物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論-概述

1、物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論第1篇 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論目錄 Contents物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論 課 程 介 紹課程性質(zhì) 是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)必修課，屬導(dǎo)學(xué)課程。課程目標 通過學(xué)習(xí)對物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)有較全面、系統(tǒng)的了解； 明確專業(yè)的知識體系和知識結(jié)構(gòu)，具備專業(yè)基本知識、基本理論和實際應(yīng)用的認知能力； 培養(yǎng)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，初步明確學(xué)業(yè)和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論什 么 是 物 聯(lián) 網(wǎng)？國際電信聯(lián)盟曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時代的圖景：當司機出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物 聯(lián) 網(wǎng) 的 定 義In

2、ternet of Things ( IOT )，物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是通過使用射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）、傳感器、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息采集設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)的三大特征（目標） 全面感知全面感知利用利用RFID 、傳感器、二維碼、定位等隨時隨地、傳感器、二維碼、定位等隨時隨地獲取物體的信息。獲取物體的信息?？煽總鬟f可靠傳遞通過無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實通過無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將

3、物體的信息實時準確地傳遞給用戶。時準確地傳遞給用戶。智能處理智能處理利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘以及模糊識別等人工智能利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘以及模糊識別等人工智能技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制。物體實施智能化的控制。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)如何發(fā)展而來？物聯(lián)網(wǎng)作為一種模糊的意識或想法而出現(xiàn)，可以追溯到上世紀末。1995年比爾蓋茨在未來之路一書中就已經(jīng)提及類似于物品互聯(lián)的想法。1999年美國麻省理工學(xué)院Auto-ID中心研究人員提出將RFID與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)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，并首次使用了“Internet

4、 of Things”這個短語。 以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以RFID為手段物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)如何發(fā)展而來？2003年物聯(lián)網(wǎng)方面第一個國際會議“EPC決策研討會”在芝加哥召開，全球90多個公司的大力支持，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)工作開始走出實驗室。2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了題為ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)的報告，物聯(lián)網(wǎng)概念開始正式出現(xiàn)在官方文件中。從此以后，物聯(lián)網(wǎng)獲得跨越式的發(fā)展，美國、中國、日本以及歐洲一些國家紛紛將發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施列為國家戰(zhàn)略發(fā)展計劃的重要內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵不斷完善物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程示意圖Ubiquitous泛在無處不在泛在無處不在物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論“E社會”與“U社會”

5、E社會（Electronic Society）U社會（ Ubiquitous Network Society,UNS ），來源于泛在計算（ Ubiquitous Computing）U U社會：無處不在的社會網(wǎng)絡(luò)社會：無處不在的社會網(wǎng)絡(luò)（Ubiquitous Network Ubiquitous Network Society,UNSSociety,UNS）任何時間、任何地點、任何人、任何事物任何時間、任何地點、任何人、任何事物 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSNWSN）物物互聯(lián)物物互聯(lián)E E社會社會任何時間、任何地點、任何人任何時間、任何地點、任何人重要信息基礎(chǔ)設(shè)施之一重要特征任何事物的

6、支撐技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程示意圖物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程示意圖2011 美國政府將信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System，CPS）項目列為扶持重點。2013 歐盟通過了“地平線2020”科研計劃。2013.04 德國發(fā)布了實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略。2013 韓國發(fā)布了“信息通信技術(shù)浪潮計劃”。2014.03 AT&T、IBM、Intel等成立了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC”。2015.03 李克強總理在政府工作報告中提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論我 國 物 聯(lián) 網(wǎng) 的 發(fā) 展2009年8月溫家寶總理在視察中科院無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究所時，提出“感知中國”的概念。

7、2010年9月國務(wù)院審議通過國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定，物聯(lián)網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容，被提高到國家戰(zhàn)略層面高度予以重點關(guān)注和推進。此后，我國官方對物聯(lián)網(wǎng)的多次提議和眾多規(guī)劃表示我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已正式提上議事日程。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃十大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重點領(lǐng)域： 智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能家居、環(huán)境與安全檢測、工業(yè)與自動化控制、醫(yī)療健康、精細農(nóng)牧業(yè)、金融與服務(wù)業(yè)、國防軍事開發(fā)應(yīng)用前景巨大，被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。 物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論 我 們 要 學(xué) 什 么 ？物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。信息技術(shù)的4個

