1、 第一章 物聯網與物聯網管理物聯網（IoT）概念的提出2009年2008年2005年1998年 MIT的 Kevin Ashton第一次提出：把RFID技術與傳感器技術應用于日常物品中形成一個“物聯網” ITU報告：物聯網是通過RFID和智能計算等技術實現全世界設備互連的網絡 IBM提出：把傳感器設備安裝到各種物體中，并且普遍連接形成網絡，即“物聯網”，進而在此基礎上形成“智慧地球 歐洲物聯網研究項目工作組制訂物聯網戰略研究路線圖，介紹傳感網/RFID等前端技術和20年發展趨勢物聯網形式早已存在，統一意義上的物聯網概念提出是在架構在互聯網發展成熟的基礎上 溫家寶總理考察中科院無錫高新微納傳感網

2、工程技術研發中心后，指示“盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫感知中國中心”。無錫市政府多次赴京向國家三部委申報“中國傳感網產業園”。背景物聯網(The Internet of things)的概念最早是在1999年提出的，其后又多次被重復。其定義是：把任何物品通過射頻識別（RFID），紅外感應器，全球定位系統，激光掃描器 等信息傳感設備，按約定的協議與互聯網連接起來，進行信息交換和共享，以實現智能化識別和管理的一種網絡。 物聯網概念物聯網的定義范疇：網絡；方式：傳感設備、協議、信息交換和通訊；目的：識別、定位、跟蹤、監控和管理。含義：物聯網是物物相連的互聯網。 一層：基礎和核心仍是互聯網，是在

3、互聯網基礎上延伸和擴展的網絡； 二層：用戶端從個人電腦延伸和擴展到任何物品間的信息交換和通訊。在這個網絡中，物品能夠彼此進行“交流”，人們能夠彼此進行“交流”，人與物能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。其實質是網絡通信，網狀網絡是關鍵，它是利用感知/無線技術，通過計算機互聯網實現物品的自動識別和信息的互聯與共享。 物聯網的定義客觀事物會說話應用與決策、服務與運營統一的數據平臺體系 (云計算）傳感器/智能卡/智能設備物聯網物聯網的英文叫Internet of Things，物聯網就是物物相連，把真實數據實時傳到網絡中，形成各種應用和服務物聯網就是物體真實信息的網絡體系國際物聯網發展中國：200

4、9年8月 感知中國以中科院和中國移動為先導，強調自主創新的傳感技術和TD結合美國： 2008年底IBM向美國政府提出的“智慧地球”戰略強調傳感等感知技術的應用，提出建設智慧型基礎設施歐盟：2009年6月 物聯網行動計劃 具體而務實，強調RFID的廣泛應用，注重信息安全日本： 2009年8月 u-Japan戰略在u-Japan的基礎上，強調電子政務和社會信息服務應用關注點1：全面感知關注點2：可靠傳送關注點3：智能處理 傳感器和RFID 智能嵌入技術 (如智能家庭) 短距無線和傳感網技術 IP化多業務承載的公網 信息IT技術深入各行業 物物&人物交互的智能中樞美國-智慧地球IBM是智慧地球的推動

5、者提出應用物聯網技術實現智慧地球計劃說服奧巴馬將物聯網提升為美國國家戰略設立“更加智能的星球”的網站發布“智慧地球贏在中國”白皮書IBM技術優勢服務器等系列產品解決方案及云計算技術IBM核心問題現有應用規模小欠缺行業性和專業性歐盟FP7物聯網-國家戰略儀表讀寫集團車輛私人車輛安全收費資產管理智能城市智能家居醫療電子設備物品溯源電力車輛管理車輛盜竊寫安防銷售網點機器設備城市照明智能電網遠程監護可連PNDRFID供應鏈煤氣電子收費遠程診斷商業調查售票儲存罐交通管理智能電器設備朔源電子書庫存水駕駛輔助城市調查ATM 機儲存箱公共信息園藝泳池病人監理電子相框車聯網個人調查零售機能源設備垃圾廢物電子游戲

