1、第1章物聯(lián)網(wǎng)是什么物聯(lián)網(wǎng)有三個(gè)源頭： 即智慧源頭、網(wǎng)絡(luò)源頭、物聯(lián)源頭物聯(lián)網(wǎng)的定義： 物聯(lián)網(wǎng)就是通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，以有線或無(wú)線的方式把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，以計(jì)算、存儲(chǔ)等處理方式構(gòu)成所關(guān)心事物靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的信息的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，用以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)4大支撐技術(shù)與業(yè)務(wù)群 1） RFID: 電子標(biāo)簽屬于智能卡的一類，物聯(lián)網(wǎng)概念是1998年MIT Auto-ID中心主任Ashton教授提出來(lái)的，RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中起“使能”（Enable)作用。 2）傳感網(wǎng)：借助于各種傳感器，探測(cè)和集成包括

2、溫度、濕度、壓力、速度等物質(zhì)現(xiàn)象的網(wǎng)絡(luò)，也是溫總理“感知中國(guó)”提法的主要依據(jù)之一； 3）M2M：這個(gè)詞國(guó)外用得較多，側(cè)重于末端設(shè)備的互聯(lián)和集控管理，X-Internet，中國(guó)三大通訊營(yíng)運(yùn)商在推M2M這個(gè)理念； 4）兩化融合：工業(yè)信息化也是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)主要推動(dòng)力之一，自動(dòng)化和控制行業(yè)是主力，但目前來(lái)自這個(gè)行業(yè)的聲音相對(duì)較少。智慧地球的核心是以一種更智慧的方法通過(guò)利用新一代信息技術(shù)改變政府、公司和人們交互的方式，以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應(yīng)速度。智慧方法具有以下三個(gè)方面的特征： 更透徹的感知利用任何可以隨時(shí)隨地感知、測(cè)量、捕獲和傳遞信息的設(shè)備、系統(tǒng)或流程。 更全面的互聯(lián)互通先進(jìn)的系統(tǒng)可按

3、新的方式協(xié)同工作 更深入的智能化利用先進(jìn)技術(shù)獲取更智能的洞察并付諸實(shí)踐，進(jìn)而創(chuàng)造新的價(jià)值智慧地球VS感知中國(guó)（兩者之間的差異）Ø 發(fā)展差異：美日歐信息化發(fā)達(dá)，更智能化的發(fā)展方向；中國(guó)“信息化帶動(dòng)工業(yè)化”，側(cè)重基礎(chǔ)設(shè)施Ø 技術(shù)差異：美日歐技術(shù)資源豐富，發(fā)展迅速；中國(guó)自主創(chuàng)新，很多領(lǐng)域需要突破Ø 模式差異：發(fā)達(dá)國(guó)家，政府引導(dǎo)，市場(chǎng)鼓勵(lì)小公司創(chuàng)新；中國(guó)，核心技術(shù)研發(fā)與市場(chǎng)同步Ø 后發(fā)優(yōu)勢(shì)：中國(guó)信息化剛起步，包袱少，有利于實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展三網(wǎng)融合Ø 三網(wǎng)融合就是指電信、廣播電視、互聯(lián)網(wǎng)的融合，它首先是網(wǎng)絡(luò)融合，才涉及到技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、行業(yè)融合、終端融

4、合等多個(gè)方面，最終要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的個(gè)性化、自動(dòng)化、寬帶化。 第2章 IOT 體系架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)什么是射頻識(shí)別技術(shù)？ RFID（Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別）是一種應(yīng)用于信息采集系統(tǒng)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)無(wú)線射頻方式自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象、獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)RFID標(biāo)簽的信息獲取。 識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽， 操作快捷方便。射頻識(shí)別系統(tǒng)通常由射頻標(biāo)簽、讀寫器和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)三部分組成。射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作原理 射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作原理是利用射頻標(biāo)簽與射頻讀寫器之間的射頻信號(hào)及其空間耦合

5、、傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止的、移動(dòng)的待識(shí)別物品的自動(dòng)識(shí)別。 在射頻識(shí)別系統(tǒng)中，射頻標(biāo)簽與讀寫器之間，通過(guò)兩者的天線架起空間電磁波傳輸?shù)耐ǖ溃ㄟ^(guò)電感耦合或電磁耦合的方式，實(shí)現(xiàn)能量和數(shù)據(jù)信息的傳輸。射頻識(shí)別系統(tǒng)空間傳輸通道中發(fā)生的過(guò)程可歸結(jié)為三種事件模型： （1）能量是時(shí)序得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。 （2）時(shí)序是數(shù)據(jù)交換的實(shí)現(xiàn)方式。 （3）數(shù)據(jù)交換是目的。能量。閱讀器向射頻標(biāo)簽供給射頻能量。 無(wú)源標(biāo)簽：工作能量來(lái)自閱讀器射頻能量。 半有源標(biāo)簽：閱讀器的射頻能量起到喚醒標(biāo)簽轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)的作用。 有源標(biāo)簽：不需利用閱讀器的射頻能量。射頻識(shí)別標(biāo)簽的分類及其構(gòu)成按標(biāo)簽的工作方式分類 主動(dòng)式標(biāo)簽。用自身的射頻能量主動(dòng)地

6、發(fā)射數(shù)據(jù)給讀寫器的標(biāo)簽。主動(dòng)標(biāo)簽含有電源。 被動(dòng)式標(biāo)簽。由讀寫器發(fā)出查詢信號(hào)觸發(fā)后進(jìn)入通信狀態(tài)的標(biāo)簽。被動(dòng)標(biāo)簽可有源也可無(wú)源。按標(biāo)簽有無(wú)能源分類 無(wú)源標(biāo)簽。標(biāo)簽中不含電池的標(biāo)簽。工作能量來(lái)自閱讀器射頻能量。 有源標(biāo)簽。標(biāo)簽中含有電池的標(biāo)簽。不需利用閱讀器的射頻能量。 半有源標(biāo)簽：閱讀器的射頻能量起到喚醒標(biāo)簽轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)的作用。由射頻標(biāo)簽到讀寫器的通信，多個(gè)射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸給讀寫器，這種通信形式稱作多路存取。反碰撞方法：在射頻識(shí)別系統(tǒng)中，使多路存取無(wú)故障地進(jìn)行存取記錄的技術(shù)方法被稱作反碰撞方法。射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用案例電子不停車收費(fèi)系統(tǒng) 1、基本原理： 是利用射頻標(biāo)簽與讀寫器天線之間構(gòu)成的空

