物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解課件

物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解1Outline物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析五層結構三層結構1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術2.統(tǒng)一標識技術3.通信技術4.網(wǎng)絡技術5.軟件服務與算法6.硬件7.功率和能量存儲8.安全和隱私技術9.標準

關鍵技術分析物聯(lián)網(wǎng)簡介Outline物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術關物Session1:物聯(lián)網(wǎng)簡介物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析五層結構三層結構Session1:物聯(lián)網(wǎng)簡介物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析美國權威咨詢機構FORRESTER預測：到2020年，世界上物物互聯(lián)的業(yè)務，跟人與人通信的業(yè)務相比，將達到30比１，因此，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務?！拔锫?lián)網(wǎng)”被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析美國權威咨詢機構FORRESTER預測：到物聯(lián)網(wǎng)簡介

泛在網(wǎng)五層結構感知層主要完成信息的收集與簡單處理,部分學者將該層稱為感知延伸層,該層由傳統(tǒng)的WSN、RFID和執(zhí)行器組成；接入層主要完成各類設備的網(wǎng)絡接入,該層重點強調(diào)各類接入方式,比如3G/4G、Mesh網(wǎng)絡、WiFi、有線或者衛(wèi)星等方式；支撐層又稱中間件,或者業(yè)務層對下需要對網(wǎng)絡資源進行認知,進而達到自適應傳輸?shù)哪康?本層的完成信息的表達與處理,最終達到語義互操作和信息共享的目的;對上提供統(tǒng)一的接口與虛擬化支撐,虛擬化包括計算虛擬化和存儲虛擬化等內(nèi)容,較為典型的技術是云計算；應用層主要完成服務發(fā)現(xiàn)和服務呈現(xiàn)的工作。網(wǎng)絡層為原有的互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)或者電視網(wǎng),主要完成信息的遠距離傳輸?shù)裙δ?；物?lián)網(wǎng)簡介

泛在網(wǎng)五層結構感知層主要完成信息的收集與簡單處理感知層智能嵌入式標識、感知協(xié)同、互動網(wǎng)絡層融合接入信息存儲應用層數(shù)據(jù)挖掘決策物聯(lián)網(wǎng)簡介

三層結構感知層網(wǎng)絡層應用層物聯(lián)網(wǎng)簡介

三層結構物聯(lián)網(wǎng)簡介

中國移動定義的物聯(lián)網(wǎng)結構物聯(lián)網(wǎng)簡介

中國移動定義的物聯(lián)網(wǎng)結構感知層自組織網(wǎng)絡：物聯(lián)網(wǎng)簡介

感知層介紹自組織網(wǎng)絡示意圖感知層自組織網(wǎng)絡：物聯(lián)網(wǎng)簡介

感知層介紹自組織網(wǎng)絡示意圖物聯(lián)網(wǎng)簡介

感知層介紹公共感知層物聯(lián)網(wǎng)簡介

感知層介紹公共感知層物聯(lián)網(wǎng)簡介

網(wǎng)絡層介紹城域網(wǎng)/虛擬VPN互聯(lián)網(wǎng)（有線、WiFi、Mesh）2G,3G,4G網(wǎng)絡衛(wèi)星網(wǎng)廣電電視網(wǎng)絡、BWM網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)簡介

網(wǎng)絡層介紹城域網(wǎng)/虛擬VPN互聯(lián)網(wǎng)（有線、WiF物聯(lián)網(wǎng)簡介

應用層介紹物聯(lián)網(wǎng)簡介

應用層介紹（信息量）物聯(lián)信息的海量化（設備接入）億萬異構設備的泛在接入（網(wǎng)絡架構）信息和存儲的物理邊緣化（網(wǎng)絡管理）網(wǎng)絡管理的高度自治化（物物互聯(lián)）物物互動的協(xié)同和智能化（物理安全）隱私的易泄露，面臨更多安全（設備制造）設備的小型微型化（能量獲?。┠芰孔匀?、大容量。。。物聯(lián)網(wǎng)簡介

物聯(lián)網(wǎng)的特征（信息量）物聯(lián)信息的海量化物聯(lián)網(wǎng)簡介

物聯(lián)網(wǎng)的特征1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術2.統(tǒng)一標識技術3.通信技術4.網(wǎng)絡技術

Session2：物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術5.軟件服務與算法6.硬件7.功率和能量存儲8.安全和隱私技術9.標準1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術Session2：物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術5.目標：信息互通框架達到健壯、可擴展性以及公平性目的挑戰(zhàn)：開放的競爭環(huán)境，框架必須模塊化和可擴展性SOA架構中，內(nèi)容提供者和使用者之間如何進行便捷的交流，即語義的互操作性事件驅(qū)動結構使得無法采用一種辦法解決所有的問題物體的離線特性非中心控制的分布式架構增加解決方案提供者的參與，形成一個競爭的市場1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

需求與研究內(nèi)容需求分析存儲和計算能力的邊緣化物體具有存儲、處理能力局部物體間協(xié)同工作物體間斷性通信連接物體移動、無線鏈路動態(tài)變化分布式的緩存和信息融合支持物體的移動和環(huán)境變化物體移動帶來信息的移動物體上下文不斷變化網(wǎng)中網(wǎng)物體之間自治的、動態(tài)的組網(wǎng)已有多種網(wǎng)絡的操作平臺、信息結構、文檔格式等都存在異構特征目標：信息互通1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

