物联网技术基础
The Internet of Things
物联网 基础知识普及
The Internet of Things
• 物联网究竟是什么? • 它的出现又将给我们的 生活带来怎样的变化? • 物联网作为未来信息 科技发展的方向, 将 融入我们每一个人的 日常生活,所以我们 每个人都有必要去了 解它.
课程主要内容
两会关注“物联网”
2010年3月6日,全国人大委员长吴邦国在湖北代表团审议时强调,要找准国 际产业发展新方向,扬长避短,把培育新兴产业作为国家发展战略,加大科 技投入,加强科技创新,攻克技术难题,掌握关键技术,加快产业化进程, 切实增强经济的整体素质、发展后劲和抵御风险能力,确保我国在新一轮国 际竞争中掌握主动权。 2010年3月5日,工业和信息化部部长李毅中指出:我国物联网有一定的基 础,在国际水平线上,并不落后。 2010年3月8日,浙江电信有限总公司总经理张新建表示,中国应将物联网 建设上升为国家战略,并掌握国际话语权。 2010年3月5日,中国工程院院士、中星微电子有限公司董事长邓中翰接授采 访时说,物联网是未来经济的新增长点,中星微电子公司将在物联网领域加 大投入,进一步把网络技术、IP技术、IT技术,推动到一、二、三产业中, 借助物联网商机,创造出更多新型企业,新型技术和财富。 《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和“新一代宽带移动 无线网络”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。
工业和信息化部四措施推物联网产业
一是突破物联网关键核心技术,实现科技创新。同时 结合物联网特点,在突破关键共性技术时,研发和推 广应用技术,加强行业和领域物联网技术解决方案的 研发和公共服务平台建设,以应用技术为支撑突破应 用创新。 二是制订我国物联网发展规划,全面布局。重点发展 高端传感器、MEMS、智能传感器和传感器网节点、 传感器网关;超高频RFID、有源RFID和RF ID中间件产业等,重点发展物联网相关终端和设备 以及软件和信息服务。
普适计算
1999年,IBM提出普适计算(又叫普及计算)的概念。所 谓普适计算(Pervasive Computing / Ubiquitous Computing)指的是,无所不在的、随时随地可以进行 计算的一种方式;无论何时何地,只要需要,就可以 通过某种设备访问到所需的信息。 主要应用方向有嵌入式技术(除笔记本电脑和台式电 脑外的具有CPU能进行一定的数据计算的电器如手机, MP3等都是嵌入式技术研究的方向),网络连接技术 (包括3G,ADSL等网络连接技术),基于Web的软件服 务构架(即通过传统的B/S构架,提供各种服务)。 在信息时代,普适计算可以降低设备使用的复杂程度, 使人们的生活更轻松、更有效率。
云计算
云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存 储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的 产物。 云计算的核心思想,是将大量用网络连接的计算资源统一管理和 调度,构成一个计算资源池向用户按需服务 。 狭义云计算,提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在 使用者看来是可以无限扩展的,并且可以随时获取,按需使用, 随时扩展,按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT 基础设施。 广义云计算,这种服务可以是IT和软件、互联网相关的,也可以 是任意其他的服务。 ”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚 拟计算资源,通常为一些大型服务器集群,包括计算服务器、存 储服务器、宽带资源等等。
3、信息科技发展的必然趋势
技术的成熟为物联网提供了现实基础。包括以下几个方面:
成熟的传感器技术。如常见的无线传达室感网 络(WSN)、RFID、电子标签等。 发达的网络。已进入信息高速公路时代,可以 各种方式接入到网络,如宽带、WiFi、 ZigBee等。 高速的信息处理能力。计算机软件技术迅猛发 展,计算机的存储能力和计算能力还在进一步 增强,使得海量信息处理成为可能。
目标
即任何人(Whoever)在任何时间(Whenever)、 任何地点(Wherever)与任何人(Whomever)进 行任何方式(Whatever)的通信。5W是通信发 展的最终目标,是人们无拘束地获取和交互信 息的一种内在需求。现代通信技术的发展事实 上就是围绕5W这一目标逐步向前推进的过程。
智慧地球的核心思想
无处不在的智能对象,被无 处不达的网络与人连接在一起, 再被无所不能的超级计算机调度 和控制。
温家宝:感知中国
10年前,中科院启动传感网研究计划 2009年8月7日,温家宝在无锡考察,提议建立传感器中心 2009年9月11日,传感器网络标准工作组成立大会暨“感知 中国高峰论坛”在北京举行,标志着传感器网络标准工作 组正式成立 2009年11月,国务院正式批准同意支持无锡建设国家传感 网创新示范区 随后,无锡感知中国中心在政府和科研机构的配合下建立
