2-物联网高级培训班

物联网高级培训班物联网高级培训班V1.1物联网的体系架构及典型的解决方案4物联网高级培训班V1.1课程内容§ 物联网的体系架构及典型的解决方案- 物联网的基本理论模型- 物联网的体系架构及分层框架- 物联网的EPC系统解决方案介绍5物联网高级培训班V1.1IOT基本理论模型智能卡条形码二维码GPS传感器技术网关设备 近距离通信因特网跟踪定位高速数据网络物联网高级培训班V1.1物联网的架构§上层：互联网络Ø物联网的信息存储Ø物联网的计算决策§中层：泛在接入Ø无线网络（蜂窝、WiFi等）Ø有线网络§下层：物物网络Ø智能嵌入式设备Ø感知、标识和通信Ø协同、互动接入网互⽹网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物联网高级培训班V1.1物联网的体系架构物联网高级培训班V1.1物联网体系架构物联网的技术框架物联网高级培训班V1.1物联网的体系架构应用层• 应用层是构建在物联网技术架构之上的应用系统，包括商业贸易、物流、农业、军事等等不同的应用系统。网络层• 网络层，即进行信息交换的通信网络，包括有Internet、WIFI网以及无线通信网络等网络。信息采集层• 数据采集指通过包括条码、射频识别、无线传感器、蓝牙等在内的自动识别与近场通信技术获取物品编码信息的过程。编码层• 编码层是物联网的基石，是物联网信息交换内容的核心和关键字。• 编码是物品、设备、地点、属性等的数字化名称。物联网高级培训班V1.1⒈物联网的架构物联网的技术特点物联网高级培训班V1.1物联网连接示意图物联网连接示意图物联网高级培训班V1.1物联网的技术体系框架（3层）物联网高级培训班V1.1物联网的技术体系框架（3层）§ 感知层：数据采集与感知- 主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。- 传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程。物联网高级培训班V1.1物联网的技术体系框架（3层）§ 网络层：实现更加广泛的互联功能- 能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。经过十余年的快速发展，移动通信、互联网等技术已比较成熟，基本能够满足物联网数据传输的需要。物联网高级培训班V1.1物联网的技术体系框架（3层）§ 应用层：包含应用支撑平台和应用服务- 应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。- 应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业应用。物联网高级培训班V1.1物联网的技术体系框架（3层）§ 公共技术- 不属于物联网技术的某个特定层面，而是与物联网技术架构的三层都有关系。- 它包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量(QoS)管理。物联网高级培训班V1.1物联网的技术体系框架（4层）物联网高级培训班V1.1区别——支撑层§ 支撑层在高性能计算技术的支撑下，将网络内大量或海量的信息资源通过计算整合成一个可以互联互通的大型智能网络，为上层服务管理和大规模行业应用建立起一个高效、可靠和可信的支撑技术平台。§ 在国际高性能计算研究中，最有影响力的是“高性能计算机世界500强（HPCTOP500）排行榜”。第32届与第33届的第一的都是IBM公司的“走鹃”（Roadrunner）超级计算机。“走鹃”超级计算机计算能力达到1.1千万亿次，它使用了129600个处理器芯片。从第32届公布的HPCTOP500名单中可以看出，美国占有291席，欧洲占有145席，亚洲仅占十几席。我国的“天河一号”高性能计算机排名第五，这是近年来我国科学家取得的最好成绩。2010年5月31日公布的最新HPCTOP500名单中，由我国曙光公司研制生产的“星云”高性能计算机实测Linpack性能达到每秒1.271千万亿次，居世界超级计算机第二位，它表明中国高性能计算机的发展已达到世界领先水平。物联网高级培训班V1.1高性能计算机§ 在国际高性能计算研究中，最有影响力的是“高性能计算机世界500强（HPCTOP500）排行榜”。第32届与第33届的第一的都是IBM公司的“走鹃”（Roadrunner）超级计算机。“走鹃”超级计算机计算能力达到1.1千万亿次，它使用了129600个处理器芯片。§ 美国占有291席，欧洲占有145席，亚洲仅占十几席。§ 我国的“天河一号”高性能计算机排名第五，这是近年来我国科学家取得的最好成绩。§ 2010年5月31日公布的最新HPCTOP500名单中，由我国曙光公司研制生产的“星云”高性能计算机实测Linpack性能达到每秒1.271千万亿次，居世界超级计算机第二位，它表明中国高性能计算机的发展已达到世界领先水平。物联网高级培训班V1.1物联网高级培训班V1.1物联网高级培训班V1.1从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。①感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息，并且将信息传递出去。②网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。③应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。物联网的技术特点物联网高级培训班V1.1⒉物联网的四大网络支撑物联网的技术特点物联网高级培训班V1.11.短距离无线通讯网：包括10多种已存在的短距离无线通讯（如RFID、Zigbee、蓝牙、等）标准网络以及组合形成的无线网状网（MeshNetworks)。