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黄大益2014年9月物联网:铸就衣食住行的精彩世界东西丢了的烦恼!23Contents目录一物联网发展历程二物联网的架构及实现技术四物联网在民航中的应用三物联网的典型应用4Contents目录一物联网发展历程二物联网的架构及实现技术四物联网在民航中的应用三物联网的典型应用5IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点: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”。美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30:1。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”；将是“物联网”带来这一次变革。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。2010前后？1.1第三次信息化浪潮61.2物联网概念的形成物联网是什么？注：ZigBee：一种短距离、低功耗的无线通信技术EPC(ElectronicProductCode)：产品电子代码M2M(MachinetoMachine)：机器对机器CPS(CyberPhysicalSystems)：信息物理系统，一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统7BillGates在TheRoadAhead一书中提及物联网雏形MIT的KevinAshton首次提出物联网（theInternetofThings）概念物联网是把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化的识别和管理（MIT的Auto-ID研究中心1999年提出）。19951998ITU发表报告《互联网报告2005：物联网》任何人、任何物体，都能够在任何时间、任何地点以多种多样的形式连接起来，从而创建出一个新的动态的网－－物联网。2005欧委会的CERP-IOT给出新的物联网定义2008物联网是物理和数字世界融合的网络，每个物理实体都有一个数字的身份；物体具有上下文感知能力——他们可以感知、沟通与互动。他们对待物理事件进行即时反映，对物理实体的信息进行即时传送；使得实时作出决定成为可能。2010中国政府工作报告中对物联网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。1.2物联网概念的形成不同机构先后对物联网提出不尽相同的定义。当你走进房子时，凭你戴的电子别针，房子会知道你是谁，你在哪儿，房子将用这信息尽量满足甚至预见你的需求。81.2物联网概念的形成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。中国政府工作报告对物联网定义两层含义：1、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；2、物联网中的用户终端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。91.2物联网概念的形成全面感知可靠传输智能处理利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。通过网络将感知的各种信息进行实时传送。利用智能计算技术对海量数据进行分析并处理，实现智能化的决策和控制。三大特点：中国政府工作报告对物联网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。10物联网的三层架构：感知层、网络层、应用层1.2物联网概念的形成11从这幅图中我们可以看出：物联网对应了互联网的感觉和运动神经系统。云计算是互联网的核心硬件层和核心软件层的集合，也是互联网中枢神经系统萌芽。大数据代表了互联网的信息层(数据海洋)，是互联网智慧和意识产生的基础。包括物联网，传统互联网，移动互联网在源源不断的向互联网大数据层汇聚数据和接受数据。来源：《互联网进化论》1.3物联网与其他新兴技术物联网与传统互联网、移动互联网、大数据和云计算的关系。1219982004200520082009-62009-7物联网雏形的提出U-Korea战略IBM提出“智慧地球”感知中国2009-8物联网行动计划《ITU互联网报告2005：物联网》U-Japan战略1.4物联网成为国家战略1995I-Japan战略2008年金融危机加快世界主要国家将物联网上升为国家战略。131.4物联网成为国家战略2010年，物联网正式上升为我国战略性产业，发展步伐加快。14架构三层次发展不平衡感知层发展较慢。核心传感技术难以突破，标准不统一，核心传感芯片仍主要依赖进口，高端传感设备国产化程度低。网络层发展较快。我国近些年在信息、通信基础设施方面的大力度建设，以及3G、WiFi等移动互联网技术快速发展。世界物联网整体面临：技术标准不统一、关键传感技术未突破，以及应用成本高、市场规模化不足等问题。当前，我国物联网产业发展迅速，技术和标准的研发处于世界领先水平。但仍存在诸多问题，呈现出发展不平衡的特点。1.5我国物联网发展现状应用层发展较慢。企业应用需求层次低、碎片化，业务模式、商业模式不清晰以及行业标准缺失、应用成本高。151.6物联网的未来与挑战未来近十年，中国物联网产业将经历应用创新、技术创新、服务创新三个关键的发展阶段，形成公共管理和服务、企业应用、个人和家庭应用三大细分市场。物联网产业链由应用解决方案、传感感知、传输通信、智能计算处理四大关键环节构成，并以应用解决方案为核心。