物联网技术介绍

一、物联网元年

一、物联网元年

•朦胧中的物联网（1995年）

         当外面黑暗时，电子饰针会发出一个移动光陪你走完这幢房子。空房子不用照明。当你沿大厅的路走时，你可能不会注意到你前面的光逐渐变得很强，你身后的光正在消失。音乐也会和你一起移动。尽管看上去音乐无所不在，但事实上，房子里的其他人会听完全不同的音乐，或者什么也听不到。电影或新闻将也跟着你在房子里移动。如果你接到一个电话，只有离你最近的话机才会响¡­¡­

                                                            比尔盖茨¡ª《未来之路》

一、物联网元年

•物联网溯源（1999年）

          “物联网”概念的出现最早是在1999 年，是由美国Auto-ID首先提出，当时的物联网主要是建立在物品编码、RFID 技术和互联网的基础上。它是以美国麻省理工学院Auto—ID中心研究的产品电子代码EPC（Electronic Product Code）为核心，利用射频识别、无线数据通信等技术，基于计算机互联网构造的实物互联网。 

一、物联网元年

•物联网重现江湖（2005年）

            2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005：物联网》,提出了“物联网”的新概念。报告指出:无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行信息交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。该报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。

一、物联网元年

•热潮涌来物联网（2009年） 

        2009年8月7日，总理来到中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察并发表重要讲话后，“物联网”这一概念在中国迅速走红。 

各地相继成立了各种与物联网有关的组织。 

沪深股市一夜间打造出了新的版块——“物联网板块”，与物联网相关的公司股票也一涨再涨，甚至涨停，掀起了一股物联网狂潮。

一、物联网元年

当我们在媒体上看到：

•——世界将进入物联网时代

•——物联网市场是互联网的30倍

•——物联网：下一个兆元级产业

•——拥抱物联网的春天

•——整个中国开始因物联网而沸腾了

•——中国物联网的春天还有多远 

一、物联网元年

•        今天，在中国，物联网已经被提升到国家战略。有专家称：“2010年将成为物联网元年” 。

•       在人们的呼唤中，“物联网元年”向我们走来！

二、物联网定义

二、物联网定义

•、组织、机构对物联网的定义 

物联网就是把所有物品通过射频识别( RFID)和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。其实质就是将RFID技术与互联网相结合加以应用。—1999年由麻省理工学院Auto-ID研究中心

物联网主要解决物品到物品( Thing to Thing, T2T) ,人到物品(Human to Thing, H2T) ,人到人(Human to Human,H2H)之间的互连。—国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005：物联网》  

二、物联网定义

 物联网是由具有标识、虚拟个性的物体/对象所组成的网络，这些标识和个性等信息在智能空间使用智慧的接口与用户、社会和环境进行通信。—欧洲智能系统集成技术平台( EPoSS)在发布的《Internet of Things in 2020》报告  

物联网是未来互联网的一个组成部分，可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议，且具有自配置能力的、动态的全球网络基础架构。物联网中的‘物’都具有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口实现与信息网络的无缝整合。—欧盟第7框架下RFID和物联网研究项目组在其发布的研究报告  

二、物联网定义

物联网是通过传感设备按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。—我国2010年的工作报告

南京航空航天大学物联网国家重点实验室主任王汝传教授认为：物联网就是让物品能够说话，让物品能够听懂人说话。

二、物联网定义

•        从产业链角度看,与当前的通信网络产业链是类似的,但是最大的不同点在于上游新增了RFID和传感器,下游新增了物联网运营商。其中RFID和传感器是给物品贴上身份标识和赋予智能感知能力,物联网运营商是海量数据处理和信息管理服务提供商。