需求與研究內(nèi)容需求分研究內(nèi)容端到端的分布式開放架構，異構系統(tǒng)的互操作性；非中心控制的自治架構；邊緣節(jié)點移動智能架構；云計算技術，事件驅(qū)動架構，掉線和同步操作；使用市場機制來增加競爭和參與；支持語義互操作的體系結構；事件驅(qū)動的體系結構；支持有效緩存、信息同步和分布式信息融合的體系結構。1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

需求與研究內(nèi)容研究內(nèi)容端到端的分布式開放架構，異構系統(tǒng)的互操作性；1.物邏輯和功能模塊概念、工具和服務的平臺方法1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

參考結構聚合器/網(wǎng)關節(jié)點聚合器/網(wǎng)關節(jié)點聚合器/網(wǎng)關節(jié)點主機管理信息系統(tǒng)主機管理信息系統(tǒng)主機管理信息系統(tǒng)廣域通信和網(wǎng)絡以及互聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行器執(zhí)行器執(zhí)行器邏輯和功能模塊1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

參考結構聚合器聚合器聚合1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

我們理解的參考結構CableNetWiFiZigbee區(qū)域服務器家庭網(wǎng)關IP/IPv6IP/ID/IPv6有線相對分布的集中式管理相對集中的分布式支撐1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

我們理解的參考結構CableNetW1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

區(qū)域服務器參考結構1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

區(qū)域服務器參考結構1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

與云計算支撐平臺的結合區(qū)域服務器分布式存儲功能區(qū)域服務器分布式計算功能1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

與云計算支撐平臺的結合區(qū)域服務器區(qū)域服誰控制唯一識別符？2.統(tǒng)一標識技術

標識概述標識的必要性?銀行卡會員卡交通卡社?？ü珗@門票小額支付卡單位門禁卡誰控制唯一識別符？2.統(tǒng)一標識技術

標識概述標識的必要性2.統(tǒng)一標識技術

需求與研究內(nèi)容挑戰(zhàn)：如何處理物體的組合\合成\拆分\替換帶來的UID變化如何處理UID與物體之間關系的映射關系，比如同一批次的產(chǎn)品編號是否相近如何確保國家、企業(yè)、個人均具有一定的UID分配權利不透明UID與匿名機制支持已有ID機制虛擬物體的ID分配問題需求分析目標：對物體進行統(tǒng)一標識進行物體的區(qū)分\查找標識基本需求對單個物體進行唯一標識支持一類物品的標識【某類物品的查詢】復合物體：有多個組件，每個部件都有標識號【動態(tài)變化】安全需求非層次命名：標識應該獨立于自身位置和上下文環(huán)境等信息層次結構2.統(tǒng)一標識技術

需求與研究內(nèi)容挑戰(zhàn)：需求分析目標：對物體研究內(nèi)容標識的分配標識的管理標識加密解密標識存儲匿名標識技術標識映射機制標識結構設計2.統(tǒng)一標識技術

需求與研究內(nèi)容研究內(nèi)容標識的分配2.統(tǒng)一標識技術

需求與研究內(nèi)容物聯(lián)網(wǎng)>>RFIDRFID的成功經(jīng)驗能否推廣到物聯(lián)網(wǎng)？RFID具有單向?qū)ぶ返奶攸c2.統(tǒng)一標識技術

RFID標識分配的成功經(jīng)驗物聯(lián)網(wǎng)>>RFID2.統(tǒng)一標識技術

RFID標識分配的成功3.通信技術

通信技術現(xiàn)狀分析高層通信協(xié)議多樣性SensorML；TransducerML；O&M；CAP；OASISEDXL-DE；ANSIN42.42；CBRNDataModel；NIEM。已有多種標準的無線技術包含有線（同軸電纜、光纖、ADSL、LAN等），無線（SMS、USSD、MMS、GPRS、CDMA、3G、WLAN、藍牙、ZigBee、UMA、HSDPA、LTE等）。大量的通信需求物與物通信，物與人通信從物理世界的感知信息到數(shù)字世界的通信執(zhí)行器完成物理世界動作的通信存儲感知信息的分布式存儲系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)挖掘和服務的通信、對實體跟蹤和定位的通信3.通信技術

通信技術現(xiàn)狀分析高層通信協(xié)議多樣性需求分析目標：解決海量物體的通信問題挑戰(zhàn)：提供一個完整的端到端系統(tǒng)網(wǎng)絡連接的范圍將成指數(shù)增長，可測量性，互操作性如何確保網(wǎng)絡運營商的投資回報新的射頻技術和需要滿足新設備的連接需求研究內(nèi)容物體間信息交換的通信技術底層無線協(xié)議之間的互操作分布式數(shù)據(jù)存儲和傳感數(shù)據(jù)收集，認證和跟蹤系統(tǒng)相關的通信問題與物理世界用戶的交互相關的通信問題數(shù)據(jù)挖掘和服務的通信與處理問題軟件無線電技術和認知無線電通信技術無連接的通信問題3.通信技術

需求與研究內(nèi)容需求分析目標：解決海量物體的通信問題研究內(nèi)容物體間信息交換的3.通信技術

當前相關的解決方案多協(xié)議的互操作本體翻譯3.通信技術

當前相關的解決方案多協(xié)議的互操作本傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)方式RFID組網(wǎng)方式DTN組網(wǎng)方式移動通信或者衛(wèi)星等其他簡單組網(wǎng)方式4.組網(wǎng)技術

