物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu).ppt
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物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),目 錄,1. 物聯(lián)網(wǎng)的定義,,2. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,3. 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,目 錄,1. 物聯(lián)網(wǎng)的定義,,2. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,3. 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念,物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為“The Internet of Things”,簡稱IOT。由該名稱可見,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。 從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看,物聯(lián)網(wǎng)就是通過Internet將眾多信息傳感設(shè)備與應(yīng)用系統(tǒng)連接起來并在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)對物品身份進(jìn)行識別的分布式系統(tǒng)。,1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念,物聯(lián)網(wǎng)的概念是由麻省理工學(xué)院Auto-ID研究中心于1999年提出的。當(dāng)時基于互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)、EPC標(biāo)準(zhǔn),在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用射頻識別技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等,構(gòu)造了一個實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)。,1.2 物聯(lián)網(wǎng)定義,目前較為公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)的定義是: 通過射頻識別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、 全球定位系統(tǒng)GPS、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。 當(dāng)每個而不是每種物品能夠被唯一標(biāo)識后,利用識別、通信和計(jì)算等技術(shù),在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上,構(gòu)建的連接各種物品的網(wǎng)絡(luò),就是人們常說的物聯(lián)網(wǎng)。,物聯(lián)網(wǎng)中的“物”的涵義要滿足以下條件才能夠被納入“物聯(lián)網(wǎng)”的范圍: ① 要有相應(yīng)信息的接收器; ② 要有數(shù)據(jù)傳輸通路; ③ 要有一定的存儲功能; ④ 要有CPU;,1.2 物聯(lián)網(wǎng)定義,⑤ 要有操作系統(tǒng); ⑥ 要有專門的應(yīng)用程序; ⑦ 要有數(shù)據(jù)發(fā)送器; ⑧ 遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議; ⑨ 在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識別的唯一編號。,1.2 物聯(lián)網(wǎng)定義,,1.3 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與形成,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展跟互聯(lián)網(wǎng)是分不開的,主要兩個層面的意思: 第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展; 第二,物聯(lián)網(wǎng)是比互聯(lián)網(wǎng)更為龐大的網(wǎng)絡(luò),其網(wǎng)絡(luò)連接延伸到了任何的物品和物品之間,這些物品可以通過各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接在一起,進(jìn)行更為復(fù)雜的信息交換和通信。,一般認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)具有以下的三大特征: 1) 全面感知 利用RFID 、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取和采集物體的信息。 2)可靠傳遞 通過無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,將物體的信息實(shí)時準(zhǔn)確地傳遞給用戶。,1.4 物聯(lián)網(wǎng)的三大特征,3)智能處理 利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘以及模糊識別等人工智能技術(shù),對海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理,對物體實(shí)施智能化的控制。,物聯(lián)網(wǎng)概念模型,1.4 物聯(lián)網(wǎng)的三大特征,目 錄,1. 物聯(lián)網(wǎng)的定義,,2. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,3. 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論,物聯(lián)網(wǎng)是典型的交叉學(xué)科,它所涉及的核心技術(shù)包括IPv6技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、傳感技術(shù)、RFID智能識別技術(shù)、無線通信技術(shù)等。 因此,從技術(shù)角度講,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)主要涉及的專業(yè)有:計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、電子與電氣工程、電子信息與通訊、自動控制、遙感與遙測、精密儀器、電子商務(wù)等等。