物联网技术与应用44

JINHUAPOLYTECHNICJINHUAPOLYTECHNIC物联网技术及其应用寿康背景*2011年9月2日至4日中国(宁波)智慧城市技术与应用产品博览会(以下简称“智博会”)隆重举办，浙江省政府、工业和信息化部、国家标准化委员会签署了战略合作框架协议，三方将联合开展“智慧城市”建设试点工作，并支持宁波成为“智慧城市”国家综合试点城市。*我国物联网产业2012年市场规模已达到3650亿元，比此前一年增长38.6%，而今年连续的行业利好政策让投资者对物联网再度充满想象。新华社发布的《2010至2011年中国物联网发展年度报告》认为，保守预计到2015年，中国物联网产业将达到5000多亿元的规模，年均增长率为11%左右。*2013年由住建部组织召开的国家智慧城市试点创建工作会议1月29日在北京召开，会议公布了首批国家智慧城市试点名单共90个（温州市、金华市、诸暨市、杭州市上城区、宁波市镇海区）*2013年5月14日金华市委书记陈一新说网络经济转型升级“一号产业”*2013年6月12日，潘云鹤金华主讲《中国智能城市的建设》物联网概述123物联网技术基础知识物联网应用第一讲物联网概述第二讲物联网技术基础知识——RFID——无线传感器网络——网络技术——智能计算第三讲物联网技术的应用（生活、农业、交通等）第一讲物联网概述物联网概念综述12354物联网从何而来物联网三大推动力物联网整体体系构架总结什么是物联网？什么是物联网？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。(InternetofThings)。物联网（IoT）概念的提出2009年2008年2005年1998年MIT的KevinAshton第一次提出：把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成一个“物联网”ITU报告：物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络IBM提出：把传感器设备安装到各种物体中，并且普遍连接形成网络，即“物联网”，进而在此基础上形成“智慧地球欧洲物联网研究项目工作组制订《物联网战略研究路线图》，介绍传感网/RFID等前端技术和20年发展趋势物联网形式早已存在，统一意义上的物联网概念提出是在架构在互联网发展成熟的基础上物联网的三大推动力第一大推动力：政府第二大推动力：企业第三大推动力：教育界与科技界第一大推动力：政府美国总统奥巴马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”“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。第一大推动力：政府欧盟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。第一大推动力：政府日本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。第一大推动力：政府温家宝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。第一大推动力：政府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第一大推动力：政府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国家和地方政府支持物联网发展要点125634应用服务导向关键技术突破试点示范带动产业联盟推进基础设施先行产业园区辐射传感器技术和部件移动通信技术和芯片数字信号处理技术政府事务应用社会公共服务应用行业和企业专业应用公共安全、交通、环境生活服务、医疗卫生安全溯源、电网、物流政策法规和标准建设移动和宽带网络建设计算中心建设通过产业联盟的成立，推进产业快速发展争取科技重大专项，支持关键技术成果产业化通过产业园区建设，聚焦和强化产业力量物联网受到高度关注，“试点项目与投资趋向”和“参与产业联盟与争取重大专项”是关键第二大推动力：企业第三大推动力：教育界与科技界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。物联网整体体系架构物联网感知层网络连接统一IP协议关注IPv6IT和应用统一架构关注云计算RFID读写M2M终端传感器网摄像监控定位授时物联网网络层接入网络核心网络业务支撑平台物联网应用层行业应用平台行业应用系统物联网是一个以应用为导向，分工日渐清晰的产业，IPv6和云计算是核心基础架构发展方向智能家居智能城管智能交通智能电力智能医疗行业应用导向，完整解决方案交付产业链各环节定位，通用产品提供感知层是物联网全面感知的基础物联网感知层RFID标签和读写器M2M终端和传感器传感器网络和网关感知层实现方式摄像头和监控GPS/北斗定位授时智能家居网关感知层作用感知层突破方向感知和识别物体采集和捕获信息更敏感和更全面的感知能力解决低功耗的问题解决小型化和低成本问题RFID读写智