7、間信息傳輸射頻通道，通過(guò)電磁耦合的方式實(shí)現(xiàn)能量傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。 2、工作過(guò)程（1）讀寫器通過(guò)天線對(duì)外發(fā)射無(wú)線載波信號(hào)。（2）當(dāng)裝有電子標(biāo)簽的汽車經(jīng)過(guò)收費(fèi)站時(shí)，電子標(biāo)簽被激活，并將自身的信息代碼經(jīng)天線發(fā)射出去。（3）系統(tǒng)的接收天線收到電子標(biāo)簽發(fā)出的載波信號(hào)，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳給讀寫器，讀寫器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解碼，自動(dòng)識(shí)別車輛，并刷新電子標(biāo)簽內(nèi)的備付金金額。（4）收費(fèi)站通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)迅速將車牌號(hào)、車型、備付金帳號(hào)等信息傳給相關(guān)銀行和收費(fèi)結(jié)算中心。（5）銀行根據(jù)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)扣減該車對(duì)應(yīng)的備付金，并相應(yīng)地將該部分款項(xiàng)劃撥到收費(fèi)結(jié)算中心的帳戶上。（6）結(jié)算中心在根據(jù)車輛行駛路段將所收款項(xiàng)分給不同的路橋收費(fèi)

8、公司。WSN節(jié)點(diǎn)的基本組成 傳感單元(由傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能模塊組成) 處理單元(包括處理器、存儲(chǔ)器、嵌入式操作系統(tǒng)等) 通信單元(由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、MAC和收發(fā)器組成) 能量單元WSN的組網(wǎng)結(jié)構(gòu) 平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 邏輯分層結(jié)構(gòu)ZigBee技術(shù) ZigBee是一種低數(shù)據(jù)傳輸速率的短距離無(wú)線通信技術(shù)，其出發(fā)點(diǎn)是希望發(fā)展一種拓展性強(qiáng)，容易布建的低成本無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)調(diào)低功耗、雙向傳輸和感應(yīng)功能等特色。ZigBee協(xié)議 ZigBee協(xié)議自下而上包括物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層、安全層和應(yīng)用層。嵌入式系統(tǒng) 將應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)硬件集成在一起的系統(tǒng)，它以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),且軟硬件可以裁剪,能夠滿足應(yīng)

9、用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積和功耗的嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。WiMAX技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 傳輸距離遠(yuǎn)且接入速度快 系統(tǒng)容量大 提供廣泛的多媒體通信服務(wù) 此外，在安全保證、互操作性和應(yīng)用范圍等方面，WiMAX也具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。云計(jì)算的定義 在IBM的技術(shù)白皮書（Cloud Computing）中對(duì)云計(jì)算作的定義：“云計(jì)算一詞用來(lái)同時(shí)描述一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)或者一種類型的應(yīng)用程序。”云計(jì)算的特征 基于虛擬化技術(shù)快速部署資源或獲得服務(wù)； 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、可伸縮的擴(kuò)展； 按需求提供資源，按使用量付費(fèi)； 通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供、面向海量信息處理； 用戶可以方便地參與； 形態(tài)靈活，聚散自如。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù) 數(shù)據(jù)挖掘又稱數(shù)據(jù)庫(kù)知

10、識(shí)發(fā)現(xiàn)（Knowledge Discovery in Databases，KDD），它是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的及隨機(jī)的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，挖掘出隱含的、未知的、對(duì)決策有潛在價(jià)值的數(shù)據(jù)的過(guò)程。中間件的主要作用： 將實(shí)體對(duì)象轉(zhuǎn)換為信息環(huán)境下的虛擬對(duì)象，屏蔽操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的差異，為應(yīng)用程序提供多種通訊機(jī)制，并提供相應(yīng)的平臺(tái)以滿足不同領(lǐng)域的需要。第3章 自治與協(xié)同網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究分簇問(wèn)題在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)討論了許多年，也趨于成熟，現(xiàn)有的方法有LEACH、HEED、LSCP、TEEN等。LEACH協(xié)議 全稱是“低功耗自適應(yīng)集簇分層型協(xié)議”(Low Energy Adaptive Clu

11、stering Hierarchy)。 算法基本思想是：以循環(huán)的方式隨機(jī)選擇蔟首節(jié)點(diǎn)，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量負(fù)載平均分配到每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)中，從而達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)能源消耗、提高網(wǎng)絡(luò)整體生存時(shí)間的目的。LEACH協(xié)議主要分為兩個(gè)階段： 簇建立階段(setup phase) 穩(wěn)定運(yùn)行階段(ready phase) 每個(gè)輪可以分成兩個(gè)階段：蔟的建立階段和傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定階段。為了節(jié)省資源開(kāi)銷，穩(wěn)定階段的持續(xù)時(shí)間要大于建立階段的持續(xù)時(shí)間。 簇建立階段和穩(wěn)定運(yùn)行階段所持續(xù)的時(shí)間總和為一輪(round)。為減少協(xié)議開(kāi)銷，穩(wěn)定運(yùn)行階段的持續(xù)時(shí)間要長(zhǎng)于簇建立階段。 蔟的建立過(guò)程可分成4個(gè)階段： 蔟首節(jié)點(diǎn)的選擇 蔟首節(jié)點(diǎn)的廣

12、播 蔟首節(jié)點(diǎn)的建立 調(diào)度機(jī)制的生成。 蔟首節(jié)點(diǎn)采用TDMA方式為蔟中每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配向其傳遞數(shù)據(jù)的時(shí)隙。 穩(wěn)定階段中，傳感器節(jié)點(diǎn)將采集的數(shù)據(jù)傳送到蔟首節(jié)點(diǎn)。蔟首節(jié)點(diǎn)對(duì)蔟中所有節(jié)點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合后再傳送給匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控中心來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。穩(wěn)定階段持續(xù)一段時(shí)間后，網(wǎng)絡(luò)重新進(jìn)入蔟的建立階段，進(jìn)行下一輪的蔟重構(gòu)，不斷循環(huán)。 每個(gè)蔟采用不同的CDMA代碼進(jìn)行通信來(lái)減少其他蔟內(nèi)節(jié)點(diǎn)的干擾。 LEACH協(xié)議的特點(diǎn) 1 為了減少傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)的信息數(shù)量，簇首節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)融合來(lái)自蔟內(nèi)不同源節(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并將融合后的數(shù)據(jù)發(fā)送到匯聚點(diǎn)。 2 LEACH采用基于TDMA/CDMA的MAC層

