15.物联网在智能家居方面的应用

物联网技术及应用主讲张玉冰苏州工业园区工业技术学校物联网在智能家居方面的应用智能家居（英文：smarthome,homeautomation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。物联网在智能家居方面的应用智能家居在中国的发展经历的四个阶段，分别是萌芽期、开创期、徘徊期、融合演变期。萌芽期/智能小区期（1994年-1999年）这是智能家居在中国的第一个发展阶段，整个行业还处在一个概念熟悉、产品认知的阶段，这时没有出现专业的智能家居生产厂商，只有深圳有一两家从事美国X-10智能家居代理销售的公司从事进口零售业务，产品多销售给居住国内的欧美用户。开创期（2000年-2005年）国内先后成立了五十多家智能家居研发生产企业，主要集中在深圳、上海、天津、北京、杭州、厦门等地。智能家居的市场营销、技术培训体系逐渐完善起来，此阶段，国外智能家居产品基本没有进入国内市场。智能家居在中国的发展历程智能家居在中国的发展经历的四个阶段，分别是萌芽期、开创期、徘徊期、融合演变期。徘徊期（2006-2010年）2005年以后，由于上一阶段智能家居企业的野蛮成长和恶性竞争，给智能家居行业带来了极大的负面影响：包括过分夸大智能家居的功能而实际上无法达到这个效果、厂商只顾发展代理商却忽略了对代理商的培训和扶持导致代理商经营困难、产品不稳定导致用户高投诉率。行业用户、媒体开始质疑智能家居的实际效果，由原来的鼓吹变得谨慎，市场销售也几年出来增长减缓甚至部分区域出现了销售额下降的现象。2005年-2007年，大约有20多家智能家居生产企业退出了这一市场，各地代理商结业转行的也不在少数。许多坚持下来的智能家居企业，在这几年也经历了缩减规模的痛苦。正在这一时期，国外的智能家居品牌却暗中布局进入了中国市场，而活跃在市场上的国外主要智能家居品牌都是这一时期进入中国市场的，如罗格朗、霍尼韦尔、施耐德、Control4等。国内部分存活下来的企业也逐渐找到自己的发展方向，例如天津瑞朗，青岛爱尔豪斯，海尔，科道等，用X10，深圳索科特做了空调远程控制，成为工业智控的厂家。物联网的目标：现实世界与虚拟世界的融合在信息网络高速发展、信息技术高度发达的今天，1.1物联网的定义物联网概念不是凭空杜撰出来的，也不是某单项新技术突破引申出来的。物联网的发展有坚实基础，是现代信息技术发展与应用需求达到一定阶段的必然产物，是多项现代信息技术的殊途同归与聚合应用，是信息技术系统性的创新与革命。18世纪中期，以蒸汽机为代表的第一次工业革命开创了人类的大机器工业时代从科学发展史看物联网19世纪后期到20世纪中叶，以电机为代表的第二次工业革命使人类进入了电气化时代20世纪下半叶，以互联网计算机为代表的第三次工业革命迅速席卷全球，世界进入信息化时代21世纪初提出的物联网，能够引发第四次工业革命吗？物联网在科学发展史的地位在1999年，美国提出了传感网的概念，其定义是：通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。1.1物联网的定义2008年5月，欧洲智能系统集成技术平台在《InternetofThingsin2020》中提出了，物联网的英文名称为“InternetofThings”，我们可知道，物联网就是“物物相连的互联网”1.1物联网的定义2010年5月，我国政府工作报告所附的注释中对物联网的定义是：通过信息传感设备，按照约定的协议，吧任何物品和物联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网的基础上延伸和扩展的网络。1.1物联网的定义业界认可的物联网的定义：通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，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。1.1物联网的定义各国物联网战略或计划2009年6月18日，欧盟提交了以《物联网——欧洲行动计划》（InternetofThings-AnactionplanforEurope）为题的公告。有关专家认为，欧盟制定有关物联网的行动计划，标志着欧盟已经将物联网的建设提到议事日程上来。欧盟《物联网——欧洲行动计划》列举了行动计划所包含的14项行动。物联网国外发展概况日本自2001年以来，相继制订了“e－Japan”战略、“u－Japan”战略、“i－Japan”战略等多项国家信息技术发展战略，从大规模开展信息基础设施建设入手，不断拓展和深化信息技术应用，以此带动本国社会和经济的发展。物联网国外发展概况继日本提出“u-Japan”战略之后，韩国也在2006年提出了“u-Korea”战略，重点支持泛在网的建设。2009年10月，韩国通信委员会出台了“物联网基础设施构建基本规划”，该规划确立到2012年“通过构建世界最先进的物联网基础设施，实现未来广播通信融合领域超一流ICT强国”的目标。物联网国外发展概况物联网国内发展概况2009年8月7日，温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物联网应用也提出了一些看法和要求，并提出“感知中国”的概念，自此,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注。9月10日，全国高校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。9月无锡市与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，标志中国“物联网”进入实际建设阶段。物联网在中国:2009年破土而出物联网国内发展概况11月3日，温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表的《让科技引领中国可持续发展》中指出：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”。至此，物联网已上升为国家战略，成为我国信息产业下一个发展目标。