1、Nankai University1物联网工程导论物联网工程导论Nankai University2全书的章节结构全书的章节结构Nankai University3第第1章章 物联网概论物联网概论Nankai University4第第1章章知识点知识点结构结构Nankai University51.1 物联网发展的社会背景物联网发展的社会背景1.1.1 物联网概念的提出物联网概念的提出1.比尔比尔盖茨与电子别针盖茨与电子别针 1995年出版的未来之路年出版的未来之路“物物物互联物互联”的设想的设想“电子别针电子别针”与家庭电子服务设施接通与家庭电子服务设施接通 通过通过“电子别针电子别针”去
2、感知来访者的位置，控制室内去感知来访者的位置，控制室内的照明和温度，控制电话和音响、电视等家电设备的照明和温度，控制电话和音响、电视等家电设备Nankai University62.Auto-ID 实验室、实验室、RFID与物联网的概念与物联网的概念 1998年，美国麻省理工学院年，美国麻省理工学院Auto-ID 实验室实验室 产品电子代码（产品电子代码（EPC）研究）研究 提出了利用提出了利用RFID、无线网络与互联、无线网络与互联网，构建物网，构建物物互联的物联网的概物互联的物联网的概念与解决方案念与解决方案Nankai University73.物联网时代概念的提出物联网时代概念的提出
3、从从1997年年2005年，年，ITU从研究互联网从研究互联网/移动互联网对电信业发展影响的角度，移动互联网对电信业发展影响的角度，发布了七份发布了七份“ITU Internet Reports”研研究报告究报告“物联网物联网”概念产生于概念产生于20世纪世纪90年代，年代，而真正引起各国政府与产业界的重视是而真正引起各国政府与产业界的重视是在在2005年国际电信联盟（年国际电信联盟（ITU）发布的互）发布的互联网研究报告物联网（联网研究报告物联网（Internet of Things，IOT）之后）之后Nankai University8 Nankai University91.1.2 物联
4、网与智慧地球物联网与智慧地球 智慧地球将传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、智慧地球将传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并通过超级计算机和云计算组成物联网，种物体中，并通过超级计算机和云计算组成物联网，实现人与物的融合。实现人与物的融合。通过在基础设施和制造业中大量嵌入传感器，捕捉运通过在基础设施和制造业中大量嵌入传感器，捕捉运行过程中的各种信息，然后通过无线网络接入到互联行过程中的各种信息，然后通过无线网络接入到互联网，通过计算机分析、处理和发出指令，反馈给控制网，通过计算机分析、处理和发
5、出指令，反馈给控制器，远程执行指令。器，远程执行指令。通过智慧地球技术的实施，人类可以以更加精细和动通过智慧地球技术的实施，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产与生活，提高资源利用率和生产能态的方式管理生产与生活，提高资源利用率和生产能力，改善人与自然的关系。力，改善人与自然的关系。Nankai University101.1.3 欧盟与各国政府物联网产业发展规划欧盟与各国政府物联网产业发展规划1.欧盟发展物联网产业的规划欧盟发展物联网产业的规划第一阶段（第一阶段（2010年前）：基于年前）：基于RFID技术实现低功耗、技术实现低功耗、低成本的单个物体间的互联，并在物流、零售、制药低成本的单
6、个物体间的互联，并在物流、零售、制药等领域开展局部的应用等领域开展局部的应用第二阶段（第二阶段（20102015年）：利用传感网与无处不在年）：利用传感网与无处不在的的RFID标签实现物与物之间的广泛互联，针对特定标签实现物与物之间的广泛互联，针对特定的产业制定技术标准，并完成部分网络的融合的产业制定技术标准，并完成部分网络的融合第三阶段（第三阶段（20152020年）：具有可执行指令的年）：具有可执行指令的RFID标签广泛应用，物体进入半智能化，物联网中标签广泛应用，物体进入半智能化，物联网中异构网络互联的标准制定完成，网络具有高速数据传异构网络互联的标准制定完成，网络具有高速数据传输能力输
