從傳感網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)PPT學習課件

1、從傳感網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng) 從傳感網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng) 1 與無線傳感器網(wǎng)絡相關的幾個概念 2 無線傳感器網(wǎng)絡概述 3 物聯(lián)網(wǎng)概述 1 與無線傳感器網(wǎng)絡相關的幾個概念 IOT （Internet of things）原始含義是物與物相聯(lián)結的網(wǎng)絡。最早的IOT網(wǎng)絡，實際上就是RFID網(wǎng)絡， 該概念最早來自于美國麻省理工學院的Auto-ID中心研究人員。他們最早提出將RFID與互聯(lián)網(wǎng)相結合， 實現(xiàn)在任何地點、任何時間，對任何物品進行標識和管理。隨之發(fā)展起來的如歐盟的產(chǎn)品電子代碼 EPC服務于物流領域，主要目的在于增加供應鏈的可視、可控性，偏重于對物品的識別及流動控制和 管理。 WSN 與此同時，無線傳感器網(wǎng)絡WSN（

2、Wireless Sensor Networks）和M2M技術得到了飛速發(fā)展。無線傳 感器網(wǎng)絡源于美國軍方對戰(zhàn)場的監(jiān)控與預警系統(tǒng)的研究，后來逐步遷移到民用研究。無線傳感器網(wǎng)絡主要 側重于對目標、環(huán)境和物體狀態(tài)的監(jiān)測與控制。 M2M 最早來自于諾基亞，其含義有Machine-to-Machine、Man-to-Machine，或者Machine-to-Man等， 其側重點在于無線數(shù)據(jù)通信和信息技術的無縫連接，從而實現(xiàn)在其基礎上的無線業(yè)務流程的自動化、集成 化，并最終為用戶創(chuàng)造增值服務。 CPS 美國基金委員會近幾年提出CPS(Cyber Physical Systems)研究計劃， 該計劃通過3

3、C技術即計算 (Computation)、通信(Communication)和控制(Control)的有機融合與深度協(xié)作，實現(xiàn)各種應用系統(tǒng) 的實時感知、動態(tài)控制和信息服務。 泛在傳感網(wǎng)（USN） 2005年國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組(ITU-T)在ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things中正式提出IOT的概念。2008年該組織在Ubiquitous Sensor Networks中進一步提出泛 在傳感器網(wǎng)絡概念（廣義傳感網(wǎng)），并闡述為通過傳感器、執(zhí)行器、RFID等對物理世界進行感知和標識， 然后依靠網(wǎng)絡將信息進行傳輸和互聯(lián)，再進行信息

4、處理和信息存儲，最后實現(xiàn)具體應用。 泛在網(wǎng)（Ubiquitous Networking） 又簡稱為U網(wǎng)絡，指基于個人和社會的需求，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡技術和新的網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)人與人、人與物、 物與物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策、使用等服務，網(wǎng)絡超強的環(huán)境感知、內(nèi)容感 知及其智能性，為個人和社會提供泛在的、無所不含的信息服務和應用。 物聯(lián)網(wǎng)概念及相互關系 通過條碼與二維碼、射頻標簽（RFID）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、紅外感應器、 激光掃描器、傳感器網(wǎng)絡等自動標識與信息傳感設備及系統(tǒng)，按照約定的通信協(xié) 議，通過各種局域網(wǎng)、接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)將物與物、人與物、人與人連接起來，進 行信息交換

5、與通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種信息網(wǎng) 絡。 泛泛 在在 網(wǎng)網(wǎng) 物物 聯(lián)聯(lián) 網(wǎng)網(wǎng) 傳傳 感感 網(wǎng)網(wǎng) 1從傳感網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng) 1 與無線傳感器網(wǎng)絡相關的幾個概念 2 無線傳感器網(wǎng)絡概述 3 物聯(lián)網(wǎng)概述 2 無線傳感網(wǎng)（wireless sensor networks）概述 無線傳感器網(wǎng)絡是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部或附近的大量廉價的、具有通信、感測及計算能力的微型傳感器 節(jié)點通過自組織構成的“智能”測控網(wǎng)絡。 無線傳感器網(wǎng)絡體系結構 無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和管理 節(jié)點。 傳感器節(jié)點 通常是一個微型的嵌入式系統(tǒng)，它的處理能力、 存儲能力和通信能力相對較弱。每個傳

