模塊1通過智慧城市進入物聯網的世界人民郵電出版社目錄CONTENTS1智慧城市2物聯網的概念與發展3物聯網技術概述思維導圖學習目標熟悉物聯網的概念，了解物聯網與互聯網的區別了解物聯網發展起源、現狀與趨勢熟悉物聯網的關鍵技術、技術特征和層次劃分知識目標能描述物聯網的概念、發展進程及未來趨勢能熟練列舉物聯網的各種關鍵技術能夠陳述物聯網的“12字”技術特征和3大層次劃分技能目標培養學生信息時代下的與時俱進的信息素養培養學生基于物聯網的萬物互聯的創新思維素質目標01PARTONE智慧城市情景導入自動駕駛、VR購物遠程看病、智能樓宇……“未來的城市”1.什么是智慧城市？2.智慧城市包括哪些技術？思考1.1智慧城市概述智慧城市是當前城市發展的新理念和新模式，以改善城市人居環境質量、優化城市管理和生產生活方式、提升城市居民幸福感受為目的，是信息時代的新型城市化發展模式，對城市實現以人為本、全面協調可持續的科學發展具有重要意義。智慧城市的核心驅動力是通過深度的城市信息化來滿足城市發展轉型和管理方式轉變的需求。

1.2基本內涵以推進實體基礎設施和信息基礎設施相融合、構建城市智能基礎設施為基礎；以物聯網、云計算、大數據、移動互聯網等新一代信息通信技術在城市經濟社會發展各領域的充分運用為主線；以最大限度地開發、整合和利用各類城市信息資源為核心；以為居民、企業和社會提供及時、互動、高效的信息服務為手段；以全面提升城市規劃發展能力、提高城市公共設施水平、增強城市公共服務能力、激發城市新興業態活力為宗旨。1.3智慧城市的4個層面1.3智慧城市的4個層面（1）深層感知利用任何可以隨時隨地感知、測量、捕獲和傳遞信息的設備、系統或流程實現深層感知，如城市中的監控攝像頭、傳感器、射頻識別（RadioFrequencyIdentification,RFID）設備、移動和手持設備、計算機和多媒體終端、GPS、數據中心、數據挖掘和分析工具等。通過使用這些新設備和系統，包括人在內的城市的任何信息都可以被快速獲取并進行分析，便于立即采取應對措施和進行長期規劃。（2）廣泛互聯。通過各種形式的高速、高帶寬的通信網絡工具，如有線網、無線網等，發揮“三網融合”的優勢，將傳感器、個人電子設備等智能設備連接起來進行交互，實現互聯互通，實時監控。（3）高度共享利用面向服務的體系結構、云計算、大數據等技術手段，通過將資源“服務”化、集中存儲、共享計算資源等方式，對整個城市信息資源進行匯集、存儲、分類、整合，將全社會信息系統中收集和儲存的分散的信息及數據關聯起來，多方共享，使得工作和任務可以通過多方協作，遠程完成。共享視頻監控、地理信息、通信調度等平臺，用于城市管理和部門間業務聯動。（4）智慧應用通過使用傳感器、先進的移動終端，可以實時收集城市中的所有信息，采用高速分析工具和集成IT處理復雜的數據分析、匯總和計算工作，把數據變成信息，把信息變成知識，把知識變成智慧，從全局的角度分析形勢并實時解決問題，以便政府及相關機構及時做出決策并采取適當的措施。1.3智慧城市的4個層面1.4智慧城市體系架構

2017年，國家標準委發布《智慧城市技術參考模型》（GB/T34678-2017）。該標準從城市信息化整體建設層面考慮，以ICT技術為視角，規定了ICT視角下的智慧城市技術參考模型圖片來源：智慧城市技術參考模型（GB/T34678-2017）1.5智慧城市應用領域

在智慧城市建設背景下，物聯網的應用涉及領域很廣，從簡單的人類個人生活到工業的現代化和自動化控制，再到城市建設、軍事、反恐等領域。物聯網的應用涉及由傳感器技術所推動的各產業鏈領域，包括社區、醫療、農業、物流、校園、旅游等。