7、能力第四阶段（第四阶段（2020年之后）：物体具有完全的智能响应年之后）：物体具有完全的智能响应能力，异构系统能够实现协同工作，人、物、服务与能力，异构系统能够实现协同工作，人、物、服务与网络达到深度地融合网络达到深度地融合Nankai University112.韩国政府关于物联网的发展规划韩国政府关于物联网的发展规划 韩国政府提出了泛在感知网络的概念韩国政府提出了泛在感知网络的概念 通过在各种物品中嵌入传感器，传感器之间自主地传通过在各种物品中嵌入传感器，传感器之间自主地传输和采集环境信息，通过网络实现对外部环境的监控输和采集环境信息，通过网络实现对外部环境的监控 物联网重点发展的四大领域
8、与计划：物联网重点发展的四大领域与计划：u-City计划，推动智能城市建设计划，推动智能城市建设 Telematics示范应用计划，发展车用信息通信服务示范应用计划，发展车用信息通信服务 u-IT产业集群计划，加速新兴科技服务业的发展产业集群计划，加速新兴科技服务业的发展 u-Home计划，推动智能家庭应用的发展计划，推动智能家庭应用的发展Nankai University123.日本政府关于物联网的发展规划日本政府关于物联网的发展规划 2009年年7月，日本政府月，日本政府IT战略本部制定了战略本部制定了新一代的信息化战略新一代的信息化战略i-Japan战略战略2015 战略规划提出到战略规
9、划提出到2015年，让信息技术如年，让信息技术如同水和空气一样融入每一个角落同水和空气一样融入每一个角落 针对电子政务、医疗保健、教育与人才针对电子政务、医疗保健、教育与人才等三大核心公共事业领域等三大核心公共事业领域 提出了智能电网、灾难应急处置、智能提出了智能电网、灾难应急处置、智能家居、智能交通与智能医疗保健等项目家居、智能交通与智能医疗保健等项目Nankai University131.1.4 物联网与我国战略性新兴产业物联网与我国战略性新兴产业 2009年年8月月7日，国务院总理温家宝在无锡视察日，国务院总理温家宝在无锡视察时发表了重要的讲话，提出时发表了重要的讲话，提出“感知中国感
10、知中国”的战略的战略构想，指示要抓住机会，大力发展物联网技术构想，指示要抓住机会，大力发展物联网技术与产业。与产业。2010年年3月月5日，国务院总理温家宝在十一届全日，国务院总理温家宝在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告中指出：国人大三次会议上作政府工作报告中指出：“国际金融危机正在催生新的科技革命和产业国际金融危机正在催生新的科技革命和产业革命。发展战略性新兴产业，抢占经济科技制革命。发展战略性新兴产业，抢占经济科技制高点，决定国家的未来，必须抓住机遇，明确高点，决定国家的未来，必须抓住机遇，明确重点，有所作为。转变经济发展方式刻不容缓，重点，有所作为。转变经济发展方式刻不容缓，大力培
11、育战略性新兴产业大力培育战略性新兴产业”。Nankai University14 2011年年3月月16日发布的我国国民经济和社日发布的我国国民经济和社会发展会发展“十二五十二五”规划纲要的第十章规划纲要的第十章“培育发展战略性新兴产业培育发展战略性新兴产业”与第十三与第十三章章“全面提高信息化水平全面提高信息化水平”中多次强调中多次强调了了“推动物联网关键技术研发和在重点推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范。领域的应用示范。”大力发展物联网产大力发展物联网产业已经成为一项我国具有战略意义的重业已经成为一项我国具有战略意义的重要决策。要决策。工业和信息化部于工业和信息化部于2011年年
12、11月月28日发布日发布了物联网了物联网“十二五十二五”发展规划。发展规划。Nankai University151.2 物联网发展的技术背景物联网发展的技术背景1.2.1 从人类对技术需求从人类对技术需求 的角度认识物联网的角度认识物联网 发展的必然性发展的必然性Nankai University161.2.2 从网络技术演变的角度认识物联网发展的从网络技术演变的角度认识物联网发展的必然性必然性Nankai University173.互联网技术发展对物联网形成的影响互联网技术发展对物联网形成的影响 TCP/IP协议的研究与设计的成功，促进了互联网的快协议的研究与设计的成功，促进了互联网的快