6、保險停車交費環境農場傳感雷達探測電子通話藥品管理遠程診斷成熟市場新興市場未來市場 FP7市場日本-泛在網為立國之本物聯網在臺灣的應用發展中國-物聯網為戰略性新興產業物聯網被正式提升為戰略性新興產業，國家物聯網標準聯合工作組成立中國-無錫物聯網園區主要優勢園區及品牌政府支持傳感器電源部分自主開發RFID、傳感器標準制定核心問題傳感器敏感元件進口空間規劃面積20平方公里，一期10.8平方公里，2012產業規模達1000億，2015年達2500億目前各研究院所進駐很多中國與歐美日特點比較西方特點歐美日在信息化設施、技術體系、應用經驗等 占據優勢歐美日在基礎元件、網絡架構方面具備絕對優勢歐美日在標準制

7、定方面具備優勢。中國特點中國信息化基礎，是一種優勢中國在標準制定方面已經介入中國在起步方面屬于同時起步中國在政府的主導和引導作用占據優勢中國是全世界最大的制造業中國是全世界最大的市場傳感器RFID自動化儀表多媒體信息數據采集短距無線傳輸技術自組織組網技術協同信息處理傳感器中間件技術傳感器網絡組網和協同信息處理感知層下一代承載網M2M 無線接入移動通信網互聯網互聯網、移動通信網及其他專網通信層異構網融合資源和存儲管理專用網絡遠程控制應用通信中間件信息開放平臺云計算平臺服務支撐平臺物聯網應用支撐子層環境監測工業控制智能物流物聯網應用應用層傳感網與通信網的互通數字城市智能交通智能水利智能樓宇公共技術

8、系統及網絡管理安全技術QoS 管理標識管理數據采集數據傳輸數據處理物聯網體系框架物聯網體系構架：感知層 指通過條碼、二維碼、射頻識別、傳感器、工業儀表等在內的采集設備獲取信息。智能卡（條碼、二維碼、射頻卡等）傳感器（溫度、壓力、濕度、化學等）工業儀表（溫度、壓力、液位、分析儀等）智能設備（開關、控制器、執行機構等）音視頻設備傳感器RFID自動化儀表多媒體信息數據采集短距無線傳輸技術自組織組網技術協同信息處理傳感器中間件技術傳感器網絡組網和協同信息處理感知層下一代承載網M2M 無線接入移動通信網互聯網互聯網、移動通信網及其他專網通信層異構網融合資源和存儲管理專用網絡遠程控制應用通信中間件信息開放

9、平臺云計算平臺服務支撐平臺物聯網應用支撐子層環境監測工業控制智能物流物聯網應用應用層傳感網與通信網的互通數字城市智能交通智能水利智能樓宇公共技術系統及網絡管理安全技術QoS 管理標識管理數據采集數據傳輸數據處理物聯網體系框架26基礎通信網絡企業網絡電信網絡（3G/2.5/)InternetRK 智能網關平臺iSAN網絡存儲服務及磁盤整列數據庫服務器集群RK-ACC數據中心RK-ACC應用軟件平臺物聯網體系構架-通信層通信層 即傳輸層，通過無線或有線模式，將信息傳輸到中央數據庫中，建立海量的數據儲備 傳感器RFID自動化儀表多媒體信息數據采集短距無線傳輸技術自組織組網技術協同信息處理傳感器中間件

10、技術傳感器網絡組網和協同信息處理感知層下一代承載網M2M 無線接入移動通信網互聯網互聯網、移動通信網及其他專網通信層異構網融合資源和存儲管理專用網絡遠程控制應用通信中間件信息開放平臺云計算平臺服務支撐平臺物聯網應用支撐子層環境監測工業控制智能物流物聯網應用應用層傳感網與通信網的互通數字城市智能交通智能水利智能樓宇公共技術系統及網絡管理安全技術QoS 管理標識管理數據采集數據傳輸數據處理物聯網體系框架物聯網體系構架-應用層專業軟件及服務 將海量數據進行分類、整理、挖掘分析，建立各種算法，優化調度，應用在各種專業領域：工業自動化、交通、物流、農業、旅游、環保、軍事等。服務器、計算機、存儲設備、云計

