物联网概论与应用案例.ppt
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1、物联网概论 Internet of Things,主讲: 胡成全 教授 传感器网络与环境智能研究室,欢迎大家参加暑期课程!,课程由来 传感网技术、物联网工程,教育部新专业 吉林大学计算机科学与技术学院“物联网工程”专业 课程体系、实验设置仍在探讨中 新课,没教材,有参考书,参考书,物联网:现在与未来,王志良主编,机械工业出版社,2010.6 智慧的物联网,吴功宜编著,机械工业出版社,2010.6 http:/ 201006/207332.htm 物联网:技术、应用、标准和商业模式,周洪波著,电子工业出版社,2010.7 物联网:开启全新生活的智能时代,张福生主编,山西人民出版社,2010.4,
2、课程计划,第一讲 物联网概述 物联网产生的背景 物联网的定义 物联网基本框架 物联网技术体系 物联网应用领域 国内外发展现状 第二讲 物联网感知层技术 传感器 RFID 二维码 智能传感器(MEMS) 传感器网络,第三讲 物联网传输层技术 有线通信传输层 无线通信传输层 协议与标准 第四讲 物联网支撑技术及 应用技术 嵌入式软件与中间件 普适计算与嵌入式智能 海量数据处理与云计算 网络与信息安全技术,第五讲 物联网应用案例 智能物流 智能家居 智能医疗 智能电网 无线抄表,第一讲 物联网概述,物联网产生的背景,计算机网络的发展 互联网应用的扩展 高性能计算技术的发展 传感技术的发展 社会需求的
3、驱动 政府的支持,计算机网络的发展,互联网应用的发展趋势,计算技术的发展,单机计算 并行计算 分布式计算 网格计算 云计算 普适计算,12,year,log (people per computer),streaming information to/from physical world,Mainframe,Minicomputer,Workstation,PC,Laptop,PDA,传感技术的发展,RFID 智能传感器 MEMS 传感器网络,传感器节点的一些样品,智慧灰尘 (Smart Dust) 缩微集成的传感器网络节点,社会需求的驱动,3C协同(Computer、Consumer El
4、ectronics、Communication Devices家电、计算机、通信设备) 5W目标(whoever whenever wherever whomever whatever) 管-控一体化 两化融合 可穿戴计算机,政府的支持,奥巴马:智慧地球,2008年 温家宝:感知中国,2009年 日本:u-Japan,2004年 韩国:u-Korea,2004年 欧盟:制定技术体系和演进路线,2009年,“就如同个人电脑是八十年代的标志,万维网是九十年代的标志一样,下一个巨大的变化,将会是廉价传感器的到來!” 保罗 萨福 美国未来科学院 “Just as the personal comput
5、er was a symbol of the 80s, and the symbol of the 90s is the World Wide Web, the next nonlinear shift, is going to be the advent of cheap sensors.” -Paul Saffo Institute for the Future,物联网定义,物联网(Internet of Things, IOT),概念由麻省理工学院专家于1999年提出。 最初的定义: 将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结
6、合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。 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。 ITU 定义: from anytime, any place connectivity for anyone, we will now have connectivity for anything。,中国的定义,2010年温家宝总理在第十一届人大第三次会议上所作的政府工作报告中对物联网的定义: 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
7、基础上延伸和扩展的网络。,21,物联网概念模型,物理世界与数字世界的无缝连接,物联网定义,技术理解 物联网是指物体的信息通过智能感应装置,经过传输网络,到达指定的信息处理中心,最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。 应用理解 物联网是指把世界上所有的物体都联接到一个网络中,形成“物联网”,然后“物联网”又与现有的“互联网”结合,实现人类社会与物理系统的整合,达到更加精细和动态的方式去管理生产和生活。 通俗理解 将RFID(无线射频识别)和WSN(无线传感器网络)结合为用户提供生产生活的监控、指挥调度、远程数据采集和测量、远程诊断等方面的服务。,物联网的三大特征,全面感知
8、利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。 可靠传递 通过无线网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递给用户。 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。,物联网发展过程(1),1999 年 MIT Auto-ID Center 提出物联网概念,即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,实现智能化识别和管理。 2004 年 日本总务省提出 u-Japan 构想中,希望在 2010 年将日本建设成一个“Anytime,Anywhere,Anything,Anyone”都可以上网的环境。 同
9、年,韩国政府制定了 u-Korea 战略,韩国信通部发布的数字时代的人本主义:IT839 战略以具体呼应 u-Korea。,物联网发展过程(2),2005 年 11 月 在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布了ITU 互联网报告 2005:物联网,报告指出,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、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。 2008 年 11 月 IBM 提出“智慧的地球”概念,即“互联网+物联网=智慧地球”,以此做为经济振兴战略。如果
10、在基础建设的执行中,植入“智慧”的理念,不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业,而且能够在短时间内打造一个成熟的智慧基础设施平台。,物联网发展过程(3),2009 年 6 月 欧盟委员会提出针对物联网行动方案,方案明确表示在技术层面将给予大量资金支持,在政府管理层面将提出与现有法规相适应的网络监管方案 2009 年 8 月 温家宝总理在无锡考察传感网产业发展时明确指示要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术,并且明确要求尽快建立中国的传感信息中心,或者叫“感知中国”中心。 目前:经国家标准化管理委员会批准,全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作组,标准工作组现聚集了中国科学院、中
11、国移动通信集团公司等国内传感网主要的技术研究和应用单位。,物联网连接示意图,物联网连接示意图,物联网的技术体系框架(3层),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,
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