13、速发展。在互联网形成过程中，广域网、城域网、局速发展。在互联网形成过程中，广域网、城域网、局域网与个人区域网技术逐步成熟域网与个人区域网技术逐步成熟 互联网的大规模应用带来了大批用户接入的需求，促互联网的大规模应用带来了大批用户接入的需求，促进了接入技术的发展，推动了宽带城域网技术的发展进了接入技术的发展，推动了宽带城域网技术的发展 基于基于Web的电子商务、电子政务、远程医疗、远程教的电子商务、电子政务、远程医疗、远程教育，以及基于对等结构的育，以及基于对等结构的P2P网络、移动通信技术与移网络、移动通信技术与移动互联网的应用，使得互联网的应用以超常规的速度动互联网的应用，使得互联网的应用以
14、超常规的速度发展发展 无线局域网、无线城域网与无线自组网、无线传感器无线局域网、无线城域网与无线自组网、无线传感器网络与无线个人区域网的研究与应用为物联网的发展网络与无线个人区域网的研究与应用为物联网的发展奠定了基础奠定了基础Nankai University181.2.3 物联网的研究背景物联网的研究背景1.信息世界与物理世界的融合信息世界与物理世界的融合（1）信息世界的发展）信息世界的发展互联网的广泛应用造就了人类历史上最庞大的互联网的广泛应用造就了人类历史上最庞大的信息世界信息世界2005年互联网包含的数据量约为年互联网包含的数据量约为5109GB2007年约为年约为281109GB20
15、08年约为年约为487109GB从从2009到到2011年数据以每年年数据以每年60%的速度增长的速度增长Nankai University19（2）物理世界的发展）物理世界的发展信息获取方式逐步从人工生成向人工与自动获取并重的信息获取方式逐步从人工生成向人工与自动获取并重的模式发展模式发展RFID标签、传感器标签、传感器将将成为自动获取信息成为自动获取信息的的主要手段主要手段 截止到截止到2007年初，累计销售年初，累计销售RFID标签达到标签达到37.52亿个亿个 2009年全球销售年全球销售RFID标签为标签为19.7亿个亿个 2010年销售年销售RFID标签达到标签达到23.1亿个亿个
16、 目前世界上已经有大约目前世界上已经有大约50亿个具有通信功能的微处理器和亿个具有通信功能的微处理器和微控制器微控制器 Intel公司预测到公司预测到2015年将增长到年将增长到150亿个亿个 爱立信公司预测到爱立信公司预测到2020年将增长到年将增长到500亿个亿个Nankai University20 物联网物联网 发展的发展的 技术背景技术背景Nankai University212.普适计算（普适计算（Pervasive Computing）的研究）的研究 普适计算的重要特征是普适计算的重要特征是“无处不在无处不在”与与“不可见不可见”普适计算体现出信息空间与物理空间的普适计算体现出信
17、息空间与物理空间的融合融合 普适计算的核心是普适计算的核心是“以人为本以人为本”普适计算的重点在于提供面向用户的、普适计算的重点在于提供面向用户的、统一的、自适应的网络服务统一的、自适应的网络服务Nankai University22 物联网、互联网、传感网与泛在网之间的关系物联网、互联网、传感网与泛在网之间的关系Nankai University233.CPS（Cyber Physical Systems，CPS）的研究）的研究 随着嵌入式计算、无线通信、自动控制与新型随着嵌入式计算、无线通信、自动控制与新型传感器技术的快速发展与日趋成熟，信息物理传感器技术的快速发展与日趋成熟，信息物理融合
18、系统融合系统CPS的研究引起了学术界广泛地重视的研究引起了学术界广泛地重视 CPS是一个综合计算、网络与物理世界的复杂是一个综合计算、网络与物理世界的复杂系统，通过计算技术、通信技术与控制技术的系统，通过计算技术、通信技术与控制技术的有机融合和深度协作有机融合和深度协作 CPS可以用于智能交通、智能电网、智慧城市、可以用于智能交通、智能电网、智慧城市、健康医疗、环境监控、军事国防、工农业生产健康医疗、环境监控、军事国防、工农业生产之中，实现信息世界与物理世界的紧密融合之中，实现信息世界与物理世界的紧密融合Nankai University24CPS研究的基本思路研究的基本思路 CPS是是“人、