感知層組網(wǎng)技術現(xiàn)狀分析傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)方式4.組網(wǎng)技術

感知層組網(wǎng)技術現(xiàn)狀分析4.組網(wǎng)技術

接入組網(wǎng)現(xiàn)狀分析傳感網(wǎng)絡之上建立IP網(wǎng)絡IP網(wǎng)絡之上建立傳感網(wǎng)絡4.組網(wǎng)技術

接入組網(wǎng)現(xiàn)狀分析傳感網(wǎng)絡之上建立IP網(wǎng)絡IP4.組網(wǎng)技術

接入組網(wǎng)現(xiàn)狀分析基于普通網(wǎng)關的組網(wǎng)結構基于DTN網(wǎng)關的組網(wǎng)結構4.組網(wǎng)技術

接入組網(wǎng)現(xiàn)狀分析基于普通網(wǎng)關的組網(wǎng)結構基于D需求分析目標：集合有線和無線方式，實現(xiàn)物體無縫和透明接入挑戰(zhàn)：支持現(xiàn)有網(wǎng)絡結構組網(wǎng)系統(tǒng)間可擴展、跨平臺兼容支持芯片級的組網(wǎng)減小開銷并為物體提供有效連接的解決方案芯片通信結構中參數(shù)動態(tài)配置通信基礎設施隨網(wǎng)絡負荷和變化通過功率感知來進行自適應可能以IP為基礎研究內(nèi)容開發(fā)“網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡”的基礎設施，支持動態(tài)區(qū)域組網(wǎng)匿名組網(wǎng)IP和后IP技術移動斷續(xù)連接場景下的組網(wǎng)技術網(wǎng)絡自治管理技術：自感知、自學習、自配置、自修復、自管理適用于固定、移動、有線、無線的多層次組網(wǎng)技術無連接的通信，甚至無IP的通信4.組網(wǎng)技術

需求與研究內(nèi)容需求分析目標：集合有線和無線方式，實現(xiàn)物體無縫和透明接入研究4.組網(wǎng)技術

當前相關的已有產(chǎn)品6LoWPAN：基于IPv6的傳感器網(wǎng)絡4.組網(wǎng)技術

當前相關的已有產(chǎn)品6LoWPAN：基于IPv需求分析目標：實現(xiàn)不同軟件的統(tǒng)一與互操作挑戰(zhàn)：如何在大量無關軟件模塊中建立一個固有應用軟件將不同的環(huán)境下的軟件整合成一個系統(tǒng)面向服務的計算松耦合組織網(wǎng)絡服務，并建立一個虛擬網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)之上，定義一個新的協(xié)議來描述和解決服務實例分布式智能，解決可擴展性的關鍵研究內(nèi)容服務發(fā)現(xiàn)和組合語義互操作性和語義傳感Web人機交互自管理技術來克服增加的復雜度和節(jié)能分布式自適應軟件開放性中間介能量有效的微操作系統(tǒng)虛擬化軟件數(shù)據(jù)挖掘等數(shù)學模型和算法5.軟件服務與算法

參考結構需求分析目標：實現(xiàn)不同軟件的統(tǒng)一與互操作研究內(nèi)容服務發(fā)現(xiàn)和組5.軟件服務與算法

當前相關熱點介紹參考架構中的研究內(nèi)容5.軟件服務與算法

當前相關熱點介紹參考架構中的研究內(nèi)容TinyOS特點：事件驅(qū)動,NetC加州大學伯克利分校uCLinux特點：與Linux兼容Lineo公司產(chǎn)品5.軟件服務與算法

當前相關熱點介紹——微操作系統(tǒng)ContikiOS支持IPv6，即6LoWPANMANTIS

OS

(MOS)特點：支持快速、靈活的搭建WSN美國科羅拉多大學其他還有：SOS,TinyDB,MagnetOS、SenOS、PEEROS、AmbitentRT、Bertha等TinyOS5.軟件服務與算法

當前相關熱點介紹——微操作需求分析目標：

低功耗多處理系統(tǒng)中的自適應硬件和并行處理相關研究挑戰(zhàn)：對配置進行動態(tài)修改和設置處理自適應和自配置設計時的不可預測問題根據(jù)具體應用和上下文的通信需求按需調(diào)整基礎設施之間的互聯(lián)情況研究內(nèi)容納米技術-小型化傳感技術-嵌入式傳感器\執(zhí)行器橋接納米技術和微系統(tǒng)(SOC)解決方案通信-天線，能量有效RF前端技術自配置，自優(yōu)化，自愈合電路結構聚合電子低功耗微處理器\微控制器，硬件加速器自旋電子抗干擾技術6.硬件

需求與研究內(nèi)容需求分析目標：研究內(nèi)容納米技術-小型化6.硬件

需求與研究6.硬件

當前相關的已有產(chǎn)品SoC產(chǎn)品CC2430CC24316.硬件

當前相關的已有產(chǎn)品SoC產(chǎn)品CC2430CC需求分析目標：

讓傳感設備從環(huán)境中獲取能量，這些物體的電池可以自動地進行充電挑戰(zhàn)：能量收集技術仍然不夠微功率技術的應用大能量存儲設備的小型化問題能源高效利用研究內(nèi)容微能源技術光電池、微燃料電池和微反應堆、微高容量能量存儲等技術靜電、壓電和電磁能量轉(zhuǎn)化機制印刷電池、熱電系統(tǒng)、微型制冷器和微燃料發(fā)電機基于微機電系統(tǒng)（MEMS）設備的能量獲取技術能量感知協(xié)議7.物聯(lián)網(wǎng)能量技術

