物联网技术与应用分析

概述
❖ 物联网由来和现状 ❖ 物联网概念和技术 ❖ 物联网应用与趋势分析
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物联网影响我们的生活
•物联网让物品开口说话： •牛奶喝完了，家里没有存货；鸡蛋要坏了，车钥匙丢 了，遥控器找不到了，眼镜手表不知放哪儿了，或者忘 记吃药，这些事情都将成为过去。 •老人、小孩、养老院、精神病院、监狱。。。。。。 •任何时间、任何地点、任何物品，一切尽在掌握，这 将使爱犬不在丢失，犯罪率下降，商店不再缺货，卫生 保健得到改善，交通事故得到控制，能源得以节约，浪 费现象不再发生。 •物联网将给人们的生活带来变革。
目的
实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、 定位、管理和控制。
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物联网结构
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❖ 嵌入式技术什（么ARM是， 物联网核心技术？
Linux，Andriod）；
卫星数据通讯
❖ 无线技术（Zigbee， WiFi，GPRS等）；
❖ 云计算：信息采集、 处理、预报、决策、 控制和管理等智能 服务技术；
工作重点、产业转型、经济调整、社会发展、企 业创新、学校科研院所新课题) ； ❖ 产业、企业谋划； ❖ 学校（高校、高职、技校）设置新专业； ❖ 研究所设立新课题（军用和民用）；
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传感器/执行器网络
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军事领域
狙击手定位系统（右图）检测区域俯瞰图（左图）模型图： 红色为狙击手的位置，绿色为节点位置
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❖ 2003年,美国《技术评论》杂志(《Technology Review》) 评出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术,传感 器网络被列为第一。
❖ 美国《今日防备》杂志更认为无线传感器网络的应用和发 展,将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变革。
❖ 2004年《IEEE Spectrum》杂志发表一期专辑:传感器的国 度,论述无线传感器网络的发展和可能的广泛应用。
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空间、海洋探索
美国宇航局的空间探索计划中无线传感器网络的应用模式示意图
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空间、海洋探索
水下无线传感器网络技术示意图
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2、物联网技术
概念
什么是物联网
物联网（Internet of Things ，IoT ）通过各种信息传感设备， 如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、 激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监 控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化 学、生物、位置等各种需要的信息，通过一定的协议标准与互联网 结合形成的一个巨大网络。
❖ 下班后，冰箱提示你的菜谱 要准备的料材；
❖ 如果要去超市再也不用一件 件物品拿出来扫描再装起来， 可以整体清算，手机缴费；
❖ 到家前居室热水已经准备好， 不用担心水电气安全、外人 侵入，屋内养的花；
1﹑物联网的兴起
❖ 物联网：奥巴马要发展智慧地球； ❖ 温总理09无锡视察提出感知中国； ❖ 发展物联网已经成为各国发展战略，
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3、物联网应用趋势分析
趋势一：越来越小的无线网络节点和功耗
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物联网传感层
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有源433MHZ电子标签 CR2032钮扣电池
直径2.2X3CM 电池工作6年
ZIGBEE传感器网络节点
AA电池X2
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5X3CM 20-30微安电流
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电子药丸 特殊微型电池
小于直径2.0X2CM
WIFI GS1010传感器网络节点 AA电池X1
争夺高技术的又一个高地； ❖ 第三次信息浪潮
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物联网发展路线图
❖ 物联网的理念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一 书。1999年，美国麻省理工Auto-ID实验室首先提出“物 联网”的概念（CPS），即把所有物品通过射频识别等信 息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。
❖ 2002年, Intel公司发布了“基于WSN的新型计算发展规 划”。Intel将致力于WSN在预防医学、环境监测、森林灭 火乃至海底板块调查、行星探查等领域的应用。
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基站
超音速子弹
冲击波
枪口爆炸气流
狙击手侦查与定位
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农业领域
葡萄园环境监测系统示意图
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环保监测
大鸭岛生态环境监测系统
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建筑领域
基于无线传感器网络的桥梁结构监测系统示意图
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医疗监护
公寓内无线传感器节点的分布图 （左图）；浴室中的节点分布图 （右图）
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医疗监护
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工业领域
煤矿安全检测与定位系统
4X3CM 电池工作5年
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无线监控手表 微型电池 3X3CM 平均电流10微安
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无源EPC电子标签 无需电池 直径1.6X1.6X0.001 CM 总量0.002克
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越来越小的无线网络终端节点（微型化） 牙刷也上物联网 带来了全新的应用和市物场联网空上间的计步器
物联网上血糖仪
物联网上的温度计
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物联网的生活场景
❖ 晨练时，跑步鞋、 贴身背心和腕表 不断报告着你的 瞬时心率、体温、 脂肪消耗和还要 为达到目标需要 继续运动的时间 等等；
天气和出行
❖ 上班出发前天气交通情 况在掌中智能终端（如 Ipad,Iphone或墙上的 可视液晶屏等）看到、 路线和停车位已经安排 好；你的快递现在到哪 里了；
❖ 超高频电子标 签微型化的主 要技术原因是：
❖ 1、读卡器输出 功率增加；
❖ 2、标签芯片灵 敏度提高；
❖ 标签体积微型 化，将带来一 系列新应用
推动UHF EPC技术新应用－1
UHF标签小型化和微型化，
为防伪应用开辟了广阔的天地；
很多体积小，价格敏感的商品
将也ห้องสมุดไป่ตู้容易实现跟踪和识别
❖ 2009年日本(U-Japan)、韩国(U-Korea)、英国、意大利、 巴西等国家也对传感器网络表现出了极大的兴趣，纷纷提 出了自己的计划。
❖ 2010年IBM提出了“互联网+物联网=智慧地球” 方案
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国内发展现状
❖ 新闻媒体关注：CCTV2财经和对话节目； ❖ 相关股票； ❖ 网上关注度、点击率很高； ❖ 政府对策：国家战略性新兴产业(国家战略、政府
越来越小的无线网络路由节点
逐步实现微功耗的能量收集运行
❖ 边境、荒漠、 草原、农业环 境监测，滴灌， 根灌等野外大 范围监控，物 联网应用将逐 步实现；
振动收集供电路由节点示意图
太阳能供电路由节点示意图
植物收集为无线网络 路由器供电，
可以监视野外环境 火灾报警等
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超高频电子标签（节点）微型化：