1 物联网概述 物联网工程导论

主要内容 物联网起源、发展 核心技术 主要特点 应用前景 物联网工程导论

1-0.物联网起源、发展 历史进程 2009 “感知中国” 物联网的基本思想出现于20世纪90年代 2008 IBM “智慧地球” 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”

1-0.物联网起源、发展 历史进程：主线复杂，来源不单一 RFID 普适计算（Pervasive Computing） 嵌入式系统 1999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

1-0.物联网起源、发展 什么是物联网？ 概念的提出 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。

1-1.核心技术 物联网的三个层次

1-1.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

核心技术 综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层 1-1.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。 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。

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3章 1-1.核心技术 网络构建层

1-1.核心技术 网络构建层 核心技术 详见第3章 综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层 网络是物联网最重要的基础设施之一。 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。

1-1.核心技术 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。

1-1.核心技术 管理服务层 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4章 管理服务层位于感知识别和网络构建层之上，综合应用层之下，是物联网智慧的源泉。人们通常把物联网应用冠以“智能”的名称，如智能电网、智能交通、智能物流等，其中的智慧就来自这一层。 当感知识别层生成的大量信息经过网络层传输汇聚到管理服务层，如果不能有效地整合与利用，那无异于入宝山而空返，望“数据的海洋”而兴叹。 管理服务层解决数据如何存储（数据库与海量存储技术）、如何检索（搜索引擎）、如何使用（数据挖掘与机器学习）、如何不被滥用（数据安全与隐私保护）等问题。

1-1.核心技术 综合应用层 核心技术 详见第15-19章 综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层 “实践出真知”，无论任何技术，应用是决定成败的关键。物联网丰富的内涵催生出更加丰富的外延应用。 传统互联网经历了以数据为中心到以人为中心的转化，典型应用包括文件传输、电子邮件、万维网、电子商务、视频点播、在线游戏和社交网络等；而物联网应用以“物”或者物理世界为中心，涵盖物品追踪、环境感知、智能物流、智能交通、智能电网等等。物联网应用目前正处于快速增长期，具有多样化、规模化、行业化等特点。

1-2.主要特点 感知识别普适化 异构设备互联化 联网终端规模化 无所不在的感知和识别将传统上分离的物理世界和信息世界高度融合。 各种异构设备利用无线通信模块和协议自组成网，异构网络通过“网关”互通互联。 联网终端规模化 物联网时代每一件物品均具通信功能成为网络终端，5-10年内联网终端规模有望突破百亿。

1-2.主要特点 管理调控智能化 应用服务链条化 经济发展跨越化 物联网高效可靠组织大规模数据，与此同时，运筹学，机器学习，数据挖掘，专家系统等决策手段将广泛应用于各行各业。 应用服务链条化 以工业生产为例，物联网技术覆盖从原材料引进，生产调度，节能减排，仓储物流到产品销售，售后服务等各个环节。 经济发展跨越化 物联网技术有望成为从劳动密集型向知识密集型，从资源浪费型向环境友好型国民经济发展过程中的重要动力。

1-3.应用前景 防灾减灾 城市生命线 节能减排 危化品 特种设备 应急管理 安全生产 环境保护 食品卫生 准运车辆 城市部件

1-3.应用前景 智能物流：现代物流系统希望利用信息生成设备，如RFID设备、感应器或全球定位系统等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，并能够在这个物联化的物流网络中实现智能化的物流管理。 智能交通：通过在基础设施和交通工具当中广泛应用信息、通讯技术来提高交通运输系统的安全性、可管理性、运输效能同时降低能源消耗和对地球环境的负面影响。 绿色建筑：物联网技术为绿色建筑带来了新的力量。通过建立以节能为目标的建筑设备监控网络，将各种设备和系统融合在一起，形成以智能处理为中心的物联网应用系统，有效的为建筑节能减排提供有力的支撑。

1-3.应用前景 智能电网：以先进的通信技术、传感器技术、信息技术为基础，以电网设备间的信息交互为手段，以实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全为目的的先进的现代化电力系统。 环境监测：通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量、以及各种环境状态参数的检测，跟踪环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境管理、污染治理、防灾减灾等工作提供基础信息、方法指引和质量保证。

本章小结 内容回顾 重点掌握 本章讨论了物联网的起源与发展，核心技术，主要特点以及应用前景。 物联网的基本概念，了解互联网/电信网是物联网的核心网络和信息载体。 物联网的四层体系结构模型：感知识别层，网络构建层，管理服务层，综合应用层。