第二章

物聯網發展動力及架構1大綱物聯網發發展的推推動力物聯網架架構2物聯網發發展三大大推動力力政府企業教育界科技界3政府：美美國美國總統統奧巴馬馬2009年1月20日就職職美國第第44任任總統，，1月28日為為了擺脫脫經濟危危機陰影影的籠罩罩，提出出了兩項項國家新新戰略計計劃———新能源和和“物聯聯網”奧巴馬期期望利用用“智慧慧的地球球”來刺刺激經濟濟復蘇，，把美國國經濟帶帶出低谷谷。4政府：歐歐盟歐盟2009年年6月制制定物聯聯網行動動方案，，推出物物聯網標標準戰略略，確保保物聯網網的可信信度、接接受度和和安全性性。5歐盟：物物聯網行行動方案案2010年之前前廣泛應應用于物物流、零零售和制制藥等領領域2010－2015年年實現物物與物之之間的互互聯2015－2020年年進入半半智能化化2020年之后后實現全全智能化化6日本：u-Japan戰略2004年提出出，希望望實現從從有線到到無線、、從網絡絡到終端端、包括括認證、、數據交交換在內內的無縫縫鏈接泛泛在網絡絡環境，，100％的國國民可以以利用高高速或超超高速網網絡。7韓國：u-Korea2006提出，，u-Korea旨在在建立無無所不在在的社會會（ubiquitoussociety），，即通過過布建智智能網絡絡（如IPv6、BcN、USN））、推廣廣最新的的信息技技術應用用（如DMB、、Telematics、RFID）等信信息基礎礎環境建建設，讓讓韓國民民眾可以以隨時隨隨地享有有科技智智能服務務。目的：除除運用IT科技技為民眾眾創造食食、衣、、住、行行、體育育、娛樂樂等各方方面無所所不在的的便利生生活服務務之外，，也希望望通過扶扶植韓國國IT產產業發展展新興應應用技術術，強化化產業優優勢與國國家競爭爭力。8其它國家家澳大利亞亞、新加加坡、法法國、德德國等其其他發達達國家也也加快部部署了下下一代網網絡基礎礎設施的的步伐，，全球信信息化正正在引發發當今世世界的深深刻變革革。9中國：2009年2009.8..7中中國國務務院總理理溫家寶寶調研無無錫時，對無無錫傳感感中心高高度關注注，提出出把傳感感網絡中中心設在在無錫、、輻射全全國的想想法并指指出：在傳感網網發展中中早一點謀謀劃未來來早一點攻攻破核心心技術10中國：2009年溫家寶2009年11月3日日上午在在人民大大會堂首首都科技技大會上強調要要著力突破傳感感網、物物聯網關關鍵技術術，及早部部署后IP時代代相關技技術研發發，使信信息網絡絡產業成成為推動動產業升升級、邁邁向信息息社會的的“發動動機”。。11中國：20102010年3月月5日在在十一屆屆全國人人大三次次會議上上作政府府工作報報告時指出，，大力培培育戰略略性新興興產業。。積極推推進““三網””融合取取得實質質性進展展，加快物聯聯網的研研發應用用。12中國：20112011年3月月5日在在十一屆屆全國人人大四次次會議上上作政府府工作報報告時指出：：加快發發展節能能環保、、電子信信息、物聯網、、新能源等等戰略性性新興產產業，提提升改造造生物醫醫藥等四四大高新新技術優優勢行業業，組織織企業實實施科技技攻關13其它政策策2010年9月月，物聯網技技術作為新一一代信息息技術的的重要組組成部分分而被列為國家重點點培育的的中國的戰戰略性新新興產業業……國家“十十二五””規劃明確提出出，物聯網將會在十大領域域重點部部署14戰略性新新興產業業以科技創創新為基基礎、技技術密集集、能夠夠形成新新的經濟濟增長點點并對國國民經濟濟發展具具有帶動動作用的的產業，，其基本本特征是是附加值值高、能能源原材材料消耗耗少、產產業關聯聯度高、、技術滲滲透性強強、有廣廣泛的和和潛在的的市場需需求。