能家居网关M2M终端传感器网络摄像头GPS/北斗传感器网关感知层是实现物的世界连接和感知的基础，必须考虑感知层的全面布局和发展重点产品策略无线上连&有线上连网络层是物联网无处不在的前提物联网网络层接入网：无线/光纤各种类型的接入形式核心网：统一IP协议上的大带宽的可靠网络业务支撑平台：业务统一管理部署和运营支撑网络层主要层次网络层作用网络层突破方向连接感知层和应用层随时随地的连接实现当前最成熟的部分扩展规模，以实现无处不在业务可扩展的管理运营能力简化结构，上下层面融合IP统一协议有效降低实现成本规模扩展带来IPv6的发展动力接入网络无线接入：2G/3G/LTE/WLAN/WiMax有线接入：光纤（PON）和铜线（xDSL）汇集承载：IP化传输网络（PTN/CE）核心网络&业务网关统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制边缘业务控制实现业务感知、控制和策略转发CPE业务平台鉴权平台计费平台经营分析平台业务支撑平台提供终端和业务的通道和联动控制逻辑实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展针对客户提供用户自定义业务环境和接口网络层是物联网成为普遍服务前提，必须关注规模扩展机遇，重点是接入网络和业务支撑平台应用层是物联网智能处理的中枢物联网应用层智能家居智能交通智能城管应用层主要应用方向应用层作用应用层突破方向信息技术与行业专业技术结合实现广泛智能化应用的解决方案集合信息技术与行业的深度融合信息的社会化共享和安全保障基于云计算的应用整体架构智能电力智能医疗智能通信服务云计算是应用大规模部署关键云计算资源云计算业务计算能力存储能力全局控调SaaSPaaSIaaS云计算的意义适应业务量增长不确定性的弹性架构体系适应海量数据计算和存储的低成本曲线的架构适应开放式的应用提供和部署环境IT架构和商业模式转变的关键物联网应用发展六热点大领域智能家居智能电力智能交通智能医疗智能城管智能通信服务六大热点涵盖了主要应用集和投资方向应用层是物联网的智能中枢，必须关注云计算新架构应用和聚焦方向的应用方案集合的提供主导商业模式和行业利益竞争的挑战物联网当前主流商业模式运营商网络行业客户自建架构和应用运营商提供网络M2M终端传感网关行业应用系统运营商行业客户带宽租用透明通道优点：最符合行业特点的应用体系缺点：最初级的应用形式缺乏扩展能力的架构阻碍实现泛在聚合运营商主导的商业模式开放式均衡发展的商业模式运营商行业客户带宽+应用租用提供通道+应用运营商网络运营商提供网络、架构和应用M2M终端传感网关行业应用系统业务支撑平台优点：可扩展的架构和应用体系有利于实现泛在聚合缺点：复杂的架构和应用体系无法满足所有应用的需求产业唯一核心阻碍产业发展优点：可扩展的架构和应用体系有利于实现泛在聚合可满足所有应用需求缺点：产业链、架构应用体系复杂运营商行业客户带宽+应用/带宽通道/通道+应用服务提供商独立/依附提供应用独立/依附提供应用运营商网络运营商提供网络和架构开放式提供应用M2M终端传感网关行业应用系统业务支撑平台物联网商业模式有待确定，核心是行业利益的竞争，开放式应用提供模式有利于产业发展思考：运营商和行业客户并重的策略和建立应用服务提供能力是立足物联网发展的关键*针对商业用户、家庭用户、个人用户的商业模式依然是运营商主导的通用服务提供物联网行业发展面临挑战商业模式的不确定性，核心是行业利益的竞争，开放式应用提供模式有利于产业规模的迅速发展协同标准化的不确定性，关键是协同的通信标准和各行业标准整合复杂产业链的不确定性，运营商是最适合的整合者，难度很大，尤其是行业壁垒物联网产业发展策略思考物联网产业竞争能力思考总体上，既要充分把握物联网发展机遇，也要控制不确定的风险应该坚持运营商和行业客户并重的市场策略基于物联网建立和运营商战略关系，对于长远发展是必要的建立应用服务提供能力是立足物联网发展的关键建立产业研究、产业战略和行业战略的完整的公司战略体系基于战略定位，拥有核心技术能力和自主研发能力建立适应市场竞争要求的公司体制拥有真正适应市场竞争的综合能力是成功必需的基础小结：物联网概念最关注以人为中心统一的物联网概念核心关注点是：以人为中心，建立为人服务的物的基础架构和应用体系E社会模型智慧地球模型强调以人为中心的任意可达的网络强调以人为中心的按需可用的服务强调为人服务的生产生活各个方面强调为人服务的智能处理能力提升智慧城市智慧电力智慧医疗智慧水源智慧电信智慧零售智慧交通智慧石油智慧银行智慧食品SmartPlanet智慧地球物联网不是包含一切的连接物的网络，其核心是以人为中心的物的网络和为人服务的应用第二讲物联网技术基础知识物联网信息获取与感知技术1234物联网信息传输技术物联网信息处理技术总结RFID相关的自动识别技术自动识别技术：包括条形码、接触式IC卡、生物特征识别、光学字符识别（OCR）以及射频识别（RFID）等。条形码（BarCode）技术：最早产生在20世纪20年代，由一组规则排列的条和空、相应的数字组成。其它......左空白区起始左层指示符号字符右层指示符号字符数据区右空白区终