物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)

主講人：劉永磊liuyonglei程安排課程郵箱：dbms_tcu@163.com密碼：1234566541231~7周理論教學8~10周實驗教材薛燕紅，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用，清華大學出版社成績評定方法：閉卷期末考試80%加平時成績（考勤、作業(yè)、實驗）20%目錄教學內(nèi)容

共八章第1章第2章

第3章第4章第5章物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

信息感知層

網(wǎng)絡(luò)傳輸層

物聯(lián)接入層

目錄第6章

第7章第8章技術(shù)支撐層物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)安全

教學內(nèi)容共八章第1章物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史1.2物聯(lián)網(wǎng)的背景和現(xiàn)狀1.3物聯(lián)網(wǎng)的定義1.4物聯(lián)網(wǎng)典型實例1.1物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展簡史概念的提出在人類發(fā)展史上，人們從來沒有停止對自由和美好事物的追求。我們已經(jīng)不滿足于享受“隨時、隨地”兩個維度的自由，而夢想著“隨物”的第三維度自由——能與物體自由交流、讓物體也有靈感。

1.敵我識別--物聯(lián)網(wǎng)的早期萌芽

1.1物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展簡史

2.RFID技術(shù)--物聯(lián)網(wǎng)的雛形倉庫貨物管理1.1物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展簡史1.1物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展簡史大事記：

1990年物聯(lián)網(wǎng)的實踐最早可以追溯到1990年施樂公司的網(wǎng)絡(luò)可樂販售機——NetworkedCokeMachine。1991年美國麻省理工學院（MIT）的KevinAsh-ton教授首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念。1995年比爾蓋茨在《未來之路》一書中也曾提及物聯(lián)網(wǎng)，但未引起廣泛重視。1999年美國麻省理工學院建立了“自動識別中心（Auto-ID）”，提出“萬物皆可通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”，闡明了物聯(lián)網(wǎng)的基本含義。早期的物聯(lián)網(wǎng)是依托射頻識別（RFID）技術(shù)的物流網(wǎng)絡(luò)，隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生了較大變化。2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。2009年1月28日，奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次“圓桌會議”，作為僅有的兩名代表之一，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。2009年8月，溫家寶“感知中國”的講話把我國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用開發(fā)推向了高潮，無錫市率先建立了“感知中國”研究中心，中國科學院、運營商、多所大學在無錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究院，無錫市江南大學還建立了全國首家實體物聯(lián)網(wǎng)工廠學院。自溫總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會極大的關(guān)注。

1.2物聯(lián)網(wǎng)背景和現(xiàn)狀1.必然性物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸與擴展。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID與WSN等技術(shù)，構(gòu)建一個覆蓋世界上所有人與物的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。我們不會滿足目前互聯(lián)網(wǎng)僅僅是人與人之間的信息交互和共享，我們更希望的是人與物、物與物之間信息的自動交互和共享。物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)物理世界與信息世界的無縫連接。1.2物聯(lián)網(wǎng)背景和現(xiàn)狀

數(shù)字世界

真實的物理世界

虛擬的信息世界數(shù)據(jù)的集成

描述語義的集成物的集成

物聯(lián)網(wǎng)社會

知識的集成1.2物聯(lián)網(wǎng)背景和現(xiàn)狀2.技術(shù)背景（1）互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展基礎(chǔ)

（2）三網(wǎng)融合是物聯(lián)網(wǎng)理想的通信平臺

（3）云計算是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的商業(yè)模式（4）普適計算是物聯(lián)網(wǎng)智能的理論模型（5）3G/4G/M2M是物聯(lián)網(wǎng)便捷的接入方式（6）WSN/Sensor是物聯(lián)網(wǎng)無處不在的感知手段

（7）RFID是物聯(lián)網(wǎng)最成熟的應(yīng)用技術(shù)1.2物聯(lián)網(wǎng)背景和現(xiàn)狀3.社會背景

（1）國際金融危機必然要通過催生新的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命來解決（2）物聯(lián)網(wǎng)可以解決我們面臨的諸多問題（3）世界各國高層領(lǐng)導的重視和親自推動（4）信息化產(chǎn)業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)強力推動（5）傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的積極呼應(yīng)（6）社會經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的推動力（7）解決物理世界與信息世界分離所造成的問題成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的推動力