15中國七大大戰略性性新興產產業節能環保保產業新一代信信息技術術產業生物產業業高端裝備備制造產產業新能源產產業新材料產產業新能源汽汽車產業業16節能環保保產業重點開發發推廣高高效節能能技術裝裝備及產產品，實實現重點點領域關關鍵技術術突破，，帶動能能效整體體水平的的提高。。加快資資源循環環利用關關鍵共性性技術研研發和產產業化示示范，提提高資源源綜合利利用水平平和再制制造產業業化水平平。示范范推廣先先進環保保技術裝裝備及產產品，提提升污染染防治水水平。推推進市場場化節能能環保服服務體系系建設。。加快建建立以先先進技術術為支撐撐的廢舊舊商品回回收利用用體系，，積極推推進煤炭炭清潔利利用、海海水綜合合利用。。17新一代信信息技術術產業加快建設設寬帶、泛泛在、融融合、安全的的信息網網絡基礎礎設施，，推動新一代移移動通信信、下一代互互聯網核心設備備和智能能終端的的研發及及產業化化，加快快推進三三網融合合，促進進物聯網、、云計算算的研發發和示范范應用。著力發發展集成電路路、新型型顯示、高端軟件件、高端服服務器等等核心基基礎產業業。提升升軟件服服務、網網絡增值值服務等等信息服服務能力力，加快快重要基基礎設施施智能化化改造。。大力發發展數字字虛擬等等技術，，促進文文化創意意產業發發展。18生物產業業大力發展展用于重重大疾病病防治的的生物技技術藥物物、新型型疫苗和和診斷試試劑、化化學藥物物、現代代中藥等等創新藥藥物大品品種，提提升生物物醫藥產產業水平平。加快快先進醫醫療設備備、醫用用材料等等生物醫醫學工程程產品的的研發和和產業化化，促進進規模化化發展。。著力培培育生物物育種產產業，積積極推廣廣綠色農農用生物物產品，，促進生生物農業業加快發發展。推推進生物物制造關關鍵技術術開發、、示范與與應用。。加快海海洋生物物技術及及產品的的研發和和產業化化。19高端裝備備制造產產業重點發展展以干支支線飛機機和通用用飛機為為主的航航空裝備備，做大大做強航航空產業業。積極極推進空空間基礎礎設施建建設，促促進衛星星及其應應用產業業發展。。依托客客運專線線和城市市軌道交交通等重重點工程程建設，，大力發發展軌道道交通裝裝備。面面向海洋洋資源開開發，大大力發展展海洋工工程裝備備。強化化基礎配配套能力力，積極極發展以以數字化化、柔性性化及系系統集成成技術為為核心的的智能制制造裝備備。20新能源產產業積極研發發新一代核核能技術術和先進進反應堆堆，發展核核能產業業。加快快太陽能能熱利用用技術推推廣應用用，開拓拓多元化化的太陽陽能光伏光熱熱發電市場。提提高風電技術術裝備水平，有有序推進進風電規規模化發發展，加加快適應應新能源源發展的的智能電網網及運行體體系建設設。因地地制宜開開發利用用生物質質能。21新材料產產業大力發展展稀土功功能材料料、高性性能膜材材料、特特種玻璃璃、功能能陶瓷、、半導體體照明材材料等新新型功能能材料。。積極發發展高品品質特殊殊鋼、新新型合金金材料、、工程塑塑料等先先進結構構材料。。提升碳碳纖維、、芳綸、、超高分分子量聚聚乙烯纖纖維等高高性能纖纖維及其其復合材材料發展展水平。。開展納納米、超超導、智智能等共共性基礎礎材料研研究。22新能源汽汽車產業業著力突破破動力電電池、驅驅動電機機和電子子控制領領域關鍵鍵核心技技術，推推進插電電式混合合動力汽汽車、純純電動汽汽車推廣廣應用和和產業化化。同時時，開展展燃料電電池汽車車相關前前沿技術術研發，，大力推推進高能能效、低低排放節節能汽車車發展。。