：2010•2010年3月5日在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告时指出，大力培育战略性新兴产业。积极推进“三网”融合取得实质性进展，加快物联网的研发应用。13中国：2011•2011年3月5日在十一届全国人大四次会议上作政府工作报告时指出：加快发展节能环保、电子信息、物联网、新能源等战略性新兴产业，提升改造生物医药等四大高新技术优势行业，组织企业实施科技攻关14其它政策•2010年9月，物联网技术作为新一代信息技术的重要组成部分而被列为国家重点培育的中国的战略性新兴产业……•国家“十二五”规划明确提出，物联网将会在十大领域重点部署15战略性新兴产业•以科技创新为基础、技术密集、能够形成新的经济增长点并对国民经济发展具有带动作用的产业，其基本特征是附加值高、能源原材料消耗少、产业关联度高、技术渗透性强、有广泛的和潜在的市场需求。16中国七大战略性新兴产业•节能环保产业•新一代信息技术产业•生物产业•高端装备制造产业•新能源产业•新材料产业•新能源汽车产业17节能环保产业•重点开发推广高效节能技术装备及产品，实现重点领域关键技术突破，带动能效整体水平的提高。加快资源循环利用关键共性技术研发和产业化示范，提高资源综合利用水平和再制造产业化水平。示范推广先进环保技术装备及产品，提升污染防治水平。推进市场化节能环保服务体系建设。加快建立以先进技术为支撑的废旧商品回收利用体系，积极推进煤炭清洁利用、海水综合利用。18新一代信息技术产业•加快建设宽带、泛在、融合、安全的信息网络基础设施，推动新一代移动通信、下一代互联网核心设备和智能终端的研发及产业化，加快推进三网融合，促进物联网、云计算的研发和示范应用。着力发展集成电路、新型显示、高端软件、高端服务器等核心基础产业。提升软件服务、网络增值服务等信息服务能力，加快重要基础设施智能化改造。大力发展数字虚拟等技术，促进文化创意产业发展。19生物产业•大力发展用于重大疾病防治的生物技术药物、新型疫苗和诊断试剂、化学药物、现代中药等创新药物大品种，提升生物医药产业水平。加快先进医疗设备、医用材料等生物医学工程产品的研发和产业化，促进规模化发展。着力培育生物育种产业，积极推广绿色农用生物产品，促进生物农业加快发展。推进生物制造关键技术开发、示范与应用。加快海洋生物技术及产品的研发和产业化。20高端装备制造产业•重点发展以干支线飞机和通用飞机为主的航空装备，做大做强航空产业。积极推进空间基础设施建设，促进卫星及其应用产业发展。依托客运专线和城市轨道交通等重点工程建设，大力发展轨道交通装备。面向海洋资源开发，大力发展海洋工程装备。强化基础配套能力，积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备。21新能源产业•积极研发新一代核能技术和先进反应堆，发展核能产业。加快太阳能热利用技术推广应用，开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场。提高风电技术装备水平，有序推进风电规模化发展，加快适应新能源发展的智能电网及运行体系建设。因地制宜开发利用生物质能。22新材料产业•大力发展稀土功能材料、高性能膜材料、特种玻璃、功能陶瓷、半导体照明材料等新型功能材料。积极发展高品质特殊钢、新型合金材料、工程塑料等先进结构材料。提升碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等高性能纤维及其复合材料发展水平。开展纳米、超导、智能等共性基础材料研究。23新能源汽车产业•着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术，推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。同时，开展燃料电池汽车相关前沿技术研发，大力推进高能效、低排放节能汽车发展。24十大领域•智能电网•智能交通•智能物流•智能家居•环境与安全检测•医疗健康•国防军事•精细农牧业•金融与服务业•工业与自动化控制25江苏省物联网产业发展规划物联网产业发展规划纲要（2009-2012）•RFID与传感器节点技术•物联网组网与协同处理技术•物联网系统集成技术•物联网应用抽象及标准化技术•物联网共性支撑技术26江苏省物联网应用示范工程•智能工业•智能环保•城市智能交通•智能灾害防控•智能农业•智能公共安全•智能医护•智能物流•智能电网•智能家居27上海物联网规划•抓住历史机遇，坚持高端发展、差别发展、创新发展、协同发展的原则；•发挥和提升现有通信网、互联网和广播网等网络基础设施的作用；•突破传感器、控制芯片、短距离无线通信、组网和协同处理、数学建模、系统集成、数据管理和挖掘、协同控制等物联网核心技术；28上海物联网规划•推进环境监测、物流管理等10个应用示范工程，创新商业模式；•推进物联网传感设备、通信设备产业化与信息服务业协同发展，促进物联网应用市场和产业链形成；•推进嘉定、浦东等物联网产业化基地建设；•提升上海在国内物联网产业的引领地位，抢占物联网产业链的高端。