需求與研究內(nèi)容需求分析目標：研究內(nèi)容微能源技術7.物聯(lián)網(wǎng)能量技術

需求與太陽能電池7.物聯(lián)網(wǎng)能量技術

相關的已有產(chǎn)品太陽能電池7.物聯(lián)網(wǎng)能量技術

相關的已有產(chǎn)品需求分析目標：保護個人隱私、商業(yè)機密、國際安全挑戰(zhàn)：阻止非授權實體的識別和跟蹤阻止未授權信息的訪問物體位置、數(shù)據(jù)所有性等需要考慮研究內(nèi)容非集中式的認證和信任模型數(shù)據(jù)所有權關系責任和義務異構設備間的隱私保護技術離散認證和可信模型能量高效的加密和數(shù)據(jù)保護云計算的安全和信任隱私策略管理8.安全和隱私技術

需求與研究內(nèi)容需求分析目標：保護個人隱私、商業(yè)機密、國際安全研究內(nèi)容非集中需求分析目標：異構設備通過標準接口和數(shù)據(jù)模型來確保不同系統(tǒng)間的信息交互挑戰(zhàn)：物聯(lián)網(wǎng)的異構設備互聯(lián)（接口標準與數(shù)據(jù)模型）已有多個標準（硬件、組網(wǎng)、通信等技術都存在各種各樣的標準，物聯(lián)網(wǎng)設備應該向支持多協(xié)議，多頻段發(fā)展）信息產(chǎn)生和收集（完整、可信）研究內(nèi)容互操作方面：語義數(shù)據(jù)模型無線方面：頻譜分配、發(fā)射功率及通信協(xié)議的標準化數(shù)據(jù)方面：數(shù)據(jù)生成、數(shù)據(jù)可追溯的質(zhì)量和完整性研究物聯(lián)網(wǎng)異構設備接口的標準化和標識技術的標準化9.標準

需求和研究內(nèi)容需求分析目標：異構設備通過標準接口和數(shù)據(jù)模型來確保不同系統(tǒng)間9.標準

現(xiàn)有的國際相關標準工作OverallFrameworkTelecommunicationsNetworkITU-TUbiquitousNetworks(UN)USNnetworksrequirementsandarchdesignETSIM2MTCM2MRequirementsandfunctionalstructureISO/IECJTC1SC6SGSNSNresearchreport3GPPSA1/SA2/RAN2M2MoptimizationdemandM2MoptimizationtechnologyofnetworkandwirelessaccessGSMA/SCAG:smartSIMcardOMADMSmartGrid/MeasurementNIST:U.S.smartgridstandardsIEEEP2030:smartgridguide802.15.4g:smartgridshort-rangewirelessstandardCEN/CENELEC/ETSIEuropeansmartmeteringstandardWSN/RFIDNIST:IEEE1451IEEE802.15Low-speedshortdistancewirelesscomm.technologystandardIETF6LoWPANROLLBasedonIPv6ofIEEE802.15.4Routingoverlow-PowerandlossynetworksEPCGlobalGS1:RFIDstandard9.標準

現(xiàn)有的國際相關標準工作OverallFrame9.標準

網(wǎng)絡智能化傳感器（SmartTransducers）——IEEE14519.標準

網(wǎng)絡智能化傳感器（SmartTransduce9.標準

低速無線個域網(wǎng)（LRWPAN）——IEEE802.159.標準

低速無線個域網(wǎng)（LRWPAN）——IEEE8IEEE802.15.4c（中國國家標準）基于中國780MHz頻段，制定低速率物理層通信標準，2009年報批。IEEE802.15.4e：上海微系統(tǒng)所、無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院、華為等作為主要的聯(lián)合提案單位，制定面向傳感網(wǎng)在工業(yè)無線監(jiān)控等應用中的低功耗、實時MAC層標準，提案已接受，進入文檔編輯階段。無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院正在設計、開發(fā)15.MAC測試、運行平臺，爭取在全球第一個發(fā)布IEEE802.15.4g：針對智能電網(wǎng)等應用，200Kbps~1Mbps數(shù)據(jù)速率的物理層標準提案，可變增益的DSSS方案。9.標準

低速無線個域網(wǎng)（LRWPAN）——IEEE802.15IEEE802.15.4c（中國國家標準）9.標準

低速9.標準

Zigbee聯(lián)盟（ZigbeeAlliance）9.標準

Zigbee聯(lián)盟（ZigbeeAlliance9.標準

基于IPv6的LoWPAN——IETF6LoWPAN9.標準

基于IPv6的LoWPAN——IETF6Lo2007年國標委正式批準在全國信標委下成立無線傳感器網(wǎng)絡工作組

首屆ISO/IECJTC1傳感器網(wǎng)絡研究組（SGSN）會議在中國召開(2008年6月)第四次會議于2009年召開，中、美、德、韓、英等主要成員國代表達成了關于在JTC1下成立傳感器網(wǎng)絡標準化工作組，10月份在JTC1大會上遞交該倡議。9.標準

