物联网技术与应用

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1、物联网技术与应用主讲人：李玲吉林大学通信工程学院1第1章物联网的发展2本章教学内容1.1什么是物联网1.2物联网发展现状1.3物联网前景展望展现虚拟世界与现实世界发生冲突和分裂人和信息技术的关系——《黑客帝国》里的人们生活在计算机网络，他们的世界实际是虚拟的世界。虽然这个故事本身也是“虚拟”的，但它的背后是人们对未来计算机与网络世界的不可预知的深深的忧虑。从网络爆炸式的发展速度来看,像影片里那样“黑客帝国”式的生活也许终将到来，但不管结局如何，不可否认的是未来的发展，将几乎无一不与信息技术相关。虚拟世界来自现实世界，虚拟世界本质是数字化信息空间，其目的在于服务于现实

2、世界现实世界与虚拟世界的融合——物联网的目标物联网的出现体现了虚拟世界和现实世界融合的趋势，寄托着人们利用信息技术进一步改造现实世界的希望。1.1什么是物联网物联网概念不是凭空杜撰出来的，也不是某单项新技术突破引申出来的。物联网的发展有坚实基础，是现代信息技术发展到一定阶段的必然产物，是多项现代信息技术的殊途同归与聚合应用，是信息技术系统性的创新与革命。早期认识：被认为是将每个物品打上电子标签，然后通过射频识别技术RFID和通信技术形成信息网络，实现物品的智能识别、定位和监控。当代认识：无统一定义。物联网的基本含义就是一种虚拟数字世界和现实物理世界的融合。注意：这种

3、融合是“双向的”20世纪90年代，互联网的兴起大大加强了信息的传播能力，交流的形式不断多样化，地球成为一个村落，传统的障碍和壁垒被不断打破，空间和时间的尺度都被大大缩短。今天，互联网包含着海量信息，连接着数以十亿计的网络用户。然而目前，虚拟世界的入口主要是计算机终端，虚拟世界的活动方式以人为的浏览网页、收发邮件、聊天等为主。虚拟世界只是现实世界的一个镜像，一个存放数据的仓库。随着互联网业务的发展、通信能力的不断增强、现代社会寻找创新动力的需求出现，人们开始希望能够随时随地进入这个信息畅通的虚拟世界，同时希望能在虚拟世界中从事更多现实世界中的活动。这种更深度的融合趋势

4、催生了物联网。物联网正是因为代表了这种融合的趋势，蕴含着融合所带来的巨大创新空间，以及融合后产生的巨大价值，才成为了当下的热点，成为了包括我国在内的多个国家的重大科技战略。双向是指：第一个方向是现实世界向虚拟世界的融入——通过移动通信、嵌入式等技术使得现实世界中处处可以产生数字信息，接入通信网络，进入虚拟世界，完成信息的产生、存储、复制、共享等，使得虚拟数字世界无处无时不在，我们可以称之为“数字世界泛在化”；第二个方向是虚拟世界向现实世界的融入——包括通过传感器网络、RFID等技术使得现实物理世界中的物体能够可感知、可识别、可控制，从而形成对物理世界的自动识别、控制

5、、监控、管理等，为人类创造一个智能的环境，我们称之为“物理世界智能化”。在“数字世界泛在化”和“物理世界智能化”的融合过程中，物联网被赋予多个维度的内涵，具有多重含义。为了全面了解物联网，我们从领域（横向）和层次（纵向）两个维度来探讨物联网的概念和定义。从领域的维度物联网覆盖了信息技术和通信技术的众多领域——包括RFID、传感器、互联网、嵌入式、移动通信等，每个领域都能够从领域自身的视角给出物联网的定义。例如对RFID领域来说，每一个物品上都贴电子标签，通过后台信息系统构成一个借助于互联网，所有物品都能互相联系起来的网络就称为物联网。对互联网领域来说，物联网就是互联

6、网的延伸，就是物物相连的互联网。对无线传感器网络领域来说，物联网就是一个广域的传感网业务和应用网络:把感知网络和传输网络获取的信息进行分析和处理作出正确控制和决策，实现智能化管理应用和服务。感知网络:利用RFID、摄像头、传感器、GPS等识别物体、采集信息传输网络:利用移动通信系统、互联网将感知层获取信息进行处理传递从层次的维度通过物联网与传感网、互联网、泛在网等相似概念的辨析进一步明晰物联网的基本特征1．物联网与传感网——传感网是物联网的组成部分传感网指由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织方式构成的网络。一般指无线传感网WSN。W

7、SN可以使人们在任何时间、地点和任何环境条件下，获取大量翔实可靠的物理世界的信息。这种具有智能获取、传输和处理信息功能的无线传感器网，可以广泛应用于军事、科研、环境、交通、医疗、制造、抗灾、家居等领域。传感网的概念缺乏了人、物之间的相联、沟通与互动，而且传感网主要采用“传感器+近距离无线通信”方式，不包含基础网络即互联网。物联网如果仅仅作为传感网，物在联网之后，只需服从控制中心的指令，而各系统的控制中心则是互相分离的；如果作为互联网的延伸，则可以将所有联网的系统与节点有机地连成一个整体，起到互相协同的作用。2．物联网与互联网——物联网是互联网的延伸物联网不是互联