1、 物 物 相 连感 知 世 界抓住新机遇，迎接新挑战抓住新机遇，迎接新挑战抓住新机遇，迎接新挑战抓住新机遇，迎接新挑战共同推进物联网的技术与应用共同推进物联网的技术与应用共同推进物联网的技术与应用共同推进物联网的技术与应用江苏信息职业技术学院陆锦军Email:24129物联网的定义物联网产生的背景物联网的发展历程中国的物联网现状一、物联网的概念一、物联网的概念二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术三、物联网的应用三、物联网的应用四、物联网的行业前景四、物联网的行业前景物联网的原理物联网的核心技术物联网亟待解决的技术问题主要内容一、物 联 网的 概念一、物 联 网的 概念定义定义物联网是指物体
2、通过智能感应装置（射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等），经过传输网络，到达信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间的信息交互与处理的智能网络。信息管理中心 InternetInternet、卫星或、卫星或移动通信网络等移动通信网络等汇聚节点监测区域物联网示意图物联网示意图监测节点ITU 定义from anytime,any place connectivity for anyone,we will now have connectivity for anything.一、物 联 网的 概念一、物 联 网的 概念定定义义 本质本质本质本质2 2 其用户端延伸和扩展到
3、了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。本质本质本质本质 1 1 物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；意义：实现了物理空间与数字空间的无缝连接。一、物 联 网的 概念一、物 联 网的 概念定义定义经济危机下的推手经济危机下的推手传感技术的成熟传感技术的成熟网络接入和信息处理能力网络接入和信息处理能力大幅提高大幅提高123 经济长波理论：每一次的经济低谷必定会催生出新的技术，而这种技术一定为工业产业带来新的发展机遇，从而带动新一轮的消费增长和高额的产业投资，以触动新经济周期的形成。过去的 10 年间，互联网技术取得巨大成功。目前的经济危机让人们又不得不面临紧迫的
4、选择，物联网技术成为推动下一个经济增长的特别重要推手。随着微电子技术的发展，涉及人类生活、生产、管理等方方面面的各种传感器已经比较成熟。例如常见的无线传感器（WSN）、RFID、电子标签等。网络接入多样化、IP 宽带化，IPv6 技术成熟，基于云计算的海量信息收集和分类处理能力大大提高。一、物 联 网的 概念一、物 联 网的 概念物联网产生的背景物联网产生的背景199519951999199920042004在未来之路中，比尔 盖茨已经提及物联网概念只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。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
5、设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。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。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。2020 世纪世纪世纪世纪 4040 年代年代年代年代早在 20 世纪 40 年代，美国数学家诺伯特 维纳在其代表作控制论，或关于在动物和机器中的通讯和控制的科学中已提出了物联网的最初思想。一、物 联 网的 概念一、物 联 网的 概念物联网的发展历程物联网的发展历程20082
6、00820092009美国总统奥巴马提出“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。国务院总理温家宝提出“提出尽快建立中国的传感信息中心，并形象地称为“感知中国”中心，把我国物联网研究和应用推向新的高潮。2005.112005.11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。一、物 联 网的 概念一、物 联 网的 概念物联网的发展历程物联网的发展历程 1999 年，中科院启动了传感网研究，组成了 2000 多人的团队，先后投入数亿元，在以下 5 个方面取得重大进展，目前已拥有从材料、技术、器件、
7、系统到网络的完整产业链。（1）无线智能传感器（2）网络通信技术（3）微型传感器（4）传感器端机（5）移动基站 2009 年 10 月 24 日，西安优势微电子公司宣布：中国的第一颗物联网的中国芯“唐芯一号”芯片研制成功，中国已经攻克了物联网的核心技术。目前，我国的物联网相关研发水平与发达国家相比毫不逊色，是世界上少数能实现物联网产业化的国家之一。一、物 联 网的 概念一、物 联 网的 概念中国的物联网现状中国的物联网现状在世界传感网领域，中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国之一。无锡传感网中心是国内目前研究物联网的核心单位。2009 年月日，温家宝总理在江苏无锡调研时，对微纳传