19、机、物人、机、物”深度融合的系统深度融合的系统 CPS是是“3C”与物理设备深度融合的系统与物理设备深度融合的系统 CPS 是环境感知、嵌入式计算、网络通信深度融合的是环境感知、嵌入式计算、网络通信深度融合的系统系统Nankai University25 物联网发展的技术背景与社会背景物联网发展的技术背景与社会背景Nankai University261.3 物联网定义与主要技术特征物联网定义与主要技术特征1.3.1 物联网的定义物联网的定义物联网是在互联网、移动通信网等通信网物联网是在互联网、移动通信网等通信网络的基础上，针对不同应用领域的需求，络的基础上，针对不同应用领域的需求，利用具有感
20、知、通信与计算能力的智能物利用具有感知、通信与计算能力的智能物体自动获取物理世界的各种信息，将所有体自动获取物理世界的各种信息，将所有能够独立寻址的物理对象互联起来，实现能够独立寻址的物理对象互联起来，实现全面感知、可靠传输、智能处理，构建人全面感知、可靠传输、智能处理，构建人与物、物与物互联的智能信息服务系统。与物、物与物互联的智能信息服务系统。Nankai University27理解物联网的定义与技术特征需要注意理解物联网的定义与技术特征需要注意的的3个基本的问题个基本的问题：物联网是在互联网基础上发展起来的，它与互物联网是在互联网基础上发展起来的，它与互联网在基础设施上有一定程度的重合
21、，但是它联网在基础设施上有一定程度的重合，但是它不是互联网概念、技术与应用的简单扩展不是互联网概念、技术与应用的简单扩展 互联网扩大了人与人之间信息共享的深度与广互联网扩大了人与人之间信息共享的深度与广度，物联网更加强调它在人类社会生活的各个度，物联网更加强调它在人类社会生活的各个方面、国民经济的各个领域广泛与深入地应用方面、国民经济的各个领域广泛与深入地应用 物联网的主要特征是：全面感知、可靠传输、物联网的主要特征是：全面感知、可靠传输、智能处理智能处理Nankai University281.3.2 物联网的主要技术特征物联网的主要技术特征1.物联网智能物体具有感知、通信与计算能力物联网智
22、能物体具有感知、通信与计算能力（1）“智能物体智能物体”是对连接到物联网中的人与是对连接到物联网中的人与 物的一种抽象物的一种抽象 现实社会物理世界的人或物现实社会物理世界的人或物 物体（物体（thing）/对象（对象（object）物联网中物联网中具有具有“感知感知”、“通信通信”与与“计算计算”能力能力的的人或物人或物 智能物体（智能物体（Smart Thing）/智能对象（智能对象（Smart Object）Nankai University29（2）对智能物体感知、通信与计算能力的理解）对智能物体感知、通信与计算能力的理解 智能物体的物理与生物特征可以不一样，但是有一点智能物体的物理与
23、生物特征可以不一样，但是有一点是共同的：具有感知、通信和计算能力是共同的：具有感知、通信和计算能力 智能物体能够感知到哪一种或几种参数，这是由所选智能物体能够感知到哪一种或几种参数，这是由所选用的传感器或用的传感器或RFID类型而定类型而定 通信能力的不同表现在：它可以是主动发送数据，也通信能力的不同表现在：它可以是主动发送数据，也可以是被动的由外部读写器来读取数据；它可以使用可以是被动的由外部读写器来读取数据；它可以使用有线通信方式，也可以用无线通信方式；它可以用微有线通信方式，也可以用无线通信方式；它可以用微波信道通信，也可以用红外信道通信波信道通信，也可以用红外信道通信 计算能力的不同表
24、现在：它可能是只是简单地产生数计算能力的不同表现在：它可能是只是简单地产生数据，可能是进行计算量比较小的数据汇聚计算，也可据，可能是进行计算量比较小的数据汇聚计算，也可能是进行计算量比较大的数据融合、路由选择、拓扑能是进行计算量比较大的数据融合、路由选择、拓扑控制、数据加密与解密、身份认证计算控制、数据加密与解密、身份认证计算与控制与控制Nankai University30（3）对物联网标识符的理解）对物联网标识符的理解 在互联网中，名字（在互联网中，名字（name）、地址（）、地址（address）与路径（与路径（route）是由区别的）是由区别的 在物联网中，要实现全球范围智能物体之间的