,歐盟于2009年9月發(fā)布的《歐盟物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》白皮書中列出13類關(guān)鍵技術(shù),包括:標(biāo)識技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)和信號處理技術(shù)、軟件和算法、發(fā)現(xiàn)與搜索引擎技術(shù)、電源和能量儲存技術(shù)等。,2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論,2.2 物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu),2.2 物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu),感知層實(shí)現(xiàn)對物理世界的智能感知識別、信息采集處理和自動控制,并通過通信模塊將物理實(shí)體連接到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。 網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞、路由和控制,包括延伸網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)層可依托公眾電信網(wǎng)和互璇網(wǎng).也可以依托行業(yè)專用通信網(wǎng)絡(luò)。,應(yīng)用層類似于人類社會的“分工”,包括應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件和各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供信息處理、計(jì)算等通用基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施、能力及資源調(diào)用接口,以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在眾多領(lǐng)域的各種應(yīng)用。,2.2 物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu),,2.3 物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù),,1. RFID技術(shù) 2. 條形碼 3. 傳感器技術(shù) 4. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 5. 產(chǎn)品電子代碼EPC,,2.3.1 RFID技術(shù),RFID(Radio Frequency Identification), 即射頻識別,俗稱電子標(biāo)簽。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù),可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個標(biāo)簽,操作快捷方便。通過射頻信號自動識別對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)完成信息的自動采集工作 ,RFID是物聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的一個技術(shù),它為物體貼上電子標(biāo)簽,實(shí)現(xiàn)高效靈活的管理。,RFID基本上是由3部分組成: 1)標(biāo)簽(Tag):由耦合元件及芯片組成,每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼,附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象; 2)閱讀器(Reader)或讀寫器:讀取(有時還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備, 可設(shè)計(jì)為手持式或固定式; 3)天線(Antenna):在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。,2.3.1 RFID技術(shù),RFID標(biāo)簽打印機(jī),2.3.1 RFID技術(shù),感應(yīng)式讀寫器,2.3.1 RFID技術(shù),RFID工作原理 標(biāo)簽進(jìn)入磁場后,接收解讀器發(fā)出的射頻信號,憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag,無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽),或者主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag,有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽);解讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。,2.3.1 RFID技術(shù),條形碼是一種信息的圖形化表示方法,可以把信息制作成條形碼,然后用相應(yīng)的掃描設(shè)備把其中的信息輸入到計(jì)算機(jī)中。,條形碼掃描器,一維條形碼,2.3.2 條形碼,條形碼分為一維條碼和二維條碼,一維條形碼將寬度不等的多個黑條和空白,按一定的編碼規(guī)則排列,用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識符。二維條形碼是在二維空間水平和豎直方向存儲信息的條形碼。它的優(yōu)點(diǎn)是信息容量大,譯碼可靠性高,糾錯能力強(qiáng),制作成本低,保密與防偽性能好。,2.3.2 條形碼,傳感器是指能感知預(yù)定的被測指標(biāo)并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件和裝置,通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成 。 傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。,2.3.3 傳感器技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)中傳感器節(jié)點(diǎn)是在傳感器基礎(chǔ)上增加了協(xié)同、計(jì)算、通信功能構(gòu)成了具有感知能力、計(jì)算能力和通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)。智能化是傳感器的重要特點(diǎn),嵌入式智能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)傳感器智能化的重要手段。,2.3.3 傳感器技術(shù),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN, wireless sensor network)它是集分布式信息采集、信息傳輸和信息處理技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),以其低成本、微型化、低功耗和靈活的組網(wǎng)方式、鋪設(shè)方式以及適合移動目標(biāo)等特點(diǎn)受到廣泛重視,是關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全的重要技術(shù)。