23十大領域域智能電網網智能交通通智能物流流智能家居居環境與安安全檢測測醫療健康康國防軍事事精細農牧牧業金融與服服務業工業與自自動化控控制24江蘇省物聯網產產業發展展規劃物聯網產產業發展展規劃綱綱要（2009-2012）RFID與傳感感器節點點技術物聯網組組網與協協同處理理技術物聯網系系統集成成技術物聯網應應用抽象象及標準準化技術術物聯網共共性支撐撐技術25江蘇省物物聯網應應用示范范工程智能工業業智能環保保城市智能能交通智能災害害防控智能農業業智能公共共安全智能醫護護智能物流流智能電網網智能家居居26上海物聯聯網規劃劃抓住歷史史機遇，，堅持高高端發展展、差別別發展、、創新發發展、協協同發展展的原則則；發揮和提提升現有有通信網網、互聯聯網和廣廣播網等等網絡基基礎設施施的作用用；突破傳感感器、控控制芯片片、短距距離無線線通信、、組網和和協同處處理、數數學建模模、系統統集成、、數據管管理和挖挖掘、協協同控制制等物聯聯網核心心技術；；27上海物聯聯網規劃劃推進環境境監測、、物流管管理等10個應應用示范范工程，，創新商商業模式式；推進物聯聯網傳感感設備、、通信設設備產業業化與信信息服務務業協同同發展，，促進物物聯網應應用市場場和產業業鏈形成成；推進嘉定定、浦東東等物聯聯網產業業化基地地建設；；提升上海海在國內內物聯網網產業的的引領地地位，搶搶占物聯聯網產業業鏈的高高端。28上海重點點發展物物聯網技技術先進傳感感器核心控制制芯片短距離無無線通信信技術組網和協協同處理理系統集成成和開放放性平臺臺技術海量數據據管理和和挖掘29上海應用用示范工工程環境監測測智能安防防智能交通通物流管理理樓宇節能能管理智能電網網醫療精準控制制農業世博園區區應用示范范區和產產業基地地30山東省物物聯網產產業發展展規劃射頻識別別技術和和傳感節節點技術術組網與協協同處理理技術物聯網軟軟件、應應用集成成及智能能計算處處理技術術共性支支撐技術術物聯網網網絡與信信息安全全技術31山東省示示范工程程智能工業業數字農業業智能物流流智能電網網智慧礦山山智能交通通數字節能能環保智能城市市管理數字公共共安全智慧醫療療智能家居居智能建筑筑32企業IBM公公司智慧慧地球的的概念中國移動動33IBM公公司智慧慧地球的的概念將感應器器嵌入和和裝備到到電網、、鐵路、、橋梁、、隧道、、公路、、建筑、、供水系系統、大大壩、油油氣管道道等各種種物體中中，并通通過超級級計算機機和云計計算組成成物聯網網，實現現人類社社會與物物理系統統的整合合。通過在基基礎設施施和制造造業上大大量嵌入入傳感器器，捕捉捉運行過過程中各各種信息息，通過過無線傳傳感器網網接入互互聯網，，通過計計算機分分析處理理發出指指令，反反饋給傳傳感器，，遠程執執行指令令，以達達到提高高效率、、更大的的效益的的目的。。控制的對對象小到到控制一一個開關關、可編編程控制制器、發發電機，，大到控控制一個個行業的的運行過過程。34中國移動動規模優勢勢中國移動動通信業業的引領領者全球規模模最大的的移動通通信運營營商，客客戶數超超過2億億2000年進入入財富500強強，排名名336位，2004年排名名242位中國移動網絡優勢勢國內唯一一專業移移動通信信運營商商世界移動動通信主主流技術術的代表表建立了覆覆蓋全國國的精品品網絡服務優勢勢遍布全國國的服務務營銷網網絡專業的服服務團隊隊方便快捷捷的電子子化服務務資源優勢勢良好的合合作機制制強大的合合作團隊隊：300家服服務提供供商眾多的業業務應用用：超過過1萬項項35中國電信信物聯網網方案系統集成成商從“孤島島”到““整體解解決方案案”的升升華；用戶房產商工作建議議一：家家庭互聯聯、信息息匯聚運營商、、終端制制造商共共同制定定網關和和家庭信信息終端端的互連連標準、、開發適適配模塊塊，將各個信息息孤島連連通，匯匯聚家庭庭信息，，打通雙雙向網絡絡通路工作建議議二：服服務體系系運營商、、內容服服務提供供商、系系統集成成商共同同制定平平臺服務務標準，，為第三三方服務務集成商商開放平平臺能力力接口，，打造融合合家庭控控制、多多媒體信信息和通通信于一一體的家家庭信息息化服務務平臺應用示范范、商業業模式共同開發發符合互互通標準準的數字字家庭設設備，構構建數字字家庭服服務平臺臺，組織織應用示示范；在實施過過程中探探索商業業模式，，形成服服務商、、內容商商、