11、算等數據挖掘軟件及服務專家分析軟件及服務專業應用軟件及服務傳感器RFID自動化儀表多媒體信息數據采集短距無線傳輸技術自組織組網技術協同信息處理傳感器中間件技術傳感器網絡組網和協同信息處理感知層下一代承載網M2M 無線接入移動通信網互聯網互聯網、移動通信網及其他專網通信層異構網融合資源和存儲管理專用網絡遠程控制應用通信中間件信息開放平臺云計算平臺服務支撐平臺物聯網應用支撐子層環境監測工業控制智能物流物聯網應用應用層傳感網與通信網的互通數字城市智能交通智能水利智能樓宇公共技術系統及網絡管理安全技術QoS 管理標識管理數據采集數據傳輸數據處理物聯網體系框架18世紀中期，以蒸汽機為代表的第一次工業革命

12、開創了人類的大機器工業時代從科學發展史看物聯網19世紀后期到20世紀中葉，以電機為代表的第二次工業革命使人類進入了電氣化時代20世紀下半葉，以互聯網計算機為代表的第三次工業革命迅速席卷全球，世界進入信息化時代21世紀初提出的物聯網，能夠引發第四次工業革命嗎？高科技產業發展規律計算機行業 （5年一個大進步）1965年, 美國推出第一臺小型機PDP-81970年， 第一塊RAM芯片由INTEL推出，容量1K。 UNIX操作系統、 Forth編程語言完成1970年 互聯網的雛形形成。向非軍用開放， 一些大學開始接入1974年， 第一臺商用個人計算機1975年， Bill Gates和Paul All

13、en開發BASIC程序 創辦微軟公司，蘋果計算機同年成立1979年, 第一臺筆記本電腦。 1985年， 微軟推出MS-DOS 3.21990年: 微軟推出Windows 3.0高科技產業發展規律互聯網行業（5年一個大發展）1995年，第一家網絡公司Netscape股票上市 全球熱捧互聯網2000年，互聯網電子商務改變我們的生活2005年，移動互聯網改變上網方式2009年，物聯網開始興起從互聯網到物聯網隨著網絡覆蓋的普及，人們提出了一個問題，既然無處不在的網絡能夠成為人際間溝通的無所不能的工具，為什么我們不能將網絡作為物體與物體溝通的工具，人與物體溝通的工具，乃至人與自然溝通的工具？中國移動通信

14、集團公司總經理 王建宙從互聯網到“物聯網”計算機:自動計算以獨立計算機進行信息處理互聯網：人與人交互基于計算機網絡進行信息交互物聯網：物物&人物交互萬物的信息感知、交互、處理的網絡原因一、互聯網走到瓶頸互聯網是虛擬世界互聯網垃圾信息越來越多，互聯網逐步成為娛樂平臺，公信力和嚴肅性缺失互聯網的飛速發展，使政府無法控制；但巨大的社會效應卻又無法放棄，需要一個新產業來取代計算機行業的發展決定人要把計算機裝到物體上，而不是人自己來控制物聯網把物質世界和數字世界連接起來，實現現實世界和虛擬世界的融合。 把一切事物交給計算機把計算（機）裝入一切事物物聯網興起的原因分析互聯網到物聯網是必然趨勢原因二：國際、

15、國家高層領導的重視和親自推動信息化產業對物聯網強力推動（IBM、中移動、無錫中科院、研祥、羅克佳華等）傳統產業的積極呼應（沃爾瑪、海爾等）物聯網覆蓋性，可以作為傳統產業新經濟增長點，得到各個方面的支持資本市場的熱情高漲，在股市低迷情況下，物聯網概念股都是逆勢上揚我國各相關部委都在積極研究、不斷推出各類政策、措施來支持物聯網產業的快速發展物聯網興起的原因分析深層次原因：國際金融危機歷史的經驗，每一次重大的經濟危機都要伴隨著一場技術的革命每次經濟危機之后，都會極大地激發人們對新技術的追求和探索每一次危機會使人們冷靜下來反省：以往的發展出了什么問題？未來當如何應對？這次國際金融危機促使人們反思：對如