13、機(jī)制來(lái)減少蔟內(nèi)和蔟間的沖突 3 由于數(shù)據(jù)采集是集中的和周期性的，因此該協(xié)議非常適合于要求連續(xù)監(jiān)控的應(yīng)用系統(tǒng) 4 對(duì)于終端使用者來(lái)說(shuō)，由于它并不需要立即得到所有的數(shù)據(jù)，因此協(xié)議不需要周期性的傳輸數(shù)據(jù)，這樣可以達(dá)到限制傳感器節(jié)點(diǎn)能量消耗的目的 5 在給定的時(shí)間間隔后，協(xié)議重新選舉簇首節(jié)點(diǎn)，以保證無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取統(tǒng)一的能量分布博弈博弈即一些個(gè)人，隊(duì)組或其他組織，面對(duì)一定的環(huán)境條件，在一定的規(guī)則下，同時(shí)或先后，一次或多次，從各允許選擇的行為或策略中進(jìn)行選擇并加以實(shí)施，各自取得相應(yīng)的結(jié)果的過(guò)程。 博弈的標(biāo)準(zhǔn)型（策略型）表述有三個(gè)基本要素：局中人、每個(gè)局中人可選擇的戰(zhàn)略、支付函數(shù)；而局中人、行動(dòng)和結(jié)果統(tǒng)

14、稱“博弈規(guī)則”。納什均衡：在對(duì)策G=S1,S2,Sn；1，2，n中，對(duì)一個(gè)策略組合（S*1,S*n）而言，如果對(duì)每一個(gè)局中人i，在其他局中人不改變策略的條件下，si*是局中人i的最優(yōu)策略；即對(duì)任意一個(gè)可行的策略si，都有：i（S*1,S*i-1，S*i,S*i+1,S*n）i（S*1,S*i-1，Si,S*i+1,S*n）；則稱（S*1,S*i-1，S*i,S*i+1,S*n）是策略G的一個(gè)納什均衡。無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議博弈方法轉(zhuǎn)發(fā)困境博弈（Forwarding Dilemma Game,FDG） 博弈參與者：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 參與者策略集合：（轉(zhuǎn)發(fā)，不轉(zhuǎn)發(fā)） 網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點(diǎn)接收一個(gè)洪泛數(shù)據(jù)包

15、時(shí)執(zhí)行該博弈 該博弈中，每個(gè)參與者需要知道參與者個(gè)數(shù)，需用鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)；在洪泛包中添加一個(gè)字段 使用混合策略作為FDG的納什均衡解協(xié)同：協(xié)調(diào)兩個(gè)以上的不同資源或者個(gè)體，協(xié)同一致地完成某一目標(biāo)的過(guò)程或者能力。第4章數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)融合的定義 數(shù)據(jù)融合涉及到系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用、方法和理論。傳統(tǒng)意義上定義包括：Ø 數(shù)據(jù)融合是個(gè)形式框架，其中提供了手段和工具融合不同來(lái)源的原始數(shù)據(jù)。其目標(biāo)是獲取高質(zhì)量的信息，高質(zhì)量信息的擴(kuò)展定義依賴于具體應(yīng)用。Ø 信息融合定義為“在社會(huì)中應(yīng)用的上下文中，其包含了理論、技術(shù)和工具的創(chuàng)造和應(yīng)用，用以在多個(gè)來(lái)源（傳感器、數(shù)據(jù)庫(kù)、人類收集）的信息間進(jìn)行協(xié)作。

16、”Ø 數(shù)據(jù)匯聚針對(duì)來(lái)自數(shù)據(jù)源的行數(shù)據(jù)集合，將有彈性的、可編程的原始行數(shù)據(jù)處理為數(shù)量更少的精練數(shù)據(jù)，并將此精練數(shù)據(jù)傳送給消費(fèi)者。數(shù)據(jù)融合的分類Ø 按技術(shù)原理分：假設(shè)檢驗(yàn)型數(shù)據(jù)融合、濾波跟蹤型數(shù)據(jù)融合、聚類分析型數(shù)據(jù)融合、模式識(shí)別型數(shù)據(jù)融合、人工智能型數(shù)據(jù)融合等；Ø 按判決方式分：硬判決型數(shù)據(jù)融合和軟判決型數(shù)據(jù)融合；Ø 按傳感器的類型分：同類傳感器數(shù)據(jù)融合和異類傳感器數(shù)據(jù)融合；Ø 按對(duì)數(shù)據(jù)處理的方式分：像素級(jí)融合、特征級(jí)融合和決策級(jí)融合；Ø 按方法來(lái)分：貝葉斯推理法、表決法、D-S推理法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合法等。數(shù)據(jù)融合技術(shù)的基本原理ü

17、; 1）多個(gè)不同類型的傳感器采集觀測(cè)目標(biāo)的數(shù)據(jù)；ü 2）對(duì)傳感器的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，提取代表觀測(cè)數(shù)據(jù)的特征矢量；ü 3）對(duì)特征矢量進(jìn)行模式識(shí)別處理，完成各傳感器關(guān)于目標(biāo)的說(shuō)明；ü 4）將各傳感器關(guān)于目標(biāo)的說(shuō)明數(shù)據(jù)按同一目標(biāo)進(jìn)行分組，即關(guān)聯(lián)；ü 5）利用融合算法將每一目標(biāo)各傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行合成， 得到該目標(biāo)的一致性解釋與描述。基于估計(jì)的數(shù)據(jù)融合算法 均值法 線性最小方差估計(jì)（BLUE估計(jì)） 加權(quán)最小二乘估計(jì)（WLS估計(jì)） 卡爾曼（Kalman）濾波基于貝葉斯推理的數(shù)據(jù)融合 貝葉斯推理的基本原理是：給定一個(gè)前面的似然估計(jì)后，若又增加一個(gè)證據(jù)（測(cè)量），則可以

18、對(duì)前面的（關(guān)于目標(biāo)屬性的）似然估計(jì)加以更新。也就是說(shuō)，隨著測(cè)量值的到來(lái)，可以將給定假設(shè)的先驗(yàn)密度更新為后驗(yàn)密度。貝葉斯推理的另一個(gè)特點(diǎn)是它適用于多假設(shè)情況。基于D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合 證據(jù)理論與Bayes理論區(qū)別：Ø Bayes理論： 需要有統(tǒng)一的識(shí)別框架、完整的先驗(yàn)概率和條件概率知識(shí)， 只能將概率分派函數(shù)指定給完備的互不包含的假設(shè)，Ø 證據(jù)理論： 用先驗(yàn)概率分派函數(shù)去獲得后驗(yàn)的證據(jù)區(qū)間，證據(jù)區(qū)間量化了命題的可信程度。可將證據(jù)分派給假設(shè)或命題， 提供了一定程度的不確定性，即證據(jù)既可指定給互不相容的命題，也可指定給相互重疊、非互不相容的命題。 證據(jù)理論滿足比概率論更弱的公理