運營營商、終終端商等等的共贏贏軟件開發發商內容提供供商終端制造造商36物聯網管管理平臺臺物聯網管理平臺臺移動POS金融供應鏈智能運輸輸工業自動動化智能建筑筑消防公共安全全環境保護護氣象數字化醫醫療遙感勘測測軍事農業林業水務電力煤炭石化物流、零零售、自自動服務務設備、安安全、節節能生產、安安全、防防災、水水電油氣氣防火、勘勘察、報報警污染檢測測、報警警水質、水水量、污污染、安安全大棚、土土壤、灌灌溉、環環境、跟跟蹤抄表、監監控、節節能設備、臨臨床、輔輔助診斷斷、病程程險情、油油井、運運輸、管管線聯動、消消防栓、、定位、、調度照明、信信號、應應急、災災害、識識別大地勘測測、森林林、地震震、海洋洋偵查、監監控、定定位、評評估降水、防防洪、遠遠程設備備交易、訂訂單、跟跟蹤、識識別通風、瓦瓦斯、救救災定位位庫存、車車隊、監監控、導導航、識識別、貨貨物電子支付付、實時時信息37教育界2010年3月月9日教教育部網網站發出出通知：：我國擬擬針對互互聯網、、綠色經經濟、低低碳經濟濟、環保保技術、、生物醫醫藥等國國家決定定大力發發展的重重要戰略略性新興興產業，，在高校校本科教教育階段段設立相相關專業業。這其其中就包包括增設物聯聯網專業業，以期為重要戰戰略性新新興產業業——物物聯網相相關產業業培養高高素質人人才。38科技界：：國家物物聯網發發展專項項資金國家物聯聯網發展展專項資資金50億，將將重點支支持物聯聯網技術術研發類類、產業業化類、、應用示示范與推推廣類、、標準研研制與公公共服務務類等四四類物聯聯網項目目，其中中，技術術研發類類項目重重點支持持智能傳傳感器、、超高頻頻和微波波RFID、傳傳感器網網絡和節節點等感感知技術術，物聯聯網應用用中間件件、嵌入入式系統統、海量量數據存存儲與處處理等應應用技術術，物聯聯網信息息安全、、標識編編碼、頻頻譜等共共性技術術的研發發；產業業化類項項目重點點支持傳傳感器、、二維條條碼識讀讀設備、、M2M設備、、應用軟軟件、信信息安全全等關鍵鍵產品的的中試和和規模化化生產。。39科技界：：重大專專項《國家中中長期科科學與技技術發展展規劃（（2006-2020年）》》和“新新一代寬寬帶移動動無線通通信網””重大專專項中均均將傳感感網列入入重點研研究領域域。973、、863等均有有支持40典型的物物聯網體體系架構構41物聯網感感知層感知層是是實現物物聯網全全面的感感知的核核心能力力是物聯網網中包括括關鍵技技術、標標準化方方面、產產業化方方面亟待待突破的的部分關鍵在于于具備更精精確、更更全面的的感知能能力，并并解決低低功耗、、小型化化和低成成本的問問題42物聯網網網絡層廣泛覆蓋蓋的移動動通信網網絡是實實現物聯聯網的基基礎設施施是物聯網網三層中中標準化化程度最最高、產產業化能能力最強強、最成成熟的部部分關鍵在于于為物聯聯網應用用特征進進行優化化和改進進，形成成協同感感知的網網絡43物聯網應應用層提供豐富富的基于于物聯網網的應用用，是物物聯網發發展的根根本目標標將物聯網網技術與與行業信信息化需需求相結結合，實實現廣泛泛智能化化應用的的解決方方案集關鍵在于于行業融融合、信信息資源源的開發發利用、、低成本本高質量量的解決決方案、、信息安安全的保保障以及及有效的的商業模模式的開開發44物聯網擴擴展系統統架構45物聯網的的五層體體系結構構一種物聯聯網應用用場景46

物聯網節節點、網網關、服服務器協協議層次次結構47

數據封裝裝過程48

融合物聯聯網的互互聯網體體系結構構需要解解決的主主要問題題49

融合物聯聯網的互互聯網總總體路由由體系50

IPv6協議棧棧的輕量量化51

物聯網節節點與互互聯網的的互連互互通52物聯網安安全體系系結構概概述針對物聯聯網的安安全問題題，通常常采用分分層的網網絡安全全體系結結構，從從每一個個邏輯層層次入手手，