6、感器節(jié) 點兼顧傳統(tǒng)網(wǎng)絡節(jié)點的終端和路由器雙重功能。 匯聚節(jié)點 處理能力、存儲能力和通信能力相對較強，它 連接傳感器網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡，實現(xiàn)兩種協(xié)議棧 之間的通信協(xié)議轉換，同時發(fā)布管理節(jié)點的監(jiān) 測任務，并把收集到的數(shù)據(jù)轉發(fā)到外部網(wǎng)絡上。 管理節(jié)點 對傳感器網(wǎng)絡進行配置和管理，發(fā)布監(jiān)測任務 以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。 應用領域 具有十分廣闊的應用前景，能應用于軍事國防、工農(nóng)業(yè)控制、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境檢測、搶險救災、 危險區(qū)域遠程控制等領域。 海洋監(jiān)測網(wǎng)絡示例 無線組網(wǎng)示意圖 從傳感網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng) 1 與無線傳感器網(wǎng)絡相關的幾個概念 2 無線傳感器網(wǎng)絡概述 3 物聯(lián)網(wǎng)概述 3.1 物聯(lián)網(wǎng)基本概念 3.2 物聯(lián)

7、網(wǎng)技術 3.3 應用領域 3.1 物聯(lián)網(wǎng)基本概念 Internet of things （IOT） 通俗講，物聯(lián)網(wǎng)就是使物體上網(wǎng) 將物體通過網(wǎng)絡（互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、有線網(wǎng)、無線網(wǎng)等）連接起來，創(chuàng)造一 個滿足我們需要的智能化的世界 物聯(lián)網(wǎng)比較正式定義 通過條碼與二維碼、射頻標簽（RFID）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、紅外感應 器、激光掃描器、傳感器網(wǎng)絡等自動標識與信息傳感設備及系統(tǒng)，按照約定 的通信協(xié)議，通過各種局域網(wǎng)、接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)將物與物、人與物、人與人 連接起來，進行信息交換與通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和 管理的一種信息網(wǎng)絡 物聯(lián)網(wǎng)特點及本質(zhì) 物聯(lián)網(wǎng)的特點 對周圍世界實現(xiàn)“可知、

8、可思、可控” 可知：能夠感知 可思：一定智能的判斷 可控：對外產(chǎn)生及時的影響 物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì) 是世界信息化新的推進，實現(xiàn)一個智慧化世界 生活更舒適、生產(chǎn)更高效 網(wǎng)絡傳輸信息，信息承載智慧 有線網(wǎng)、無線網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng) -傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng) 信息的交互，不再局限于人與人 從人與人的網(wǎng)絡交互到人與人、人與物、物與物的信息交互 預計到2020年，全球可以網(wǎng)絡連接的智能物體（smart things）將達到500億個（人均6個） 2.1.1.3 物聯(lián)網(wǎng)概述 2.1.1.3.1 物聯(lián)網(wǎng)基本概念 2.1.1.3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術 2.1.1.3.3 應用領域 2.1.1.3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術 物聯(lián)網(wǎng)技術處理的信息

9、流 物聯(lián)網(wǎng)的基本構架 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術 感知與識別技術 物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)與互聯(lián)技術 物聯(lián)網(wǎng)服務與管理技術 物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)技術 物聯(lián)網(wǎng)技術處理的信息流 物聯(lián)網(wǎng)要實現(xiàn) 全面感知、可靠傳輸、智能處理、自動控制 信息感知信息傳輸 信息處理與 控制 物聯(lián)網(wǎng)基本構架 物聯(lián)網(wǎng)基本構架 物聯(lián)網(wǎng)的三層分法 感知層、網(wǎng)絡層、應用層 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術 感知與識別技術 物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)與互聯(lián)技術 物聯(lián)網(wǎng)服務與管理技術 物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)技術 感知與識別技術 通過傳感器技術、RFID技術、二維碼、紅外設備等實現(xiàn)對物體的信息感知、定位和識別 主要包括 自動識別技術 傳感技術 定位技術 感知與識別技術 自動識別技術 條碼識別技術 射頻識別技術

