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物联网导论讲授：王洪君山东大学信息科学与工程学院课程内容：专业前导性的课程物联网的应用、技术、服务、知识体系专业包括的内容。课程目的物联网的最终目的，是为人类提供更好的智能服务，满足人们的各种需求，让人们享受美好的生活本课程的目的，是使同学们对物联网技术有一个较为概括的了解物联网工程师具备的职业素质：先学做人，再学知识，后学处事，养成健全人格，在学习过程中强调动手能力与开放思维。学习要求：独立完成作业认真参与认识性实验学习方法：强调动手能力与开放思维作业、考核考核分报告和实验两种形式期末报告成绩占50%平时、实验成绩占50%答疑通信方式李绍林：88364811—88815054151789王洪君：88361656hjw@sdu.edu.cn课程网站（建设中）•疑问：物联网是什么？疑问：物联网是什么？思考：物联网从何来？“摩尔定律”与“十五年周期定律”IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点，认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确，人们把它称为“十五年周期定律”。IBM希望“智慧的地球”战略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技革命。1965年前后的“大型机”；1980年前后的“个人计算机”；1995年前后的“互联网”；2010年前后“物联网”。在当下的“15年”，一场新的变革正悄然兴起，那就是“物联网”。有人将2010年称为“物联网元年”讨论：物联网起因？第1章--2个学时，物联网概述第2章--4个学时，物联网应用案例（建议结合学校特色和行业优势讲授）第3章--4个学时，物联网的支撑技术第4章--2个学时，软件服务与信息处理第5章--2个学时，知识体系与课程安排（建议结合学校特色和行业优势讲授）第6章--2个学时，物联网工程师的合格人才标准综合案例为4个学时(实验4个学时)教学计划物联网概念的形成物联网的定义1.11.21.3第一章绪论物联网的三大推动力1.1物联网概念的形成MarkWeiser（1952-1999）前施乐公司首席科学家1991年在权威杂志《美国科学》发表文章预测：计算机将最终“消失”，演变为在我们没有意识到其存在时，就已融入人们的生活中的境地”Weiser观点的革命性一是计算机将发展到与普通事物无法分辨为止：形态上“普物化”功能上“泛在计算”二是网络将无所不在地融入人们生活中：泛在网计算机与网络飞速发展，不断印证Weiser的预言按计算机的使用情况2005ITU数据计算机历史的三次浪潮大型机时代：许多人共享一台笨重的机器。PC时代：一人一PC。后PC时代：一人多PC按联网设备的主导形态分为四个阶段主机、大型机的联网，其体积庞大，运行条件苛刻，专业人员操作且人机界面友好性差台式机、笔记本的联网，普通人经过培训即可操作嵌入式智能物件等与日常生活密切相关设备的互感、互联、互通。以手机为代表的各类移动设备的互联，无需培训即可操作，界面简单友好。计算机技术将和谐的融入生活中。为人所用，不为人知！物联网概念的核心内容物联网概念的提出物联网的定义1.2物联网的定义1.2.1物联网概念的提出概念起源麻省理工学院Ashton教授于1999年最早提出，其理念是基于射频识别技术(RFID)、电子代码(EPC)等技术，在互联网的基础上，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网，即物联网。《ITU互联网报告2005：物联网（TheInternetofThings）》无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到公路设施等都可以通过互联网进行数据交换。无线射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术等将得到更加广泛的应用。物联网概念比较正式的提出目前物联网还没有一个精确且公认的定义，这是因为：1、理论体系没完全建立，认识不深入2、物联网与互联网、移动通信网、传感网等都有密切关系，不同领域研究者对物联网思考所基于的出发点各异，短期内没达成共识。但从物联网本质分析，它是信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，是将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用实现人与物对话，创造智慧的世界。被称为信息产业第三次浪潮。第一次：PC机时代第二次：互联网时代第三次：物联网时代本质体现：一、互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络二、识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别、物物通信的功能三、智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点1.2.2物联网的定义2010年温总理在十一届人大三次会议上所作政府工作报告中对物联网做了这样的定义：物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。欧盟定义：将现有的互联的计算机网络扩展到互联的物品网络。国际电信联盟(ITU)的定义：物联网主要解决物品到物品(ThingtoThing,T2T),人到物品(HumantoThing,H2T),人到人(HumantoHuman,H2H)之间的互连。物联网（TheInternetofthings，IOT）的基本定义通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品通过有线与无线方式与互联网连接，进行通信和信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物物相连的互联网全面感知利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取可靠传送通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享智能处理利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制主要特征物联网的两层含义：第一，物联网与计算机网络有关，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络；第二，物联网中的信息终端已不再局限于人或电脑，而是延伸到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。一个茶盅自从其在工厂里诞生的那一刻就内置一个可以被自动识别的RFID芯片，从其走下流水线到走进沃尔玛商场，其间的每一步，都能够在任意一台联网的电脑上查到其位置和状态。我们在沃尔玛商场里拿到这个茶盅放进自己的购物车，直接走出沃尔玛的大门，并不需要站在一条人龙后面排队等待沃尔玛的服务生为我们一一结帐。大门上的检测器会自动结算，这件茶盅和相应的价格会自动出现在大门侧栏的显示屏上。同时它也检测出我口袋里的信用卡卡号，然后显示出：我们将从你的招行信用卡（尾号4567）里扣除5块人民币。同样是一个茶盅，星巴克从一家工厂里定制了它。它在星巴克的小店里将会履行这样的职责：当一个客人把一杯咖啡喝完时，这个茶盅会自动通知柜台主控电脑：5号桌区域的客人已经喝完咖啡，我想应该有人来为他续杯了。当然，续杯之后，也不需要客人现场掏钱，只要他口袋里有一张同样联网的信用卡就行。第一大推动力：政府第二大推动力：企业第三大推动力：教育界与科技界1.3物联网的三大推动力美国总统奥巴马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”。第一大推动力：政府“互联网＋物联网＝智慧的地球”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。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：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。日本u-Japan战略，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。韩国也实现了类似的发展。配合u-Korea推出的u-Home是韩国的u-IT839八大创新服务之一。智能家庭最终让韩国民众能通过有线或无线的方式远程控制家电设备，并能在家享受高质量的双向与互动多媒体服务。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。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”。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。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※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：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《江苏省物联网产业发展规划纲要（2009-2012）》文件重点技术研究内容：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37重点产业物联网核心产业、物联网支撑产业、物联网带动产业。希望利用物联网大规模产业化和应用实现对传统产业的重大变革。重点推进带动效应明显的现代装备制造业、现代农业、现代服务业、现代物流业等产业的发展。38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39上海推进物联网产业发展行动方案抓住历史机遇，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；40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。41上海确定物联网技术研究的重点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42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43山东省物联网产业发展规划纲要(2011—2015)重点技术研究内容：•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重点产业物联网核心产业物联网支撑产业物联网带动产业物联网网络运营和服务产业。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46IBM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。第二大推动力：企业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