ISO/IECJTC1SGSN2007年國標委正式批準在全國信標委下成立無線傳感器網(wǎng)絡工作9.標準

國內(nèi)現(xiàn)狀2009200720082006全國信標委開始組織相關單位進行傳感器網(wǎng)絡標準方面的研究工作國標委正式批準在全國信標委下成立無線傳感器網(wǎng)絡工作組準備工作的管理文件，在11月的無錫會議上初步得到工作組內(nèi)的認可分為8個項目組，召開工作組全會，開展具體國家標準的制定工作中國傳感器網(wǎng)絡標準化工作組，現(xiàn)有成員單位近80余家，工信部電子工業(yè)標準化研究所為組長單位，中科院微系統(tǒng)所為秘書處掛靠單位。目前工作組分為PG1（國際標準化）、PG2（標準體系與系統(tǒng)架構）、PG3（通信與信息交互）、PG4（協(xié)同信息處理）、PG6（安全）、PG7（接口）、PG8（行業(yè)應用調(diào)研）等8個項目組。9.標準

國內(nèi)現(xiàn)狀2009200720082006全國信標9.標準

國內(nèi)現(xiàn)狀2010年4月1日CCSA成立泛在網(wǎng)工作組(TC10)成立WG1：總體工作組WG2：應用工作組WG3：網(wǎng)絡工作組WG4：感知延伸工作組泛在網(wǎng)論壇籌備會議將于2010年4月28日召開中國物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心將于2010年6月入住無錫，該中心由江蘇省、中科院和無錫市共同發(fā)起。9.標準

國內(nèi)現(xiàn)狀2010年4月1日CCSA成立泛在網(wǎng)全面感知、無縫互聯(lián)、高度智能物聯(lián)網(wǎng)形成新的網(wǎng)絡形態(tài)結語

全面感知、無縫互聯(lián)、高度智能結語

Thanks!Thanks!ThankYou世界觸手可及攜手共進，齊創(chuàng)精品工程ThankYou世界觸手可及攜手共進，齊創(chuàng)精品工程52物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術講解53Outline物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析五層結構三層結構1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術2.統(tǒng)一標識技術3.通信技術4.網(wǎng)絡技術5.軟件服務與算法6.硬件7.功率和能量存儲8.安全和隱私技術9.標準

關鍵技術分析物聯(lián)網(wǎng)簡介Outline物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術關物Session1:物聯(lián)網(wǎng)簡介物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析五層結構三層結構Session1:物聯(lián)網(wǎng)簡介物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析美國權威咨詢機構FORRESTER預測：到2020年，世界上物物互聯(lián)的業(yè)務，跟人與人通信的業(yè)務相比，將達到30比１，因此，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務?！拔锫?lián)網(wǎng)”被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)應用前景分析美國權威咨詢機構FORRESTER預測：到物聯(lián)網(wǎng)簡介

泛在網(wǎng)五層結構感知層主要完成信息的收集與簡單處理,部分學者將該層稱為感知延伸層,該層由傳統(tǒng)的WSN、RFID和執(zhí)行器組成；接入層主要完成各類設備的網(wǎng)絡接入,該層重點強調(diào)各類接入方式,比如3G/4G、Mesh網(wǎng)絡、WiFi、有線或者衛(wèi)星等方式；支撐層又稱中間件,或者業(yè)務層對下需要對網(wǎng)絡資源進行認知,進而達到自適應傳輸?shù)哪康?本層的完成信息的表達與處理,最終達到語義互操作和信息共享的目的;對上提供統(tǒng)一的接口與虛擬化支撐,虛擬化包括計算虛擬化和存儲虛擬化等內(nèi)容,較為典型的技術是云計算；應用層主要完成服務發(fā)現(xiàn)和服務呈現(xiàn)的工作。網(wǎng)絡層為原有的互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)或者電視網(wǎng),主要完成信息的遠距離傳輸?shù)裙δ?；物?lián)網(wǎng)簡介

泛在網(wǎng)五層結構感知層主要完成信息的收集與簡單處理感知層智能嵌入式標識、感知協(xié)同、互動網(wǎng)絡層融合接入信息存儲應用層數(shù)據(jù)挖掘決策物聯(lián)網(wǎng)簡介

三層結構感知層網(wǎng)絡層應用層物聯(lián)網(wǎng)簡介

三層結構物聯(lián)網(wǎng)簡介

中國移動定義的物聯(lián)網(wǎng)結構物聯(lián)網(wǎng)簡介

中國移動定義的物聯(lián)網(wǎng)結構感知層自組織網(wǎng)絡：物聯(lián)網(wǎng)簡介

感知層介紹自組織網(wǎng)絡示意圖感知層自組織網(wǎng)絡：物聯(lián)網(wǎng)簡介

感知層介紹自組織網(wǎng)絡示意圖物聯(lián)網(wǎng)簡介

感知層介紹公共感知層物聯(lián)網(wǎng)簡介

感知層介紹公共感知層物聯(lián)網(wǎng)簡介

網(wǎng)絡層介紹城域網(wǎng)/虛擬VPN互聯(lián)網(wǎng)（有線、WiFi、Mesh）2G,3G,4G網(wǎng)絡衛(wèi)星網(wǎng)廣電電視網(wǎng)絡、BWM網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)簡介