25、在物联网中，要实现全球范围智能物体之间的互联与通信就必须解决物体标识问题互联与通信就必须解决物体标识问题 如果应用系统使用如果应用系统使用TCP/IP协议，可以为每一个协议，可以为每一个节点分配一个节点分配一个IPv4或或Pv6地址地址 物联网中的物联网中的RFID标签编码目前影响最大的两标签编码目前影响最大的两个标准个标准电子产品编码（电子产品编码（EPC）与泛在识别）与泛在识别（UID）标准）标准Nankai University31（4）智能物体与嵌入式技术的关系）智能物体与嵌入式技术的关系 智能物体的感知、通信与计算能力的大小应该智能物体的感知、通信与计算能力的大小应该根据物联网应用系
26、统的需求来确定根据物联网应用系统的需求来确定 智能物体都应该是一种嵌入式电子装置智能物体都应该是一种嵌入式电子装置，或者，或者是装备有嵌入式电子装置的人、动物或与物体是装备有嵌入式电子装置的人、动物或与物体 嵌入式电子嵌入式电子装装置可能是功能很简单的置可能是功能很简单的RFID芯芯片，也可能是一个功能复杂的无线传感器节点片，也可能是一个功能复杂的无线传感器节点 嵌入式电子设置可能使用简单的微处理器芯片嵌入式电子设置可能使用简单的微处理器芯片和小的存储器，也可能使用功能很强的微处理和小的存储器，也可能使用功能很强的微处理器芯片和大的存储器器芯片和大的存储器Nankai University32
27、2.物联网可以提供所有对象在任何时间、任何地点的互联物联网可以提供所有对象在任何时间、任何地点的互联Nankai University33实现物联网在任何时候、任何地点与任何一个物体通信实现物联网在任何时候、任何地点与任何一个物体通信的要求，需要研究和解决以下几个基本的问题：的要求，需要研究和解决以下几个基本的问题：如何连接不同的物体？如何连接不同的物体？如何实现不同物体之间的通信？如何实现不同物体之间的通信？如何建立物联网的通信模型？如何建立物联网的通信模型？如何保证物联网的服务质量？如何保证物联网的服务质量？如何实现物联网中物体的命名、编码、如何实现物联网中物体的命名、编码、识别与识别与寻
28、寻址？址？如何保护物联网的信息安全与个人隐私？如何保护物联网的信息安全与个人隐私？Nankai University343.物联网的目标是实现物理世界与信息世界的融合物联网的目标是实现物理世界与信息世界的融合 物联网应用涵盖了小到家庭网络，大到工业控物联网应用涵盖了小到家庭网络，大到工业控制系统、智能交通系统，甚至是国家级、世界制系统、智能交通系统，甚至是国家级、世界级的应用级的应用 将将催生很多具有催生很多具有“计算、通信、控制、协同和计算、通信、控制、协同和自治自治”特点的智能设备与智能信息系统特点的智能设备与智能信息系统 帮助人类对物理世界具有帮助人类对物理世界具有“全面的感知能力、全面
29、的感知能力、透彻的认知能力和智慧的处理能力透彻的认知能力和智慧的处理能力”这种新的计算模式可以帮助人类在提高劳动生这种新的计算模式可以帮助人类在提高劳动生产力、生产效率的同时，进一步改善人类社会产力、生产效率的同时，进一步改善人类社会发展与地球生态和谐、可持续发展的关系发展与地球生态和谐、可持续发展的关系Nankai University351.4 物联网体系结构物联网体系结构*1.4.1 人对物理世界问题处理的基本方法人对物理世界问题处理的基本方法 物联网工作过程与人的智能物联网工作过程与人的智能处理问题过程处理问题过程比较比较Nankai University361.4.2 物联网层次结构
30、模型物联网层次结构模型Nankai University371.4.3 物联网感知层物联网感知层理解感知层需要注意以下几个问题理解感知层需要注意以下几个问题：1.感知层设备的分类感知层设备的分类 自动感知设备自动感知设备 人工生成信息设备人工生成信息设备2.感知能力与控制能力感知能力与控制能力从一块简单的从一块简单的RFID标签芯片、一个温度传感器标签芯片、一个温度传感器或测控装置，到一个复杂的智能机器人，它们之或测控装置，到一个复杂的智能机器人，它们之间最重要的区别表现在：智能物体是不是需要同间最重要的区别表现在：智能物体是不是需要同时具备感知能力和控制、执行能力上，以及需要时具备感知能力和