19、系統(tǒng)，當(dāng)概率值已知時(shí)，證據(jù)理論就變成了概率論。D-S基本理論 設(shè)D是變量x所有可能取值的集合，且D中的元素是互斥的，在任一時(shí)刻x都取且只能取D中的某一個(gè)元素為值，則稱D為x的樣本空間，也稱D為辨別框 。在證據(jù)理論中，D的任何一個(gè)子集A都對(duì)應(yīng)于一個(gè)關(guān)于x的命題，稱該命題為“x的值在A中”。 引入三個(gè)函數(shù)：概率分配函數(shù)，信任函數(shù)及似然函數(shù)等概念。概率分配函數(shù) 設(shè)D為樣本空間，領(lǐng)域內(nèi)的命題都用D的子集表示，則概率分配函數(shù)定義如下： 定義1： 設(shè)函數(shù)M：2D0，1，且滿足 M（）0 ADM（A）1 則稱M是2D上的概率分配函數(shù)，M（A）稱為A的基本概率函數(shù)。 信任函數(shù) 定義2 :命題的信任函數(shù)Bel：

20、2D0，1，且 Bel(A）BAM（B）對(duì)所有的AD 其中2D表示D的所有子集。 Bel函數(shù)又稱為下限函數(shù)，Bel（A）表示對(duì)命題A為真的信任程度。 由信任函數(shù)及概率分配函數(shù)的定義推出： Bel（）M（）0 Bel（D）BDM（B）1似然函數(shù) 定義3: 似然函數(shù)Pl：2D0，1，且 Pl（A）1一Bel（A） 其中AD概率分配函數(shù)的正交和 定義4 :設(shè)M1和M2是兩個(gè)概率分配函數(shù)，則其正交和M= M1M2為 M()=0 M(A)=K1×xy=A M1(x)×M2(y) 其中：K=1-xy=M1(x)×M2(y)=M1(x)×M2(y)例： 設(shè)D黑，白，且

21、 M1(黑,白,黑,白,)=(0.3,0.5,0.2,0) M2(黑,白,黑,白,)=(0.6,0.3,0.1,0) 在M1和M2中，M1(黑)×M2(白)+ M1(白)×M2(黑)=0.3×0.3+0.5×0.6=0.39 K=1-xy=M1(x)×M2(y)=0.61 M(黑)K1×xy=黑M1(x)×M2(y)×(0.3×0.6+0.3×0.1+0.2×0.6)=0.54 M(白)K1×xy=白M1(x)×M2(y)×(0.5×0.3+0.

22、5×0.1+0.2×0.3)=0.43 M(黑,白)K1×xy=黑,白M1(x)×M2(y)×(0.1×0.2)=0.03 所以，組合后的概率分配函數(shù)為：M(黑,白,黑,白,)=(0.54,0.43,0.03,0)基于認(rèn)知模型的數(shù)據(jù)融合算法 模糊集合理論 基于粗糙集的數(shù)據(jù)融合 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法基于粗糙集的數(shù)據(jù)融合 粗糙集模型是一種結(jié)構(gòu)化的、非數(shù)值化的信息處理方法,處理的是數(shù)據(jù)的符號(hào)描述,以屬性、語(yǔ)義決策規(guī)則等形式構(gòu)造知識(shí)表達(dá)。傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由方式可以根據(jù)是否考慮數(shù)據(jù)融合分為兩類 地址為中心的路由（address-centric routi

23、ng，AC路由）：每個(gè)節(jié)點(diǎn)沿著到匯聚節(jié)點(diǎn)的最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，不考慮數(shù)據(jù)融合。 數(shù)據(jù)為中心的路由（data-centric routing，DC路由）：數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)發(fā)的途中，中間節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容，對(duì)來(lái)自多個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合操作。源節(jié)點(diǎn)并非各自尋找最短路徑，而是在中間節(jié)點(diǎn)處對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，然后再繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。AC路由與DC路由對(duì)能量消耗的影響與數(shù)據(jù)的可融合程度有關(guān)。如果原始數(shù)據(jù)信息存在冗余度，由于DC路由可以減少網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)量，因此將表現(xiàn)出很好的節(jié)能效果。涉及數(shù)據(jù)融合技術(shù)的傳感器路由技術(shù)主要有：Directed Diffusion、LEACH、PEGASIS等。第5章 物聯(lián)網(wǎng)安全物聯(lián)網(wǎng)安全特點(diǎn)1.

24、可跟蹤性 任何時(shí)候人們可以都知道物品的精確位置，甚至其周圍環(huán)境，即利用RFID、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息，這個(gè)特征對(duì)應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)的感知層。2. 可連接性 物聯(lián)網(wǎng)還可以通過(guò)與移動(dòng)通信技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的控制與兼容，即能夠通過(guò)各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去，也就是物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層。3. 可監(jiān)控性 物聯(lián)網(wǎng)的另一個(gè)熱點(diǎn)還體現(xiàn)在它可以通過(guò)物品來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)人的監(jiān)控與保護(hù)，即能夠智能處理，利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化的控制，也就是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)傳統(tǒng)安全問(wèn)題1. 移動(dòng)通訊的安全問(wèn)題 手機(jī)病毒、手機(jī)軟、

25、硬件設(shè)計(jì)的缺陷；用戶與網(wǎng)絡(luò)間的安全性認(rèn)證仍然是單向的；密鑰質(zhì)量不高；密鑰產(chǎn)生存在漏洞；2. 信號(hào)干擾 物品上的傳感設(shè)備信號(hào)受到惡意干擾，很容易造成重要物品損失；RFID信號(hào)的干擾；3. 惡意入侵與物聯(lián)網(wǎng)相整合的互聯(lián)網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng)遭受病毒；惡意軟件；黑客的攻擊;RFID的安全問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 各組件的安全脆弱性 數(shù)據(jù)的脆弱性 通信的脆弱性RFID系統(tǒng)的主要安全攻擊可簡(jiǎn)單地分為主動(dòng)攻擊和被動(dòng)攻擊兩種類型。信息傳輸主要面臨的安全性威脅1. 截獲從網(wǎng)絡(luò)上竊聽(tīng)他人的通信內(nèi)容。2. 中斷有意中斷他人在網(wǎng)絡(luò)上的通信。3. 篡改故意篡改網(wǎng)絡(luò)上傳送的報(bào)文。4. 偽造偽造虛假信息在網(wǎng)絡(luò)上傳送。加密機(jī)制安全

