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1、物联网技术及其应用,背景,*2011年9月2日至4日中国(宁波)智慧城市技术与应用产品博览会(以下简称“智博会”)隆重举办，浙江省政府、工业和信息化部、国家标准化委员会签署了战略合作框架协议，三方将联合开展“智慧城市”建设试点工作，并支持宁波成为“智慧城市”国家综合试点城市。*我国物联网产业2012年市场规模已达到3650亿元，比此前一年增长38.6%，而今年连续的行业利好政策让投资者对物联网再度充满想象。新华社发布的2010至2011年中国物联网发展年度报告认为，保守预计到2015年，中国物联网产业将达到5000多亿元的规模，年均增长率为11%左右。*2013年由住建部组织召开的国家智慧城市
2、试点创建工作会议1月29日在北京召开，会议公布了首批国家智慧城市试点名单共90个（温州市、金华市、诸暨市、杭州市上城区、宁波市镇海区）*2013年5月14日金华市委书记陈一新说网络经济转型升级“一号产业”*2013年6月12日，潘云鹤 金华主讲中国智能城市的建设,物联网概述,1,2,3,物联网技术基础知识,物联网应用,第一讲 物联网概述第二讲 物联网技术基础知识RFID 无线传感器网络 网络技术 智能计算第三讲 物联网技术的应用（生活、农业、交通等）,第一讲 物联网概述,物联网概念综述,1,2,3,5,4,物联网从何而来,物联网三大推动力,物联网整体体系构架,总 结,什么是物联网？,什么是物联
3、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，将任何物品通过有线与无线方式与互联网连接，进行通信和信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。(Internet of Things)。,物联网（IoT）概念的提出,MIT的 Kevin Ashton第一次提出：把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成一个“物联网”,ITU报告：物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络,IBM提出：把传感器设备安装到各种物体中，并且普遍连接形成网络，即“物联网”，进而在此基础上形成“智慧地球,欧洲物联网研究项目工作组制
4、订物联网战略研究路线图，介绍传感网/RFID等前端技术和20年发展趋势,物联网形式早已存在，统一意义上的物联网概念提出是在架构在互联网发展成熟的基础上,物联网的三大推动力,第一大推动力：政府 第二大推动力：企业第三大推动力：教育界与科技界,第一大推动力：政府,美国总统奥巴马2009年1月20日就职美国第44任总统，1月28日为了摆脱经济危机阴影的笼罩，提出了两项国家新战略计划新能源和“物联网”,“互联网物联网智慧的地球”奥巴马期望利用“智慧的地球”来刺激经济复苏，把美国经济带出低谷。,第一大推动力：政府,欧盟2009年6月制定物联网行动方案，推出物联网标准战略，确保物联网的可信度、接受度和安全
5、性：2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域20102015年实现物与物之间的互联20152020年进入半智能化2020年之后实现全智能化。,第一大推动力：政府,日本u-Japan战略，希望实现从有线到无线、从网络到终端、包括认证、数据交换在内的无缝链接泛在网络环境，100的国民可以利用高速或超高速网络。韩国也实现了类似的发展。配合 u-Korea 推出的 u-Home 是韩国的 u-IT839 八大创新服务之一。智能家庭最终让韩国民众能通过有线或无线的方式远程控制家电设备，并能在家享受高质量的双向与互动多媒体服务。澳大利亚、新加坡、法国、德国等其他发达国家也加快部署了下一代网络基础设施
