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1、第1章 物联网概论导读导读 物联网是现代信息技术发展到一定阶物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，段后出现的一种聚合性应用与技术提升，是将各种感知技术、现代网络技术和各种是将各种感知技术、现代网络技术和各种人工智能自动化技术聚合与集成应用，使人工智能自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。11.1 物联网概述 通过对物联网的跟踪研究，可定义为：物联通过对物联网的跟踪研究，可定义为：物联网网(Internet of Things)(Internet of Things)通过装置在各类物体上的电通过装置在各类
2、物体上的电子标签子标签(RFID)(RFID)，传感器、二维码采集信息，并通过，传感器、二维码采集信息，并通过通信网络将物通信网络将物物、物物、物人相连，协同工作，从人相连，协同工作，从而给物体赋予智能。全面感知、可靠传送、智能而给物体赋予智能。全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的特征。处理是物联网的特征。21.1.1 物联网的定义与特点1. 物联网的定义物联网的定义 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of Things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。2. 物联网的特点物联网的特点 1）传感信息能力较强 2）传递功能较为强大且可
3、靠 3）智能处理功能 4）多角度过滤和分析31.1.2 物联网市场的技术驱动 全球互联以及全球互联以及“ “智能物联网智能物联网” ”的可行性导致了物联的可行性导致了物联网的产生。网的产生。 一些技术被看作物联网的驱动力，例如下列各点。一些技术被看作物联网的驱动力，例如下列各点。（1）低功耗设备。（2）互联设备。（3）计算和分布式处理能力。（4）高级（职能和预测）传感器。（5）先进的执行器。41.1.2 物联网市场的技术驱动 5 要满足物联网的需求，物联网需要满足以下技术要满足物联网的需求，物联网需要满足以下技术要求。要求。（1）实用性。（2）即插即用。（3）决策建模和信息处理。（4）云服务构
4、架的完整性。（5）安全性能较好。1.1.3 物联网的应用前景1. 物联网的应用物联网的应用 物联网的应用前景可以说非常广阔。物联网用途物联网的应用前景可以说非常广阔。物联网用途遍及多个领域。遍及多个领域。 1）无线互联网和智能终端 2）智能家居 3）智能物流 4）RFID应用 5）二维码 6）智能电网 7）智能交通61.1.3 物联网的应用前景2. 物联网的发展前景物联网的发展前景 各个行业都对物联网有较大需求，物联网应当以各个行业都对物联网有较大需求，物联网应当以服务为主。服务为主。 1）传感器产业 2）RFID产业 3）基础设施服务业 4）物联网应用 71.1.3 物联网的应用前景8 以以
5、” ”十二五十二五” ”物联网发展的几个重点领域为例，可物联网发展的几个重点领域为例，可以看到每个领域都涉及庞大的市场规模。以看到每个领域都涉及庞大的市场规模。 1）智能交通 2）智能物流 3）智能医疗 4）智能农业物联网时代的到来是大势所趋，未来将出现一系列物联网时代的到来是大势所趋，未来将出现一系列物联网产品和服务物联网产品和服务。1.2 物联网体系结构 要深入研究物联网的体系结构，必须了解物联网要深入研究物联网的体系结构，必须了解物联网有哪些应用，为了实现丰富多彩的应用，物联网在技有哪些应用，为了实现丰富多彩的应用，物联网在技术上有哪些需求。本节将首先列举物联网的典型应用术上有哪些需求。