網(wǎng)絡層介紹城域網(wǎng)/虛擬VPN互聯(lián)網(wǎng)（有線、WiF物聯(lián)網(wǎng)簡介

應用層介紹物聯(lián)網(wǎng)簡介

應用層介紹（信息量）物聯(lián)信息的海量化（設備接入）億萬異構設備的泛在接入（網(wǎng)絡架構）信息和存儲的物理邊緣化（網(wǎng)絡管理）網(wǎng)絡管理的高度自治化（物物互聯(lián)）物物互動的協(xié)同和智能化（物理安全）隱私的易泄露，面臨更多安全（設備制造）設備的小型微型化（能量獲?。┠芰孔匀?、大容量。。。物聯(lián)網(wǎng)簡介

物聯(lián)網(wǎng)的特征（信息量）物聯(lián)信息的海量化物聯(lián)網(wǎng)簡介

物聯(lián)網(wǎng)的特征1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術2.統(tǒng)一標識技術3.通信技術4.網(wǎng)絡技術

Session2：物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術5.軟件服務與算法6.硬件7.功率和能量存儲8.安全和隱私技術9.標準1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術Session2：物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術5.目標：信息互通框架達到健壯、可擴展性以及公平性目的挑戰(zhàn)：開放的競爭環(huán)境，框架必須模塊化和可擴展性SOA架構中，內(nèi)容提供者和使用者之間如何進行便捷的交流，即語義的互操作性事件驅(qū)動結構使得無法采用一種辦法解決所有的問題物體的離線特性非中心控制的分布式架構增加解決方案提供者的參與，形成一個競爭的市場1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

需求與研究內(nèi)容需求分析存儲和計算能力的邊緣化物體具有存儲、處理能力局部物體間協(xié)同工作物體間斷性通信連接物體移動、無線鏈路動態(tài)變化分布式的緩存和信息融合支持物體的移動和環(huán)境變化物體移動帶來信息的移動物體上下文不斷變化網(wǎng)中網(wǎng)物體之間自治的、動態(tài)的組網(wǎng)已有多種網(wǎng)絡的操作平臺、信息結構、文檔格式等都存在異構特征目標：信息互通1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

需求與研究內(nèi)容需求分研究內(nèi)容端到端的分布式開放架構，異構系統(tǒng)的互操作性；非中心控制的自治架構；邊緣節(jié)點移動智能架構；云計算技術，事件驅(qū)動架構，掉線和同步操作；使用市場機制來增加競爭和參與；支持語義互操作的體系結構；事件驅(qū)動的體系結構；支持有效緩存、信息同步和分布式信息融合的體系結構。1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

需求與研究內(nèi)容研究內(nèi)容端到端的分布式開放架構，異構系統(tǒng)的互操作性；1.物邏輯和功能模塊概念、工具和服務的平臺方法1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

參考結構聚合器/網(wǎng)關節(jié)點聚合器/網(wǎng)關節(jié)點聚合器/網(wǎng)關節(jié)點主機管理信息系統(tǒng)主機管理信息系統(tǒng)主機管理信息系統(tǒng)廣域通信和網(wǎng)絡以及互聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行器執(zhí)行器執(zhí)行器邏輯和功能模塊1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

參考結構聚合器聚合器聚合1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

我們理解的參考結構CableNetWiFiZigbee區(qū)域服務器家庭網(wǎng)關IP/IPv6IP/ID/IPv6有線相對分布的集中式管理相對集中的分布式支撐1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

我們理解的參考結構CableNetW1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

區(qū)域服務器參考結構1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

區(qū)域服務器參考結構1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

與云計算支撐平臺的結合區(qū)域服務器分布式存儲功能區(qū)域服務器分布式計算功能1.物聯(lián)網(wǎng)架構技術

與云計算支撐平臺的結合區(qū)域服務器區(qū)域服誰控制唯一識別符？2.統(tǒng)一標識技術

標識概述標識的必要性?銀行卡會員卡交通卡社?？ü珗@門票小額支付卡單位門禁卡誰控制唯一識別符？2.統(tǒng)一標識技術

標識概述標識的必要性2.統(tǒng)一標識技術

需求與研究內(nèi)容挑戰(zhàn)：如何處理物體的組合\合成\拆分\替換帶來的UID變化如何處理UID與物體之間關系的映射關系，比如同一批次的產(chǎn)品編號是否相近如何確保國家、企業(yè)、個人均具有一定的UID分配權利不透明UID與匿名機制支持已有ID機制虛擬物體的ID分配問題需求分析目標：對物體進行統(tǒng)一標識進行物體的區(qū)分\查找標識基本需求對單個物體進行唯一標識支持一類物品的標識【某類物品的查詢】復合物體：有多個組件，每個部件都有標識號【動態(tài)變化】安全需求非層次命名：標識應該獨立于自身位置和上下文環(huán)境等信息層次結構2.統(tǒng)一標識技術

需求與研究內(nèi)容挑戰(zhàn)：需求分析目標：對物體研究內(nèi)容標識的分配標識的管理標識加密解密標識存儲匿名標識技術標識映射機制標識結構設計2.統(tǒng)一標識技術

需求與研究內(nèi)容研究內(nèi)容標識的分配2.統(tǒng)一標識技術

需求與研究內(nèi)容物聯(lián)網(wǎng)>>RFIDRFID的成功經(jīng)驗能否推廣到物聯(lián)網(wǎng)？RFID具有單向?qū)ぶ返奶攸c2.統(tǒng)一標識技術