26、問(wèn)題Ø 信息在物聯(lián)網(wǎng)中以數(shù)字信封的方式傳送，以保證信息傳輸?shù)臋C(jī)密性和完整性。Ø 數(shù)字信封的加密可采用節(jié)點(diǎn)到到節(jié)點(diǎn)加密（即逐跳加密），或端到端加密兩種方式。Ø 逐跳加密方式在各節(jié)點(diǎn)都存在將加密消息解密的風(fēng)險(xiǎn)，因此逐跳加密對(duì)傳輸路徑中的各傳送節(jié)點(diǎn)的可信任度要求很高。Ø 而對(duì)于端到端的加密方式來(lái)說(shuō)，它可以根據(jù)業(yè)務(wù)類型選擇不同的安全策略，從而為高安全要求的業(yè)務(wù)提供高安全等級(jí)的保護(hù)。不過(guò)其弊端是加密不能對(duì)消息的目的地址進(jìn)行保護(hù)，因?yàn)槊恳粋€(gè)消息所經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)都要以此目的地址來(lái)確定如何傳輸消息。這就導(dǎo)致端到端的加密方式不能掩蓋被傳輸消息的源點(diǎn)與終點(diǎn)，并容易受到對(duì)通信業(yè)務(wù)

27、進(jìn)行分析而發(fā)起的惡意攻擊。密碼服務(wù)的底層是一個(gè)加密庫(kù)，主要包括4種模塊：l 隨機(jī)數(shù)算法模塊l 對(duì)稱加密算法模塊l 公鑰模塊l 單向Hash算法模塊認(rèn)證與訪問(wèn)控制認(rèn)證指使用者采用某種方式“證明”身份。網(wǎng)絡(luò)中的認(rèn)證主要包括：身份認(rèn)證和消息認(rèn)證。入侵檢測(cè)與容侵容錯(cuò)技術(shù)容侵指在網(wǎng)絡(luò)中存在惡意入侵的情況下，網(wǎng)絡(luò)仍然能夠正常地運(yùn)行。容錯(cuò)指在故障存在的情況下，系統(tǒng)不失效，仍然能正常工作的特性。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)指的是當(dāng)部分節(jié)點(diǎn)或者鏈路失效后，網(wǎng)絡(luò)能恢復(fù)傳輸數(shù)據(jù)或者網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自愈，從而盡可能減小節(jié)點(diǎn)或鏈路失效后對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)功能的影響。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)技術(shù)主要集中在以下幾個(gè)領(lǐng)域： 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械娜蒎e(cuò) 網(wǎng)絡(luò)覆

28、蓋中的容錯(cuò) 數(shù)據(jù)檢測(cè)中的容錯(cuò)機(jī)制第6章 物聯(lián)網(wǎng)與低碳經(jīng)濟(jì)物聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：u 一是物質(zhì)世界的信息數(shù)字化u 二是對(duì)物體控制的遠(yuǎn)程化u 三是對(duì)物質(zhì)世界的管理智能化能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是基于城市綠色物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與應(yīng)用理念，以城市三大主要能源管理作為控制管理目標(biāo)，構(gòu)建一個(gè)覆蓋整個(gè)城市及其所轄行政區(qū)域的實(shí)際可運(yùn)行、可操作管理、可充分體現(xiàn)節(jié)能減排效應(yīng)的示范性城市能源控制與管理物聯(lián)網(wǎng)，并以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行擴(kuò)展，最終構(gòu)建一個(gè)完整規(guī)范的城市綠色物聯(lián)網(wǎng)。IEEE1888標(biāo)準(zhǔn)是今年3月經(jīng)美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（IEEE-SA）批準(zhǔn)，由我國(guó)企業(yè)主導(dǎo)制定的綠色節(jié)能國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。IEEE1888是首個(gè)以綠

29、色節(jié)能為宗旨，信息通信技術(shù)與節(jié)能減排融合的創(chuàng)新型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)支持廣域IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)，是IEEE在節(jié)能減排和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有標(biāo)志性的全球標(biāo)準(zhǔn)。第七章 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程醫(yī)療遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)架構(gòu)Ø 系統(tǒng)按照功能分為三層結(jié)構(gòu)：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層Ø 感知層中，主要是對(duì)人體的健康參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，主要是血壓、血氧、體溫、心電等一些健康參數(shù)，必要時(shí)可以進(jìn)行視頻通信Ø 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層上傳至服務(wù)器：有線、WIFI或者2G/3GØ 應(yīng)用層分為數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用服務(wù)業(yè)務(wù)分類驗(yàn)證項(xiàng)目通信場(chǎng)景通信內(nèi)容備選承載網(wǎng)擬定考慮的重要指標(biāo)遠(yuǎn)程診斷社區(qū)醫(yī)療服務(wù)站-醫(yī)院人體基本參數(shù)、影像資料及專業(yè)檢

30、測(cè)設(shè)備信息有線/無(wú)線帶寬、時(shí)延、安全、檢測(cè)設(shè)備干擾遠(yuǎn)程救助醫(yī)院-社區(qū)醫(yī)療服務(wù)站影像資料有線/無(wú)線帶寬、實(shí)時(shí)性安全檢測(cè)設(shè)備干擾遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)無(wú)線醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)個(gè)人網(wǎng)關(guān)-社區(qū)醫(yī)療服務(wù)站人體基本參數(shù)和專業(yè)檢查設(shè)備信息/LTE連續(xù)性、安全網(wǎng)絡(luò)容量檢測(cè)設(shè)備干擾遠(yuǎn)程教學(xué)醫(yī)院-社區(qū)醫(yī)療服務(wù)站影像資料有線/無(wú)線帶寬、實(shí)時(shí)性安全遠(yuǎn)程診斷Ø 出現(xiàn)在社區(qū)醫(yī)療服務(wù)站和醫(yī)院Ø 無(wú)線傳輸方式，如何保證人的隱私？Ø 中國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，醫(yī)療資源仍然顯得比較匱乏。為了實(shí)現(xiàn)WHO提出的“人人享有健康保健”和真正的“社區(qū)醫(yī)療”的美好目標(biāo)，于是遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷應(yīng)運(yùn)而生。遠(yuǎn)程診斷是醫(yī)生通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)地病人的圖像和其他信息進(jìn)

31、行分析做出診斷結(jié)果。遠(yuǎn)程救助遠(yuǎn)程診斷的場(chǎng)景出現(xiàn)在社區(qū)醫(yī)療服務(wù)站和醫(yī)院，通信線路是由用戶終端到社區(qū)醫(yī)療服務(wù)站或醫(yī)院，傳輸?shù)膬?nèi)容為影像資料。遠(yuǎn)程救助對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬、實(shí)時(shí)性和網(wǎng)絡(luò)安全要求高，需要研究適用于遠(yuǎn)程救助的無(wú)線通信關(guān)鍵技術(shù)，以保證圖像視頻清新、無(wú)失真和可靠地傳輸。遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)Ø 遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)的場(chǎng)景出現(xiàn)在無(wú)線醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)個(gè)人網(wǎng)關(guān)和社區(qū)醫(yī)療服務(wù)站，通信線路上傳輸?shù)膬?nèi)容為人體基本參數(shù)、檢查設(shè)備等信息，從監(jiān)測(cè)的角度看，無(wú)線通信應(yīng)適應(yīng)不同信息速率的傳輸并且應(yīng)具有數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性。遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)要求的網(wǎng)絡(luò)安全的強(qiáng)度較高，研究具有較高安全強(qiáng)度的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，以保證監(jiān)護(hù)信息的完整可靠的傳輸。Ø 遠(yuǎn)程監(jiān)

