物联网概述

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物联网概念 什么是物联网？ “通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。” “物理世界与信息世界的无缝连接” ——————欧盟委员会

物联网的特征 感知 传输 智能 全面感知 可靠传输 智能处理 利用RFID、传感器、 利用计算机技术，及时地对海量 二维码等能够随时随地 采集物体的动态 信息。 通过网络将感知的各 种信息进行实时传送。 利用计算机技术，及时地对海量 的数据进行信息控制，真正达到 了人与物的沟通、物与物的沟 通。

物联网将引发新的“聚合服务” 个人 聚合服务 泛在化 一体化 个性化 智能化 全面感知 可靠传输 智能处理 信息聚合 家庭 集团 5

各国发展概况 中国：2009年8月 感知中国 共同点: 融合各种信息技术，突破互联网的限制，将物体接入信息网络，实现“物联网” 在网络泛在的基础上，将信息技术应用到各个领域，从而影响到国民经济和社会生活的方方面面 未来信息产业的发展在由信息网络向全面感知和智能应用两个方向拓展、延伸和突破。 美国： 2008年底 IBM向美国政府提出的”智慧的地球”战略 强调传感等感知技术的应用，提出建设智慧型基础设施 欧盟：2009年6月 物联网行动计划 具体而务实，强调RFID的广泛应用，注重信息安全 日本： 2009年8月 i-Japan战略 在u-Japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用

物联网发展的背景 1、经济危机下的推手 经济长波理论：每一次的经济低谷必定会催生出某些新的技术，而这种技术一定是 可以为绝大多数工业产业提供一种全新的使用价值，从而带动新一轮的消费增长和高额的 产业投资，以触动新经济周期的形成。 目前的经济危机让人们又不得不面临紧迫的选择，物联网技术成为推动下一个经济增 长的特别重要推手。 2、传感技术的成熟 随着微电子技术的发展，涉及人类生活、生产、管理等方方面面的各种传感器已经比 较成熟。例如常见的无线传感器（WSN）、RFID、电子标签等。 3、网络接入和信息处理能力大幅提高 目前，随着网络接入多样化、IP宽带化和计算机软件技术的飞跃发展，基于海量信息 收集合分类处理的能力大大提高。

物联网发展现状 我国物联网应用现状

物联网发展现状 RFID第一应用大国，应用案例占全球59%。五大电信运营商都加速开拓“智能电网”、M2M等智能应用 欧盟 美国 日本 移动支付、电网、远程监测、智能家居和汽车联网等方面的应用已出具规模。如智能家居、医疗监测、移动POS，车辆应急响应系统等。 应用围绕RFID和M2M展开，如医疗、能源、物流、生产、零售等领域。 RFID第一应用大国，应用案例占全球59%。五大电信运营商都加速开拓“智能电网”、M2M等智能应用

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物联网发展的战略意义 物联网时代将带来全球第三次信息化浪潮

物联网发展的战略意义 物联网 保障国家 信息安全 国土安全 促进工业化与信息化融合 抢占信息产业第三次浪潮的制高点 提高国家工业竞争力

物联网市场预测 对于物联网在国内市场空间，权威机构预测，仅“产业排头兵”RFID领域，今年国内市场规模就将达50亿元，年复合增长率为33%，其中电子标签超过 38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。而业内人士估计，中国物联网产业链今年就能创造约1000亿元产值,并成为下一个万亿级信息产业引擎。 美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比１，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。

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物联网体系架构

物联网技术分类 物联网感知层 感知层是实现物联网全面的感知的基础 包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传 感器和M2M终端、传感器网络和传感器网关等 要解决的重点问题是感知和识别物体，采集和捕获信息 要突破的方向是具备更敏感、更全面的感知能力，解决低功耗、小 型化和低成本的问题

物联网技术 物联网三个重要特征： 1、全面感知，利用RFID，传感器，二维码等随时随地获取物体的信息 2、可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去 3、智能处理，利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制 传感网络技术 传感器的器件组成的在空间上呈分布式的无线自组织/自维护网络，用来感知环境参数，如温度、震动等等。 短程通讯技术 新兴的短距离连接技术，WPAN、RFID和蓝牙技术是其中的重要代表。 物联网现阶段最主要的表现形式 M2M是机器到机器、人对机器和机器对人的数据传输。有多种技术支持M2M网络中的终端之间的传输协议，目前主要有CDMA 、GPRS、IEEE802.11a/b/g WLAN等等。 17