國際電信聯盟電信標準分局(ITU-T)提出的物聯網應用領域，被廣大學者和工程師普遍采用。1.5智慧城市應用--騰訊云長沙智慧城市宣傳片1.5智慧城市應用--智慧交通八大場景1.6拓展知識全球智慧城市盤點，我國多城市陸續斬獲世界智慧城市“奧斯卡”（查閱教材，看看每一屆的世界智慧城市分別是誰？）

2023全球智慧城市“奧斯卡”揭曉！東莞斬獲“城市大獎”全球唯一！騰訊助力深圳市摘得“2024世界智慧城市大獎”最新資訊：02PARTTWO物聯網的概念與發展情景導入物聯網如何起源和發展的？上世紀80年代卡內基美隆大學的程序員，不愿上下樓，將可樂販賣機聯網；1991年在英國劍橋大學誕生的“特洛伊咖啡壺”。根據上述關于物聯網起源的描述，你能否思考總結物聯網的特點？列舉你身邊可能存在哪些涉及物聯網的事物或事件。思考2.1物聯網的概念英文名稱“TheInternetofThings”（IoT）

物聯網就是“物與物相連的互聯網”。這里有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網的基礎之上延伸和擴展的一種網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品，人與物可以通過互聯網進行信息的交換和通信。

物聯網的定義：指通過信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它是在互聯網的基礎上延伸和擴展的網絡。2.2物聯網的發展——視頻帶你了解物聯網2.2物聯網的發展——起源物聯網起源于兩種技術1999年，美國麻省理工學院在研究RFID時提出了物聯網的概念雛形，其設想是給每個物品都添上電子標簽2003年，美國《技術評論》把傳感網絡技術評為未來改變人們生活的十大技術之首2005年，國際電信聯盟發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了物聯網的概念2009年，IBM提出智慧地球的概念，認為信息技術產業下一階段的任務是把新一代IT技術充分運用到各行各業中，形成新一代的智慧型基礎設施——物聯網。2009年，中國政府提出“感知中國”的戰略。2011年中國“十二五”規劃指出，新一代信息技術產業的發展重點是物聯網、云計算、三網融合和集成電路等。1.射頻識別（RadioFrequencyIDentification，RFID）2.無線傳感器網絡（WirelessSensorNetwork，WSN）2.3物聯網的發展——在國外的發展2008年美國IBM提出“智慧地球”理念，得到美國政府的支持。歐盟2009年提出《物聯網—歐洲行動計劃》。2001年至2009年，日本相繼制定了“e-Japan”戰略、“u-Japan”戰略、“i-Japan”戰略等多項信息技術發展戰略。2006年，韓國也提出了“u-Korea”戰略，重點支持泛在網的建設。傳統科技企業以物聯網技術為抓手進行轉型升級。高思并購物聯網平臺提供商Jaspertechnologies公司，微軟收購意大利物聯網平臺Solair，將物聯網服務整合進微軟的AzureIot平臺。重視核心研發，賦能產業升級。英特爾公司重點研發Quark、IntelAtom、酷睿、至強等系列物聯網專用芯片，占據物聯網行業應用領域制高點。引領先進技術實踐，拓展行業應用創新。全球行業領軍企業積極謀劃5G部署，5奧迪和愛立信計劃將5G技術應用于汽車生產。AT&T公司與三星電子聯手打造了美國第一個專注于生產線的5G測試臺。歐美構建了物聯網應用產業聯盟。歐美企業通過締結聯盟組織的方式將物聯網行業帶入良性發展的軌道。國際性物聯網行業聯盟主要包括開放互聯基金會OCF、工業物聯網聯盟IIC、物聯網國際標準化伙伴組織“OneM2M”等世界各國發展近年的發展2.3物聯網的發展——在中國的發展2004年，我國把射頻識別（RFID）作為“金卡工程”的一個重點，啟動了RFID的試點。我國發展物聯網，是以RFID的廣泛應用作為形成全國物聯網發展基礎的。。2008年底，我國鐵路RFID應用已基本涵蓋了鐵路運輸的全部業務。2010年，上海世博會上大量采用了RFID系統。2006年，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》將物聯網列入重點研究領域。在2009年12月的國務院經濟工作會議上，明確提出了要在電力、交通、安防和金融行業推進物聯網的相關應用。2010年3月，我國高校開始創辦物聯網工程專業。2010年9月，國務院通過《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》，確定物聯網等新一代信息技術為我國7個戰略性新興產業之一。智慧城市建設是全球城市化的新趨勢，而物聯網等相關技術的發展也將逐步推動城市“部件”之間實現“萬物互聯”2.4拓展知識比爾·蓋茨的瘋狂構想和前衛實踐