二、物联网概念产生的背景
2、政策战略引导:物联网建设上升到国家战略层面
戈 尔:数字地球 奥巴马:智慧地球 温家宝:感知中国 两会关注 工业和信息化部四措施推物联网产业发展
戈尔:数字地球
美国副总统戈尔,1998年1月31日在美国加利福尼亚 科学中心发表的一篇《数字地球:21世纪理解人类星 球的方式》演讲 。
1、经济危机催生科技信息革命 2、政策和战略引导 3、信息科学发展的必然趋势
一、物联网概念产生的背景
1、经济危机催生科技信息革命
20世纪末的一系列新兴市场遭受金融危机的冲击后, 诞生了互联网这一新兴行业。全世界正在经历一场 更大规模的、百年罕见的新的金融危机。每次经济 大衰退之后复苏的方式主要有两种:一为战争;二 为新技术革命。 现在前景比较清晰的有以下几类重要技术革新: (1)新能源、节能循环技术革新——建立绿色动力 系统,发展低碳动力经济。 (2)消费观念变革带来的产品服务变革——发展物 联网经济。 (3)循环、精准、节能的种植与养殖——建立绿色 自循环农业生产系统,发展生物农业经济。
戈尔 “数字地球” 的内容和核心思想
基本内容三方面:
• “数字地球”是对三维地球的多分辨率数字表达,在其上可以集成与 地球有关的海量空间数据及相关信息,构成人们认识、改造和保护地 球的重要信息源。 • 构建“数字地球”需要政府、企业和学术界的共同努力,既要充分整 合现有的数字化地理空间数据,也要发展新一代高分辨率遥感数字地 图、高速图形图像宽带网络、海量空间数据存储能力、基于因特网的 空间数据互操作和虚拟现实模拟技术等。 • “数字地球”有着巨大的应用价值及前景,应大力发展其在国民经济 建设、社会发展、人民生活、国防、治安等方面的应用,最大限度地 利用这一重要的信息资源,促进经济的增长。
温家宝:感知中国
自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来,物联 网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一,写入 “政府工作报告”,物联网在中国受到了全社会极大 的关注,其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各 国不可比拟的。物联网这个词在中文习惯里比“感知 中国”更朗朗上口,而且与互联网很对应,所以成了 更被大众接受的说法。物联网的概念与其说是一个外 来概念,不如说它已经是一个“中国制造”的概念, 他的覆盖范围与时俱进,已经超越了1999年Ashton教 授和2005年ITU报告所指的范围,物联网已被贴上 “中国式”标签。
物联网不是一项新技术。
数字地球、智慧地球、感知中国、普适计算、 云计算等都是和物联网类似的。物联网能综合 利用已有技术,并更加广泛地应用到人们的生 活中,成为科技发展的必然趋势。
3C协同
指Computer、Consumer Electronics & Communication devices,即计算机、消费类 电子产品、通信设备的快速融合和发展,将人 们带入一个全新的数字生活时代。工业和信息 化部将《信息设备资源共享协同服务》标准确 1.0版颁布为国家推荐行业标准。通过一系列 协议标准,使一定范围内家电、计算机、通信 设备(3C)能建立连接和共享资历源。
工业和信息化部四措施推物联网产业
三是推动典型物联网应用示范,带动发展。通过应用引 导和技术研发的互动式发展,带动物联网的产业发展。 重点建设传感网在公众服务与重点行业的典型应用示范 工程,确立以应用带动产业的发展模式,消除制约传感 网规模发展的瓶颈。深度开发物联网采集来的信息资源, 提升物联网的应用过程产业链的整体价值。 四是加强物联网国际国内标准,保障发展。做好顶层设 计,满足产业需要,形成技术创新、标准和知识产权协 调互动机制。面向重点业务应用,加强关键技术的研究, 建设标准验证、测试和仿真等标准服务平台,加快关键 标准的制定、实施和应用。积极参与国际标准制定,整 合国内研究力量形成合力,推动国内自主创新研究成果 推向国际。
更透彻的感知——利用任何可以随时随地感知、测量、 捕获和传递信息的设备、系统或流程。 更全面的互联互通——先进的系统可按新的方式协同 工作 更深入的智能化——利用先进技术获取更智能的洞察 并付诸实践,进而创造新的价值
智慧地球
2008年11月,美国IBM公司发表了《智慧地球:下一 代领导人议程》、《智慧地球赢在中国》。 2009年1月,IBM公司提出了“智慧地球”的构想, 物联网成为其中不可或缺的一部分。 2009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工 商业领袖举行了一次“圆桌会议”。将智慧地球上升 为美国的国家级发展战略,引起轰动。
核心思想有两点: • 一是用数字化手段统一地处理地球问题; • 另一点是最大限度地利用信息资源。
数字地球原文
审视数字地球
奥巴马:智慧地球
20世纪,克林顿政府提出“信息高速公路”的国家振兴战略,大 力发展互联网,推动全球信息产业革命,美国经济受惠于此,在 90年代后期享受史上罕见的长时间繁荣,世界霸主地位继续稳固。 21世纪,奥巴马总统面对危局,正在苦苦求索。种种迹象表明: “智慧地球”发展战略将成为主导。