31、控制、执行能力上，以及需要什么样的控制、执行能力。什么样的控制、执行能力。Nankai University38 不同结构的物联网应用系统不同结构的物联网应用系统Nankai University391.4.4 物联网网络层物联网网络层1.认识接入层、汇聚层与核心交换层认识接入层、汇聚层与核心交换层（1）网络层次结构模型与体系结构研究的基本方法）网络层次结构模型与体系结构研究的基本方法 讨论计算机网络层次结构模型有两种基本的方法讨论计算机网络层次结构模型有两种基本的方法:开放系统互联（开放系统互联（OSI）参考模型，将计算机网络分成）参考模型，将计算机网络分成从物理层到应用层的七层结构从物理层
32、到应用层的七层结构将为计算机通信提供数据传输服务的部分都叫做将为计算机通信提供数据传输服务的部分都叫做“传传输网输网”或或“承载网承载网”,适用于网络应用系统设计与实适用于网络应用系统设计与实现的研究现的研究物联网研究的侧重点应该放在网络应用上，因此第二物联网研究的侧重点应该放在网络应用上，因此第二种抽象方法更适合于物联网层次结构模型与体系结构种抽象方法更适合于物联网层次结构模型与体系结构的研究的研究Nankai University40 物联网应用系统多种多样物联网应用系统多种多样 不同类型的物联网应用系统使用的传感不同类型的物联网应用系统使用的传感器与器与RFID类型、传感器与类型、传感器
33、与RFID标签的标签的接入方式、数据量与数据传输方式都会接入方式、数据量与数据传输方式都会有很大的差别有很大的差别 研究物联网的层次结构，有必要借鉴互研究物联网的层次结构，有必要借鉴互联网层次结构研究中成熟的模型联网层次结构研究中成熟的模型Nankai University41（2）应用系统体系结构的基本概念）应用系统体系结构的基本概念 应用系统体系结构是将一个大型的互联网应用应用系统体系结构是将一个大型的互联网应用系统分为网络应用与传输网两大部分系统分为网络应用与传输网两大部分 广域网、城域网、局域网与个人区域网，以及广域网、城域网、局域网与个人区域网，以及电信的移动通信网、电话交换网都属于
34、传输网电信的移动通信网、电话交换网都属于传输网的范畴的范畴 任何一个大型互联网应用系统的设计者都可以任何一个大型互联网应用系统的设计者都可以将复杂的问题将复杂的问题“分而治之分而治之”，使得设计、实施，使得设计、实施与运行管理能够做到层次分明、功能清晰，使与运行管理能够做到层次分明、功能清晰，使得整个系统的设计与实现可以有条不紊地完成得整个系统的设计与实现可以有条不紊地完成Nankai University42（3）物联网接入层、汇聚层与核心交换层的基）物联网接入层、汇聚层与核心交换层的基本概念本概念 在分析互联网传输网的结构时，人们引入了接在分析互联网传输网的结构时，人们引入了接入层、汇聚层
35、与核心交换层的概念入层、汇聚层与核心交换层的概念 接入层通过各种接入技术，连接最终用户设备接入层通过各种接入技术，连接最终用户设备 汇聚层聚合接入层的用户流量，实现数据路由、汇聚层聚合接入层的用户流量，实现数据路由、转发与交换转发与交换 核心交换层为物联网提供一个高速、安全与保核心交换层为物联网提供一个高速、安全与保证服务质量的数据传输环境证服务质量的数据传输环境 汇聚层与核心交换层的网络通信设备与通信线汇聚层与核心交换层的网络通信设备与通信线路就构成了传输网路就构成了传输网Nankai University432.接入层接入层（1）接入层与）接入层与RFID基本单元基本单元Nankai Un
36、iversity44（2）接入层与无线传感器网络基本单元）接入层与无线传感器网络基本单元Nankai University45（3）接入层网络技术类型）接入层网络技术类型 接入层技术分为：接入层技术分为：无线接入与有线接入无线接入与有线接入 无线接入主要有：无线接入主要有：802.15.4协议协议 6LowPAN协议协议蓝牙协议蓝牙协议 ZigBee协议协议无线移动通信网的无线移动通信网的M2M协议协议 有线接入主要有：有线接入主要有：现场总线网接入现场总线网接入电力线接入电力线接入电视电缆与电话线接入电视电缆与电话线接入Nankai University463.汇聚层汇聚层（1）设置汇聚层的