8、組成部分及信息鏈相對應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)的4個組成部分及信息鏈物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物 聯(lián) 網(wǎng) 的 體 系 架 構(gòu)注意：三層架構(gòu)（感知控制層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、應(yīng)用服務(wù)層）與四層架構(gòu)無本質(zhì)差別。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物 聯(lián) 網(wǎng) 的 體 系 架 構(gòu)感知層：實現(xiàn)對外界的感知，識別或定位物體，采集外界信息等。主要包括二維碼標簽、RFID標簽、讀寫器、攝像頭、各種終端、GPS等定位裝置、各種傳感器或局部傳感器網(wǎng)絡(luò)等。網(wǎng)絡(luò)傳輸層：負責(zé)感知信息或控制信息的傳輸，物聯(lián)網(wǎng)通過信息在物體間的傳輸可以虛擬成為一個更大的“物體”，或者通過網(wǎng)絡(luò)，將感知信息傳輸?shù)礁h的地方。傳輸層包括各種有線和無線組網(wǎng)技術(shù)、接入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)等。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物 聯(lián)

9、網(wǎng) 的 體 系 架 構(gòu)管理服務(wù)層：對感知層通過傳輸層傳輸?shù)男畔⑦M行動態(tài)匯集、存儲、分解、合并、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等智能處理，并為應(yīng)用層提供物理世界所對應(yīng)的動態(tài)呈現(xiàn)等。其中主要包括數(shù)據(jù)庫、云計算、智能信息處理、智能軟件等技術(shù)。應(yīng)用層：實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的各種具體的應(yīng)用并提供服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)具有廣泛的行業(yè)結(jié)合的特點，根據(jù)某一種具體的行業(yè)應(yīng)用，應(yīng)用層依賴感知層、傳輸層和管理服務(wù)層共同完成所需要的具體服務(wù)。 物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物 聯(lián) 網(wǎng) 的 關(guān) 鍵 技 術(shù)傳感和識別技術(shù)：RFID、條形碼、傳感器、EPC和定位等技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)：低速近距離無線通信、自組織通信、M2M 通信、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合接入和認知無線電等技術(shù)。海量信

10、息智能處理：高性能計算、人工智能、數(shù)據(jù)庫和模糊計算等技術(shù)。面向服務(wù)的體系架構(gòu)：（Service-Oriented Architecture ,SOA），松耦合的軟件組件技術(shù)，提高物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的擴展性，提升應(yīng)用開發(fā)效率。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物 聯(lián) 網(wǎng) 的 支 撐 技 術(shù)微機電系統(tǒng)：支撐傳感器節(jié)點微型化、智能化的重要技術(shù)嵌入式系統(tǒng)：可以按照不同應(yīng)用定制裁剪的嵌入式計算機技術(shù)，是實現(xiàn)物體智能的重要基礎(chǔ)。軟件和算法：是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能、決定物聯(lián)網(wǎng)行為的主要技術(shù)。電源和儲能：支撐物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與系統(tǒng)的工作的關(guān)鍵技術(shù)。新材料技術(shù)：應(yīng)用于傳感器敏感元件的實現(xiàn)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物 聯(lián) 網(wǎng) 的 共 性 技 術(shù)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)

11、：目前處于概念發(fā)展階段。物聯(lián)網(wǎng)需具有統(tǒng)一的架構(gòu)，清晰的分層，支持不同系統(tǒng)的互操作性，適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)特性。標識和解析技術(shù)：物聯(lián)網(wǎng)標識和解析技術(shù)涉及不同的標識體系、不同體系的互操作、全球解析或區(qū)域解析、標識管理等。安全和隱私技術(shù)：包括安全體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、隱私保護技術(shù)、安全管理機制和保證措施等；網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)：包括管理需求、管理模型、管理功能、管理協(xié)議等。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論我 們 要 學(xué) 什 么 ？物聯(lián)網(wǎng)是典型的交叉學(xué)科，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)主要涉及的專業(yè)有：計算機科學(xué)與工程、電子與電氣工程、電子信息與通訊、自動控制、遙感與遙測、精密儀器、電子商務(wù)等等。物聯(lián)網(wǎng)涉及的核心技術(shù)包括傳感技術(shù)、RFID智能識別技

12、術(shù)、無線通信技術(shù)、IPv6技術(shù)、云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論 課 程 介 紹課程內(nèi)容5大部分17章課程安排課堂教學(xué)48學(xué)時3.0學(xué)分 第第1 1篇篇 概述概述第第1 1章章 概述概述2 2學(xué)時學(xué)時第第2 2章章 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)第第2 2篇篇 感知層感知層第第3 3章章 自動識別技術(shù)自動識別技術(shù)4 4學(xué)時學(xué)時第第4 4章章 傳感器智能設(shè)備及智能終端傳感器智能設(shè)備及智能終端4 4學(xué)時學(xué)時第第3 3篇篇 網(wǎng)絡(luò)傳輸層網(wǎng)絡(luò)傳輸層第第5 5章章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4 4學(xué)時學(xué)時第第6 6章章 因特網(wǎng)因特網(wǎng)6 6學(xué)時學(xué)時第第7 7章章 寬帶無線接入網(wǎng)寬帶無線接入網(wǎng)2

