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《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用主講人:李玲吉林大學(xué)通信工程學(xué)院1第1章物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2本章教學(xué)內(nèi)容1.1什么是物聯(lián)網(wǎng)1.2物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀1.3物聯(lián)網(wǎng)前景展望展現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界發(fā)生沖突和分裂人和信息技術(shù)的關(guān)系——《黑客帝國》里的人們生活在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),他們的世界實(shí)際是虛擬的世界。雖然這個(gè)故事本身也是“虛擬”的,但它的背后是人們對(duì)未來計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)世界的不可預(yù)知的深深的憂慮。從網(wǎng)絡(luò)爆炸式的發(fā)展速度來看,像影片里那樣“黑客帝國”式的生活也許終將到來,但不管結(jié)局如何,不可否認(rèn)的是未來的發(fā)展,將幾乎無一不與信息技術(shù)相關(guān)。虛擬世界來自現(xiàn)實(shí)世界,虛擬世界本質(zhì)是數(shù)字化信息空間,其目的在于服務(wù)于現(xiàn)實(shí)
2、世界現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的融合——物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)體現(xiàn)了虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界融合的趨勢(shì),寄托著人們利用信息技術(shù)進(jìn)一步改造現(xiàn)實(shí)世界的希望。1.1什么是物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)概念不是憑空杜撰出來的,也不是某單項(xiàng)新技術(shù)突破引申出來的。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物,是多項(xiàng)現(xiàn)代信息技術(shù)的殊途同歸與聚合應(yīng)用,是信息技術(shù)系統(tǒng)性的創(chuàng)新與革命。早期認(rèn)識(shí):被認(rèn)為是將每個(gè)物品打上電子標(biāo)簽,然后通過射頻識(shí)別技術(shù)RFID和通信技術(shù)形成信息網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)物品的智能識(shí)別、定位和監(jiān)控。當(dāng)代認(rèn)識(shí):無統(tǒng)一定義。物聯(lián)網(wǎng)的基本含義就是一種虛擬數(shù)字世界和現(xiàn)實(shí)物理世界的融合。注意:這種
3、融合是“雙向的”20世紀(jì)90年代,互聯(lián)網(wǎng)的興起大大加強(qiáng)了信息的傳播能力,交流的形式不斷多樣化,地球成為一個(gè)村落,傳統(tǒng)的障礙和壁壘被不斷打破,空間和時(shí)間的尺度都被大大縮短。今天,互聯(lián)網(wǎng)包含著海量信息,連接著數(shù)以十億計(jì)的網(wǎng)絡(luò)用戶。然而目前,虛擬世界的入口主要是計(jì)算機(jī)終端,虛擬世界的活動(dòng)方式以人為的瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)郵件、聊天等為主。虛擬世界只是現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)鏡像,一個(gè)存放數(shù)據(jù)的倉庫。隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展、通信能力的不斷增強(qiáng)、現(xiàn)代社會(huì)尋找創(chuàng)新動(dòng)力的需求出現(xiàn),人們開始希望能夠隨時(shí)隨地進(jìn)入這個(gè)信息暢通的虛擬世界,同時(shí)希望能在虛擬世界中從事更多現(xiàn)實(shí)世界中的活動(dòng)。這種更深度的融合趨勢(shì)
4、催生了物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)正是因?yàn)榇砹诉@種融合的趨勢(shì),蘊(yùn)含著融合所帶來的巨大創(chuàng)新空間,以及融合后產(chǎn)生的巨大價(jià)值,才成為了當(dāng)下的熱點(diǎn),成為了包括我國在內(nèi)的多個(gè)國家的重大科技戰(zhàn)略。雙向是指:第一個(gè)方向是現(xiàn)實(shí)世界向虛擬世界的融入——通過移動(dòng)通信、嵌入式等技術(shù)使得現(xiàn)實(shí)世界中處處可以產(chǎn)生數(shù)字信息,接入通信網(wǎng)絡(luò),進(jìn)入虛擬世界,完成信息的產(chǎn)生、存儲(chǔ)、復(fù)制、共享等,使得虛擬數(shù)字世界無處無時(shí)不在,我們可以稱之為“數(shù)字世界泛在化”;第二個(gè)方向是虛擬世界向現(xiàn)實(shí)世界的融入——包括通過傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID等技術(shù)使得現(xiàn)實(shí)物理世界中的物體能夠可感知、可識(shí)別、可控制,從而形成對(duì)物理世界的自動(dòng)識(shí)別、控制