16、此嚴重的危機，現有的信息技術為什么沒能及時監測、提前預警？也就是說，人類對物理世界的認知、把握還遠遠不夠，要想真正應對各種危機，必須把信息技術的觸角延伸到物理世界，以實現及時的感知，并迅速采取相應的措施。 深層次原因是人類自信缺失的反應，此輪經濟危機后，需要更多的真實的實時的信息來判斷，來控制已知的世界。找到經濟增長的新引擎、進而實現整體經濟的再一次騰飛！這就是物聯網！新一輪的產業革命物聯網 物聯網興起的原因分析39物聯網應用領域物聯網既是網絡，更是應用，重點體現在十大行業智能電網網絡汽車智能交通智能物流智能家居智能建筑環境保護城市管理醫療健康精細農牧業金融服務保險業公共安全當前物聯網應用的十

17、大熱點行業電力發電,輸電,配電,變電,用電,調度六大環節的物聯網應用主要應用:無線抄表,智能用電,電力巡檢等應用提供汽車信息服務,支持交通管理，車輛控制和安全系統，公共交通管理，商用車運營管理，交通應急管理以及出行和交通需求管理等領域提高物流效率，實現物流的全供應鏈流程管理支持提供基于網絡的通訊，進行家居和建筑的自動化控制，和外部共享信息應用包含家庭安防類，信息服務類和家電設備管理等應用環境監測，河流區域監控，森林防火，動物監測等應用應用物聯網支撐城市綜合管理，實現智慧城市基于RFID技術的醫療健康服務管理涉及醫療健康服務管理，藥品和醫療器械管理及生物制品管理等應用整合新型傳感器技術，全流程的

18、牧業管理和支持精細農業應用涉及食品安全溯源，環境檢測等應用依靠物聯網支撐金融和保險行業體系，實現便捷和健壯的服務應用涉及安全監控，手機錢包等應用主要應用于機場防入侵，安全防范，城市軌道防控，城市公共安全管理方面物流貨物跟蹤電力無線抄表農業生產控制環境監測車輛監控調度城市路燈控制氣象監測企業安防監控城市管道監控銀行設備布放管理物聯網應用在零售業案例： Walmart 與物流網問題: 應競爭及市場擴張要求需進一步降低物流成本核心技術：RFID技術方式: 在所有重點產品和物流車輛上裝RFID,在供應鏈(供應商,倉庫,商店)裝讀寫器功能: 物流自動化以提高效率，縮短了商品市場流通周期，降低商品運送的出

19、錯率效果:庫存周轉率比傳統物流倉儲提高了60%，資金占用率下降40%總體物流成本降低5%,繼續保持美國零售業第一的地位2010年中國物流行業的總產值將達到1.2萬億元我國全社會物流費用支出約占GDP的20%，發達國家僅占10%物流成本占GDP的比重每降低1個百分點，可在貨物運輸、倉儲方面節能降耗1000億元以上，可以增加1300億元的社會效益物聯網應用在物流業案例：美國聯邦快遞核心技術：射頻識別技術,云計算端組成新型跟蹤裝網絡服務SenseAware推出時間: 2009年12月份應用:和保健公司、生命科學公司展開合作，用于跟蹤手術工具包、醫療設備等效果: 保證郵件的安全 最佳路線選擇物聯網應用

