1,物联网及其发展,陈寅 201020601007 计算机应用,2,电话网时代 1876年3月10日 亚历山大 贝尔,第 2 页,分组交换网时代 1961年 伦纳德克莱茵罗克,3,第 3 页,回 顾 历 史: 五倍定律 固定电话的10亿用户: 125年(1876一2001) 移动电话的10亿用户: 20年(19822002) 移动电话的第20亿用户: 4年(20022006) 全球将近1/4手机用户在中国; 手机用户数超过其人口数的国家和地区有:俄罗 斯、日本、韩国、新加坡、泰国以及中国香港和 台湾; 欧州手机用户数与其人口总数相同; 手机用户发展最快的地区有: 巴西,阿根廷、墨西,哥和印度。,4,三网融合时代,第 4 页,5,新经济的选择! 我们在信息与数据的海洋里淹死了， 却在知识的海洋里渴死了 我们被淹死的原因是还在用走路的方式游泳,数据,问题？,信息 第 5 页,知识,6, Why do we make our world smarter?, Our planet is getting smarter 在线资料越来越多 数字教学 智能基础设施网络, Current problems 金融危机 气候变化 能源地缘政治,“智慧的地球（Smart Planet）”：对于如何 运用先进的信息技术构 建新的世界运行模型的 一个愿景。, 背景, 粮食供应危害 Smarter planet 特征,其核心是以一种更智慧 的方法通过利用新一代 信息技术来改变政府、 公司和人们相互交互的 方式，以便提高交互的 明确性、效率、灵活性 和响应速度。,地球被电子化了 地球被网络化了 地球被智能化了, 更透彻的感知 更全面的互联互通 更深入的智能化 第 6 页,智慧地球一经提出就引 起了社会各界以及许多 政府的关注。美国政府 通过经济刺激等手段来 促进智慧地球在美国的 发展。,7, 促进经济复苏 优化经济结构 节约能源 ,智慧地球的主要应用领域,这也就意味着， 经济可行的智能技术 将被应用到几乎所有 的行业、用于各种产 品，催生过去无法实,智慧的基础设施,智慧的能源,智慧的交通,智慧的食物,现的服务。在此基础,上，无论自然体系， 还是行业系统，或者 企业，甚至人类本身，,智慧的电信,智慧的石油,智慧的医疗,智慧的城市,都将更紧密地相互关,联整合，形成各种各 样的智慧系统。,智慧的水资源,智慧的公众安全,智慧的供应链,智慧的银行 第 7 页,8,智慧的泛在网络时代 智慧地球的四要 素：传感器、网 络、存储装置、 处理系统（个性 平台、共性平台） （人机接口、嵌 入式软件等）,第 8 页,9,学习,工 作,双 向 通 信 单 向 通 信,人与人的通信 人与机器通信 机与机的通信 人与物的通信 机器与物通信,WIMAX WIFI BLUETH ZIGBEE RFID 二维码,生 活,娱乐,第 9 页,10,第 10 页, “泛在(ubiquitous),信息社会”日益受 到更多国家的重视 中国 “感知中国”,移动语音、 多媒体.,2G/3G,移动音/视频广播， 视频点播，., 欧盟“无所不在 的信息社会” 美国Smart Planet 日本e-Japan， u-Japan，i-,Internet/ Intranet 网页、EMAIL、 流媒体.,Computer,Laptop,PDA Hand held computer,DAB/DVB-T, -H,-S,-C,Japan 信息社会 战略三级跳,WLAN/Bluetooth/.,近距离无线连接， 个人域网,WWRF预测,2017年，全球将出现7万亿无线设备服务于70亿人口 Till 2017, billions of people surrounded by trillions of devices,11, 信息化已经初步对社会运行的多方面的进行了解决 信息化的进一步发展将关注如何解决世界和我国关注 的问题 世界和我国关注的问题,和谐社会构建,可持续的科学发展,经济复苏和腾飞,安居乐业 人口老龄化 人口流动管理 维持稳定 医疗健康,安全灾备 教育 反腐 排污处理,降低能源消耗 提高城市运行效率 环境保护和资源利用 缩小贫富差距 平衡东西部发展,体制转型 高效有序的流程与模式的 再造 教育与素质提高,第 11 页,12,IBM的智慧地球传递到中国，IBM认为现在正是政府、企业和市民为实现共同目标而 合作的绝好时机，他们可以相互协作共同创建一个可以更透彻的感知，拥有更全面的 互联互通和实现更深入的智能化的生态系统。