二、物联网定义

•物联网、传感网、互联网之间的关系

 传感器网络以对物理世界的数据采集和信息处理为主要任务，以网络为信息传递载体，实现物与物、物与人之间的信息交互，提供信息服务的智能网络信息系统。 

有的专家认为，物联网就是传感网，只是给人们生活的环境中的物体安装传感器，这些传感器可以更好的帮助我们认识环境，这个传感器网不接入互联网络 。

也有学者认为传感网不等于物联网，从网络架构和协议上看，物联网与WSN完全不同，这是根本的区别。

二、物联网定义

有的专家认为，物联网与互联网的关系是相对的两张网，只是给人们生活的环境中的物体安装传感器，这些传感器可以更好的帮助我们认识环境，这个传感器网不接入互联网络。

物联网并不是一个新的的网络，它只是在过去我们互联网解决了人与人之间的交流联系的基础上，现在要跟物与物之间联系起来，同时，人与物之间也要联系起来。物联网某种意义上是互联网更广泛的应用。 

二、物联网定义

三、物联网发展

三、物联网发展

•国际物联网发展现状 

欧盟 

    2008年10月，欧洲物联网大会在法国召开，会议就EPCglobal网络架构在经济、安全、隐私和管理等方面问题进行广泛交流，为建立一套公平的、分布式管理的唯一标识符达成了共识，提出了10项建议，并针对这10项建议，欧盟提出了12项具体的行动。

三、物联网发展

美国

          奥巴马把“宽带网络等新兴技术”定位为振兴经济、确立美国全球竞争优势的关键战略，并在随后出台的总额7870亿美元《经济复苏和再投资法》（Recovery and Reinvestment Act）中对上述战略建议具体加以落实。 

韩国 

           2009年10月13日韩国通信委员会出台了《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网市场确定为新增长动力。 

三、物联网发展

•物联网在中国的发展

相关机构及研究中心的成立 

  2004年4月22日，EPCglobal China——全球产品电

  子代码（EPC）在中国正式成立 ；

  2005年9月，上海电子标签与物联网产学研联盟成立；

  2008 年上半年，无锡市与中科院上海微系统研究所合作成立中科院无锡微纳传感网工程技术术研发中心 ；

  2009年11月1日，中关村物联网产业联盟成立 

  2010年3月2日，上海物联网中心在沪揭牌 ；

三、物联网发展

•发展瓶颈

标准体系健全难

核心技术有待突破 

缺乏规模效应导致成本过高 

产业链之间的壁垒 

盈利模式无经验供借鉴 

信息安全问题 

统筹规划和顶层设计缺乏 

三、物联网发展

•计划采取的措施

加强物联网国际国内标准，保障发展 

突破物联网关键核心技术，实现科技创新 

加强合作，掌握自主知识产权 

加强物联网产业链的合作，提升产业链相互融合程度，提高资源共享水平

制订中国物联网发展规划，全面布局 

推动典型物联网应用示范，带动发展 

三、物联网发展

•相关应用介绍

中国移动推出的“世博通”手机钱包 

中国移动江苏公司无锡分公司推出基于移动物联网技术开发的“会务通”平台 

据透露，重庆移动将于5月开始推广“宜居通”智能家居系统 

济南公交调度指挥中心已建成包括监控系统、智能调度系统和巡更系统在内的三大物联网 

四、物联网架构

四、物联网架构

•物联网系统有三个层次

一是感知层，即利用 RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；

二是网络层，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；

三是应用层，把感知层的得到的信息进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用；

物联网技术体系架构

四、物联网架构

•感知层

感知层顾名思义就是感知系统的一个层面，这里的感知主要就是指系统信息的采集。感知层包括就是把所有物品通过一维/二维条码、射频识别（RFID）、传感器、红外感应器、全球定位系统等信息传感装置自动采集到与物品相关的信息，并传送到上位端，完成传输到互联网前的准备工作。

四、物联网架构

•网络层

 物联网的网络层可以理解为搭建物联网的网络平台，建立在现有的移动通讯网、互联网和其他专网的基础上，通过各种接入设备与上述网络相连，如手机付费系统中由刷卡设备将内  置手机的 RFID 信息采集上传到互联网，网络层完成后台鉴权认证并从银行网络划帐。

