第1章_物联网导论v1.1

第1章 物联网概述

本章内容1.1 起源与发展 1.2 核心技术 1.3 主要特点 1.4 应用前景

什么是物联网？物联网的概念是如何产生的？

1.1 历史进程物联网的基本思想出现于20世纪90年代1995 Bill Gates 《未来之路》 物物互联 2005 国际电信联盟 《ITU互联网报告2005:物联网》,指出 无所不在的“物联网”通信时代即将来临

2008 IBM “智慧地球”

2009 “感知中国”

1.1 历史进程：主线复杂，来源不单一RFID1999年，美国麻省理工学院(MIT) Auto-ID中心，提出EPC系统及物联 网概念

普适计算(Pervasive Computing)感知与互联

嵌入式系统20世纪90年代末，传感网起步 2006年，NSF workshop on CPS (Cyber-Physical Systems)信息-物理融合系 统

什么是物联网？概念的提出 In computing, the Internet of Things refers to a network of objects, such as household appliances. It is often a self-configuring wireless network. Theconcept of the internet of things is attributed to the original Auto-ID Center, founded in 1999 and based at the time in MIT.

物联网实际是中国人的发明，整合了美国CPS(Cyber-Physical Systems)、欧盟IoT(Internet of Things)和日本U-Japan等概念。是一个基于互联网、 传统电信网等信息载体，让所有能被独立寻址的普通物理对象实现互联 互通的网络。普通对象设备化，自治终端互联化和普适服务智能 化是其三个重要特征。

物联网的其他定义

本章内容1.1 起源与发展 1.2 核心技术 1.3 主要特点 1.4 应用前景

根据信息生成、传输、处理和应用将物联网分为感知 识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。

1.2 核心技术：感知识别层

核心技术综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层

1.2 核心技术：感知识别层 通过感知识别技术，让物品“开口说话、发布信息” 是融合物理世界和信息世界的重要一环，是物联网 区别于其他网络的最独特的部分。 物联网的“触手”是位于感知识别层的大量信息生 成设备，既包括采用自动生成方式的RFID、传感器、 定位系统等，也包括采用人工生成方式的各种智能 设备，例如智能手机、PDA、多媒体播放器、上网本、 笔记本电脑等等。

核心技术综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层

信息生成方式多样化是物联网的重要特征之一。 感知识别层位于物联网四层模型的最底端，是所有 上层结构的基础。

技术举例：RFID基本组成：工业界经常将RFID系统分为标签，阅读器和天线三大组件。 工作原理：阅读器通过天线发送电子信号，标签接 收到信号后发射内部存储的标识信息，阅读器再通过 天线接收并识别标签发回的信息，最后阅读器再将识 别结果发送给主机。

核心技术综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层

详见第2章

技术举例：传感器网络发展历程：传感器→无线传感器→无线传感器网络(大量微型、低成本、低功耗的传感器节点组成的多 跳无线网络)

核心技术综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层

应用举例： VigilNet: 美国弗吉尼亚大学研制的用于军事监测 的系统。传感节点具有自主成网，多跳传输等特点。 Mercury:美国哈佛大学研制的可穿戴的医疗监控 传感器。传感器具有设计人性化，高精度感知，连 续长期采集数据等特点。 GreenOrbs(绿野千传):森林监测传感网系统， 适用于长期、大规模、自动化的环境监测任务

详见第3章

技术举例：定位系统位置信息拓展：所在地理位置+处在该地理位置的 时间+处在该地理位置的对象(人或设备) 定位系统与技术：GPS,蜂窝基站定位，无线室内环境定位(红外线/.超声波/蓝牙),新兴定位系统(AGPS/无线AP/网络定位);距离/距离差/无线信号特征

核心技术综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层

详见第4章

物联网环境下对定位技术的挑战： 异构网络、多变环境下的精准定位 大规模应用 基于位置的服务(Location based Services) 位置信息带来的信息安全和隐私保护问题

技术举例：智能信息设备传统智能设备：个人计算机(PC)/个人数字助理(PDA)/ …

核心技术综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层

物联网时代新智能设备：数字标牌(实时信息互动)/智能电视(具有全功能的互联网，个性化体验)/ 智能手机/ …

详见第5章

物联网环境下智能设备发展新趋势： 更深入的智能化：纵向(包括传统的智能设备)+ 纵向(融入没有计算能力的简单物理对象) 更透彻的感知：主动感知 (部署传感器) + 被动感知 (发出查询请求) 更全面的互联互通：互联互通 + 信息共享

1.2 核心技术：网络构建层

核心技术综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层

详见第6-9章

1.2 核心技术：网络构建层 网络是物联网最重要的基础设施之一。

核心技术综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层

物联网的网络和现有网络有何异同？物联网是下一 代互联网吗？无线网络在物联网中究竟扮演了什么 角色？ 网络构建层在物联网四层模型中连接感知识别层和 管理服务层，具有强大的纽带作用，高效、稳定 、及时、安全地传输上下层的数据。

详见第6-9章

各种网络形式如何应用于物联网？互联网：IPv6扫清了可接入网络的终端设备在数量上的限制。互联网/电 信网是物联网的核心网

络、平台和技术支持。 无线宽带网：WiFi/WiMAX等无线宽带技术覆盖范围较广，传输速度较快， 为物联网提供高速可靠廉价且不受接入设备位置限制的互联手段。 无线低速网：ZigBee/蓝牙/红外等低速网络协议能够适应物联网中能力较 低的节点的低速率、低通信半径、低计算能力和低能量来源等特征。

移动通信网：移动通信网络将成为“全面、随时、随地”传输信息的有效平台。高速、实时、高覆盖率、多元化处理多媒体数据，为“物品触网”创 造条件。