,2.3.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò),EPC系統(tǒng)(物聯(lián)網(wǎng))是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)和射頻技術(shù)RFID的基礎(chǔ)上,利用全球統(tǒng)一標(biāo)識系統(tǒng)編碼技術(shù)給每一個實(shí)體對象一個唯一的代碼,構(gòu)造了一個實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)“Internet of things”。,2.3.5 產(chǎn)品電子代碼EPC,EPC 系統(tǒng)主要由如下六方面組成: (1) EPC編碼標(biāo)準(zhǔn) (2) EPC 標(biāo)簽 (3) 識讀器 (4) Savant (神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件) (5) 對象名解析服務(wù)(Object Naming Service:ONS) (6) 實(shí)體標(biāo)記語言(Physical Markup Language PML),2.3.5 產(chǎn)品電子代碼EPC,1. ZigBee 2. WIFI無線網(wǎng)絡(luò) 3. 藍(lán)牙技術(shù) 4. GPS技術(shù),2.4 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù),ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息,也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。 ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要特點(diǎn)是低功耗、低成本、時延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠、安全。主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備。,2.4.1 ZigBee,ZigBee設(shè)備類型,2.4.1 ZigBee,1. ZigBee協(xié)調(diào)器(Coordinator) 2. ZigBee路由器(Router) 3. ZigBee終端設(shè)備(End-device) 一個Zigbee網(wǎng)絡(luò)由一個協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、多個路由器和多個終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)組成。,,2.4.2 WIFI無線網(wǎng)絡(luò),Wi-Fi是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機(jī))等終端以無線方式互相連接的技術(shù)。 WIFI突出優(yōu)勢: 其一,無線電波的覆蓋范圍廣 其二,傳輸速度非常快 其三,廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻比較低,,2.4.2 WIFI無線網(wǎng)絡(luò),Wi-Fi是一個無線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌,由Wi-Fi聯(lián)盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。 802.11是IEEE(電子工程師協(xié)會)最初制定的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中,用戶與用戶終端的無線接入,業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取。,藍(lán)牙,是一種支持設(shè)備短距離通信(一般10m內(nèi))的無線電技術(shù)。能在包括移動電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。 藍(lán)牙技術(shù)優(yōu)勢:穩(wěn)定、全球可用、設(shè)備范圍廣、易于使用、通用規(guī)格。,2.4.3 藍(lán)牙技術(shù),GPS(Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))是利用GPS定位衛(wèi)星,在全球范圍內(nèi)實(shí)時進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)。全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng):美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)、歐洲“伽利略”系統(tǒng)、中國“北斗”系統(tǒng)。,2.4.4 GPS技術(shù),,,30-100美元(模塊),成本相對較高,覆蓋廣、質(zhì)量好,大范圍語音和數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用,無線通信,約20美元,高功耗、協(xié)議開銷大、需要接入點(diǎn),使用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、高速率、組網(wǎng)靈活(前向、后向兼容),Web/Email/Video等相關(guān)應(yīng)用,WiFi(802.11b),50美分左右,缺少安全性規(guī)范和完善的標(biāo)準(zhǔn),可靠、電源和成本優(yōu)勢、組網(wǎng)方便,家庭、樓宇自動化以及監(jiān)控類應(yīng)用,ZigBee,5-50美分,無處理能力,單向,成本低、無功耗,物流、軍事、防偽等多種行業(yè),無源RFID,低于5美元,以移動電話為中心,每網(wǎng)最多8個節(jié)點(diǎn),應(yīng)用較多、成本較低且方便使用,替代有線:遙感勘測、移動電子商務(wù)、數(shù)字電子設(shè)備、工業(yè)控制、智能化建筑、家庭和辦公自動化、電子商務(wù)、無線公文包、軍事,藍(lán)牙,節(jié)點(diǎn)成本,缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),主要應(yīng)用,主要技術(shù),,,,,,無線傳輸技術(shù),*zigbee實(shí)際的售價在100元以上,1.云計(jì)算技術(shù) 2.軟件和算法 3.信息和隱私安全技術(shù) 4.