03PARTTHREE物聯網的技術特征情景導入阿里巴巴集團推出“阿里云物聯網平臺”，為企業提供安全可行的萬物互聯技術能力說一說物聯網的技術特征有哪些？物聯網涉及哪些關鍵技術？思考互聯網讓人可以通過計算機去使用網絡，主要是實行人與人之間的信息交互與共享物聯網讓生活中的普通物體也可以進入網絡，使用網絡上的信息3.1物聯網的技術特征物聯網的技術特征來自于同互聯網的類比。物聯網不僅對“物”實現連接和操控，它還通過技術手段的擴張，賦予了網絡新的含義。物聯網的技術特征是全面感知、互通互聯和智慧運行。

3.1物聯網的技術特征3.1物聯網的技術特征——全面感知全面感知解決的是人類社會與物理世界的數據獲取問題。全面感知是物聯網的皮膚和五官，主要功能是識別物體、采集信息。全面感知是指利用各種感知、捕獲、測量等的技術手段，實時對物體進行信息的采集和獲取。是所有上層結構的基礎讓物品“開口說話、發布信息”大量信息生成設備信息生成方式多樣化互通互聯解決物體間的信息傳輸問題網絡是物聯網最重要的基礎設施之一互通互聯是物聯網的血管和神經，其主要功能是信息的接入和信息的傳遞。高效、穩定、及時、安全地傳輸上下層的數據3.1物聯網的技術特征——互聯互通智慧運行解決計算、處理和決策問題。智慧運行是物聯網的大腦和神經中樞主要功能是信息及數據的深入分析和有效處理物品追蹤、環境感知、智能物流、智能交通、智能電網3.1物聯網的技術特征——智慧運行3.2物聯網層次劃分感知層是物聯網的五官和皮膚，用于識別外界物體和采集信息。網絡層是物聯網的神經中樞系統，負責將感知層獲取的信息，安全可靠地傳輸到應用層，然后根據不同的應用需求進行信息處理。應用層是物聯網的大腦，其功能為“處理”，即通過云計算平臺進行信息處理。

3.3物聯網關鍵技術按照物聯網的層次體系架構，每一層都有自己的關鍵技術。感知層的關鍵技術是感知和自動識別技術；網絡層的關鍵技術是無線傳輸網絡技術和互聯網技術。應用層的關鍵技術是數據處理、數據融合技術和云計算技術，在此基礎上是行業專用技術與物聯網技術的集成。歐洲物聯網項目總體協助組2009年發布了《物聯網戰略研究路線圖》報告，2010年發布了《物聯網實現的展望和挑戰》報告。在這兩份報告中，將物聯網的支撐技術分為如下幾種：識別技術、物聯網體系結構技術、通信技術、網絡技術、網絡發現、軟件和算法、硬件、數據和信號處理技術、發現和搜索引擎技術、網絡管理技術、功率和能量存儲技術、安全和隱私技術、標準化。關鍵技術相關技術3.3.1物聯網關鍵技術——自動識別技術RFIDRFID（RadioFrequencyIdentification，射頻識別）是一種非接觸式的自動識別技術，可以通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據。它主要用來為物聯網中的各物品建立唯一的身份標識。未來，RFID技術將繼續保持高速發展的勢頭。電子標簽、讀寫器、系統集成軟件、公共服務體系、標準化等方面都將取得新的進展。隨著關鍵技術的不斷進步，RFID產品的種類將越來越豐富，應用和衍生的增值服務也將越來越廣泛。3.3.2物聯網關鍵技術——傳感器技術信息采集是物聯網的基礎，而目前的信息采集主要是通過傳感器、傳感節點和電子標簽等方式完成的。傳感器是物聯網中獲得信息的主要設備，它利用各種機制把被測量轉換為電信號，然后由相應信號處理裝置進行處理，并產生響應動作。常見的傳感器包括溫度、濕度、壓力、光電傳感器等。傳感器作為一種檢測裝置，作為攝取信息的關鍵器件，由于其所在的環境通常比較惡劣，因此物聯網對傳感器技術提出了較高的要求。一是其感受信息的能力，二是傳感器自身的智能化和網絡化，傳感器技術在這兩方面應當實現發展與突破。傳感器技術是半導體技術、測量技術、計算機技術、信息處理技術、微電子學、光學、聲學、精密機械學、仿生學和材料科學等多學科綜合的高新技術。3.3.3物聯網關鍵技術——網絡和通信技術物聯網的實現涉及近程通信技術和遠程運輸技術。近程通信技術包括RFID、藍牙、ZigBee、總線等，遠程運輸技術包括互聯網的組網，如第三代移動通信技術（3rdGenerationMobileNetworks,3G）、第四代移動通信技術（4thGenerationMobileNetworks,4G）、第五代移動通信技術（5thGenerationMobileNetworks,5G）、GPS等技術。3.3.4物聯網關鍵技術——數據融合技術