8、感器研发中心予以高度关注，提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法。温家宝总理指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”，“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫感知中国中心”。温家宝在中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察 一、物 联 网的 概念一、物 联 网的 概念中国的物联网现状中国的物联网现状江苏省委省政府认真落实总理的指示，突出抓好平台建设和应用示范工作，并迅速形成了研发传感网与产业突破的先发优势。09 年 9 月 25 日，省长罗志军在无锡就推进传感网产业发展进行调研，并召开座谈会研究部署无锡“感知中国”中心规划
9、建设下一阶段工作任务。他指出，在无锡规划建设“感知中国”中心。无锡市则作出部署：抢占新一轮科技革命制高点，把无锡建成传感网信息技术的创新高地、人才高地和产业高地。一、物 联 网的 概念一、物 联 网的 概念中国的物联网现状中国的物联网现状物联网是在计算机互联网的基础上，利用 RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。通过物联网可以使日常生活中的物体有“感觉”、有“思想”，会“说话”、会“思考”、会“行动”，实现人与物的对话。二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术原理原理物联网物联网=RFID 等智能感应装置等智能感应装置+Intern
10、et本质：一 一 感知层感知层基于感知设备实现信息的采基于感知设备实现信息的采集和汇聚。集和汇聚。二 二 网络层网络层将采集到的信息通过现有的将采集到的信息通过现有的互联网、通信网、广电网等互联网、通信网、广电网等传输。传输。三 三 应用层应用层将采集信息的实现商务应用将采集信息的实现商务应用。二、物联网技术的三个层次二、物联网技术的三个层次在这些技术当中，又以底层嵌入式设备芯片开发最为关键，引领整个行业的上游发展，以下我们着重介绍 RFID 技术。Internet 与移动网络网络服务行业应用软件射频识别(RFID)装置WSN 网络红外感应器全球定位系统二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术
11、核心技术核心技术 无线射频识别技术（Radio Frequency Identification,RFID），或称射频识别技术，是从二十世纪 90 年代兴起的一项非接触式自动识别技术。它是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到自动识别目标对象并获取相关数据，具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。沃尔玛使用的沃尔玛使用的 RRID二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术 RFID 技术技术二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术 RFID 技术技术RFID 技术的基本工作原理 RFID 进入电磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信
12、息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFIDRFID 技术的优势技术的优势与传统的条形码相比二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术 RFID 技术技术日本东京大学坂村健教授在日本东京大学坂村健教授在计算所介绍计算所介绍 RFID。萝卜上的萝卜上的 RFID 记录了整个记录了整个萝卜生产信息（产地、施肥萝卜生产信息（产地、施肥、农药），运输信息等。买、农药），运输信息等。买家在超市可以追踪这些信息家在超市可以追踪这些信息。桌子上的烟、酒、饮料都有桌子上