射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，简称RFID）是物联网发展的排头兵，是市场最为关注的技术。RFID是20世纪90年代开始兴起的⼀一种自动识别技术，是目前比较先进的⼀一种非接触识别技术。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑⼀一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。　　在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。物联网的技术特点物联网高级培训班V1.1Zigbee：Zigbee是IEEE802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是⼀一种短距离、低功耗的无线通信技术。这⼀一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。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。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。简而言之，ZigBee就是⼀一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。物联网的技术特点物联网高级培训班V1.1⒉长距离无线通讯网：包括GPRS/CDMA、3G,4G,5G等蜂窝（伪长距离通讯）网以及真正的长距离GPS卫星移动通信网。GPRS---GeneralPacketRadioService，通用无线分组业务，是⼀一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是⼀一项高速数据处理的技术，方法是以分组的形式传送资料到用户手上。GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术。GPS系统：中国北斗卫星导航系统(BeiDou（COMPASS）NavigationSatelliteSystem)：是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。物联网的技术特点物联网高级培训班V1.1⒊短距离有线通讯网：主要依赖10多种现场总线（如ModBus、DeviceNet等）标准，以及PLC电力线载波等网络；Modbus：Modbus协议是应用于电子控制器上的⼀一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为⼀一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。⒋长距离有线通讯网：支持IP协议的网络，包括计算机网，广电网，和电信网（三网融合）以及国家电网的通讯网。三网融合：所谓“三网融合”，就是指电信网、广播电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统⼀一的信息通信网络。“三网融合”是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。物联网的技术特点物联网高级培训班V1.1⒈物联网的建设物联网技术是⼀一项综合性的技术，是⼀一项系统，目前国内还没有哪家公司可以全面负责物联网的整个系统规划和建设，理论上的研究已经在各行各业展开，而实际应用还仅局限于行业内部。关于物联网的规划和设计以及研发关键在于RFID、传感器、嵌入式软件以及传输数据计算等领域的研究。　　⼀一般来讲，物联网的开展步骤主要如下：　　（1）对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测；　　（2）需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式；　　（3）将物体的信息通过网络传输到信息处理中心（处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC），由处理中心完成物体通信的相关计算。物联网的建设和应用物联网高级培训班V1.1⒉物联网的应用领域领域说明举例工业主要包括公司、组织和其它实体之间的金融或者商业交易制造、物流、服务业、银行、金融政府部门、中介机构等环境主要包括自然资源的保护、监管、开发农业和养殖业、回收、环境管理服务、能源管理等社会主要包括社会、城市和人的发展和关爱与公民和其它社会组织（电子参与）相关的政府服务，电子关爱（如老年人、残疾人等）物联网的建设和应用物联网高级培训班V1.1EPC物联网：系统结构物联网概念一经提出，立即受到各国政府、企业和学术界的重视，在需求和研发的相互推动下，迅速热遍全球。目前国际上对物联网的研究逐渐明朗起来，最典型的解决方案有欧美的EPC系统和日本的UID系统。EPC系统是一个先进的、综合性的和复杂的系统。它由EPC编码体系、RFID系统及信息网络系统三个部分组成，主要包括六个方面：EPC编码、EPC标签、读写器、EPC中间件、对象名称解析服务（ONS）和EPC信息服务（EPCIS）。PML：实体标记语言（PhysicalMarkupLanguage）物联网高级培训班V1.1EPC物联网：编码国际上目前还没有统一的RFID编码规则。目前，日本支持的UID（UniversalIdentification，泛在识别）标准和欧美支持的EPC（ElectronicProductCode，电子产品码）标准是当今影响力最大的两大标准，我国的RFID标准还未形成。EPC编码有通用标识（GID），也有基于现有全球唯一的编码体系EAN/UCC的标识（SGTIN、SSCC、SGLN、GRAI、GIAI）。这类标识又分为96位和64位两种。物联网高级培训班V1.1EP