32、護(hù)可以定義為，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)端的生理和醫(yī)學(xué)信號(hào)傳送到監(jiān)護(hù)中心進(jìn)行分析，并給出診斷意見(jiàn)的一種技術(shù)手段。遠(yuǎn)程教學(xué)l 遠(yuǎn)程教學(xué)的場(chǎng)景出現(xiàn)在醫(yī)院和社區(qū)醫(yī)療服務(wù)站，通信線路上的傳輸內(nèi)容為視頻數(shù)據(jù)，為保證教學(xué)視頻信息的清晰和無(wú)失真的傳輸，要求通信網(wǎng)絡(luò)具有較寬的帶寬和較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。同時(shí)，為保證教學(xué)視頻信息安全可靠的傳輸，需要一定的安全機(jī)制來(lái)保證。遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)應(yīng)用一般分為兩個(gè)模塊Ø 醫(yī)療信息化服務(wù)器Ø 醫(yī)療信息化用戶終端。醫(yī)療信息化服務(wù)器 醫(yī)療信息化服務(wù)器有以下三個(gè)組成部分：社區(qū)醫(yī)療后臺(tái)服務(wù)器、全民健康電子檔案后臺(tái)服務(wù)器、醫(yī)院綜合信息后臺(tái)服務(wù)器。 醫(yī)療信息化服務(wù)器的后臺(tái)技術(shù)Ø

33、醫(yī)療數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)和管理技術(shù)Ø 面向醫(yī)療分級(jí)的信息架構(gòu)設(shè)計(jì)醫(yī)療信息化用戶終端Ø 醫(yī)療信息化用戶終端是用戶健康數(shù)據(jù)的采集、融合和傳輸?shù)闹匾M成部分，也是體現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療和社區(qū)醫(yī)療信息化的核心。醫(yī)療信息化用戶終端的核心是個(gè)人醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和車載醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，統(tǒng)稱為醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)Ø 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)架構(gòu)：系統(tǒng)分為硬件接口層、服務(wù)層和應(yīng)用層Ø 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，需要有跨層管理機(jī)制，調(diào)度整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主要包括兩個(gè)方面：醫(yī)療信息安全管理和資源管理。醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)個(gè)人網(wǎng)關(guān)交叉網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)Ø 移動(dòng)IPv6網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)Ø 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的特殊資源管理所帶來(lái)的無(wú)

34、線頻譜的優(yōu)化調(diào)度與分配機(jī)制問(wèn)題Ø 輕量級(jí)高強(qiáng)度可信網(wǎng)絡(luò)研究體域網(wǎng) 體域網(wǎng)（Body Area Network ，BAN） 是基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的，是人體上的生理參數(shù)收集傳感器或移植到人體內(nèi)的生物傳感器共同形成的一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它不僅是一種新的普適醫(yī)療保健、疾病監(jiān)控和預(yù)防的解決方案，還是物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things）的重要感知及組成部分。Ø 根據(jù)相對(duì)于人體所在位置可將BAN中傳感器節(jié)點(diǎn)分為3類：1）可植入體內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)，包括可植入的生物傳感器和可吸入的傳感器（如攝像藥丸）；2）可穿戴在身體上的傳感器節(jié)點(diǎn)，如葡萄糖傳感器、非入侵血壓傳感器、血氧飽和度傳

35、感器和溫度傳感器等；3）在身體周圍并距離身體很（較） 近的用于識(shí)別人體活動(dòng)或行為的周圍環(huán)境節(jié)點(diǎn)。Ø BAN網(wǎng)絡(luò)分為：1）僅包含第1類傳感器節(jié)點(diǎn)的植入式BAN網(wǎng)絡(luò)（implanted BAN）；2）僅包含第2 類傳感器節(jié)點(diǎn)的可穿戴式BAN （wearable BAN）；3）以上3 類傳感器節(jié)點(diǎn)任意組合的混合式BAN （hybrid BAN） 。Ø BAN中傳感器節(jié)點(diǎn)（或設(shè)備）所要監(jiān)控的人體（生理）信號(hào)分為3 類：1）連續(xù)型時(shí)變生理信號(hào)，一般為各種波形居多，如肌電圖和脈搏波等，對(duì)應(yīng)的傳感器（設(shè)備）包括腦電圖掃描儀、視覺(jué)傳感器、聽(tīng)覺(jué)傳感器、心動(dòng)電流儀、心電圖儀、PVDF 壓電脈象

36、傳感器、心臟起搏器 和吸入式藥丸攝像機(jī)；2）離散型時(shí)變生理信號(hào)，如體溫、血壓和血氧飽和度等生理參數(shù)值，對(duì)應(yīng)的傳感器（設(shè)備）包括吸入式藥丸溫度測(cè)量?jī)x、胰島素泵、肺功能傳感器、葡萄糖檢測(cè)傳感器、出汗量檢測(cè)傳感器、指環(huán)式心率感知器、血氧飽和度傳感器、體溫傳感器、非入侵血壓監(jiān)測(cè)儀和脈搏率檢測(cè)傳感器；3）人體活動(dòng)及動(dòng)作信號(hào)，用于監(jiān)控病人的日常活動(dòng)或人體活動(dòng)，對(duì)應(yīng)的傳感器（設(shè)備）包括人體活動(dòng)傳感器、加速度傳感器、動(dòng)作傳感器、耳戴式活動(dòng)識(shí)別傳感器和螺旋儀。BAN關(guān)鍵技術(shù)Ø 信號(hào)采集及數(shù)據(jù)融合Ø 情景感知Ø 系統(tǒng)技術(shù)p 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)p 傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)p 無(wú)線通信技術(shù)p 無(wú)線通信協(xié)議