從物聯網的感知層到應用層，各種信息的種類和數量都成倍增加，需要分析的數據量也呈級數增加，同時還涉及各種異構網絡或多個系統之間數據的融合問題，如何從海量的數據中及時挖掘出隱藏信息和有效數據的問題，給數據處理帶來了巨大的挑戰，因此怎樣合理、有效地整合、挖掘和智能處理海量的數據是物聯網的難題。結合P2P、云計算等分布式計算技術，成為解決以上難題的一個途徑。云計算為物聯網提供了一種新的高效率計算模式，可通過網絡按需提供動態伸縮的廉價計算，其具有相對可靠并且安全的數據中心，同時兼有互聯網服務的便利、廉價和大型機的能力，可以輕松實現不同設備間的數據與應用共享，用戶無須擔心信息泄露、黑客入侵等棘手問題。云計算是信息化發展進程中的一個里程碑，它強調信息資源的聚集、優化和動態分配，節約信息化成本并大大提高了數據中心的效率。3.4拓展知識中國近年物聯網發展規劃時間主要政策文件主要內容2021《物聯網新型基礎設施建設三年行動計劃（2021—2023年）》明確到2023年底，在國內主要城市初步建成物聯網新型基礎設施。突破一批制約物聯網發展的關鍵共性技術，培育一批示范帶動作用強的物聯網建設主體和運營主體，催生一批可復制、可推廣、可持續的運營服務模式，導出一批賦能作用顯著、綜合效益優良的行業應用，構建一套健全完善的物聯網標準和安全保障體系。2019《上海證券交易所科創板企業上市推薦指引》重點推薦包括半導體和集成電路、電子信息、下一代信息網絡、人工智能、大數據、云計算、新興軟件、互聯網、物聯網和智能硬件等企業2017

《信息通信行業發展規劃物聯網分冊（2016—2020年）》提出大力發展物聯網技術和應用，加快構建具有國際競爭力的產業體系，深化物聯網與經濟社會融合發展，支撐制造強國和網絡強國建設。2016《2016年政府工作報告》強調大力發展以物聯網為主的戰略新興產業。2014

《工信部2014年物聯網工作要點》部署物聯網工作幾大要點，加大對物聯網產業的扶持力度。2013

《物聯網發展專項行動計劃》

規劃了頂層設計、標準制定、技術研發、應用推廣、產業支撐、商業模式、安全保障、政府扶持、法律法規、人才培養10個專項行動計劃。2012

《國務院關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》

提出到2015年，要突破一批核心技術，培育一批創新型中小企業，打造較完善的物聯網產業鏈。《“十二五”國家戰略新興產業發展規劃》提出大力發展物聯網等新一代信息技術高度集成和綜合運用的產業，并做出相應規劃。章節知識鞏固1.完成教材模塊1的知識鞏固習題。2.拓展實訓智慧城市中的物聯網行業解決方案設計任務目標：初步了