四、物联网架构

在物联网架构图中，我们可以清楚地看到位于第二层的网络层起到了连接上下两层的作用。网络层的作用就是当感知层中的感应设备将物品信息传输到网络节点后，在通过网络层中的移动通讯网络、互联网和其他专用网络连接各个服务器，以此来使客户可以根据自己的需要获取物品信息。

四、物联网架构

•应用层

¡°物联网¡±概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在¡°物联网¡±时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。  

四、物联网架构

应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能，主要包括公共中间件、信息开放平台、云计算平台和服务支撑平台。应用服务子层包括智能交通、供应链管理、智能家居、工业控制等行业应用。

五、物联网技术

五、物联网技术

•在物联网技术架构一图中我们还可以看到物联网涉及到的公共技术，例如：编码技术、标识技术、解析技术、信息服务技术、安全技术、以及中间件技术。 

编码技术

物品编码是物联网的基础

    物品编码是物品在信息网络中的身份标识。没有物品编码，网络中就没有¡°物¡±，因此，物品编码是物联网的基础。

   物品编码体系的建立必须以物  品编码标准化为前提。

编码技术

•编码技术是为了一段描述数据特性的信息技术,规定信息段的含义,为标识物品提供技术保障,标识技术是根据物品的特性来描述设备，它是编码的物理实现。比如:设备的编码和标识，信息的编码和标识等等. 

•编码的目的就是为了要识别物品的特性，也就是说人们为了能够分清不同的物品及其特性，需要赋予物品唯一的编号，但是在编号的同时也要求各部门采用同样的编码规则，这样做的目的就是为了使大多数物品有统一的编码规则，从而使物品的编码有唯一性。为了能够识别除物品，编码的唯一性是非常重要的。

编码技术

•GS1编码体系

标识技术

•标识存在于我们的生活中，当然在物联网中也存在标识，通过对物品的标识能够使我们清楚物品的各种信息。这一点对于信息的采集是非常重要的，如果没有对物品的标识，就没有办法对物品信息进行采集，这样使得在物联网末端的信息采集没有办法进行，那物联网“物物相连”最终目标就没有办法达成。

标识技术

• 标识技术是为了能够达到标识目的的技术，是指通过不同的载体去表现条码信息，就是说用什么方式去将信息写入设备。我们通常所说的对物品信息的载体主要有一/二维条码、射频识别技术（RFID）等。在此主要介绍一/二维条码和射频识别技术（RFID）的识别技术。

标识技术

编码体系

解析技术

•对于一个开放式的，全球性的追踪物品的网络需要一些特殊的网络架构。由于RFID标签中只存储了产品电子代码，计算机需要一些将产品电子代码匹配到相应产品信息的方法。物联网名称解析服务（IOT Name Service，IOT-NS）就起到了这么一个作用，它是一个自动的网络服务系统，类似于域名解析（Domain Name Service ,DNS），DNS是将一台计算机定位到互联网上的某一具体地点的服务。在EPC系统中这部分功能称为“对象名称解析（Object Name Service ,ONS）” 

解析技术

•编码解析是实现信息互通的核心

•    如果说物品编码实现了“物”与信息网络的互联，那么，物品编码的解析则是实现信息的互通。 

•    物品编码的解析需要由一系列的技术标准、管理标准、法律法规来支持。

解析技术

•ONS是负责将标签ID解析成其对应的网络资源地址的服务。例如，客户有一个请求，需要获得标签ID号为“123……”的一瓶药的详细信息，ONS服务器接到请求后将ID号转换成资源地址，那么资源服务器上（一般放在制药的厂家）存有这瓶药的详细信息，例如生产日期、配方、原材料供应商等。

解析技术

ONS在EPC系统中的作用 

信息服务

•物联息服务（IOT Information Service ,IOT-IS）是物联网中信息处理和发布的信息服务系统。典型的物联息服务系统是EPC系统中的信息服务系统EPCIS（EPC Information Service）。

•EPCIS是EPC网络中重要的一部分，利用单一标准的采集和分享信息的方式，为EPC数据提供一套标准的接口，各个行业和组织可以灵活应用。EPCIS标准架构在全球互联网的基础上，支持强大的商业用例和客户利益，例如包装箱追踪、产品鉴定、促销管理、行李追踪等。