10、（RFID 等） 語音識別技術 生物特征識別技術 圖象識別技術 磁識別技術等 感知與識別技術 傳感技術 傳感器將物理世界中的物理量、化學量、生物量轉化成供處理的數(shù)字信號 如溫度、壓力、流量、位移、速度等 定位技術 可分為衛(wèi)星定位、無線電波定位、傳感定位等 衛(wèi)星定位技術有GPS、北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng) 蜂窩移動通信系統(tǒng)的小區(qū)定位技術 物聯(lián)網(wǎng)感知層定位 如利用RFID傳感，車牌、集裝箱圖像識別感知物體的位置 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層定位等 物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)與互聯(lián)技術 物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)的作用 將物體通過網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)感知和控制信息的傳輸 通過網(wǎng)絡將分散多處的物體連接在一起，形成一個虛擬的物體 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的分類 傳感網(wǎng)+專網(wǎng)+

11、公網(wǎng)（Internet） 無線網(wǎng)絡+有線網(wǎng)絡 主要介紹內(nèi)容 物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡技術 互聯(lián)網(wǎng)接入技術 物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡技術 無線個域網(wǎng)絡 （幾十米） WPAN（Wireless Personal Area Network） BlueTooth網(wǎng)絡技術（802.15.1） ZigBee網(wǎng)絡技術（802.15.4） ZigBee通訊速率比較低 （250K/S），通訊距離較小，功 耗較小 UWB網(wǎng)絡技術（ 802.15.3 ） 無線局域網(wǎng)絡（100米左右） WLAN （Wireless Local Area Network） 802.11 802.11a，802.11b，802.11g， 802.11n 無

12、線城域網(wǎng)絡 （幾公里） WMAN （Wireless Metropolitan Area Network ） WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互聯(lián)接入（802.16） 無線廣域網(wǎng)絡 （十公里） WWAN（Wireless Wide Area Network） GPRS, 3G, 3.5G, 4G 互聯(lián)網(wǎng)接入技術 將物聯(lián)網(wǎng)通過互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡、移動通信網(wǎng)絡或者下一代網(wǎng)絡（NGN網(wǎng)絡），接入遠程網(wǎng)絡，實現(xiàn)數(shù) 據(jù)傳輸 互聯(lián)網(wǎng)接入技術 接入方式 固定接入 IPv4地址 局部網(wǎng)絡的sink節(jié)點接入，外部網(wǎng)絡不能直接

13、訪問網(wǎng)絡中的節(jié)點 地址面臨枯竭 IPv6接入 IPv6 讓地球上每粒沙子都有一個地址 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將加速IPv6引入，預計需要2-5年 IPv6不能夠直接應用到傳感器設備中，而是需要對IPv6協(xié)議棧和路由機制進行相應的精簡， 以滿足對網(wǎng)絡低功耗、低存儲容量和低傳送速率的要求 6LowPAN和RoLL 移動接入 車載網(wǎng) 智能醫(yī)療網(wǎng)絡 手機網(wǎng)絡 物聯(lián)網(wǎng)服務與管理技術 實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的各種應用服務與管理技術 物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng) 中間件技術 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 云計算技術 語義網(wǎng)技術 數(shù)據(jù)挖掘、智能決策 物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護 物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)技術 物聯(lián)網(wǎng)工程開發(fā)技術 物聯(lián)網(wǎng)工程設計 物聯(lián)網(wǎng)嵌入式開發(fā) 智能信息

14、處理 系統(tǒng)集成開發(fā) 物聯(lián)網(wǎng)工程開發(fā)流程 需求分析 架構設計 組件設計 感知層硬件、軟件設計 通信協(xié)議設計 應用層監(jiān)控軟件設計 3 物聯(lián)網(wǎng)概述 3.1 物聯(lián)網(wǎng)基本概念 3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術 3.3 應用領域 2.1.1.3.3 應用領域 物聯(lián)網(wǎng)十二五規(guī)劃鎖定9大重點示范應用領域 物聯(lián)網(wǎng)應用特點 物聯(lián)網(wǎng)應用面廣，滲透性強 三大應用領域：大眾服務、工農(nóng)業(yè)應用、公共管理 智能交通、消防、智能建筑、智能家居、智能環(huán)保、災害監(jiān)測避免、 智慧醫(yī)療、智慧老人護理、智能物流、食品安全追溯 智能工業(yè)控制、智能電力、智能水利、精準農(nóng)業(yè) 智慧校園、智能安防、軍事安全 具有服務于各行業(yè)的性質(zhì)，需要和行業(yè)和產(chǎn)業(yè)結合 智能交