20、在農業案例：美國加州Napa 谷土壤及環境監測問題: 高品質的葡萄酒對土壤的溫度，濕度等有極嚴格的要求核心技術：傳感器解決方案：每隔100-400米埋個傳感節點功能: 監測土壤溫度，濕度，光照，有效控制滴灌效果:提高葡萄酒的品質，提高產能20%，節約用水25%物聯網應用在旅游業案例：美國Utah州高爾夫球場草皮維護問題: Utah州干旱的氣候造成很高的高爾夫球場草皮維護費用核心技術：傳感器解決方案：每隔100-400米埋個傳感節點功能: 監測草皮土壤的溫度，濕度和鹽度，自動控制水分，通風情況及養料供給效果:降低草皮維護費用達40%以上據住建部預測，到2020年，建筑能耗將占我國總能耗的40%物

21、聯網核心的智能建筑是建筑節能的關鍵基礎采用智能集成控制技術，建筑節能空間在15%-50%物聯網應用在節能物聯網應用在安全監測案例：香港山體安全監測問題: 避免人口密集區的山體滑坡地質災害發生核心技術： 傳感器獲取水位和傾角信息技術方式: 傳感器及GPRS通訊 預警模型的建立效果: 高精確度的地質災害預警物聯網應用在社會治安案例：臺灣車輛追蹤系統問題: 大量警力投入處理突發重大案件后的影像處理核心技術：智慧影像技術和自動化監測軟件功能: 自動化監測和快速查詢效果: 提升車輛追蹤效率超過60%,有力打擊車輛盜竊犯罪物聯網應用在安防案例：上海浦東國際機場防入侵系統 上海世博會防入侵系統 問題： 防止

22、人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵 技術核心：以物聯網傳感器產品 方式：鋪設了數萬個傳感節點，覆蓋了地面、柵欄和低空探測 造價：五千萬。 評價：事實上人工安防系統現階段會更廉價更有效，這顯然不是市場行為，而是政府的遠見，需要扶持和培養一個大產業物聯網應用在城市管理案例：世博會問題: 世博期間對城市垃圾處理的嚴格要求核心技術： RFID及GPS功能: 全面監控世博垃圾處理,合規垃圾運載才能付費效果: 維護上海世博期間的城市形象案例：揚州居民災害事故技防體系問題: CO,火災災害發生時救助不及時造成巨大人員傷亡核心技術： 傳感器網絡技術方式: 傳感器及GPRS通訊功能: 實時監控,多極預警機制

23、效果: 確保人民群眾的安全物聯網應用在居民社區管理物聯網應用在醫藥管理 雖然這些國家沒有將排水設備的自動化單獨進行研究，但他們將這一方面的內容列入了礦山整體自動化的規劃之中，將所有的控制信息包括水泵的運行都集中給中心控制室，進行統一控制。無論是發展傳感器技術，還是建立統一的通信網絡，都關系到自動排水系統的發展。物聯網應用在食品管理 食品安全溯源系統給豬戴上“耳環”、給牛戴條“項鏈”、水稻田裝個監視器豬肉、牛肉、大米等食品就有了自己的“生存日記”，將來消費者購買或吃到這些有“身份”的米和肉時，如有任何疑問，都可進行質量追溯，保證真正吃上放心食品。54通過二維碼及射頻技術將動物從飼養開始進行登記記

24、錄，完善記錄飼養過程，運輸分裝過程等各個方面的信息，并全面集成起來，通過信息系統筑起一張監督網絡，實現全程自動化監控管理，切實保障食品安全。給放養的牲畜中的每一只羊都貼上一個二維碼并一直保持到超市出售的肉品上，通過手機閱讀二維碼，知道其成長歷史，確保食品安全。食品安全溯源系統55Smart Home家庭自動化共用電話交換網四大功能：信息、通信、娛樂和生活 提供多種方便、安全、節能、環保的家居服務，包括智能家電、家庭節能、智能照明和通風與家庭安防等幾個方面。Smart Home在智能家居的應用場景中，用戶在下班回家的路上即可用手機啟動“下班”業務流程，將熱水器和空調調節到預訂的溫度，并檢測冰箱內的食物容量，如不足則通過網絡下訂單要求超市按照當天的菜譜送貨。Smart Homee-Medical & e-Healthye-Healthy老人物聯網終端 Traffic ControlSensor attached to every vehicle.Capable of detecting their location