13、的烟、酒、饮料都有RFID。RFIDRFID 技术的应用技术的应用二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术 RFID 技术技术（1）技术标准问题二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术亟待解决的技术问题亟待解决的技术问题 第一 接口的标准 第二 数据模型的标准化 行业需求多样化导致物联网终端模块接口和传输标准难以统一（2）安全与可靠性问题二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术亟待解决的技术问题亟待解决的技术问题 很多的传感器被植入物体，例如小到个人的心跳脉搏，大到国家电网信息，数据都被接入物联网时，人们都会担心是否安全。由于物体与物体之间、人与物体之间的联系更紧密，人们都会担心个人行踪举止信
14、息是否会暴露于网络中，如何实现数据加密，确保个人隐私？隐私保护、设备保护、数据加密等（3）IP 地址问题 实现物联网的前提是必须为物品赋以独一无二的地址现有标准 IPv4 只支持大概 40 亿（232次方）个网络地址，平均每个人不到 1 个，人都不够分的。IPv6 丰富的地址资源使得物联网成为可能。IPv6 支持 2128（约 3.4 1038）个地址，这等价于在地球上每平方英寸有 4.31020个地址（即 6.71017个地址 mm2）二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术亟待解决的技术问题亟待解决的技术问题（4）多网融合问题互联网、通信网、局域网等多网融合，实现人和物之间的通信，物理世界
15、到现实世界的通信。二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术亟待解决的技术问题亟待解决的技术问题二、物联网的相关技术二、物联网的相关技术亟待解决的技术问题亟待解决的技术问题 物联网的政策与法规 管理平台的建立和完善 物联网的应用开发等 三、物联网的应用案例三、物联网的应用案例 三、物联网的应用案例三、物联网的应用案例智慧的地球智慧的地球应用案例应用案例 1 1：未来数字家庭：未来数字家庭点监测节点监测节应用案例应用案例 2 2：厂房设备及环境监控：厂房设备及环境监控监控人员发现厂房设备监控人员发现厂房设备及环境有异常情况时，及环境有异常情况时，通知相关负责人迅速到通知相关负责人迅速到达故障地点。
16、达故障地点。应用案例应用案例 2 2：厂房设备及环境监控：厂房设备及环境监控应用案例应用案例 3 3：医院病房电子巡检：医院病房电子巡检在病人身上安装带在病人身上安装带有射频标签的微型有射频标签的微型无线传感器，动态无线传感器，动态感知病人信息。感知病人信息。应用案例应用案例 3 3：医院病房电子巡检：医院病房电子巡检病房外的医生病房外的医生携带携带 PDAPDA 等等通讯设施。通讯设施。应用案例应用案例 3 3：医院病房电子巡检：医院病房电子巡检得知病人病情后，得知病人病情后，医生将医生将通知值勤护通知值勤护士或者急救人员前士或者急救人员前往病房救助。往病房救助。应用案例应用案例 3 3：医
17、院病房电子巡检：医院病房电子巡检应用案例应用案例 4 4：个人保健：个人保健 人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过手机，提醒您去医院检查身体。健康参数：1）体温2）血压3）心电图4）血氧监测因特网医院医院Internet备注：大大棚棚基基地地仓库大大棚棚基基地地大大棚棚基基地地大大棚棚基基地地大大棚棚基基地地大大棚棚基基地地大大棚棚基基地地大大棚棚基基地地仓库农场监控端传感器节点农田无线信道公司总服务器应用案例应用案例 5 5：精细农业种植：精细农业种植农场监控中心实时监控农农场监控中心实时监控农场信息，耕作者及时了解场
18、信息，耕作者及时了解农场温度、光照度、土壤农场温度、光照度、土壤酸碱度等，以便对农作物酸碱度等，以便对农作物的生长情况进行控制。的生长情况进行控制。应用案例应用案例 5 5：精细农业种植：精细农业种植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，知道牲畜的生长历史，确保食品安全。我国已有 10 亿存栏动物贴上了这种二维码。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月应用案例应用案例 6 6：牲畜溯源：牲畜溯源应用案例应用案例 7 7：机场防入侵：机场防入侵 上海浦东国际机场防入侵系统铺设了 3 万
19、多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，多种传感手段组成一个协同系统后，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海移动的车务通将在 2010 年世博会期间全面运用于上海公共交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅。运用物联网新技术在太湖大范围布放运用物联网新技术在太湖大范围布放传感器，通过无线传输方式传感器，通过无线传输方式 2424 小时在线小时在线监测太湖水的各项变化。监测太湖水的各项变化。运用物联网 运用物联网 GPSGPS 定位技术，在投放太定位技术，在投放太湖的食藻鱼上植入芯片，以掌握鱼的生长湖的食藻鱼上植入芯片，以掌握鱼的生长轨迹、吞食蓝藻情况。轨迹、吞