RFID標識分配的成功經(jīng)驗物聯(lián)網(wǎng)>>RFID2.統(tǒng)一標識技術

RFID標識分配的成功3.通信技術

通信技術現(xiàn)狀分析高層通信協(xié)議多樣性SensorML；TransducerML；O&M；CAP；OASISEDXL-DE；ANSIN42.42；CBRNDataModel；NIEM。已有多種標準的無線技術包含有線（同軸電纜、光纖、ADSL、LAN等），無線（SMS、USSD、MMS、GPRS、CDMA、3G、WLAN、藍牙、ZigBee、UMA、HSDPA、LTE等）。大量的通信需求物與物通信，物與人通信從物理世界的感知信息到數(shù)字世界的通信執(zhí)行器完成物理世界動作的通信存儲感知信息的分布式存儲系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)挖掘和服務的通信、對實體跟蹤和定位的通信3.通信技術

通信技術現(xiàn)狀分析高層通信協(xié)議多樣性需求分析目標：解決海量物體的通信問題挑戰(zhàn)：提供一個完整的端到端系統(tǒng)網(wǎng)絡連接的范圍將成指數(shù)增長，可測量性，互操作性如何確保網(wǎng)絡運營商的投資回報新的射頻技術和需要滿足新設備的連接需求研究內(nèi)容物體間信息交換的通信技術底層無線協(xié)議之間的互操作分布式數(shù)據(jù)存儲和傳感數(shù)據(jù)收集，認證和跟蹤系統(tǒng)相關的通信問題與物理世界用戶的交互相關的通信問題數(shù)據(jù)挖掘和服務的通信與處理問題軟件無線電技術和認知無線電通信技術無連接的通信問題3.通信技術

需求與研究內(nèi)容需求分析目標：解決海量物體的通信問題研究內(nèi)容物體間信息交換的3.通信技術

當前相關的解決方案多協(xié)議的互操作本體翻譯3.通信技術

當前相關的解決方案多協(xié)議的互操作本傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)方式RFID組網(wǎng)方式DTN組網(wǎng)方式移動通信或者衛(wèi)星等其他簡單組網(wǎng)方式4.組網(wǎng)技術

感知層組網(wǎng)技術現(xiàn)狀分析傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)方式4.組網(wǎng)技術

感知層組網(wǎng)技術現(xiàn)狀分析4.組網(wǎng)技術

接入組網(wǎng)現(xiàn)狀分析傳感網(wǎng)絡之上建立IP網(wǎng)絡IP網(wǎng)絡之上建立傳感網(wǎng)絡4.組網(wǎng)技術

接入組網(wǎng)現(xiàn)狀分析傳感網(wǎng)絡之上建立IP網(wǎng)絡IP4.組網(wǎng)技術

接入組網(wǎng)現(xiàn)狀分析基于普通網(wǎng)關的組網(wǎng)結構基于DTN網(wǎng)關的組網(wǎng)結構4.組網(wǎng)技術

接入組網(wǎng)現(xiàn)狀分析基于普通網(wǎng)關的組網(wǎng)結構基于D需求分析目標：集合有線和無線方式，實現(xiàn)物體無縫和透明接入挑戰(zhàn)：支持現(xiàn)有網(wǎng)絡結構組網(wǎng)系統(tǒng)間可擴展、跨平臺兼容支持芯片級的組網(wǎng)減小開銷并為物體提供有效連接的解決方案芯片通信結構中參數(shù)動態(tài)配置通信基礎設施隨網(wǎng)絡負荷和變化通過功率感知來進行自適應可能以IP為基礎研究內(nèi)容開發(fā)“網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡”的基礎設施，支持動態(tài)區(qū)域組網(wǎng)匿名組網(wǎng)IP和后IP技術移動斷續(xù)連接場景下的組網(wǎng)技術網(wǎng)絡自治管理技術：自感知、自學習、自配置、自修復、自管理適用于固定、移動、有線、無線的多層次組網(wǎng)技術無連接的通信，甚至無IP的通信4.組網(wǎng)技術

需求與研究內(nèi)容需求分析目標：集合有線和無線方式，實現(xiàn)物體無縫和透明接入研究4.組網(wǎng)技術

當前相關的已有產(chǎn)品6LoWPAN：基于IPv6的傳感器網(wǎng)絡4.組網(wǎng)技術

當前相關的已有產(chǎn)品6LoWPAN：基于IPv需求分析目標：實現(xiàn)不同軟件的統(tǒng)一與互操作挑戰(zhàn)：如何在大量無關軟件模塊中建立一個固有應用軟件將不同的環(huán)境下的軟件整合成一個系統(tǒng)面向服務的計算松耦合組織網(wǎng)絡服務，并建立一個虛擬網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)之上，定義一個新的協(xié)議來描述和解決服務實例分布式智能，解決可擴展性的關鍵研究內(nèi)容服務發(fā)現(xiàn)和組合語義互操作性和語義傳感Web人機交互自管理技術來克服增加的復雜度和節(jié)能分布式自適應軟件開放性中間介能量有效的微操作系統(tǒng)虛擬化軟件數(shù)據(jù)挖掘等數(shù)學模型和算法5.軟件服務與算法