物联网在中国:2009年破土而出物联网国内发展概况2010年，各省市各行业均在积极制定物联网产业发展规划和方案并实施。4月2日，南京首个“物联网”小区亮相。6月18日我国首家高铁物联网技术应用中心在苏州科技城投用，该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。8月9日，我国制定的首个国际物联网领域规范发布。10月28日-30日首届“中国国际物联网（传感网）博览会”在国家传感网创新示范区——无锡市隆重举行。本届博览会定位于国家级展会、国际级平台，分为论坛、展览和大赛三部分。物联网在中国:2010年百家争鸣物联网国内发展概况一、政策：物联网纳入“十二五”规划，成首要发展目标二、组织：中国物联网标准联合工作组成立2010年6月8日，中国物联网标准联合工作组在北京成立，以推进物联网技术的研究和标准的制定。三、产品：海尔推出全球首台物联网冰箱四、人才：我国各高校纷纷申办物联网专业物联网在中国:2010年百家争鸣物联网国内发展概况2011年11月28日工信部正式发布了《物联网“十二五”发展规划》2011年成立了众多研究基地，建设基地，审批并启动了众多物联网研发与应用项目。7月20日，中国二维码技术研发应用(南通)基地在南通市经济技术开发区正式揭牌。7月22日基于自主知识产权云计算产品和方案构建的济南云计算中心在济南市正式揭牌。物联网在中国:2011年示范创新物联网国内发展概况2012年各省市在大力开展“智慧城市”建设，包括交通、物流、农业、质检、公安等等。2012(第三届)中国物联网大会在京召开。大会以国际合作与应用实践为主线，以技术交流和产业互动为出发点，与国内外专家学者、地方政府、企业高层、科研院所等近2000名与会者共同分享世界先进的物联网技术、产业应用现状及趋势前瞻。环保物联网，智能电网；智能建筑；“自助图书馆上海国际汽车城信息产业园北京汽车物联网产业联盟物联网在中国:2012年智能应用物联网国内发展概况我国，是以射频识别（RFID）的广泛应用作为发展物联网的基础，工信部介绍说，RFID是物联网的基础，先抓RFID的标准、产业和应用，把这些做好了，自然而然的从闭环应用到开环应用，形成我国的物联网。物联网国内发展概况科技部“863”计划分二期对RFID拨专项资金，鼓励产、学、研、用等单位联合承担课题，促进RFID技术与产业的发展。物联网国内发展概况2008年广泛应用了RFID技术，有效提高了北京奥运会的举办水平。2010年上海世博会上大量采用了RFID系统。如门票、船舶、食品等。物联网国内发展概况1.2物联网的技术特征全面感知可靠传递智能处理1.2物联网的技术特征1.全面感知利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。1.2.1全面感知全面感知追求信息的广泛和透彻，强调信息的精准和效用。全面感知涉及的主要技术：物体编码技术自动识别技术传感器技术•物体编码：为每个物体提供唯一的一个标识符，给每个物体一个“身份证”，实现对全球对象的唯一有效编码。•自动识别技术：用于识别物体，核心思想是应用一定的识别设备，通过被识别物品与识别设置的接近活动，自动的获取被识别物品的相关信息。•传感器技术：感知物体，核心思想是在物体上植入各种微型感应芯片使其智能化，变得“有思想有感觉”可以自动采集实时数据（如温度湿度），自动执行与控制（如启动流水线、关闭监控器）等1.2物联网的技术特征2.可靠传递通过无线网络与互联网的统合，将物体的信息实时准确的传递给用户。1.2.2可靠传递可靠传递对网络（有线的、无线的）的要求：•具有“开放性”，使得全面感知的数据可以随时接入网络。•具有更大的带宽、更高的传输速率、更低的误码率，以保证传送数据的准确性。•保障网络的信息安全，以防无处不在的感知数据被窃取和干扰，保障传输数据的安全性。1.2物联网的技术特征3.智能处理利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制1.2.3智能处理智能处理是物联网的核心与灵魂，可实现人与物之间的互动，互帮互助，而不是简单的人控制物，物服从人。例：一个数字化的物体需要补充电能：物体可以通过网络搜索自己的供应商，并发出需求信号；供应商收到请求信号给出回应（供应商可以由人控制，也可以由物控制）；物体收到回应后，从中选择一个优选方案来满足自我需求；1.2.3智慧运行智慧运行是物联网的核心与灵魂，可实现人与物之间的互动，互帮互助，而不是简单的人控制物，物服从人。例：一个数字化的物体需要补充电能：物体可以通过网络搜索自己的供应商，并发出需求信号；供应商收到请求信号给出回应（供应商可以由人控制，也可以由物控制）；物体收到回应后，从中选择一个优选方案来满足自我需求；物联网与RFID、传感器网络和泛在网的关系物联网起源于射频识别领域无线传感器网络概念的融入物品识别技术的主角是RFID，基于RFID技术将传感器技术融入进来，物联网不仅可以感知物理世界的翔实信息，而且可以实现人与物之间的相连、沟通和互动。1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议提出，传感网将是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇。无线传感器网络概念的融入2003年美国《技术评论》指出，传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2008年，国际电信联盟提出泛在传感器网络概念，泛在传感器网络是由智能传感器节点组成的网络，可以以“任何时间、任何地点、任何人、任何物”的形式被部署。无线传感器网络概念的融入泛在网络（UbiquitousNetwork）是指无所不在的网络。“泛在网络”是为了打破地域限制，以无所不在、无所不包、无所不能为基本特征，以实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信为目标，按需进行信息的获取、传递、存储、认知、决策和使用等服务。“4A”化通信：anytime、any-wher