6、的步伐，全球信息化正在引发当今世界的深刻变革,2009.8.7 中国国务院总理温家宝调研无锡时，对无锡传感中心高度关注，提出把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法并指出：在传感网发展中 早一点 谋划未来-早一点攻破核心技术。,第一大推动力：政府,温家宝2009年11月3日上午在人民大会堂首都科技大会上强调要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。,2010年3月5日在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告时指出，大力培育战略性新兴产业。积极推进“三网”融合取得实质性进展，加快物联网的研发应用。,第一大推动力：政府
7、,2011年3月5日在十一届全国人大四次会议上作政府工作报告时指出：加快发展节能环保、电子信息、物联网、新能源等战略性新兴产业，提升改造生物医药等四大高新技术优势行业，组织企业实施科技攻关,第一大推动力：政府,2010年9月，物联网技术作为新一代信息技术的重要组成部分而被列为国家重点培育的中国的战略性新兴产业国家“十二五”规划明确提出，物联网将会在十大领域重点部署：,国家和地方政府支持物联网发展要点,1,2,5,6,3,4,物联网发展关注要点,应用服务导向,关键技术突破,试点示范带动,产业联盟推进,基础设施先行,产业园区辐射,传感器技术和部件 移动通信技术和芯片 数字信号处理技术,政府事务应用
8、 社会公共服务应用 行业和企业专业应用,公共安全、交通、环境 生活服务、医疗卫生 安全溯源、电网、物流,政策法规和标准建设 移动和宽带网络建设 计算中心建设,通过产业联盟的成立，推进产业快速发展 争取科技重大专项，支持关键技术成果产业化,通过产业园区建设，聚焦和强化产业力量,物联网受到高度关注，“试点项目与投资趋向”和“参与产业联盟与争取重大专项”是关键,第二大推动力：企业,第三大推动力：教育界与科技界,2010年3月9日教育部网站发出通知：我国拟针对互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等国家决定大力发展的重要战略性新兴产业，在高校本科教育阶段设立相关专业。这其中就包括增设物联网专业
9、，以期为重要战略性新兴产业物联网相关产业培养高素质人才。,物联网整体体系架构,物联网感知层,网络连接统一IP协议 关注IP v6,IT和应用统一架构 关注云计算,RFID读写,M2M终端,传感器网,摄像监控,定位授时,物联网网络层,接入网络,核心网络,业务支撑 平台,物联网应用层,行业应用平台,行业应用系统,物联网是一个以应用为导向，分工日渐清晰的产业，IPv6和云计算是核心基础架构发展方向,智能家居,智能城管,智能交通,智能电力,智能医疗,行业应用导向，完整解决方案交付,产业链各环节定位，通用产品提供,感知层是物联网全面感知的基础,物联网感知层,RFID标签和读写器 M2M终端和传感器 传感
10、器网络和网关,感知层实现方式,摄像头和监控 GPS/北斗定位授时 智能家居网关,感知层作用,感知层突破方向,感知和识别物体 采集和捕获信息,更敏感和更全面的感知能力 解决低功耗的问题 解决小型化和低成本问题,RFID读写,智能家居网关,M2M终端,传感器网络,摄像头,GPS/北斗,传感器网关,感知层是实现物的世界连接和感知的基础，必须考虑感知层的全面布局和发展重点产品策略,无线上连&有线上连,网络层是物联网无处不在的前提,物联网网络层,接入网：无线/光纤各种类型的接入形式 核心网：统一IP协议上的大带宽的可靠网络 业务支撑平台：业务统一管理部署和运营支撑,网络层主要层次,网络层作用,网络层突破
11、方向,连接感知层和应用层 随时随地的连接实现 当前最成熟的部分,扩展规模，以实现无处不在 业务可扩展的管理运营能力 简化结构，上下层面融合,ONU,接入网络 无线接入：2G/3G/LTE/WLAN/WiMax 有线接入：光纤（PON）和铜线（xDSL）汇集承载：IP化传输网络（PTN/CE）,核心网络&业务网关 统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口 针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制 边缘业务控制实现业务感知、控制和策略转发,CPE,业务平台,鉴权平台,计费平台,经营分析平台,业务支撑平台 提供终端和业务的通道和联动控制逻辑 实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展 针对客户提供用户自