參考結構需求分析目標：實現(xiàn)不同軟件的統(tǒng)一與互操作研究內(nèi)容服務發(fā)現(xiàn)和組5.軟件服務與算法

當前相關熱點介紹參考架構中的研究內(nèi)容5.軟件服務與算法

當前相關熱點介紹參考架構中的研究內(nèi)容TinyOS特點：事件驅(qū)動,NetC加州大學伯克利分校uCLinux特點：與Linux兼容Lineo公司產(chǎn)品5.軟件服務與算法

當前相關熱點介紹——微操作系統(tǒng)ContikiOS支持IPv6，即6LoWPANMANTIS

OS

(MOS)特點：支持快速、靈活的搭建WSN美國科羅拉多大學其他還有：SOS,TinyDB,MagnetOS、SenOS、PEEROS、AmbitentRT、Bertha等TinyOS5.軟件服務與算法

當前相關熱點介紹——微操作需求分析目標：

低功耗多處理系統(tǒng)中的自適應硬件和并行處理相關研究挑戰(zhàn)：對配置進行動態(tài)修改和設置處理自適應和自配置設計時的不可預測問題根據(jù)具體應用和上下文的通信需求按需調(diào)整基礎設施之間的互聯(lián)情況研究內(nèi)容納米技術-小型化傳感技術-嵌入式傳感器\執(zhí)行器橋接納米技術和微系統(tǒng)(SOC)解決方案通信-天線，能量有效RF前端技術自配置，自優(yōu)化，自愈合電路結構聚合電子低功耗微處理器\微控制器，硬件加速器自旋電子抗干擾技術6.硬件

需求與研究內(nèi)容需求分析目標：研究內(nèi)容納米技術-小型化6.硬件

需求與研究6.硬件

當前相關的已有產(chǎn)品SoC產(chǎn)品CC2430CC24316.硬件

當前相關的已有產(chǎn)品SoC產(chǎn)品CC2430CC需求分析目標：

讓傳感設備從環(huán)境中獲取能量，這些物體的電池可以自動地進行充電挑戰(zhàn)：能量收集技術仍然不夠微功率技術的應用大能量存儲設備的小型化問題能源高效利用研究內(nèi)容微能源技術光電池、微燃料電池和微反應堆、微高容量能量存儲等技術靜電、壓電和電磁能量轉(zhuǎn)化機制印刷電池、熱電系統(tǒng)、微型制冷器和微燃料發(fā)電機基于微機電系統(tǒng)（MEMS）設備的能量獲取技術能量感知協(xié)議7.物聯(lián)網(wǎng)能量技術

需求與研究內(nèi)容需求分析目標：研究內(nèi)容微能源技術7.物聯(lián)網(wǎng)能量技術

需求與太陽能電池7.物聯(lián)網(wǎng)能量技術

相關的已有產(chǎn)品太陽能電池7.物聯(lián)網(wǎng)能量技術

相關的已有產(chǎn)品需求分析目標：保護個人隱私、商業(yè)機密、國際安全挑戰(zhàn)：阻止非授權實體的識別和跟蹤阻止未授權信息的訪問物體位置、數(shù)據(jù)所有性等需要考慮研究內(nèi)容非集中式的認證和信任模型數(shù)據(jù)所有權關系責任和義務異構設備間的隱私保護技術離散認證和可信模型能量高效的加密和數(shù)據(jù)保護云計算的安全和信任隱私策略管理8.安全和隱私技術

需求與研究內(nèi)容需求分析目標：保護個人隱私、商業(yè)機密、國際安全研究內(nèi)容非集中需求分析目標：異構設備通過標準接口和數(shù)據(jù)模型來確保不同系統(tǒng)間的信息交互挑戰(zhàn)：物聯(lián)網(wǎng)的異構設備互聯(lián)（接口標準與數(shù)據(jù)模型）已有多個標準（硬件、組網(wǎng)、通信等技術都存在各種各樣的標準，物聯(lián)網(wǎng)設備應該向支持多協(xié)議，多頻段發(fā)展）信息產(chǎn)生和收集（完整、可信）研究內(nèi)容互操作方面：語義數(shù)據(jù)模型無線方面：頻譜分配、發(fā)射功率及通信協(xié)議的標準化數(shù)據(jù)方面：數(shù)據(jù)生成、數(shù)據(jù)可追溯的質(zhì)量和完整性研究物聯(lián)網(wǎng)異構設備接口的標準化和標識技術的標準化9.標準

需求和研究內(nèi)容需求分析目標：異構設備通過標準接口和數(shù)據(jù)模型來確保不同系統(tǒng)間9.標準

現(xiàn)有的國際相關標準工作OverallFrameworkTelecommunicationsNetworkITU-TUbiquitousNetworks(UN)USNnetworksrequirementsandarchdesignETSIM2MTCM2MRequirementsandfunctionalstructureISO/IECJTC1SC6SGSNSNresearchreport3GPPSA1/SA2/RAN2M2MoptimizationdemandM2MoptimizationtechnologyofnetworkandwirelessaccessGSMA/SCAG:smartSIMcardOMADMSmartGrid/MeasurementNIST:U.S.smartgridstandardsIEEEP2030:smartgridguide802.15.4g:smartgridshort-rangewirelessstandardCEN/CENELEC/ETSIEuropeansmartmeteringstandardWSN/RFIDNIST:IEEE1451IEEE802.15Low-speedshortdistancewirelesscomm.technolog