物联网技术 18

感知层核心技术 ——无线传感网的感知能力 大量多种类传感节点组成的自治网络，实现对物理世界的动态智能协同感知。 19

感知层技术—WSN 传感器节点体系结构 传感器网络协议栈

感知层技术—WSN 无线传感器网络特点： 与现有无线网络的差别 由于环境影响和能量耗尽，节点更容易出现故障； 环境干扰和节点故障容易造成网络拓扑结构的变化； 通常情况下，大多数传感器节点是固定不动的； 传感器节点具有的能量、处理能力、存储能力和通信能力等十分有限； 传统无线网络的首要设计目标是提高服务质量和高效率带宽利用，其次才考虑节约能源；而WSN的首要设计目 标是能源的高效使用，这也是WSN和传统网络最重要的区别之一。 WSN网络特点 大规模网络、自组织网络、动态性网络、可靠的网络、应用相关的网络、以数据为中心的网络

无线传感网：关键技术及标准现状 技术名称 国际标准体系 中国标准体系 无线传感网（WSN/WPAN） IEEE 802.15.4/4b/4c/4e、Smart Grid、ZigBee(网络层协议标准) CWPAN：GB/T 15629.15-2010，中国专有频段780MHz 无线局域网（WLAN/WiFi） IEEE 802.11a/b/g/n、WIFI WAPI（网络层协议标准）、底层支持IEEE 802.11 RFID IEEE 802.15.1、RFID 22

感知层技术—传感器 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 压力传感器 气体传感器 温度传感器 位移传感器 声音传感器 广泛应用的传感器 血压传感器 利用传感器可以感知物理世界的方方面面，它是物联网的末梢神经 湿度传感器 红外传感器

感知层技术—GPS GPS：即 Global Positioning System，全球定位系统。由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的卫星导航与定位系统。其定位精度最高可达厘米级和毫米级 GPS应用： 为船舶，汽车，飞机等运动物体进行定位导航。 各种等级的大地测量，控制测量 电力，邮电，通讯等网络的时间同步 全球四大GPS系统： 美国ＧＰＳ 欧盟“伽利略” 俄罗斯“格洛纳斯” 中国“北斗”

标签内包含唯一标识数据:序列号或其他关于物件的独有信息 感知层技术—RFID技术 RFID(Radio Frequency Identification，无线射频识别技术 RFID的实现分为三个部分: 标签（内含芯片与天线） 读卡器 数据库和软件 标签内包含唯一标识数据:序列号或其他关于物件的独有信息 特点：RFID可快速、准确而可靠地采集数据，感知和识别物体。与传统条形码识别技术相比，RFID具有快速自动扫描、体积小、信息容量大、耐久性强、可重复使用、安全保密性高等优势。

感知层技术—RFID技术

感知层技术—蓝牙 蓝牙（Bluetooth） 技术特点 蓝牙是一种短距离微功耗的无线通信技术（一般10m内）该技术能在建筑环境空间中提供高效能的数据传输和无线控制。 工作频率在国际开放的ISM2.4GHz上 采用调频扩展技术 使用IEEE802.15协议 易于安装、设置 低成本 一对多 技术特点

感知层技术—WIFI 无线局域网（WLAN/WIFI） 技术特点 Wi-Fi 的英文全称为wireless fidelity，在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证” ，目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。 工作频率在国际开放的ISM2.4GHz上 无线电波的覆盖半径则可达100米，目前，通信距离最大可达到4英里(约6.5公里)。 传输速度非常快，最快可以达到308mbps，并向下可扩展至54mbps、32mbps、11mbps、6mbps，以快速适应无线环境的变化。 厂商进入该领域的门槛比较低，布设简单，造价便宜。 技术特点

感知层技术—无线技术对比 RFID GSM/CDMA 蓝牙 WiFi ZigBee 传输距离 网络大小 电池寿命 应用重点 1-10 32 100至1000+天 物流、超市 RFID 1000+ 1 1至7天 广泛范围的声音和数据 GSM/CDMA 1-10+ 7 电缆代替品 蓝牙 10-100 0.5至5 Web、Email、图像 WiFi 10-500+ 255/65,000 监测、监控和通信 ZigBee 传输距离 网络大小 电池寿命 应用重点

网络层技术 物联网网络层 各种通信网络与互联网形成的融合网络，被普遍认为是最成熟的部 分 蓝牙 M2M无线接入 下一代承载网 GPRS 以太网 WLAN 3G 各种通信网络与互联网形成的融合网络，被普遍认为是最成熟的部 分 除网络传输之外，还包括网络的管理中心和信息中心，以提升对信 息的传输和运营能力 是物联网成为普遍服务的基础设施，有待突破的方向是向下与感知 层的结合，向上与应用层的结合