,第 12 页,13,紧接着IBM的“智慧的地球”，我国提出了“感知中国”概念。 2009年8月7日，温总 理考察无锡并要求加快传感网产业发展，在无锡建设“感知中国”中心。 2009年9月，温总理进一步提出，把新一代信息技术充分运用在各行各业，把各种传 感器装备于电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、油气管道等，形成所 谓“物联网”。然后，通过超级计算机和云计算机，将“物联网”整合起来，实现人 类社会与物理系统的整合。,第 13 页,14, “感知中国”旗帜鲜明地为建设“泛在信息社会” （泛在信息化）发展战略做好了铺垫 感知中国突出“感知”：这是重视新阶段信息化与传 统信息化网络平台较大不同的地方，即强调现实世界 与信息空间的融合，即重视传感器网、物联网的泛在 感知的信息技术基础设施的建设 “感知中国”其它两个元素 互联：对信息化社会网络互连基础设施的重视 应用：对智能的信息处理和加工，及相应流程和交互 模式改造的环境的重视 信息化社会发挥作用的根本，旨在推动人的潜力和社会物质 和能源资源潜力充分发挥，使社会经济活动向高效、优质的 合理化方向发展,第 14 页,15,所有的人,主要用户,网络技术,个人通过,移动设备，,（Wi-Fi、,在移动中,3G、,WiMAX）,被动 电脑,定点,M,智慧型移动,I,服务方式,(ADSL,第 15 页,网络融合 (固网+无线+传感) 通过智慧終端 传感网络 设备，随时 移动网络 (电子标签、 RFID Sensor) 随地享受贴 企业及政府 宽带网 、 心的服务 享受信 通过电脑 FTTx) 息服务 提升效率 e(2002) 移动电话 智能家居 、PDA、 (数字电视、 被动提供 笔记本电脑 智慧家电、 自动融入 移动中 家庭娛 乐设备等） 食、衣、住、 obile(2005) 行、育、乐 设备 任何地点 使用设备 ntelligence(2009 ),資料來源：行政院國家資訊通信發展推動小組,服务地点,16,第 16 页,17, 传感器结点将实体世界信息连接到全球网络,第 17 页,18,智慧地球的多元化终端,第 18 页,19,第 19 页,20,2,1, 2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿 美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而 美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。 传感器作为物联网采集信息的终端工具，就如同是物联网的“眼睛”、“鼻子”和 “耳朵”，这些采集工具标准不一，已严重制约物联网的发展。 3 泛在聚合,协同感知,泛在的感知服务将海,信息汇聚 将分布于多区域、不 同类型传感器网络所采 集的信息进行数据汇聚， 即传感器网络与移动通 信网络初步结合，将感 知数据汇聚至某一集中 平台进行信息的处理与 共享，提供较为简单的 应用服务。,以事件、任务和目标 为驱动进行感知、网络 和应用各个层面的协同 工作，对环境、目标等 进行智能获取和处理， 提供更为智能、更为精 确的、多元化感知信息 服务。 第 20 页,量信息进行聚合并产生 新的信息和业务，即传 感网广泛应用于各个领 域，实现了任务人、任 务物、任何时间、任何 地点的互联互通，海量 的各类信息在物联网平 台的聚合而产生新的信 息，并引发全新的业务 和服务模式。