6、本节将首先列举物联网的典型应用场景，并且在分析物联网应用需求的基础上，引出通场景，并且在分析物联网应用需求的基础上，引出通用的物联网体系结构，使读者能够对物联网体系架构用的物联网体系结构，使读者能够对物联网体系架构有一个形象而宏观的认识。有一个形象而宏观的认识。91.2.1 物联网的参考体系架构1. 物联网参考体系架构概述物联网参考体系架构概述 物联网的参考体系架构是物联网发展的顶物联网的参考体系架构是物联网发展的顶层层设计设计，关系到物联网产业链上下游产品之间，关系到物联网产业链上下游产品之间的兼容性、可扩展性和可操作性。物联网参考的兼容性、可扩展性和可操作性。物联网参考体系架构是物体系架构
7、是物联网联网应用的基础。应用的基础。101.2.1 物联网的参考体系架构112. 物联网参考体系架构的需求物联网参考体系架构的需求 1）自治功能 7）可靠性 2）可扩展性 8）保密性 3）可发现性 9）人体连接 4）标准化的接口 10）自动配置 5）定义良好的组件 11）位置感知 6）时效性 12）电源管理与能源管理1.2.1 物联网的参考体系架构3. 物联网的网络架构物联网的网络架构 物联网的价值在于让物体拥有物联网的价值在于让物体拥有“ “智慧智慧” ”，从而实现，从而实现人与物、物与物之间的沟通，物联网的特征在于感人与物、物与物之间的沟通，物联网的特征在于感知、互联和智能的叠加。因此，物
8、联网可由三个部知、互联和智能的叠加。因此，物联网可由三个部分组成：感知部分，传输网络，智能处理。分组成：感知部分，传输网络，智能处理。121.2.2 物联网的形态结构1. 开放式物联网的形态结构开放式物联网的形态结构 开放式物联网的形态结构中，传感设备的感知信开放式物联网的形态结构中，传感设备的感知信息包括物理环境信息和物理环境对系统的反馈信息，息包括物理环境信息和物理环境对系统的反馈信息，对这些信息进行智能处理后再进行发布，为人们提供对这些信息进行智能处理后再进行发布，为人们提供相关的信息服务，或者人们根据这些信息去影响物理相关的信息服务，或者人们根据这些信息去影响物理世界的行为。世界的行为
9、。131.2.2 物联网的形态结构2. 闭环式物联网的形态闭环式物联网的形态结构结构 闭环式物联网的形态结构中，传感设备的感知信闭环式物联网的形态结构中，传感设备的感知信息包括物理环境信息和物理环境对系统的反馈信息，息包括物理环境信息和物理环境对系统的反馈信息，控制单元根据这些信息结合控制与决策算法生成控制控制单元根据这些信息结合控制与决策算法生成控制命令，执行单元根据控制命令改变物理实体状态或系命令，执行单元根据控制命令改变物理实体状态或系统的物理环境。统的物理环境。141.2.2 物联网的形态结构3. 融合式物联网的形态结构融合式物联网的形态结构 物联网系统既包括规模庞大的智能电网，又包括
10、物联网系统既包括规模庞大的智能电网，又包括智能家居等小型系统，众多的单一物联网应用的深度智能家居等小型系统，众多的单一物联网应用的深度互联和跨域协作就构成了融合式物联网结构互联和跨域协作就构成了融合式物联网结构。世界各世界各国都在结合具体行业推广物联网的应用，形成全球的国都在结合具体行业推广物联网的应用，形成全球的物联网系统还需要一定的时间。目前，相关研究人员物联网系统还需要一定的时间。目前，相关研究人员是从具体行业出发，去探索物联网的体系结构。是从具体行业出发，去探索物联网的体系结构。151.2.3 物联网体系1. 物联网的技术物联网的技术体系体系物联网主要包括感知层、网络层、应用层技术、支
11、撑技术和公共技术。本节主要讲解应用层技术的相关知识。1）支撑技术2）公共技术16物联网的技术体系框架1.2.3 物联网体系172. 物联网的知识物联网的知识体系体系检测技术的重点是信息的获取，通信技术的重点是检测技术的重点是信息的获取，通信技术的重点是信息的传输，计算机技术的重点是信息的处理，自动信息的传输，计算机技术的重点是信息的处理，自动化技术的重点是信息的应用化技术的重点是信息的应用。信息获取信息传输信息处理信息应用小 结 本章主要介绍了物联网的相关知识，详本章主要介绍了物联网的相关知识，详细讲解了物联网的特点及发展，以及物联网细讲解了物联网的特点及发展，以及物联网的发展前景，并对物联网的参考体系架构和的发展前景，并对物联网的参考体系架构和形态结构进行了讲解，帮助读者更快地了解形态结构进行了讲解，帮助读者更快地了解物联网世界。物联网世界。18