12、定义业务环境和接口,网络层是物联网成为普遍服务前提，必须关注规模扩展机遇，重点是接入网络和业务支撑平台,应用层是物联网智能处理的中枢,物联网应用层,智能家居 智能交通 智能城管,应用层主要应用方向,应用层作用,应用层突破方向,信息技术与行业专业技术结合 实现广泛智能化应用的解决方案集合,信息技术与行业的深度融合 信息的社会化共享和安全保障 基于云计算的应用整体架构,智能电力 智能医疗 智能通信服务,云计算资源,云计算业务,计算能力,存储能力,全局控调,SaaS,PaaS,IaaS,云计算的意义 适应业务量增长不确定性的弹性架构体系 适应海量数据计算和存储的低成本曲线的架构 适应开放式的应用提供
13、和部署环境 IT架构和商业模式转变的关键,智能家居,智能电力,智能交通,智能医疗,智能城管,智能通信服务,六大热点涵盖了主要应用集和投资方向,应用层是物联网的智能中枢，必须关注云计算新架构应用和聚焦方向的应用方案集合的提供,主导商业模式和行业利益竞争的挑战,物联网当前主流商业模式,优点：最符合行业特点的应用体系 缺点：最初级的应用形式 缺乏扩展能力的架构 阻碍实现泛在聚合,运营商主导的商业模式,开放式均衡发展的商业模式,优点：可扩展的架构和应用体系 有利于实现泛在聚合 缺点：复杂的架构和应用体系 无法满足所有应用的需求 产业唯一核心阻碍产业发展,优点：可扩展的架构和应用体系 有利于实现泛在聚合
14、 可满足所有应用需求 缺点：产业链、架构应用体系复杂,物联网商业模式有待确定，核心是行业利益的竞争，开放式应用提供模式有利于产业发展,思考：运营商和行业客户并重的策略和建立应用服务提供能力是立足物联网发展的关键,*针对商业用户、家庭用户、个人用户的商业模式依然是运营商主导的通用服务提供,物联网行业发展面临挑战,商业模式的不确定性，核心是行业利益的竞争，开放式应用提供模式有利于产业规模的迅速发展 协同标准化的不确定性，关键是协同的通信标准和各行业标准 整合复杂产业链的不确定性，运营商是最适合的整合者，难度很大，尤其是行业壁垒,物联网产业发展策略思考,物联网产业竞争能力思考,总体上，既要充分把握物
15、联网发展机遇，也要控制不确定的风险 应该坚持运营商和行业客户并重的市场策略 基于物联网建立和运营商战略关系，对于长远发展是必要的 建立应用服务提供能力是立足物联网发展的关键,建立产业研究、产业战略和行业战略的完整的公司战略体系 基于战略定位，拥有核心技术能力和自主研发能力 建立适应市场竞争要求的公司体制 拥有真正适应市场竞争的综合能力是成功必需的基础,小结：物联网概念最关注以人为中心,统一的物联网概念核心关注点是：以人为中心，建立为人服务的物的基础架构和应用体系,E社会模型,智慧地球模型,强调以人为中心的任意可达的网络 强调以人为中心的按需可用的服务,强调为人服务的生产生活各个方面 强调为人服
16、务的智能处理能力提升,智慧城市,智慧电力,智慧医疗,智慧水源,智慧电信,智慧零售,智慧交通,智慧石油,智慧银行,智慧食品,Smart Planet智慧地球,物联网不是包含一切的连接物的网络，其核心是以人为中心的物的网络和为人服务的应用,第二讲 物联网技术基础知识,物联网信息获取与感知技术,1,2,3,4,物联网信息传输技术,物联网信息处理技术,总结,RFID,相关的自动识别技术 自动识别技术：包括条形码、接触式IC卡、生物特征识别、光学字符识别（OCR）以及射频识别（RFID）等。条形码（Bar Code）技术：最早产生在20世纪20年代，由一组规则排列的条和空、相应的数字组成。其它.,RFI
17、D,RFID的应用第二代身份证,RFID技术和应用的市场前景巨大,RFID应用要素,应用领域：身份识别、签名认证 应用要求：身份认证、签名、交易要求具备法律效力，不可抵赖、篡改及假冒,应用领域：财富管理、商业交易 应用要求：构建虚拟“围墙”，确保数字财富、数字物品的安全,应用领域：识别防伪、记录管理 应用要求：与实体社会映射通道分布广泛、方便快捷，映射关系一致,RFID广阔的应用前景,移动支付,不停车收费,物流仓储,RFID技术具有广阔的应用前景和乐观的市场空间，应该及早掌握相关技术和实现产品化,商品防伪 自动导航 食品追溯 药品追溯 自动导游 校园一卡通,物联网通信层是连接智能设备和控制系统