信息服务

EPCIS在EPC网络中位置 

安全技术

•物联网系统越来越广泛地应用于生产和生活的各个方面，特别是在军事、医疗和交通运输等方面的应用关系到人民的生命和国家的稳定由于物联网连接和处理的对象主要是机器或物以及相关的数据，其“所有权”特性导致物联息安全要求比以处理“文本”为主的互联网要高，对“隐私权”(Privacy)保护的要求也更高，此外还有可信度(Trust)问题，由此针对物联网系统的安全需求，应当采用成熟的网络安全技术对不同的网络层实施保护。

安全技术

•安全保障

网络安全

数据的加密和解密（加密与解密算法、密钥管理）

网络安全协议

中间件技术

•中间件（Middleware）是位于平台(硬件和操作系统)和应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。针对不同的操作系统和硬件平台，中间件中必需要有一个通信中间件，即中间件=平台＋通信。

中间件技术

中间件示意图 

六、物联网应用

六、物联网应用

•在中国，物联网技术已从实验室阶段走向实际应用，国家电网、机场保安等领域已出现物联网身影，海尔集团目前也将其所有生产的家电产品安装传感器，位于无锡新区的无锡传感网工程中心近期与上海世博会和浦东机场签下三千万“防入侵微纳传感网”订单，物联网在中国已开始走入生活，从战略高度走向产业层面。

六、物联网应用

•应用领域举例

智能家居      交通管理

供应链物流管理

未来超市      安全监控

工业控制      军事应用

交通管理

•智能交通、客车

交通管理

•不停车收费系统（ETC）

供应链物流管理

物联网供应链管理系统 

供应链物流管理

供应链管理系统总体架构图 

未来超市

•       现在被众多IT巨头和几大IT武器武装起来的“未来商店”已进入试验阶段，传说中的“非凡体验”正离人们的日常生活越来越近。在现在的德国小城莱茵伯格，那些酷爱在超市疯狂购物的人恐怕会幸福得笑出声来，因为由德国麦德龙（Metro）集团投资建立的号称“未来商店（Smart Helves）”的Extra商场已经开张营业，应用于其中的IT武器也会改变欧洲成千上万消费者的购物体验。 

未来超市

未来超市

安全监控

•机场安全监控

安全监控

•食品安全监控

工业控制

•物联网的关键环节可以归纳为全面感知、可靠传送、智能处理。全面感知是指利用射频识别(RFID)、GPS、摄像头、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量的技术手段，随时随地对物体进行信息采集和获取。可靠传送是指通过各种通信网络、互联网随时随地进行可靠的信息交互和共享。智能处理是指对海量的跨部门、跨行业、跨地域的数据和信息进行分析处理，提升对物理世界、经济社会各种活动的洞察力，实现智能化的决策和控制。相比互联网具有的全球互联互通的特征，物联网具有局域性和行业性特征。

工业控制

•工业是物联网应用的重要领域。具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，可大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能工业的新阶段。

军事应用

•物联网被许多军事专家称为¡°一个未探明储量的金矿¡±，正在孕育军事变革深入发展的新契机。可以设想，在国防科研、军工企业及武器平台等各个环节与要素设置标签读取装置，通过无线和有线网络将其连接起来，那么每个国防要素及作战单元甚至整个国家军事力量都将处于全信息和全数字化状态。

军事应用

•大到卫星、导弹、飞机、舰船、坦克、火炮等装备系统，小到单兵作战装备，从通信技侦系统到后勤保障系统，从军事科学试验到军事装备工程，其应用遍及战争准备、战争实施的每一个环节。可以说，物联网扩大了未来作战的时域、空域和频域，对国防建设各个领域产生了深远影响，将引发一场划时代的军事技术和作战方式的变革。 

七、物联网展望

七、物联网展望 

• 

    “先行，技术主导，需求驱动”，将成为中国物联网产业发展的主要模式。 

2009年11月3日,总理发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话,在这次讲话中,物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一 ；

