物联网关键技术介绍
RFID具有单向寻址的特点
3. 通信技术
通信技术现状分析
高层通信协议多样性
SensorML;TransducerML;O&M;CAP;OASIS EDXL-DE;ANSI N42.42;
CBRN Data Model;NIEM。
已有多种标准的无线技术
包含有线(同轴电缆、光纤、ADSL、LAN等),无线(SMS、USSD、MMS、
无连接的通信,甚至无IP的通信
4. 组网技术
当前相关的已有产品
6LoWPAN:基于IPv6的传感器网络
5. 软件服务与算法
参考结构
需求分析 目标:实现不同软件的统一与互操作 研究内容
服务发现和组合
挑战:
语义互操作性和语义传感Web
人机交互 自管理技术来克服增加的复杂
如何在大量无关软件模块中建立一
MANTIS OS (MOS)
特点:支持快速、灵活的搭建WSN
美国科罗拉多大学
其他还有:SOS, TinyDB, MagnetOS、SenOS、PEEROS、
AmbitentRT、Bertha等
6. 硬件
需求与研究内容
研究内容 需求分析 目标:
纳米技术-小型化 传感技术-嵌入式传感器\执行器 桥接纳米技术和微系统(SOC)解决方 案 通信-天线,能量有效RF前端技术 自配置,自优化,自愈合电路结构
系结构。
1. 物联网架构技术
参考结构
执行器
聚合器 /网关节点
执行器
主机管理 信息系统 广域通信 和网络以 及互联网 主机管理 信息系统
逻辑和功能模块
聚合器
/网关节点
执行器
概念、工具和服务
的平台方法
聚合器 /网关节点
主机管理 信息系统
1. 物联网架构技术
我们理解的参考结构
相对分布的集中式管理 相对集中的分布式支撑 区域 服务器
挑战:
支持现有网络结构
组网系统间可扩展、跨平台兼容
支持芯片级的组网 减小开销并为物体提供有效连接的
解决方案
芯片通信结构中参数动态配置 通信基础设施随网络负荷和变化 通过功率感知来进行自适应 可能以IP为基础
学习、自配置、自修复、自管理
适用于固定、移动、有线、无线
的多层次组网技术
IP/IPv 6
有线 Zigbee WiF i
家庭网关
Cable Net
IP/ID/IPv6
1. 物联网架构技术
区域服务器参考结构
1. 物联网架构技术
与云计算支撑平台的结合
区域服务器 分布式计算功能
区域服务器 分布式存储功能
2. 统一标识技术
标识概述
标识的必要性?
谁控制唯一识别符?
2. 统一标识技术
局部物体间协同工作
目标:信息互通
框架达到健壮、可扩展性以及公平性目的 开放的竞争环境,框架必须模块化和可扩 展性 SOA架构中,内容提供者和使用者之间如 何进行便捷的交流,即语义的互操作性 事件驱动结构使得无法采用一种办法解决 所有的问题 物体的离线特性
挑战:
物体间断性通信连接
物体移动、无线链路动态变化 分布式的缓存和信息融合
GPRS、CDMA、3G、WLAN、蓝牙、ZigBee、UMA、HSDPA、LTE等)。
大量的通信需求
物与物通信,物与人通信
从物理世界的感知信息到数字世界的通信 执行器完成物理世界动作的通信 存储感知信息的分布式存储系统的通信 数据挖掘和服务的通信、对实体跟踪和定位的通信
3. 通信技术
• SoC产品
CC 2430
CC 2431
7. 物联网能量技术
需求与研究内容
需求分析 目标: 研究内容
微能源技术 光电池、微燃料电池和微反应堆、
让传感设备从环境中获 取能量,这些物体的电池 可以自动地进行充电
挑战:
微高容量能量存储等技术
静电、压电和电磁能量转化机制 印刷电池、热电系统、微型制冷
三层结构
应用层
数据挖掘 决策
网络层
融合接入 信息存储
感知层
智能嵌入式 标识、感知 协同、互动
物联网简介
中国移动定义的物联网结构
物联网简介
感知层介绍
• 感知层自组织网络:
自组织网络示意图
物联网简介
感知层介绍
公共感知层
物联网简介
网络层介绍
互联网(有线、WiFi、Mesh) 2G, 3G, 4G网络 卫星网 广电电视网络、BWM网络
标识存储
匿名标识技术 标识映射机制
标识结构设计
2. 统一标识技术
RFID标识分配的成功经验
本地信息 服务器 代码 中间件/ 支撑平台 物品信息
代码 读写器
代码
ONS
Internet
URL 代码 远程信息 服务器
标 签
物品信息
物联网>>RFID
RFID的成功经验能否推广到物联网?