15、通 智能交通 利用物聯(lián)網(wǎng)技術提供面向交通運輸?shù)姆障到y(tǒng) 交通更加智能、安全、節(jié)能、高效 治堵，緩解交通壓力 更安全 十一五以來道路交通事故死亡人數(shù)年均7.6萬人 智能農(nóng)業(yè) 農(nóng)業(yè)監(jiān)測控制和管理 自動灌溉系統(tǒng) 我國農(nóng)業(yè)用水量約占總用水量的 80% 左右 傳感器監(jiān)測土壤濕度，自動信息 分析，電磁閥自動控制灌溉（滴 灌、噴霧等） 智能施肥 農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控 溫室大棚等環(huán)境監(jiān)控 土壤水分監(jiān)測 食品追溯 食品追溯系統(tǒng) 利用物聯(lián)網(wǎng)技術建立集成生產(chǎn)、檢驗、監(jiān)管和消費各個環(huán)節(jié)的信息管理系統(tǒng) 提供“從農(nóng)田到餐桌”的追溯模式，建立食品安全信息數(shù)據(jù)庫，從源頭上保障消費者的合法權益 利用物聯(lián)網(wǎng)技術，保障食品安全 蘇丹

16、紅、瘦肉精、地溝油、染色饅頭、“化工”豬蹄 。 食品追溯 物聯(lián)網(wǎng)技術監(jiān)管瓜菜質(zhì)量 利用3G技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、二維條碼、RFID溯源技術等，建設田頭瓜菜質(zhì)量監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng) 食品追溯 身份豬 全國動物標識及疫病可追溯體系 豬的身份證： 一出生就戴上二維碼耳標，記錄 出生地、免疫注射、檢疫、運輸?shù)?信息，傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)庫 當進入屠宰場時，工作人員掃描二 維碼耳標，查看其防疫信息和檢疫 信息，然后按程序實施屠宰檢疫， 并登記、保存摘除的二維碼耳標 智能物流 智能物流系統(tǒng) 采用物聯(lián)網(wǎng)技術，結合電子商務方式運作的現(xiàn)代物流服務體系 物流作業(yè)的實時信息采集、分析和處理 示例：智能物流車 整合計算機、通信、網(wǎng)絡等技

17、術，打造的集數(shù)據(jù)采集、智能監(jiān)控、過程控 制于一體的智能物流專用車輛 問題提問及交流 CPS 美國基金委員會近幾年提出CPS(Cyber Physical Systems)研究計劃， 該計劃通過3C技術即計算 (Computation)、通信(Communication)和控制(Control)的有機融合與深度協(xié)作，實現(xiàn)各種應用系統(tǒng) 的實時感知、動態(tài)控制和信息服務。 2.1.1.3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術 物聯(lián)網(wǎng)技術處理的信息流 物聯(lián)網(wǎng)的基本構架 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術 感知與識別技術 物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)與互聯(lián)技術 物聯(lián)網(wǎng)服務與管理技術 物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)技術 物聯(lián)網(wǎng)應用特點 物聯(lián)網(wǎng)應用面廣，滲透性強 三大應用領域：大眾服務、工農(nóng)業(yè)應用、公共管理 智能交通、消防、智能建筑、智能家居、智能環(huán)保、災害監(jiān)測避免、 智慧醫(yī)療、智慧老人護理、智能物流、食品安全追溯 智能工業(yè)控制、智能電力、智能水利、精準農(nóng)業(yè) 智慧校園、智能安防、軍事安全 具有服務于各行業(yè)的性質(zhì)，需要和行業(yè)和產(chǎn)業(yè)結合 智能農(nóng)業(yè) 農(nóng)業(yè)監(jiān)測控制和管理 自動灌溉系統(tǒng) 我國農(nóng)業(yè)用水量約占總用水量的 80% 左右 傳感器監(jiān)測土壤濕度，自動信息 分析，電磁閥自動控制灌溉（滴 灌、噴霧等） 智能施肥 農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控 溫室大棚等環(huán)境監(jiān)控 土壤水分監(jiān)測 食品追溯 食品追溯系統(tǒng) 利用物聯(lián)網(wǎng)技術建立集成生產(chǎn)、檢驗、監(jiān)管和消費各個環(huán)節(jié)的信息管理系統(tǒng) 提供“從