,21, 物联网的发展离不开互联网和移动通信网络，传输网络技 术成为互联网发展的关键。 物联网的前提是必须为物品赋以独一无二的地址 现有标准IPv4只支持大概40亿（232次方）个网络地址， 平均每个人不到1个，人都不够分的。 IPv6是互联网协议第四版（IPv4）的更新版 Pv6支持2128（约3.4 1038）个地址，这等价于在地 球上每平方英寸有4.31020地址（6.71017地址 mm2） 丰富的地址资源使得物联网成为可能。 温总理指出在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻 破核心技术,特别是与我国自主知识产权的TD-SCDMA技 术相融合。,第 21 页,22,十大应用可以扩展一下， 具体的举几个例子,物联网作为一种应用概念，把传统电信网络的概念扩展到更为宽广的 领域，从而产生了惊人的应用可能。这些新的应用深入到人们生活的 方方面面。 PublicTrafficservices (公共交通服务),Sales 公共交通管理：建成了动物园公交枢 纽运营管理和乘客信息服务系统，公交 区域运营组织与调度系统，公交抢修救 援调度系统，BRT智能管理系统; 高速公路管理：建成了全市统一的高 速公路信息中心，实现了五环路和六条 高速公路的联网监控，并与交管部门共 享; 出行信息服务：自主研发了浮动车动 态交通信息采集处理和发布系统，有效 扩展了动态交通信息采集的范围，有力 促进了北京市交通信息服务发展水平。,24, 利用移动网络及时地收集到路况信息，并进行整理 通过手机网络向移动路况显示器及时发出信息，保证信息的适时性。 交管部门,第 24 页,25, 该系统使用了车载移动模块， 3G通信网,第 25 页,26,应用,问题 中国物流成本所占GDP百 分比一直都高于发达国家， 这反映出供应链运营效率 低下的体制性问题。仅以 2006年为例，中国物流成 本占整个GDP的18%，而 日本为11%，美国为8%， 欧盟仅为7%。在这18%中， 运输成本总计超过55%， 而存储成本达30%。,目标 灵活 能充分利用资源，确保环境可持 续发展，但同时还能平衡成本、 质量、服务和时间之间的关系 可视 实现整个供应链的可视性，跨价 值链的连通，支持协作并且是智 能的(优化的分析) 内部同步 标尺和仪表板提供关于过去、当 前和未来趋势的分析，并在供应 链中实时传达 降低风险 可高效且迅速地发现、降低并调 整供应链上的风险 以客户为中心 能满足日益严苛的客户需求，更 精确地提供同步供求及可追溯性 第 26 页,供应链网络优化 智慧的供应链通过使用强 大的分析和模拟引擎来优 化从原材料至成品的供应 链网络。这可以帮助企业 确定生产设备的位置，优 化采购地点，亦能帮助制 定库存分配战略。 整个价值链的可追溯性 提供供应链可视性 供应链的每个成员都应当 能够追溯产品生产者以及 产品成分、包装、来源等 特征，也应当能够向前追 踪产品成分、包装和产品 的的每一项活动,27,第 27 页,北京邮电大学 电子商务研究中心,28,第 28 页,RFID,FeliCa与手机相结合：一个典型的第三方平台,非接触IC的保密性能，便利性能，以及手机的可用性有机的融合成一体，从而创造出全新的价值。,非接触IC卡 接受非接触IC服务,创早全新的价值 钱包手机可实现的服务,手机 接受手机服务, Edy,会员证职员证,信用卡 电子银行,钥匙, 手机Web, Suica, 电子邮件, 职员证,Suica, 应用软件, 会员证,车票,广告下载,票务打折票, 照相机,NFC类应用,特売, 红外线 和弦,29,机对机/传感器网 在IPv6平台上的大量传感器和电子标签,第 29 页,30,ITU互联网报告2005：物联网中描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失 误时汽