桂小林 西安交通大学电子与信息工程学院 计算机科学与技术系 2013.06.23 (配套清华大学出版社桂小林主编《物联网技术导论》教材) 西安交通大学 物联网技术导论 桂小林 西安交通大学电子与信息工程学院 计算机科学与技术系 2013.06.23 1 桂小林 1

(配套清华大学出版社桂小林主编《物联网技术导论》教材)

课程内容 课程大纲描述 第1章 物联网概论 第2章 物联网体系结构 第3章 传感器技术 第4章 标识与定位技术 第5章 现代通信技术 第6章 物联网数据处理 第8章 物联网的典型应用 本教案桂小林版权所有， 仅供选用桂小林主编的《物联网技术导论》教材的老师教学使用！

第一章 物联网技术概论 桂小林 2013.3.5 桂小林 4

报告内容 1.1物联网的概念 1.2 物联网的起源与发展 1.3 物联网的应用 5 桂小林 5

第一章 物联网概论 基本要求 理解物联网的基本概念 了解物联网技术的发展历程 调研物联网的典型应用 收集网络视频，了解物联网的特性。 本教案桂小林版权所有， 仅供选用桂小林主编的《物联网技术导论》教材的老师教学使用！ 桂小林 6

1.1物联网的概念 近几年来，伴随着网络技术、通信技术、智能嵌入技术的迅速发展，“物联网”一词频繁的出现在世人眼前。 作为下一代网络的重要组成部分之一，物联网概念的提出，受到了学术界、工业界的广泛关注，特别是它在刺激世界经济复苏和发展方面的预期作用，引起了欧、美、日、韩等发达国家的重视，从美国IBM的“智慧地球”到我国的“感知中国”，各国纷纷制定了物联网发展规划并付诸于实施。 业界专家普遍认为，物联网技术将会带来一场新的技术革命，它是继个人计算机、互联网及移动通信网络之后的全球信息产业的第三次浪潮。 桂小林 7

物联网的概念 由于目前对于物联网的研究尚处于起步阶段，物联网的确切定义尚未统一。物联网一般的英文名称为“Internet of Things”。 顾名思义，物联网就是一个将所有物体连接起来所组成的物-物相连的互联网络。 物联网，作为新技术，定义千差万别。 一个普遍被大家接受的定义为：物联网是通过使用射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、传感器、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息采集设备，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。 桂小林 8

物联网的定义 桂小林 9

全面感知、可靠传送、智能处理 人与自然和谐相处需要更多地感知物理世界 物联网= 物理世界与 信息网络的无缝连接 物联网是指通过信息传感设备 按照约定的协议，把任何物品与 信息网络连接起来，进行信息交 换和通讯，以实现智能化的识别、 定位、跟踪、监控和管理的一种 网络，它是在互联网基础上的延 伸和扩展的网络。 绿色农业 工业监控 公共安全 智能交通 环境监测 物联网= 物理世界与 信息网络的无缝连接 智能家居 指通过信息传感设备，按照约定的协议，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。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。（2010年 温家宝总理政府工作报告） 全面感知、可靠传送、智能处理 物流管理 远程医疗 桂小林 10 10

物联网的特征 与传统的互联网相比，物联网具有以下三个主要特征，如图1-1所示： 桂小林 11

1．全面感知 “感知”是物联网的核心。物联网是具有全面感知能力的物品和人所组成的，为了使物品具有感知能力，需要在物品上安装不同类型的识别装置，例如：电子标签（Tag）、条形码与二维码等，或者通过传感器、红外感应器等感知其物理属性和个性化特征。利用这些装置或设备，可随时随地获取物品信息，实现全面感知。 桂小林 12

2．可靠传递 数据传递的稳定性和可靠性是保证物-物相连的关键。为了实现物与物之间信息交互，就必须约定统一的通信协议。由于物联网是一个异构网络，不同的实体间协议规范可能存在差异，需要通过相应的软、硬件进行转换，保证物品之间信息的实时、准确传递。 桂小林 13

3．智能处理 物联网的目的是实现对各种物品（包括人）进行智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能。这就需要智能信息处理平台的支撑，通过云计算、人工智能等智能计算技术，对海量数据进行存储、分析和处理，针对不同的应用需求，对物品实施智能化的控制。 桂小林 14

1.2 物联网的起源与发展 物联网概念的起源可以追溯到1995年，比尔·盖茨在《未来之路》一书中对信息技术未来的发展进行了预测 1998年，麻省理工学院（MIT）提出基于RFID技术的唯一编号方案，即产品电子代码（Electronic Product Code，EPC），并以EPC为基础，研究从网络上获取物品信息的自动识别技术。 1999年，美国自动识别技术（AUTO-ID）实验室首先提出“物联网”的概念。 物联网概念的正式提出是在国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：“The Internet of Things”》报告中。 桂小林 15

2007年，美国率先在马萨诸塞州剑桥城打造全球第一个全城无线传感网。2009年1月IBM首席执行官彭明盛提出“智慧地球”的概念 2009年6月，欧盟委员会正式提出了《欧盟物联网行动计划》 1999年，中科院就启动了传感网的研究 2009年8月7日，温家宝总理在无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并发表重要讲话，提出了“感知中国”的理念 2010年物联网新专业设立 桂小林 16

各国均把物联网作为未来 信息化战略的重要内容 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。 中国：2009年8月 感知中国 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 桂小林 17 17

中国发展物联网的战略意义 感知中国，赢得未来 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 TD成功的重大契机 桂小林 18 18

物联网发展面临的问题 标准统一化问题 协议与安全问题 核心技术 商业模式与产业链问题 配套政策和规范的制定与完善 桂小林 19

1.3 物联网的应用 物联网应用层主要面向用户需求，利用所获取的感知数据，经过前期分析和智能处理，为用户提供特定的服务。 目前，物联网应用的研究已经扩展到智能交通、智能物流、智能电网、环境监测、金融安防、工业监测、智能家居、医疗健康等多个领域。 桂小林 20

环境物联网的基本系统架构分为感知层、传输层和应用层 桂小林 21

数据汇聚层：数据汇聚层是系统的基础，它的主要功能是通过不同接口的接入和不同协议的转换，实现各种探测器、传感器的有效接入。对上层而言，屏蔽了异构数据之间的差异，使上层对下层的透明管理。 感知层：感知层的主要功能是通过探测器、传感器采集关键区域的特定信息。探测器的感知能力是影响系统性能优劣的关键因素，设备主要包括：摄像机、烟感、红外、震动、温/湿度传感器、CO2传感器等各种探测感知器。 桂小林 22

基于物联网的工业流程管理示例 桂小林 23

1.4 本章小结 本章主要讲述了：物联网的基本概念、物联网的起源与国内外发展状况以及物联网的主要应用领域。 从物联网的概念出发，首先给出了物联网的定义、特征，解析了物联网中“物”的涵义，然后，对目前普遍存在的几种物联网概念的诠释进行了辨析。随后，介绍了物联网得起源和发展过程，详细描述了物联网在我国的发展现状，分析了存在的问题。最后，介绍了物联网的主要应用领域。 桂小林 24

THANKS！ 本教案桂小林版权所有， 仅供选用桂小林主编的《物联网技术导论》教材的老师教学使用！