37、必要性）设置汇聚层的必要性汇聚层与核心交换层结构汇聚层与核心交换层结构Nankai University47（2）汇聚层的主要功能）汇聚层的主要功能 汇接接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇接接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇聚、转发与交换汇聚、转发与交换 根据接入层的用户流量，进行本地路由、过滤、根据接入层的用户流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、优先级管理，以及安全控制、地址流量均衡、优先级管理，以及安全控制、地址转换、流量整形等处理转换、流量整形等处理 根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理在本地进行路由处理Nankai
38、University48（3）汇聚层网络技术类型）汇聚层网络技术类型 汇聚层网络技术可以分为：汇聚层网络技术可以分为：无线与有线等两类无线与有线等两类无线网络技术主要有：无线网络技术主要有：无线个人区域网无线个人区域网 无线局域网无线局域网 无线城域网无线城域网 移动通信网移动通信网 专用无线通信网专用无线通信网 有线网络技术主要有：有线网络技术主要有：局域网局域网 工业现场总线网工业现场总线网 电话交换网电话交换网Nankai University494.核心交换层核心交换层（1）IP网、网、IP专用网络与虚拟专网专用网络与虚拟专网VPN的概念的概念IP专网与互联网作用的比较专网与互联网作用
39、的比较Nankai University50IP专网与代理服务器相结合方法的网络结构专网与代理服务器相结合方法的网络结构Nankai University51VPN结构结构（2）IP网与非网与非IP网网Nankai University52（3）IP网与非网与非IP网的互联网的互联 网关作用网关作用Nankai University53 物联网网络层技术发展的趋势物联网网络层技术发展的趋势Nankai University541.4.5 物联网应用层物联网应用层 物联网应用层分为：管理服务层与行业应用层物联网应用层分为：管理服务层与行业应用层服务管理层服务管理层：通过中间件软件实现了感知硬件与
40、应用软件物通过中间件软件实现了感知硬件与应用软件物理的隔离与逻辑地无缝连接理的隔离与逻辑地无缝连接 提供海量数据高效、可靠地汇聚、整合与存储提供海量数据高效、可靠地汇聚、整合与存储 通过数据挖掘、智能数据处理与智能决策计算，通过数据挖掘、智能数据处理与智能决策计算，为行业应用层提供安全的网络管理与智能服务为行业应用层提供安全的网络管理与智能服务Nankai University552.行业应用层与应用层协议的基本概念行业应用层与应用层协议的基本概念 物联网应用物联网应用Nankai University563.支持物联网的共性技术支持物联网的共性技术 信息安全信息安全 网络管理网络管理 对象名
41、字服务对象名字服务 服务质量保证服务质量保证Nankai University57 物联网层次结构模型物联网层次结构模型Nankai University581.5 物联网关键技术与产业发展物联网关键技术与产业发展1.5.1 物联网关键技术物联网关键技术Nankai University59 物联网关键技术物联网关键技术Nankai University601.5.2 物联网的产业链结构物联网的产业链结构Nankai University611.5.3 物联网产业特点物联网产业特点物联网产业的关联性、渗透性与带动性物联网产业的关联性、渗透性与带动性 通过物联网与相关产业的融合，可以对相关产通过
42、物联网与相关产业的融合，可以对相关产业产生很强的辐射和带动作用，进一步促进整业产生很强的辐射和带动作用，进一步促进整个国民经济的发展个国民经济的发展物联网是我国信息化与工业化融合的切入点物联网是我国信息化与工业化融合的切入点 物联网在各行各业的应用，可以带动社会信息物联网在各行各业的应用，可以带动社会信息化的新一轮增长，对于我国国民经济发展方式化的新一轮增长，对于我国国民经济发展方式的转型具有重要的意义的转型具有重要的意义Nankai University621.5.4 我国物联网我国物联网“十二五十二五”发展规划发展规划 1.现状及形势现状及形势我国物联网发展与全球同处于起步阶段，初步具备了