37、p 管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)信號(hào)采集及數(shù)據(jù)融合Ø 由于在實(shí)際應(yīng)用中BAN將會(huì)產(chǎn)生大量的用于處理、傳遞和訪問(wèn)的生理參數(shù)數(shù)據(jù)，傳感器節(jié)點(diǎn)如何操作這些數(shù)據(jù)就成了一個(gè)基本問(wèn)題。Ø 信息/數(shù)據(jù)融合（information data fusion）是一個(gè)多級(jí)的、多方面的、將來(lái)自于多個(gè)數(shù)據(jù)源（或多個(gè)傳感器）的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過(guò)程。它能夠獲得比單獨(dú)一個(gè)傳感器更高的準(zhǔn)確率、更有效和更易理解的推論。同時(shí)，它又是一個(gè)包含將來(lái)自不同節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合處理的方法和工具的架構(gòu)。Ø BAN中數(shù)據(jù)融合技術(shù)方法包括3個(gè)方面：推理方法、估計(jì)方法和特征映射方法。情景感知Ø 由于情景感知能夠解釋來(lái)自于BA

38、N中的物理信號(hào)和生物化學(xué)信號(hào)，對(duì)外界不同事件做出決策以及調(diào)整自身的監(jiān)控行為，因此已成為在實(shí)現(xiàn)健康保健監(jiān)控BAN應(yīng)用系統(tǒng)中不可或缺的一部分。Ø 情景感知（context-aware sensing，CAS） 能被定義為探知或監(jiān)測(cè)用戶的內(nèi)部或外部狀態(tài)。情景感知計(jì)算（context aware computing ，CAC） 描述了一個(gè)可穿戴可移動(dòng)的、傳感器能夠感知到用戶狀態(tài)和周圍環(huán)境、并在任務(wù)中利用這些信息來(lái)改變其行為的計(jì)算。Ø 對(duì)BAN中情景信息進(jìn)行推理主要包含3 種方法：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)和Markov 模型。系統(tǒng)技術(shù)-網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Ø BAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（netwo

39、rk architecture） 是本文上述系統(tǒng)架構(gòu)的重要組成部分，它是系統(tǒng)中通信設(shè)備（如傳感器節(jié)點(diǎn)） 的邏輯組織。Ø 一般的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括星形拓?fù)洹⒕W(wǎng)狀拓?fù)洌h(huán)形拓?fù)浜涂偩€拓?fù)洹?#216; 選擇BAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的目的就是為了更好地保證無(wú)線通信低能耗及可靠性數(shù)據(jù)傳輸，架構(gòu)的選擇需要考慮以下因素：能量消耗、傳輸延遲、用戶間干涉、節(jié)點(diǎn)失敗和移動(dòng)性。一般情況下，星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)一跳無(wú)線通信方式，而網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則對(duì)應(yīng)著多跳無(wú)線通信方式。Ø 帶有網(wǎng)狀或混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的BAN網(wǎng)絡(luò)會(huì)具有更多的研究?jī)r(jià)值，在這種網(wǎng)絡(luò)中有很多工作要做系統(tǒng)技術(shù)-傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)Ø BAN中傳感器節(jié)點(diǎn)一

40、般由各類傳感器、處理器、內(nèi)存，收發(fā)器和能量單元構(gòu)成，其基本功能包括生理信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)處理和無(wú)線通信，并具有能量低、內(nèi)存受限，計(jì)算能力低和通信速率低的限制。Ø 對(duì)于植入體內(nèi)的生物傳感器節(jié)點(diǎn)，其體積還必須保證很小，因此生物傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是BAN在醫(yī)療保健應(yīng)用中的挑戰(zhàn)之一，其內(nèi)容包括天線設(shè)計(jì)、無(wú)線電接口設(shè)計(jì)、收發(fā)器設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)計(jì)以及超低能耗設(shè)計(jì)。難點(diǎn)在于傳感器節(jié)點(diǎn)大小及其低能耗設(shè)計(jì)。Ø 作為BAN系統(tǒng)重要組成部分，網(wǎng)關(guān)（gateway）也是一種節(jié)點(diǎn)，主要用來(lái)以多種接入方式（如USB線纜、TP 雙絞線，無(wú)線通信和Bluetooth等）將感知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)或傳遞到外部有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或

41、互聯(lián)網(wǎng)中。在圖5系統(tǒng)架構(gòu)中，BAN Head，Sink節(jié)點(diǎn)或Base Station都可充當(dāng)網(wǎng)關(guān)。系統(tǒng)技術(shù)-無(wú)線通信技術(shù)Ø 常見(jiàn)的BAN無(wú)線通信技術(shù)包括CC10000、無(wú)線射頻（RF）、Bluetooth、IEEE 802. 15. 4（ZigBee）和紅外線通信（IrDa） ，此外還有超帶寬（Ultra WideBand，UWB）和無(wú)線USB，而體上通信（on-body communication）和體內(nèi)通信（intra-body communication ，IBC）則是新興的人體生物信道通信技術(shù)。Ø 在選擇公開(kāi)的BAN無(wú)線通信技術(shù)時(shí)，ZigBee最受青睞，原因在于其低

42、速率和低功耗的特性。Ø Bluetooth和Ultra Wideband （UWB）則是BAN無(wú)線通信技術(shù)的第2個(gè)選擇，雖然相對(duì)ZigBee 而言，Bluetooth 能耗較高并對(duì)自組織網(wǎng)絡(luò)的特性支持較少。Ø 超帶寬通信（UWB）的吸引力在于其脈沖極短而且頻譜寬，它能夠保證高數(shù)據(jù)傳輸率通信、高精確測(cè)距和低能耗接收轉(zhuǎn)發(fā)能力等，可以作為BAN網(wǎng)絡(luò)和Medical ICT 系統(tǒng)的物理層技術(shù)。Ø BAN中設(shè)計(jì)能量高效的無(wú)線通信協(xié)議受到一定程度的關(guān)注，超低能耗和高能效設(shè)計(jì)一直是BAN無(wú)線通信中最重要的挑戰(zhàn)之一。Ø 醫(yī)療保健應(yīng)用領(lǐng)域中能量高效是至關(guān)重要的，高能效的無(wú)

43、線通信協(xié)議則意味著高能效的BAN。醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)Ø 物聯(lián)網(wǎng)對(duì)衛(wèi)生醫(yī)療領(lǐng)域的重大影響Ø 其一，新一輪醫(yī)改方案的推進(jìn)無(wú)疑是物聯(lián)網(wǎng)在衛(wèi)生醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展的重要機(jī)遇。Ø 其二，物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的是資源的整合與信息的共享，最終將帶來(lái)信息公開(kāi)化、行政透明化，使公眾成為政府決策、醫(yī)療體制運(yùn)行的重要組成部分。Ø 其三，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也應(yīng)鼓勵(lì)私人參與，促進(jìn)良性競(jìng)爭(zhēng)。u 物聯(lián)網(wǎng)在帶來(lái)便利的同時(shí)，也帶了一些新的問(wèn)題，相關(guān)產(chǎn)業(yè)是否能夠與醫(yī)療領(lǐng)域相互配合、實(shí)現(xiàn)信息公開(kāi)，管理部門是否能夠打破條塊分隔、實(shí)現(xiàn)資源共享，也是管理上的一大挑戰(zhàn)。此外，編碼標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一、行業(yè)監(jiān)管規(guī)則的制定、個(gè)人隱私保護(hù)