为了在继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮占领先机，工信部将牵头成立一个全国推进物联网的部际领导协调小组，出台支持产业发展的一系列，加快物联网产业化进程； 

七、物联网展望

中国工业和信息化部科技司闻库2010年4月1日表示，目前中国物联网总体还处于起步阶段，为推进物联网产业发展，中国将采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用。

七、物联网展望

•重点 

标准 

应用 

隐私 

信息安全

教育 

七、物联网展望

•前景 

专家预估，物联网将是未来10年最重要的产业大趋势，至2020年可望成为全球经济新一轮的增长点，商机高达上兆元。

2010年3月14日，71岁的中科院院士、长春理工大学光电信息学院名誉院长姚建铨到该校讲学，在讲学中讲到：“初步估计，中国物联网产业链今年就能创造1000亿元左右的产值。”

七、物联网展望

每件衣服上,都有一个电子标签,从衣橱中拿出一件上衣时,就能显示这件衣服搭配什么颜色的裤子,在什么季节、什么天气穿比较合适。给放养的羊群中的每一只羊都贴上一个二维码，这个二维码会一直保持到超市出售的每一块羊肉上，消费者可以通过手机阅读二维码，知道羊的成长历史，确保食品安全。这就是“动物溯源系统”。将带有“钱包”功能的电子标签与手机的SIM卡合为一体，手机就有钱包的功能，消费者可将手机作为小额支付的工具，用手机乘坐地铁和公交车，超市购物，去影剧院看影剧。在电度表上装上传感器，供电部门随时都可知道用户的用电情况。

七、物联网展望

当物联网时代到来时，上班出门，家里的电灯、电视、大门都会自动关闭；下班路上，提前打开家里的热水器，一回家即可轻松享受沐浴；通过手机发送指令，在家“待命”的电饭锅、空调就可以自动开始工作；农民躺在沙发上，就能轻松掌握地里菜苗的生长情况……

八、物联网对话

八、物联网对话

•专家观点 

李毅中：工业和信息化部

当前，要坚持把改善供给结构、促进扩大内需作为保持工业平稳较快发展的根本途径，着眼于完善促进消费各项，增强消费需求对工业增长的带动作用。抓住3G发展、三网融合等新机遇，开拓新型消费领域。 

王文生：中国农业科学院信息研究所副所长 

“我国是一个农业大国，地域辽阔，气候复杂多变，自然灾害频发，应该紧紧抓住物联网等新技术方兴未艾的历史机遇，将物联网和云计算技术尽快用于解决’三农’问题”。 

八、物联网对话

•业内点评 

方亚南：联动优势副总经理 

                    物联网与移动支付 

王晓初：中国电信集团公司总经理

                    物联网最大瓶颈是IP地址缺乏

沈明才：全国、中国联通浙江省分公司总经理 

                    尽快制定物联网标准体系

八、物联网对话

•百家论坛

王   晶：福建新科技集团总裁 

          把握物联网机遇迎接自动识别产业的春天 

李长军：北京维深科技董事长 

           把“雾里看花”变为企业核心竞争力 

李实恭：IBM大中华区首席技术官 

           尽快制定中国版本的物联网发展蓝图和路线图 

九、物联网应用案例介绍

物联网应用--智能家居

涉及的关键技术

物联网智能家居架构图

物联网智能家居技术原理

物联网智能家居技术原理

•系统采用1600万为一组的软件编码，也就是说，控制设备在出厂时就有了自己唯一的身份证，安装调试时只需将发射器与接收器之间进行登录(对码)就可使用，无线射频通信系统避开了电力线上的信号干扰，免去了众多的附加设备，确保了系统的正常运转的同时，又降低了工程造价，在网络高速发展的今天，物联网无线智能家居系统更能发挥技术先进 。

物联网智能家居系统的控制方式

物联网智能家居系统的控制方式

物联网智能家居系统的控制方式

物联网智能家居系统的控制方式

物联网智能家居系统的控制方式

物联网智能家居系统的控制方式

物联网智能家居系统的特点

物联网智能家居照片

 谢 谢！