43、一定我国物联网发展与全球同处于起步阶段，初步具备了一定的技术、产业和应用基础，呈现出良好的发展态势的技术、产业和应用基础，呈现出良好的发展态势产业发展初具基础，技术研发和标准研制取得突破，应用产业发展初具基础，技术研发和标准研制取得突破，应用推广初见成效推广初见成效我国物联网发展还存在一系列瓶颈和制约因素：我国物联网发展还存在一系列瓶颈和制约因素：核心技术和高端产品与国外差距较大核心技术和高端产品与国外差距较大 高端综合集成服务能力不强高端综合集成服务能力不强 缺乏骨干龙头企业缺乏骨干龙头企业 应用水平较低，且规模化应用少应用水平较低，且规模化应用少 信息安全方面存在隐患信息安全方面存在隐患N
44、ankai University63 机遇与挑战并存机遇与挑战并存 国际竞争日趋激烈，发达国家一方面加大力度发展国际竞争日趋激烈，发达国家一方面加大力度发展传感器节点核心芯片、嵌入式操作系统、智能计算等传感器节点核心芯片、嵌入式操作系统、智能计算等核心技术，另一方面加快标准制定和产业化进程，谋核心技术，另一方面加快标准制定和产业化进程，谋求在未来的物联网大规模发展及国际竞争中占据有利求在未来的物联网大规模发展及国际竞争中占据有利位置位置 物联网是我国新一代信息技术自主创新突破的重点方物联网是我国新一代信息技术自主创新突破的重点方向，蕴含着巨大的创新空间向，蕴含着巨大的创新空间 在芯片、传感器、
45、近距离传输、海量数据处理以及在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域，创新活动日趋活跃，创新要综合集成、应用等领域，创新活动日趋活跃，创新要素不断积聚素不断积聚 物联网在各行各业的应用不断深化，将催生大量的物联网在各行各业的应用不断深化，将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式新技术、新产品、新应用、新模式Nankai University64“十二五十二五”期间我国物联网发展的指导思想：期间我国物联网发展的指导思想：深入贯彻落实科学发展观，把握世界新科技革深入贯彻落实科学发展观，把握世界新科技革命和产业革命的历史机遇，抓住我国加快培育命和产业革命的历史机遇，抓住我国
46、加快培育和发展战略性新兴产业的契机，加强统筹规划，和发展战略性新兴产业的契机，加强统筹规划，促进协同发展促进协同发展 加强自主创新，注重应用牵引；加强监督管理，加强自主创新，注重应用牵引；加强监督管理，保障信息安全；加强政策扶持，优化发展环境保障信息安全；加强政策扶持，优化发展环境 重点突破核心技术，研制关键标准，拓展规模重点突破核心技术，研制关键标准，拓展规模应用，构建产业体系，为我国物联网的全面发应用，构建产业体系，为我国物联网的全面发展并在新一轮国际竞争中占据有利位置奠定坚展并在新一轮国际竞争中占据有利位置奠定坚实基础实基础Nankai University65“十二五十二五”期间我国物
47、联网发展目标期间我国物联网发展目标：技术创新能力显著增强技术创新能力显著增强 初步完成产业体系构建初步完成产业体系构建 应用规模与水平显著提升应用规模与水平显著提升Nankai University66“十二五十二五”期间我国物联网发展主要任务期间我国物联网发展主要任务：大力攻克核心大力攻克核心技术技术 加快构建标准加快构建标准体系体系 协调推进产业协调推进产业发展发展 着力培育骨干着力培育骨干企业企业 积极开展应用积极开展应用示范示范 合理规划区域合理规划区域布局布局 加强信息安全加强信息安全保障保障 提升公共服务提升公共服务能力能力Nankai University67“十二五十二五”期间我国将重点发展的物联网应用示范工程期间我国将重点发展的物联网应用示范工程：智能工业智能工业 智能农业智能农业 智能物流智能物流 智能交通智能交通 智能电网智能电网 智能环保智能环保 智能安防智能安防 智能医疗智能医疗 智能家居智能家居