5、、監(jiān)控、管理等,為人類創(chuàng)造一個(gè)智能的環(huán)境,我們稱之為“物理世界智能化”。在“數(shù)字世界泛在化”和“物理世界智能化”的融合過程中,物聯(lián)網(wǎng)被賦予多個(gè)維度的內(nèi)涵,具有多重含義。為了全面了解物聯(lián)網(wǎng),我們從領(lǐng)域(橫向)和層次(縱向)兩個(gè)維度來探討物聯(lián)網(wǎng)的概念和定義。從領(lǐng)域的維度物聯(lián)網(wǎng)覆蓋了信息技術(shù)和通信技術(shù)的眾多領(lǐng)域——包括RFID、傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、嵌入式、移動(dòng)通信等,每個(gè)領(lǐng)域都能夠從領(lǐng)域自身的視角給出物聯(lián)網(wǎng)的定義。例如對(duì)RFID領(lǐng)域來說,每一個(gè)物品上都貼電子標(biāo)簽,通過后臺(tái)信息系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)借助于互聯(lián)網(wǎng),所有物品都能互相聯(lián)系起來的網(wǎng)絡(luò)就稱為物聯(lián)網(wǎng)。對(duì)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域來說,物聯(lián)網(wǎng)就是互聯(lián)
6、網(wǎng)的延伸,就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域來說,物聯(lián)網(wǎng)就是一個(gè)廣域的傳感網(wǎng)業(yè)務(wù)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò):把感知網(wǎng)絡(luò)和傳輸網(wǎng)絡(luò)獲取的信息進(jìn)行分析和處理作出正確控制和決策,實(shí)現(xiàn)智能化管理應(yīng)用和服務(wù)。感知網(wǎng)絡(luò):利用RFID、攝像頭、傳感器、GPS等識(shí)別物體、采集信息傳輸網(wǎng)絡(luò):利用移動(dòng)通信系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)將感知層獲取信息進(jìn)行處理傳遞從層次的維度通過物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)等相似概念的辨析進(jìn)一步明晰物聯(lián)網(wǎng)的基本特征1.物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)——傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的組成部分傳感網(wǎng)指由隨機(jī)分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的微小節(jié)點(diǎn),通過自組織方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。一般指無線傳感網(wǎng)WSN。W
7、SN可以使人們?cè)谌魏螘r(shí)間、地點(diǎn)和任何環(huán)境條件下,獲取大量翔實(shí)可靠的物理世界的信息。這種具有智能獲取、傳輸和處理信息功能的無線傳感器網(wǎng),可以廣泛應(yīng)用于軍事、科研、環(huán)境、交通、醫(yī)療、制造、抗災(zāi)、家居等領(lǐng)域。傳感網(wǎng)的概念缺乏了人、物之間的相聯(lián)、溝通與互動(dòng),而且傳感網(wǎng)主要采用“傳感器+近距離無線通信”方式,不包含基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)即互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)如果僅僅作為傳感網(wǎng),物在聯(lián)網(wǎng)之后,只需服從控制中心的指令,而各系統(tǒng)的控制中心則是互相分離的;如果作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸,則可以將所有聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)與節(jié)點(diǎn)有機(jī)地連成一個(gè)整體,起到互相協(xié)同的作用。2.物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)——物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸物聯(lián)網(wǎng)不是互聯(lián)