13、2學(xué)時學(xué)時第第8 8章章 移動通信網(wǎng)移動通信網(wǎng)4 4學(xué)時學(xué)時第第4 4篇篇 管理服務(wù)層管理服務(wù)層第第9 9章章 物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合和管理物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合和管理2 2學(xué)時學(xué)時第第1010章章 云計算云計算2 2學(xué)時學(xué)時第第1111章章 物聯(lián)網(wǎng)中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件6 6學(xué)時學(xué)時第第1212章章 物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)2 2學(xué)時學(xué)時第第1313章章 物聯(lián)網(wǎng)的測試技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的測試技術(shù)2 2學(xué)時學(xué)時第第5 5篇篇 綜合應(yīng)用層綜合應(yīng)用層第第1414章章 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例- -智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)8 8學(xué)時學(xué)時第第1515章章 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例- -智能工業(yè)智能工業(yè)第第1616章章 物

14、聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例- -智能交通智能交通第第1717章章 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例- -智能建筑智能建筑物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論 課 程 介 紹教材： 魏旻 王平 物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論，人民郵電出版社，2015年8月第1版參考資料：（1）楊塤 羅勇物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論，西安電子科技大學(xué)出版社，2015年1月第1版（2）胡四泉 王新平 王志良 王宏 物聯(lián)網(wǎng)組成原理，機械工業(yè)出版社，2015年10月第1版專業(yè)網(wǎng)站： 中國物聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)中國等物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)目前最大的問題？觀察目前市面上的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品可以發(fā)現(xiàn)，百貨公司、網(wǎng)站甚至大賣場都可以看到跟生活面相關(guān)的產(chǎn)品，不過標準林立也使產(chǎn)品之間信息共通困難，嚴重阻礙市場

15、接受度。物聯(lián)網(wǎng)目前最大的問題是標準無法統(tǒng)一！如果可以整合資源，推動制訂兼容性規(guī)格，甚至開放源碼，那么未來數(shù)十億的設(shè)備，包括設(shè)備、手機、計算機、工業(yè)設(shè)備以及應(yīng)用等都能得以互通。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)標準化組織有哪些？物聯(lián)網(wǎng)包括應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、感知三個層面，每一個層面都會涉及到一些標準化組織，目前已經(jīng)包括了24個標準化組織。大概可分為幾類，一類如ITU，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)做出規(guī)劃；傳統(tǒng)的電信標準化組織圍繞網(wǎng)絡(luò)層研究如何適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)；感知層面，如ISO制定無線傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等方面標準以及RFID協(xié)議。我國也相繼成立了電子標簽標準工作組、傳感器網(wǎng)絡(luò)標準工作組、泛在網(wǎng)技術(shù)工作委員會、中國物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組等標

16、準化組織。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論例： RFID 技 術(shù) 標 準RFID應(yīng)用牽涉到眾多行業(yè)，相關(guān)標準非常復(fù)雜?？煞譃樗念悾杭夹g(shù)標準、數(shù)據(jù)內(nèi)容與編碼標準、性能與一致性標準以及應(yīng)用標準。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物 聯(lián) 網(wǎng) 的 應(yīng) 用360行都需要物聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論健 康 與 健 身XBox360 Kinect 利用3D體感攝像技術(shù)捕捉玩家動作； 通過相應(yīng)游戲軟件達到健身目的。Nike+智能運動鞋 通過嵌入鞋內(nèi)的感知設(shè)備采集跑步數(shù)據(jù)； 通過IPod接收、存儲并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)； 通過Nike+網(wǎng)站備份、分析數(shù)據(jù)，設(shè)置目標，并能夠與朋友分享成績。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論緊 急 救 援物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論智 能 景 區(qū)物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論智 能 防 災(zāi)物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論平 安 城 市物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物 聯(lián) 網(wǎng) 的 應(yīng) 用 前 景未來，全球物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將朝著規(guī)?；?、協(xié)同化和智能化方向發(fā)展，同時以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將是各國的主要發(fā)展方向。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論 課 程 介 紹教學(xué)方式：教師主導(dǎo)、學(xué)生主體課程考核方式：平時學(xué)習(xí)及作