需求与研究内容
需求分析 目标:解决海量物体的通信问题 研究内容
物体间信息交换的通信技术 底层无线协议之间的互操作 分布式数据存储和传感数据收集,认证
挑战:
提供一个完整的端到端系统 网络连接的范围将成指数增
和跟踪系统相关的通信问题
与物理世界用户的交互相关的通信问题 数据挖掘和服务的通信与处理问题 软件无线电技术和认知无线电通信技术
需求和研究内容
需求分析 目标:异构设备通过标准接口和 研究内容
能量收集技术仍然不够 微功率技术的应用 大能量存储设备的小型化
器和微燃料发电机
基于微机电系统(MEMS)设备
问题
能源高效利用
的能量获取技术
能量感知协议
7. 物联网能量技术
相关的已有产品
太阳能电池
8. 安全和隐私技术
需求与研究内容
需求分析
目标:保护个人隐私、商业机密、 研究内容
4. 组网技术
接入组网现状分析
基于普通网关的组网结构
基于DTN网关的组网结构
4. 组网技术
需求与研究内容
需求分析 研究内容
目标:集合有线和无线方式,实现物体
开发“网络中的网络”的基础设
无缝和透明接入
施,支持动态区域组网
匿名组网 IP和后IP技术 移动断续连接场景下的组网技术 网络自治管理技术:自感知、自
长,可测量性,互操作性
如何确保网络运营商的投资
回报
新的射频技术和需要满足新
无连接的通信问题
设备的连接需求
3. 通信技术
当前相关的解决方案
IEEE 1451
·校准 ·ID ·元数据
SensorML/OGC
·元数据
本
信息本体交互
·传感器相关数据类型 ·传感元数据 ·安装信息 ·转换功能数据 ·传感器位置信息 ·厂商定义信息
非集中式的认证和信任模型 数据所有权关系 责任和义务 异构设备间的隐私保护技术 离散认证和可信模型 能量高效的加密和数据保护 云计算的安全和信任 隐私策略管理
国际安全
挑战:
阻止非授权实体的识别和跟踪 阻止未授权信息的访问 物体位置、数据所有性等需要
考虑
9. 标准
个固有应用软件
将不同的环境下的软件整合成一个
度和节能
分布式自适应软件 开放性中间介 能量有效的微操作系统 虚拟化软件 数据挖掘等数学模型和算法
系统
面向服务的计算松耦合组织网络服
务,并建立一个虚拟网络
互联网之上,定义一个新的协议来
描述和解决服务实例
分布式智能,解决可扩展性的关键
五层结构
三层结构
术
分
析
8. 安全和隐私技术
9. 标准
Session 1: 物联网简介
物联网应用前景分析
五层结构 三层结构
物联网应用前景分析
美国权威咨询机构FORRESTER预测:到2020年,世界
上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达 到30比1,因此,“物联网”被称为是下一个万亿级 的通信业务。
Session 2:物联网关键技术
1. 物联网架构技术 2. 统一标识技术 3. 通信技术 5. 软件服务与算法 6. 硬件 7. 功率和能量存储
4. 网络技术
8. 安全和隐私技术
9. 标准
1. 物联网架构技术
需求与研究内容
需求分析
存储和计算能力的边缘化
物体具有存储、处理能力
5. 软件服务与算法
当前相关热点介绍
参考架构中的研究内容
5. 软件服务与算法
当前相关热点介绍——微操作系统
TinyOS
特点:事件驱动, NetC
加州大学伯克利分校
Contiki OS
支持IPv6,即6LoWPAN
uCLinux
特点:与Linux兼容
Lineo公司产品
“物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息
产业的第三次浪潮。
物联网简介
泛在网五层结构 应用层主要完成服务发现和服务呈现的工作。
支撑层又称中间件, 或者业务层
对下需要对网络资源进行认知, 进而达到自适应传输的目的; 本层的完成信息的表达与处理, 最终达到语义互操作和信息共享的目的; 对上提供统一的接口与虚拟化支撑, 虚拟化包括计算虚拟化和存储虚拟 网络层为原有的互联网、电信网或者电视 化等内容 , 较为典型的技术是云计算;
物联网关键技术介绍