网络层技术—3G 3G是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。目前3G存在三种标准：CDMA2000，WCDMA,TD-SCDMA。 TD-SCDMA 时分双工系统 主要由大唐电信提出 ，是我国百年通信史 上第一次制定的国际 标准，拥有自主知识 产权 该系统应用多项先进 技术，众多国际厂商 均表示支持TD-SCDMA CDMA200 频分双工系统 由CDMA（800MHz） 延伸而来，可以从 原有的CDMA网络直 接升级到3G。由美 国高通公司提出， 摩托罗拉、朗讯、 韩国三星等公司参 与 WCDMA 频分双工系统 该系统能从现有的 GSM网络上较容易的 过渡到3G，主要由 欧洲系统厂商支持 ，如诺西，爱立信

网络层技术—WLAN WLAN特点 无线局域网 无线局域网结构 （Wireless LAN,简称WLAN），是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它不受电缆束缚，可移动，能解决因有线网布线困难等带来的问题。既可满足各类便携机的入网要求，也可实现计算机局域网远端接入，图文传真、电子邮件等多种功能。 高兼容性 组网灵活 扩容方便 小型化 应用广泛 WLAN特点 无线局域网结构

网络层技术—M2M M2M是Machine-to-Machine/Man的简称，是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。它通过在机器内部嵌入无线通信模块，以无线通信等为接入手段，为客户提供综合的信息化解决方案，以满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求。 M2M-机器与机器通信 物联网 定 义 Thing to Thing，将感知、通信、处理能力植入物体，具有全面感知、可靠传送、智能处理特征的连接物理世界的网络 传感器网络+智能芯片+条形码+RFID+传感器+摄像头，信息的全面和透彻感知 多种通信技术相结合，信息的更自由传送 受限范围缩小，应用极大丰富 Machine to Machine/Man, 将通信能力植入机器，以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务 条形码+RFID+传感器+摄像头， 信息的有限感知 移动通信技术为主，信息的“有限”传送 主要应用于机器监控领域，受网络覆盖、终端功耗、体积受限 感知能力 通信能力 应用场景

应用层技术 物联网应用层 将物联网技术与行业专业技术相结合，实现广泛智能化应用的解 决方案集，提供物物互联的丰富应用 应用集成 云计算 网络管理 决策支持 将物联网技术与行业专业技术相结合，实现广泛智能化应用的解 决方案集，提供物物互联的丰富应用 物联网通过应用层最终实现信息技术与行业的深度融合，对国民 经济和社会发展具有广泛影响 关键问题在于信息的社会化共享和开发利用、以及信息安全的保 障

应用层技术—云计算 云计算是一种基于互联网的计算模式，它将计算、数据、应用等资源作为服务通过互联网提供给用户

应用层技术—数据挖掘技术 数据挖掘（data mining）是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中提取隐含在其中、人们事先不知道、但又是潜在有用的信息和知识过程。 模糊集方法 统计分析方法 神经网络方法 遗传算法 粗集方法 决策树方法 常用方法

目 录 威讯紫晶

物联网的应用

行业应用-建筑节能 室内温湿度 楼宇用电量 实时监测空调用水用电量 智能灯光控制

行业应用—智能家居 利用先进的计算机技术、通讯技术、综合布线技术、依照人体工程学原理，融合个性需 求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息 家电、场景联动、地板采暖等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实 现“以人为本”的全新家居生活体验。

行业应用—智能家居 开关控制-智能插座可直接 控制电器电源开关 调光控制 场景控制-如影院模式、起 夜模式、全关模式等 开关控制-智能插座可直接 控制电器电源开关 调光控制 场景控制-如影院模式、起 夜模式、全关模式等 红外控制-对空调、电动窗 帘、电视机等家电设备进行 红外遥控 定时控制-定时开关家里的 灯光、电器 感应控制-可感应人体移 动，自动打开灯光

行业应用—智能农业 将无线传感器网络布设于农田、园林、温室等目标区域，网络节点大量实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度等物理量，精准地获取土壤水分、pH值、氮素等土壤信息。 无线传感器网络有助于实现农业生产的标准化、数字化、网络化。 将从三个方面有效促进农业的发展：增产增收、节约能源，相当于露地栽培产量10倍以上。

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