20、食蓝藻情况。应用案例应用案例 8 8：无锡太湖水质监测：无锡太湖水质监测应用案例应用案例 9 9：平安城市建设：平安城市建设 利用部署在大街小巷的全球眼监控探头，实现图像敏感性智能分析并与 110、119、112 等交互，实现探头与探头之间、探头与人、探头与报警系统之间的联动，从而构建和谐安全的城市生活环境。视频监控网视频监控网互联网/VPN访问客户端访问客户端10M/100M专线/VPN报警输出采集点1摄像机及云台采集点n全 球 眼 视 频 服 务 器全 球 眼 视 频 服 务 器（本 地 录 像本 地 录 像）.报警输入P OW E RF A U LT D A T AA LA R M监控点
21、监控点网络存储单元网络存储单元视频分发单元视频分发单元中心管理服务器中心管理服务器客户监控中心客户监控中心数 字 矩 阵数 字 矩 阵控 制 台控 制 台数 字 显 示 墙数 字 显 示 墙（电 视 墙电 视 墙）网 络 存 储 单网 络 存 储 单元元报警输出采集点1摄像机及云台含可移动摄像机采集点n全 球 眼 视 频 服 务 器全 球 眼 视 频 服 务 器（本 地 录 像本 地 录 像）.报警输入P O WE R F A UL T DA T AA L A R M监控点监控点互联网/专线/VPN.互联网/专线/VPN监控管理平台监控管理平台应用案例应用案例 1010：物联网技术在下一代供应
22、链技术中的应用：物联网技术在下一代供应链技术中的应用区域配送中心零售商店具有 RFID 功能的坚固耐用的移动数据终端读取器读取器 和天线和天线RFID RFID 标签标签 只读读写双极天线标签制造厂避免手动库存管理准确管理库存提高存货可视性和可跟踪性减少库存量减少仓储要求通过 JIT 和库存共享提高生产率 减少库存损耗提高对产品召回的响应自动更新供应系统更好的失窃检测应用案例应用案例 1111：物联网技术在自动辨识馆藏管理系统中的应用：物联网技术在自动辨识馆藏管理系统中的应用应用案例应用案例 1212：物联网技术在租用公共自行车系统中的应用：物联网技术在租用公共自行车系统中的应用每辆自行车都有
23、唯一的电子标签号，每个车位都设置了自行车控制器（锁车和阅读信息）。借用者刷卡租车开锁，刷卡还车关锁，相关信息传输到发卡管理中心。管理中心实时监控各租赁点的借还状态、出租率，控制车辆调度。管理中心控制任意一张自行车卡，免费租车时间一到，系统自动发送短信提醒还车。应用案例应用案例 1313：物联网技术在资产管理中的应：物联网技术在资产管理中的应用用读写器读写器读写器读写器出口出口 1 1出口出口 n n天线天线服务器服务器标签打印机标签打印机+安全区域安全区域标签标签生成标签生成标签报警装置报警装置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
24、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、实时信息物联网技术推动产业发展 四、物联网的行业前景四、物联网的行业前景 四、物联网的行业前景四、物联网的行业前景每个环节的关键技术分别为 RFID、传感器
25、、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。感知 物联网产业链标识传送处理信息 四、物联网的行业前景四、物联网的行业前景 四、物联网的行业前景四、物联网的行业前景EPOSS 在 Internet of Things in 2020 报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段：2020 年之后物体进入全智能化2015-2020 年物体进入半智能化；2010-2015 年物体互联2010 年之前 RFID 被广泛应用于物流、零售和制药领域 四、物联网的行业前景四、物联网的行业前景 四、物联网的行业前景四、物联网的行业前景作为物联网发展的排头兵，RFID 成为了市场最为关注的技术。数据显示，2008
26、年全球 RFID 市场规模已从 2007 年的 49.3 亿美元上升到 52.9 亿美元，这个数字覆盖了 RFID 市场的方方面面，包括标签、阅读器、其他基础设施、软件和服务等。RFID 卡和卡的相关基础设施将占市场的 57.3%，达 30.3 亿美元。来自金融、安防行业的应用将推动 RFID 卡的类市场的增长。易观国际预测，2011 年中国 RFID 市场规模将达到 100 亿元，年复合增长率为 33%，其中电子标签超过 70 亿元、读写器接近 15 亿元、软件和服务达到 15 亿元的市场格局。四、物联网的行业前景四、物联网的行业前景 四、物联网的行业前景四、物联网的行业前景总结总结尽管现在物联网的概念被炒的火热，但真正的形成和应用还需要经过一个过程。但是，有了政府的大力推动，结合现在产业与应用的基础，这个过程一定会比预想的要快，估计两年之后，中国有可能会迎来物联网大发展的春天，届时无锡的物联网的春天更美好！