1.2物聯(lián)網(wǎng)背景和現(xiàn)狀4.發(fā)展現(xiàn)狀在應(yīng)用和研發(fā)方面，美、歐、日、韓等少數(shù)國家起步較早，總體實力較強。物聯(lián)網(wǎng)最初的研發(fā)方向是條形碼、RFID等技術(shù)在商業(yè)零售、物流領(lǐng)域應(yīng)用，而隨著RFID、傳感器技術(shù)、短程通信以及計算技術(shù)等的發(fā)展，近年來其研發(fā)、應(yīng)用開始拓展到環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療、智能基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。目前，物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)和應(yīng)用仍處于起步階段，發(fā)達國家和地區(qū)抓住機遇，出臺政策、進行戰(zhàn)略布局，希望在新一輪信息產(chǎn)業(yè)重新洗牌中占領(lǐng)先機。日韓基于物聯(lián)網(wǎng)的“U社會”戰(zhàn)略、歐洲“物聯(lián)網(wǎng)行動計劃”及美國“智能電網(wǎng)”、“智慧地球”等計劃相繼實施，物聯(lián)網(wǎng)成為搶占“后危機”時代各國提升綜合競爭力的重要手段。1.2物聯(lián)網(wǎng)背景和現(xiàn)狀1．交通領(lǐng)域2．醫(yī)療領(lǐng)域3．農(nóng)業(yè)應(yīng)用4．零售行業(yè)5．電力管理6．數(shù)字家庭通過使用不同的傳感器和RFID可以對交通工具進行感知和定位，及時了解車輛的運行狀態(tài)和路線；方便地實現(xiàn)車輛通行費的支付；顯著提高交通管理效率，減少道路擁堵。通過在病人身上放置不同的傳感器，對人的健康參數(shù)進行監(jiān)控，及時獲知病人的生理特征，提前進行疾病的診斷和預防，并且實時傳送到相關(guān)的醫(yī)療保健中心通過使用不同的傳感器對農(nóng)業(yè)情況進行探測，幫助人們進行精確管理或精細農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。比如沃爾瑪?shù)却笮土闶燮髽I(yè)要求他們采購的所有商品上都貼上RFID標簽，以替代傳統(tǒng)的條形碼，促進了物流的信息化。電力公司對分布在全國范圍內(nèi)配電變壓器安裝傳感裝置，對運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測。數(shù)字家庭是以計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過不同的互聯(lián)方式進行通信及數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)中各類電子產(chǎn)品之間的“互聯(lián)互通”。1.2物聯(lián)網(wǎng)背景和現(xiàn)狀1.2物聯(lián)網(wǎng)背景和現(xiàn)狀1.2物聯(lián)網(wǎng)背景和現(xiàn)狀1.2物聯(lián)網(wǎng)背景和現(xiàn)狀太湖水資源監(jiān)測系統(tǒng)1.2物聯(lián)網(wǎng)背景和現(xiàn)狀NFC手機支付1.3物聯(lián)網(wǎng)定義1.3.1物聯(lián)網(wǎng)的定義及特征1．物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為“

TheInternetofThings，IOT”，也稱為WebofThings。由該名稱可知，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這里包含了兩層含義：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)就是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴展。第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間、人和物、物和物進行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)是通過各種信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換、信息通信和信息處理，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)。它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)。1.3物聯(lián)網(wǎng)定義1．物聯(lián)網(wǎng)的定義這里的“物”要滿足以下條件才能夠融入“物聯(lián)網(wǎng)”，才能夠具有“感知的神經(jīng)”和“智慧的大腦”。（1）有相應(yīng)的信息接收器。（2）有數(shù)據(jù)傳輸通路。（3）有一定的存儲功能。（4）有CPU。（5）有操作系統(tǒng)。（6）有專門的應(yīng)用程序。（7）有數(shù)據(jù)發(fā)送器。（8）遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議。（9）在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識別的唯一編號。1.3物聯(lián)網(wǎng)定義3.物聯(lián)網(wǎng)的其他定義

國際電信聯(lián)盟（ITU）對物聯(lián)網(wǎng)的定義：2005年，ITU在《TheInternetofThings》報告中對物聯(lián)網(wǎng)概念進行了擴展，提出了任何時刻、任何地點、任意物體之間的互聯(lián)，無所不在的網(wǎng)絡(luò)和無所不在的計算的發(fā)展愿景，如圖所示。該圖顯示：IOT是在任何時間、環(huán)境、任何物品、人、企業(yè)、商業(yè)、采用任何通信方式（包括匯聚、連接、收集、計算等），以滿足提供的任何服務(wù)。按照ITU給出的這個定義，物聯(lián)網(wǎng)主要解決物品到物品(ThingtoThing，T2T)、人到物品(HumantoThing,H2T)、,人到人(HumantoHuman，H2H)之間的互聯(lián)。這里與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)最大的區(qū)別是，H2T是指人利用通用裝置與物品之間的連接，H2H是指人之間不依賴于個人計算機而進行的互聯(lián)。需要利用物聯(lián)網(wǎng)才能解決的是傳統(tǒng)意義上的互聯(lián)網(wǎng)沒有考慮的、對于任何物品連接的問題。1.3物聯(lián)網(wǎng)定義圖ITU物聯(lián)網(wǎng)示意圖1.4物聯(lián)網(wǎng)實例基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)為C/S架構(gòu)，現(xiàn)場監(jiān)控計算機上運行的監(jiān)控軟件通過CANOpen協(xié)議和基于分布式CAN總線的溫室數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)通信，實現(xiàn)對溫室主要環(huán)境因子的采集和設(shè)備的控制。輸入模塊接收傳感器采集的溫室小氣候環(huán)境因子（空氣溫度、濕度、太陽輻射等）和室外氣象信息（空氣溫度、濕度、風速、