44、以及PPP合作等也是我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展應(yīng)注意解決的問(wèn)題。中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題Ø 其一，是要高度重視國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展給予統(tǒng)一的協(xié)調(diào)指導(dǎo)。Ø 其二，是要高度重視共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，重視產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。Ø 其三，要高度重視物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)制造、在發(fā)展綠色低碳經(jīng)濟(jì)中的戰(zhàn)略性地位。發(fā)展舉措Ø 總體上來(lái)說(shuō)，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的特點(diǎn)就是政府來(lái)統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)相關(guān)部門、制定相關(guān)扶持政策、促進(jìn)政府信息化進(jìn)程，整合產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展創(chuàng)造良好的資源和社會(huì)環(huán)境。電信運(yùn)營(yíng)商則利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和平臺(tái)資源，以及已有的技術(shù)

45、、人才、資金和客戶群優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn)，整合現(xiàn)有信息化應(yīng)用，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模化整體化發(fā)展。Ø 具體： 政府大力引導(dǎo)和支持 。 運(yùn)營(yíng)商積極推動(dòng) 。第8章 物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放性問(wèn)題物聯(lián)網(wǎng)之紅海和藍(lán)海戰(zhàn)略 紅海代表現(xiàn)今存在的所有產(chǎn)業(yè),這是我們已知的市場(chǎng)空間；藍(lán)海則代表當(dāng)今還不存在的產(chǎn)業(yè),這就是未知的市場(chǎng)空間。 用簡(jiǎn)單的話來(lái)解釋，紅海就是紅色的大海，防鯊網(wǎng)的范圍之內(nèi)，水質(zhì)混濁，營(yíng)養(yǎng)貧乏，但是人很多，在這個(gè)小圈圍之內(nèi)不能出圍，人人都競(jìng)爭(zhēng)激烈；而相對(duì)藍(lán)海就是藍(lán)色的大海，防鯊網(wǎng)之外海之深處，水質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物都很好很豐富，范圍也相當(dāng)廣泛，競(jìng)爭(zhēng)的人也少，藍(lán)海競(jìng)爭(zhēng)勝者將得到比紅海多得多的利益。藍(lán)海戰(zhàn)略 藍(lán)

46、海以戰(zhàn)略行動(dòng)（Strategic Move）作為分析單位，指出價(jià)值創(chuàng)新（Value Innovation）是藍(lán)海戰(zhàn)略的基石。價(jià)值創(chuàng)新挑戰(zhàn)了基于競(jìng)爭(zhēng)的傳統(tǒng)教條即價(jià)值和成本的權(quán)衡取舍關(guān)系，讓企業(yè)將創(chuàng)新與效用、價(jià)格與成本整合一體，不是比照現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)最佳實(shí)踐去趕超對(duì)手，而是改變產(chǎn)業(yè)景框重新設(shè)定游戲規(guī)則；不是瞄準(zhǔn)現(xiàn)有市場(chǎng)“高端”或“低端”顧客，而是面向潛在需求的買方大眾；不是一味細(xì)分市場(chǎng)滿足顧客偏好，而是合并細(xì)分市場(chǎng)整合需求。藍(lán)海戰(zhàn)略六項(xiàng)原則 藍(lán)海戰(zhàn)略原則之一：重建市場(chǎng)邊界 藍(lán)海戰(zhàn)略原則之二：注重全局而非數(shù)字 藍(lán)海戰(zhàn)略原則之三：超越現(xiàn)有需求 藍(lán)海戰(zhàn)略原則之四：遵循合理的戰(zhàn)略順序 藍(lán)海戰(zhàn)略原則之五：克服關(guān)鍵

47、組織障礙 藍(lán)海戰(zhàn)略原則之六：將戰(zhàn)略執(zhí)行建成戰(zhàn)略一部分云計(jì)算的雛形 云計(jì)算的核心正是基于并行理念的網(wǎng)格計(jì)算。云計(jì)算的基本概念 狹義云計(jì)算指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需資源； 廣義云計(jì)算指服務(wù)的交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需服務(wù)。 云計(jì)算的核心思想，是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個(gè)計(jì)算資源池向用戶按需服務(wù)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”。“云”中的資源在使用者看來(lái)是可以無(wú)限擴(kuò)展的，并且可以隨時(shí)獲取，按需使用，隨時(shí)擴(kuò)展，按使用付費(fèi)。云計(jì)算組成架構(gòu) 瘦客戶機(jī)：硬件配置像現(xiàn)在的手機(jī)、上網(wǎng)本一樣簡(jiǎn)單，但可以得到的服務(wù)要超越現(xiàn)在

48、的臺(tái)式電腦。 網(wǎng)格計(jì)算：分布式計(jì)算的一種，由一群松散耦合的計(jì)算機(jī)集組成的一個(gè)超級(jí)虛擬計(jì)算機(jī)，常用來(lái)執(zhí)行大型任務(wù)；將獨(dú)立的計(jì)算機(jī)連接成一個(gè)大的基礎(chǔ)設(shè)施，充分利用閑置的資源。 效用計(jì)算：IT資源的一種打包和計(jì)費(fèi)方式，比如按照計(jì)算、存儲(chǔ)分別計(jì)量費(fèi)用，像傳統(tǒng)的公共設(shè)施一樣（比如電力、天然氣等）。 云計(jì)算服務(wù)模式 云計(jì)算可以認(rèn)為包括以下幾個(gè)層次的服務(wù)： IaaS 模式 IaaS(Infrastructure- as- a- Service)：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)。 PaaS 模式 PaaS(Platform- as- a- Service)：平臺(tái)即服務(wù)。 SaaS 模式 SaaS(Software- as- a- Service)：軟件即服務(wù)。海計(jì)算 海計(jì)算為用戶提供基于互聯(lián)網(wǎng)的一站式服務(wù)，是一種最簡(jiǎn)單可依賴的互聯(lián)網(wǎng)需求交互模式。用戶只要在海計(jì)算輸入服務(wù)需求，系統(tǒng)就能明確識(shí)別這種需求，并將該需求分配給最優(yōu)的應(yīng)用或內(nèi)容資源提供商處理，最終返回給用戶相匹配的結(jié)果。 “海計(jì)算”