29上海重点发展物联网技术•先进传感器•核心控制芯片•短距离无线通信技术•组网和协同处理•系统集成和开放性平台技术•海量数据管理和挖掘30上海应用示范工程•环境监测•智能安防•智能交通•物流管理•楼宇节能管理•智能电网•医疗•精准控制农业•世博园区•应用示范区和产业基地31山东省物联网产业发展规划•射频识别技术和传感节点技术•组网与协同处理技术•物联网软件、应用集成及智能计算处理技术共性支撑技术•物联网网络与信息安全技术32山东省示范工程•智能工业•数字农业•智能物流•智能电网•智慧矿山•智能交通•数字节能环保•智能城市管理•数字公共安全•智慧医疗•智能家居•智能建筑33企业•IBM公司智慧地球的概念•中国移动34IBM公司智慧地球的概念•将感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并通过超级计算机和云计算组成物联网，实现人类社会与物理系统的整合。•通过在基础设施和制造业上大量嵌入传感器，捕捉运行过程中各种信息，通过无线传感器网接入互联网，通过计算机分析处理发出指令，反馈给传感器，远程执行指令，以达到提高效率、更大的效益的目的。•控制的对象小到控制一个开关、可编程控制器、发电机，大到控制一个行业的运行过程。35中国移动规模优势中国移动通信业的引领者全球规模最大的移动通信运营商，客户数超过2亿2000年进入财富500强，排名336位，2004年排名242位中国移动网络优势国内唯一专业移动通信运营商世界移动通信主流技术的代表建立了覆盖全国的精品网络服务优势遍布全国的服务营销网络专业的服务团队方便快捷的电子化服务资源优势良好的合作机制强大的合作团队：300家服务提供商众多的业务应用：超过1万项36中国电信物联网方案系统集成商从“孤岛”到“整体解决方案”的升华；用户房产商工作建议一：家庭互联、信息汇聚运营商、终端制造商共同制定网关和家庭信息终端的互连标准、开发适配模块，将各个信息孤岛连通，汇聚家庭信息，打通双向网络通路工作建议二：服务体系运营商、内容服务提供商、系统集成商共同制定平台服务标准，为第三方服务集成商开放平台能力接口，打造融合家庭控制、多媒体信息和通信于一体的家庭信息化服务平台应用示范、商业模式共同开发符合互通标准的数字家庭设备，构建数字家庭服务平台，组织应用示范；在实施过程中探索商业模式，形成服务商、内容商、运营商、终端商等的共赢软件开发商内容提供商终端制造商37物联网管理平台物联网管理平台移动POS金融供应链智能运输工业自动化智能建筑消防公共安全环境保护气象数字化医疗遥感勘测军事农业林业水务电力煤炭石化物流、零售、自动服务设备、安全、节能生产、安全、防灾、水电油气防火、勘察、报警污染检测、报警水质、水量、污染、安全大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪抄表、监控、节能设备、临床、辅助诊断、病程险情、油井、运输、管线联动、消防栓、定位、调度照明、信号、应急、灾害、识别大地勘测、森林、地震、海洋侦查、监控、定位、评估降水、防洪、远程设备交易、订单、跟踪、识别通风、瓦斯、救灾定位库存、车队、监控、导航、识别、货物电子支付、实时信息38教育界•2010年3月9日教育部网站发出通知：我国拟针对互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等国家决定大力发展的重要战略性新兴产业，在高校本科教育阶段设立相关专业。这其中就包括增设物联网专业，以期为重要战略性新兴产业——物联网相关产业培养高素质人才。39科技界：国家物联网发展专项资金•国家物联网发展专项资金50亿，将重点支持物联网技术研发类、产业化类、应用示范与推广类、标准研制与公共服务类等四类物联网项目，其中，技术研发类项目重点支持智能传感器、超高频和微波RFID、传感器网络和节点等感知技术，物联网应用中间件、嵌入式系统、海量数据存储与处理等应用技术，物联网信息安全、标识编码、频谱等共性技术的研发；产业化类项目重点支持传感器、二维条码识读设备、M2M设备、应用软件、信息安全等关键产品的中试和规模化生产。40科技界：重大专项•《国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。•973、863等均有支持41典型的物联网体系架构42物联网感知层•感知层是实现物联网全面的感知的核心能力•是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分•关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本的问题43物联网网络层•广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施•是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分•关键在于为物联网应用特征进行优化和改进，形成协同感知的网络44物联网应用层•提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标•将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集•关键在于行业融合、信息资源的开发利