標(biāo)識和解析技術(shù),2.5 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù),云計(jì)算具有彈性收縮、快速部署、資源抽象和按用量收費(fèi)的特性,按照云計(jì)算的服務(wù)類型可以將云分為三層:基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)、平臺即服務(wù)、軟件即服務(wù)。,2.5.1 云計(jì)算技術(shù),2.5.1 云計(jì)算技術(shù),云計(jì)算涉及的關(guān)鍵技術(shù),基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)位于最底層,該層提供的是最基本的計(jì)算和存儲能力,在這其中自動化和虛擬化是核心技術(shù)。 平臺即服務(wù)位于三層服務(wù)的中間,該層涉及兩個關(guān)鍵技術(shù):基于云的軟件開發(fā)、測試及運(yùn)行技術(shù)和大規(guī)模分布式應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境。 軟件即服務(wù)位于最頂層,該層涉及的關(guān)鍵技術(shù):Web2.0中的Mashup、應(yīng)用多租戶技術(shù)、應(yīng)用虛擬化等技術(shù)。,2.5.1 云計(jì)算技術(shù),軟件和算法在物聯(lián)網(wǎng)的信息處理和應(yīng)用集成中發(fā)揮重要作用,是物聯(lián)網(wǎng)智慧性的集中體現(xiàn)。這其中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括面向服務(wù)的體系架構(gòu)(SOA)和中間件技術(shù),重點(diǎn)包括各種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算系統(tǒng)的感知信息處理、交互與優(yōu)化軟件與算法、物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與軟件平臺研發(fā)等。,2.5.2 軟件和算法,,面向服務(wù)的體系架構(gòu)(Service—orientedArchitecture,SOA)是一種松耦合的軟件組件技術(shù),它將應(yīng)用程序的不同功能模塊化,并通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口和調(diào)用方式聯(lián)系起來,實(shí)現(xiàn)快速可重用的系統(tǒng)開發(fā)和部署。 中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序,分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。,2.5.2 軟件和算法,安全和隱私技術(shù)包括安全體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、“智能物體”的廣泛部署對社會生活帶來的安全威脅、隱私保護(hù)技術(shù)、安全管理機(jī)制和保證措施等。 為實(shí)現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)廣泛部署的“智能物體“的管理,需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)功能和適用性分析,開發(fā)適合的管理協(xié)議。,2.5.3 信息和隱私安全技術(shù),是對物理實(shí)體、通信實(shí)體和應(yīng)用實(shí)體賦予的或其本身固有的一個或一組屬性,并能實(shí)現(xiàn)正確解析的技術(shù)。 物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)示主要包括物體標(biāo)示和通信標(biāo)示,物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識和解析技術(shù)涉及不同的標(biāo)識體系、不同體系的互操作、全球解析或區(qū)域解析、標(biāo)識管理等。,2.5.4 標(biāo)識和解析技術(shù),目 錄,1. 物聯(lián)網(wǎng)的定義,,2. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,3. 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,物流管理醫(yī)療管理 交通管理 食品安全 動物識別 圖書管理 煤礦安全 資產(chǎn)管理 票證管理 汽車管理 金融支付 RFID防偽 航空管理 軍事管理,環(huán)境保護(hù) 政府工作 公共安全 智能家居 智能消防 工業(yè)監(jiān)測 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 智能交通 老人護(hù)理 個人健康 人員安全,目前,國外對物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)、應(yīng)用主要集中在美、歐、日、韓等少數(shù)國家,其最初的研發(fā)方向主要是條形碼、RFID等技術(shù)在商業(yè)零售、物流領(lǐng)域應(yīng)用,而隨著RFID、傳感器技術(shù)、近程通信以及計(jì)算技術(shù)等的發(fā)展,近年來其研發(fā)、應(yīng)用開始拓展到環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療、智能基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,目前,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要有智能交通中的電子車牌及電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)(ETC )、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療的醫(yī)療監(jiān)護(hù)、智慧城市、環(huán)境保護(hù)、智能農(nóng)業(yè)等方面。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,電子車牌作為物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用,它是一種新興無線射頻自動識別技術(shù),具有高速識別、防拆、防磁、加密、儲存等特點(diǎn),公安交通管理部門應(yīng)用該技術(shù),能精確、全面地獲取交通信息,規(guī)范車輛使用和駕駛行為,抑制車輛亂占道、亂變道、超速等違法違規(guī)行為,并能有效打擊肇事逃逸、克隆、涉案等違法車輛。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,智能電網(wǎng)在發(fā)電環(huán)節(jié)上對常規(guī)機(jī)組、水庫、新能源風(fēng)電機(jī)組等布置傳感監(jiān)測點(diǎn);在輸電環(huán)節(jié)上堆雷電、線路氣象環(huán)境、線路覆冰、線路在線增容、導(dǎo)地線微風(fēng)振動、導(dǎo)線溫度與弧垂、輸電線路風(fēng)偏、輸電線路圖像與視頻、桿塔傾斜在線監(jiān)測與預(yù)警等方面充分利用傳感技術(shù)。