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预备知识
物联网介绍

一、物联网基本概念

1.物联网发展简史

1995年,比尔盖茨在《未来之路》一书中首次提出物联网的理念。

1999年,美国MIT(麻省理工学院)首先提出“物联网”的概念。

2005年,ITU发布关于“物联网”的专题报告,此后产生了“机器通信”“泛在计算”“感知网络”等新名词。

2008年IBM提出了“智慧地球”的概念,对物联网发展起到了重要的推动作用。

2009年“智慧地球”理念被奥巴马政府采纳,上升为美国国家战路。

2009年,在经过将近4年的研究与准备后,欧盟发布了“物联网-欧洲行动计划”。

2009年,我国掀起了物联网发展的热潮。

2009年,国务院批准无锡建设国家传感网创新示范区(感知中国中心)。

2010年,上海、杭州、广州、北京、深圳、重庆等地出台物联网产业发展规划,纷纷成立物联网产业联盟,积极开展物联网应用示范项目。

2010年,谷歌提出智慧驾驶成为车联网的里程碑。

2014年,各种联盟和机构探索物联网架构和标准。

2015年,穿戴设备和智慧家庭设备在部分区域开始规模销售。

2016年,公共事业、智慧城市、智慧家庭等物联网业务已得到广泛应用。

2.物联网定义

物联网(英文为Internet of Things,缩写为IoT)起源于传媒领域,是信息科技产业的第三次革命。物联网是指通过信息传感设备,按约定的协议,将任何物体与网络相连接,物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。

较为公认的物联网的定义是:通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。在2005年国际电信联盟(ITU)发布的同名报告中,物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是基于RFID技术的物联网。

3.物联网特征

与传统的互联网相比,物联网有其鲜明的特征。

(1)全面感知

“感知”是物联网的基础。

物联网主要利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。

(2)可靠传递

数据传递的稳定性和可靠性是保证物与物相连的关键。

物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议。

(3)智能处理

利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。

4.物联网应用

如今,物联网已经渗透到人类生活的方方面面,在人类社会中的应用也多种多样。物联网用途广泛,遍及交通、电力、农业、城市管理、安全、环保、企业、家居等多个领域,如图0-1所示。

图0-1 物 联网应用领域

二、物联网架构

一般典型的物联网体系架构由三部分组成,感知层、网络层和应用层,如图1-10所示。

图0-2 物 联网体系结构图

(1)感知层

感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制,并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。

感知层关键技术主要包括RFID技术、条形码、传感器技术、无线传感器网络技术、产品电子代码EPC。

(2)网络层

网络层主要实现信息的传递、路由和控制,包括延伸网、接入网和核心网,网络层可依托公众电信网,也可以依托行业专用通信网络。

网络层关键技术主要包括ZigBee、Wi-Fi无线网络、GPS技术、NB-IoT、LoRa等。感知层的数据通过IoT网关连接传输网络实现数据传输。

(3)应用层

应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用,应用基础设施/中间件为互联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口,以此实现物联网在众多领域的各种应用。

应用层关键技术主要包括云计算技术、软件和算法、信息和隐私安全技术、标识和解析技术等。主要解决数据如何存储、检索、使用、业务规划、安全、维护等问题,实现数据呈现及客户交互。

本书围绕华为物联网IoT全栈解决方案,依托浙江华为实验硬件进行项目展开。

图0-3 华 为物联网IoT全栈解决方案

依据物联网体系结构,华为提出“1+2+1”物联网解决方案:

1个开源的物联网操作系统Liteos,这是一款适用物联网智能终端运行的操作系统,具有对硬件资源(RAM及Flash)要求低、低功耗、安全及能灵活应用的特点。

2种网络接入方式,一种是家庭网关、企业智能网关的接入形式,融合ICT、IOT的网关设备,具有多种协议接入能力和软件定义的融合ICT能力;一种是对于LTE/5G接入方式,可以通过LTE/5G网络将数据传到物联网平台。

1个统一的物联网平台,包含云数据中心、设备管理和运营管理等。 MH7dBGC6G6c+iXX5GMsAX913uudSL8tfcVCEzMV3bm0n2hGc4TdA2cSs3KKD98On

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