18、的桥梁，有两大类：“地上走的”有线通信和“天上飞的”无线通信。有线通信分为相对短距离的现场总线和中长距离的可支持IP的网络。无线通信技术主要分为的短距离接入的无线网状网、RFID和WIFI/WiMAX等，以及中长距离的GSM和CDMA、卫星通信技术等两类。在物联网应用中，用无线网状网和现场总线网络做最后一公里接入、用GPRS/CDMA网络和IP网等广域网络做长距离主干传输的组合方式是一种常用组合。,智能计算,物联网产业链DCM三架马车物联网软件和中间件从“牛计算”到云计算,传感网应用是未来感知层的主要形式,传感网具有广阔应用前景，是未来泛在感知的主要形式，是当前物联网技术突破的主要方向,农业生
19、产监控,城市环境监控,生产安全监控,易观国际预测数据中国传感网市场规模将于2015年超过200亿元2010年和2011年市场增长速度显著提升,传感网市场开始规模启动,传感网具有广阔的应用前景和乐观的市场空间 当前传感网发展还存在关键技术突破和协议统一等问题 建议初期项目采用合作方式，机会合适时并购相关公司,手机集成传感器平台是发展趋势,手机发展趋势是“移动互联网服务+移动传感服务”，这是值得关注和研究的方向,内置传感网关,集成式传感器,分布式传感器,手机传感器平台,移动支付类业务,医疗交通类业务,游戏类业务（手柄）,基于定位类业务（搜索）,感知类业务（防盗）,第三讲 物联网应用,智能交通,1,
20、2,3,4,生活服务,智能农业,物联网应用的核心要素,中国：2009年8月 感知中国,以中科院和中国移动为先导，强调自主创新的传感技术和TD结合,美国：2008年底IBM向美国政府提出的“智慧地球”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 u-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,关注点1：全面感知,关注点2：可靠传送,关注点3：智能处理,传感器和RFID 智能嵌入技术(如智能家庭),短距无线和传感网技术 IP化多业务承载的公网,信息I
21、T技术深入各行业 物物&人物交互的智能中枢,3.1智能交通,智能交通,人体生理监测心跳、血压体温疲劳、醉酒,道路监测车速、车型车流量道路状况,车辆状态监测刹车胎压车间距,局部气象监测温度、湿度风、雨雪、冰,智能交通传感网应用实例：提前预警,智能交通实现的前提：全面的感知，及时可靠的传送，智能应用平台的信息聚合处理和应用,3.2家居生活,人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过手机，提醒您去医院检查身体,生活服务,一个茶盅自从其在工厂里诞生的那一刻就内置一个可以被自动识别的RFID芯片，从其走下流水线到走进沃尔玛商场，其间的每
22、一步，都能够在任意一台联网的电脑上查到其位置和状态。我们在沃尔玛商场里拿到这个茶盅放进自己的购物车，直接走出沃尔玛的大门，并不需要站在一条人龙后面排队等待沃尔玛的服务生为我们一一结帐。大门上的检测器会自动结算，这件茶盅和相应的价格会自动出现在大门侧栏的显示屏上。同时它也检测出我口袋里的信用卡卡号，然后显示出：我们将从你的招行信用卡（尾号4567）里扣除5块人民币。,3.3智能农业,给放养的牲畜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肉品上，消费者可通过手机阅读二维码，知道牲畜的成长历史，确保食品安全。我国已有10亿存栏动物贴上了这种二维码。,智能农业,通过植入土壤或暴露在
23、空气中的传感器监控土壤性状和环境状况。数据通过物联网传输到远程控制中心，可及时查清当前农作物的生长环境现状和变化趋势，确定农作物的生产目标。通过数据挖掘的方法，可以知道：环境温度湿度和土壤各项参数等因素是如何影响农作物产量的，如何调节它们才能够最大限度地提高农作物产量,物联网是实现中国五大主题任务的关键推动要素之一,物联网对中国的意义,经济可持续发展,有竞争力的企业,和谐社会,能源有效利用,环境保护,IBM大中华区CEO智慧地球赢在中国,总 结,物联网作用是：实现机器和物与人通信和交互的“桥”,物联网表现形式是：信息基础设施和实体基础设施结合,物联网的目标是：通过网络和IT技术实现智能化，解决各个行业“效率、安全、节能”等问题,谢谢!,