配電環(huán)節(jié)上對配電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、配電網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)管理,以及智能巡檢也充分利用各類傳感和識別技術(shù)。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,在智能醫(yī)療的醫(yī)療監(jiān)護(hù)應(yīng)用中,醫(yī)療監(jiān)護(hù)人身上可以安裝不同的傳感器,對人的健康參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控,并且實(shí)時傳送到相關(guān)的醫(yī)療保健中心,如果有異常,保健中心通過手機(jī),提醒您去醫(yī)院檢查身體,達(dá)到實(shí)時監(jiān)測智能分析自動預(yù)警。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,在智慧城市的平安城市建設(shè)應(yīng)用中,利用部署在大街小巷的全球眼監(jiān)控探頭,實(shí)現(xiàn)圖像敏感性智能分析并與110、119、112等交互,實(shí)現(xiàn)探頭與探頭之間、探頭與人、探頭與報(bào)警系統(tǒng)之間的聯(lián)動,從而構(gòu)建和諧安全的城市生活環(huán)境。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,環(huán)境保護(hù)應(yīng)用中,使用無線傳感技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、生物種群研究、氣象和地理研究、洪水、火災(zāi)檢測。如跟蹤珍稀鳥類、動物和昆蟲棲息,分區(qū)域監(jiān)測水位及相關(guān)水資源與污染信息,鋪設(shè)大量節(jié)點(diǎn)隨時監(jiān)控林區(qū)內(nèi)部火險(xiǎn)情況,生活環(huán)境-水質(zhì)、大氣、電磁輻射、噪聲、降水、土壤地質(zhì)災(zāi)害檢測等。,3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)定義:農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)指的是將各種各樣的傳感器節(jié)點(diǎn)自動組織起來構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò),通過各種傳感器實(shí)時采集農(nóng)田信息并及時反饋給農(nóng)戶,使農(nóng)民足不出戶便可掌握監(jiān)控區(qū)域的農(nóng)田環(huán)境及作物信息,另外,農(nóng)民也可以通過手機(jī)或者電腦遠(yuǎn)程控制設(shè)備,自動控制系統(tǒng)減少了灌溉、作物管理的用工人數(shù),提高了生產(chǎn)效率。,3.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng),農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 與物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的三層體系架構(gòu)對應(yīng),農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也分為三個層次:信息感知層、信息傳輸層、信息應(yīng)用層。,3.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng),3.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng),農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu),1.M2M技術(shù) 廣義上M2M包括機(jī)器與機(jī)器之間的通信(Machine-to-Machine)、機(jī)器與人之間的通信(Machine-to-Man )、人與機(jī)器之間的通信(Man-to-Machine)。狹義上M2M是機(jī)器與機(jī)器之間的通信(Machine-to-Machine)。,3.3 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù),M2M特點(diǎn): 1)M2M表達(dá)的是多種不同類型通信技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,包括機(jī)器之間通信、機(jī)器控制通信、人機(jī)交互通信以及移動互聯(lián)通信。 2)M2M讓機(jī)器、設(shè)備在應(yīng)用處理過程中與后臺信息處理系統(tǒng)建立無線連接、共享信息,并與操作者共享信息。 3)M2M技術(shù)綜合了數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控、GPS等系統(tǒng),能夠使業(yè)務(wù)流程自動化,集成公司的IT設(shè)備和非IT設(shè)備,并創(chuàng)造相關(guān)增值服務(wù)。,3.3 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù),2.WSN WSN (Wireless Sensor Network)指的是無線傳感器網(wǎng)絡(luò),它由部署在監(jiān)測范圍內(nèi)的各種各樣的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),此網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過自組織和多跳的方式形成,依靠無線通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)感知、采集、處理和傳輸。,3.3 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù),從定義可以看出WSN是由三個要素組成,分別為傳感器、感知對象和觀察者。通過傳感器檢測環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照等數(shù)據(jù),并由無線通信網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)傳送給管理人員,管理人員收到信息后便可直接掌握現(xiàn)場狀況,從而進(jìn)行調(diào)控相應(yīng)的配套設(shè)施。,3.3 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù),1.