中国物联网的未来中国物联网产业未来发展的四大趋势：三大细分市场递进发展技术与人的行为模式结合促进商业模式创新通用性平台将会出现标准体系渐进成熟161.6物联网的未来与挑战中国物联网未来面临不少挑战，主要包括标准挑战、技术挑战。标准挑战。得标准者得天下，而物联网的标准体系非常复杂，涉及很多基础标准，如传感器网络技术标准、RFID标准、云计算标准、信息安全标准等以及一些应用标准。技术挑战，主要包括：人工智能。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等。总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。图像识别。对于物联网来说，图形识别技术就是它的眼睛，将会对物联网的应用发挥出极为重大的作用。传感技术。我国传感器业面临的问题在于：原创技术少、新型加工手段缺少、工艺装备落后、持续发展的体系没有建立。17Contents目录一物联网发展历程二物联网的架构及实现技术四物联网在民航中的应用三物联网的典型应用18物联网三层架构：感知层、网络层、应用层2.1物联网三层架构19上层：互联网络物联网的信息存储物联网的计算决策中层：泛在接入无线网络（蜂窝、WiFi等）有线网络下层：物物网络智能嵌入式设备感知、标识和通信协同、互动接入网互联网络物物网络云计算服务决策移动、3G网络WIFI、WIMAX局域网络感知网络家居网络个域网络家居网络2.1物联网三层架构物联网中的多种网络：物物网络、接入网络、互联网络202.1物联网三层架构智能识别。识别自动化、智能化，允许多物品近距离同时识别。实时监测、监控。在物品的四周安装RFID读写装置、摄像头、红外感应器等传感设备后，物品的状态信息可被实时监测、监视或监控。动态跟踪与定位。动态跟踪与定位主要针对移动中的物品。实现物品移动过程的透明化，方便物品状态的实时追踪、查询，以及物品过程的控制。智能交互与控制。通过将传感芯片植入物品（多数是机器设备），使物品成为一个“智能体”，不仅能够进行信息交互，也能够收发控制指令，自主完成相应的操作和任务。物联网的主要应用模式212.2物联网实现技术感知层•RFID•传感器技术•二维码•摄像头•GPS/GIS•红外技术•激光技术传输层•2G/3G/4G网络•互联网（有线、WiFi、Mesh）•有线/无线局域网•广电网络•卫星网应用层•数据挖掘•大数据•云计算•特定应用服务•专家系统技术•ERP物联网三层架构重要的实现技术22一项利用射频信号、通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别目的的技术。•RFID标签（Tag）俗称电子标签，也称应答器（tag）主动式（有源）、被动式（无源）两类•读写器（Reader）手持或者固定设备读写电子标签的信息•天线在标签和读写器间传递射频信号2.2物联网实现技术RFID(RadioFrequencyIdentification)射频识别•优点非接触操作+长距离识别无机械磨损+抗污性可识别高速运动物体+同时识别多个标签对用户透明+数据保护+读写认证过程23车过闸杆自动回落入场闸杆自动升起自动判断、写卡、准许入场读卡机读卡预付费卡用户感应线圈感应线圈剩余001个入口道闸入口读卡机满位显示牌摄像机持固定卡进入临时停车进入读卡按键取卡自动升闸感应降闸贵宾卡用户月票卡用户临时来访用户取卡摄像机启动拍车辆图片资料收费值班亭2.2物联网实现技术RFID在车辆停车场的应用24Contents目录一物联网发展历程二物联网的架构及实现技术四物联网在民航中的应用三物联网的典型应用25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3.1物联网的广泛应用263.2物联网的典型应用273.2物联网的典型应用物流零售智能库存管理自动检测物品的出入，向供货商自动发送订单自动化物流配送实现机器人队码垛，无人搬运车搬运物料，分拣线上开展自动分拣，计算机控制堆垛机自动完成出入库。智能结算将所购买商品放在扫描区域结算，所有商品的信息将被自动识别，并自动算出总支付金额。未来将实现超市的全自助购物。物流仓储智慧超市283.2物联网的典型应用物流零售目前，在医药、农产品、食品、烟草等行业领域，产品追溯体系发挥着货物追踪、识别、查询、信息采集与管理等方面的巨大作用，已有很多成功应用。这是基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等多种技术，在物流过程中实时实现车辆定位、运输物品监控、在线调度与配送可视化与管理的系统。目前，初级的应用比较普遍。产品智能可追溯系统物流过程可视化智能管理系统29智能农业精细农业通过在农业园区安装生态信息无线传感器和其他智能控制系统，可对整个园区的生态环境进行检测，从而及时掌握影响园区环境的一些参数（如温度、湿度、水质硬度），并根据参数变化适时调控如灌溉系统、保温系统等，确保农作物有最好的生长环境，以提高产量、保证质量。3.2物联网的典型应用通过Zigbee的方式组建局部私域网，连接本地的采集节点和控制节点；然后通过智能网桥的GPRS连接功能，实现和广域网的互联互通。30因特网羊肉的种类、产地、出栏时间？种类：山羊产地：宁夏香山出栏时间：09年9月从源头开始为食品标明“身份”，随着流通身份信息不会丢失，反而可能增加一些新信息，便于食品的辨认、溯源和防伪。例如，给放养的牲畜中的每一只羊都贴上一个二维码，这个二维码会一直保持到超市出售的肉品上，消费者可通过手机阅读二维码，知道牲畜的成长历史，确保食品安全。智能农业食品溯源、防伪3.2物联网的典型应用31智能交通3.2物联网的典型应用装有GPS卫星定位系统的运输车辆装有RFID射频识别芯片的集装箱智能交通系统可以自由通过不停车