物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)種植管理中的應(yīng)用 根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)獲取的植物生長環(huán)境信息,如監(jiān)測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。系統(tǒng)平臺負(fù)責(zé)接收無線傳感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲、顯示和數(shù)據(jù)管理,實(shí)現(xiàn)所有基地測試點(diǎn)信息的獲取、管理、動態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶,并根據(jù)以上各類信息的反饋對農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行自動灌溉、自動降溫、自動進(jìn)行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。,3.4 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,應(yīng)用舉例—專家遠(yuǎn)程指導(dǎo)種植,傳感器實(shí)時監(jiān)測大棚農(nóng)作物生長條件的環(huán)境關(guān)鍵因子,專家系統(tǒng)進(jìn)行分析,農(nóng)作物生長 模型庫,農(nóng)作物種植 管理規(guī)范,生成指導(dǎo)信息 發(fā)送到用戶手機(jī),例如:環(huán)境監(jiān)測及告警服務(wù),,,,,,應(yīng)用舉例—成熟度預(yù)報(bào),農(nóng)作物的成熟度與生長環(huán)境的溫度、光照等因素息息相關(guān)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)根據(jù)積累的光照時間、積溫等參數(shù)來預(yù)報(bào)農(nóng)作物的成熟日期。,大棚內(nèi)傳感器采集光照、溫度等信息,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)分析積溫?cái)?shù)據(jù),比對作物生長模型得出成熟度預(yù)報(bào),,,應(yīng)用舉例—智能控制,智能滴灌是現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。利用土壤水分傳感器檢測土壤的含水量,物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)平臺分析并控制滴灌系統(tǒng),達(dá)到及時、節(jié)水、省工的效果。,大棚內(nèi)傳感器采集土壤水分?jǐn)?shù)據(jù),農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺對土壤水分監(jiān)測,根據(jù)作物生長模型進(jìn)行智能滴灌控制,,,2.物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)產(chǎn)品全程履歷管理中的應(yīng)用 綠色履歷是把種植企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場和生產(chǎn)過程中的實(shí)際植物生長環(huán)境的實(shí)際數(shù)據(jù)記下來,并通過植物生長模型對植物生長環(huán)境的全程進(jìn)行專業(yè)評價,并把真實(shí)狀況向消費(fèi)者透明披露的一種“農(nóng)產(chǎn)品全程履歷”。 綠色履歷把農(nóng)產(chǎn)品真實(shí)的管理狀況透明地暴露在消費(fèi)者面前,讓消費(fèi)者真實(shí)地看到,他/她或他的家庭每天享受的蔬菜或者水果是在什么樣的環(huán)境下成長起來的。,3.4 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,,基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品全程履歷結(jié)構(gòu)圖,條碼打印機(jī),條碼掃描器,應(yīng)用舉例—農(nóng)超對接質(zhì)量追溯,農(nóng)場茄子直送超市,消費(fèi)者查詢綠色履歷,手工輸入追溯碼,掃描槍讀取茄子追溯碼詳細(xì)信息,3.物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)產(chǎn)品社區(qū)直供中的應(yīng)用 利用物聯(lián)網(wǎng)和智能化技術(shù),實(shí)現(xiàn)一種從生產(chǎn)農(nóng)場到消費(fèi)者家庭餐桌,不經(jīng)過任何中間環(huán)節(jié)的高質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)模式。解決傳統(tǒng)的社區(qū)直供方式中存在的管理和服務(wù)問題,使得社區(qū)直供服務(wù)更為準(zhǔn)確,及時,高效率,安全可控,成本低廉,這樣一種新型的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)模式,被稱為智能化社區(qū)直供。智能化社區(qū)直供可以根據(jù)消費(fèi)者的具體要求做到“透明的個性化”,是社區(qū)直供發(fā)展的高級階段。,3.4 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,,基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品社區(qū)直供流程圖,應(yīng)用舉例—農(nóng)產(chǎn)品智能配送,3.5 前景展望,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為加快實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)智慧化提供了前所未有的機(jī)遇,也必將深刻影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的未來?,F(xiàn)階段我國在運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)來加快智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)具備了一定的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。但是,在智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系等方面仍存在著一些問題,解決這些問題需要政府企業(yè)科研部門及各個行業(yè)的共同努力??梢灶A(yù)見,在不久的將來,物聯(lián)網(wǎng)必將會給農(nóng)業(yè)領(lǐng)域帶來革命性的變化。,,謝謝!,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 聯(lián)網(wǎng) 體系結(jié)構(gòu)
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