第9章物联网20150528要点分析.ppt

Internet of Things 物联网(Internet of Things，IoT)即物物相连的网络，有别于已介绍的各种无线网。 物联网包含的技术非常广泛，其内涵和外延甚至不亚于互联网。 未来目标应该是物联网和互联网彼此融合，合作构建智能的生活环境。 Web of Things 由于涉及物体数量非常庞大，如何表现、存储、互联、有哪些信誉好的足球投注网站和组织物体的信息等问题成为技术挑战。 语义技术将扮演重要角色。 按照网站标准把日常事物包括嵌入式设备和计算机设备，都连接到网络中。 对社会生活各方面产生影响 对普通个人，涉及家庭自动化、生活辅助、电子医疗、学习辅导等。 对商业而言，涉及自动化、工业制造、后勤管理、智能交通等。 预测到2025年，日常生活物品如食物袋、家具、文件等都将被连接到物联网。 信息物理系统 Cyber Physical System，CPS。 融合了计算、网络和物理世界，力图将计算与通信能力嵌入到传统物理系统中。 物联网侧重物体间的互联和信息传输，CPS侧重物体的信息控制和信息服务。 物联网架构 物联网中间件 中间件在简化新设备开发和整合传统与新技术中起着关键作用。 多数物联网中间件都遵循面向服务架构(Service Oriented Architecture，SOA)的方法，将复杂系统分解成由相对简单和定义完备的部件组成的系统。 SOA架构的物联网中间件 (1)应用层：位于架构顶部，向用户输出所有系统功能。 (2)服务合成：为构建特定应用提供单一服务功能。该层无设备概念，唯一可见资源即服务。 SOA架构的物联网中间件 (3)服务管理：为每个对象提供期望的主要功能并管理。基本服务集包括对象动态发现、状态监控和服务配置。 (4)对象的抽象：大量异构对象，需特定语言才能使用对象功能，需要抽象层提供公共语言和程序来协调访问不同设备。除非设备在IP网络中提供可发现的Web服务，否则需要包装层提供接口和通信。 SOA架构的物联网中间件 (5)信任、隐私和安全管理：生活中各种实体自动通信会带来安全或隐私隐忧。日常设备、衣服和杂物中使用嵌入式RFID标签，可能造成人们被监视。中间件必须包含对所有交换数据的信任、隐私和安全管理功能。 大多数中间件方案使用SOA，也有另一些不同架构的中间件方案，用于某些特定场景或特定对象。主要是WSN。 RFID技术 RFID可溯至20世纪30年代，1937年，美国海军开发识别系统以区分盟军飞机和敌方飞机，该技术后来成为现代空中交通管制的基础。 20世纪60年代后期和70年代早期，Checkpoint等推出商用RFID系统，用于仓库、图书馆等的物品安全和电子监视。 早期系统称为1比特标签，容易构建、部署和维护。但系统只能检测目标是否在场，没有更大数据容量，不能区分目标物体间差异。 RFID技术的发展 20世纪70年代，制造、运输、仓储等行业逐渐开始应用基于IC的RFID系统，如工业自动化、动物识别、车辆跟踪等。具有可读写存储器、更快速度、更远距离等优点。但系统多为专门设计，无统一标准、功率和频率管理。 20世纪80年代初出现更完善的RFID技术应用，如铁路车辆识别、农场动物和农产品跟踪等。 20世纪90年代，道路电子收费(ETC)系统开始在欧美等国得到应用。 RFID技术的发展 最近10余年里，沃尔玛、麦德龙以及一些政府机构，都开始大力推进RFID应用。 标准化方面出现了多个全球性RFID标准和技术联盟，如EPCglobal、AIM Global、ISO/IEC、UID、IP-X等，在标签、频率、数据标准、传输和接口协议、网络运营管理、行业应用等方面试图实现统一。 RFID标签和读写器 RFID标签 存储信息，存储容量从几十到几百K比特，有唯一识别码并被贴在物体上。 尺寸可很小，如日立公司开发的电子标签可小到0.4×0.4×0.15mm。 RFID读写器 是标签的汇聚部分，产生一个信号触发标签传输，当某个RFID读写器定位到一个标签，即该标签在读写器的识别区域内。 识别区是读写器产生的电磁波覆盖的物理区域，该区域中，读写器可为标签提供能量，接受标签信号，并能对标签进行解码。这样，RFID系统可被用来实时监控物体，并不需在视线范围内。 RFID读写器和标签原理结构 RFID标签分类 根据读写方式，分为只读和可读写。 根据工作模式，分为主动和被动。主动标签覆盖范围大，成本高，电池供电。被动标签无电源，接受读写器发射的电磁波来产生能量。 根据工作频率，分低频、中频、高频，低频如124K~135KHz，高频如860M~928MHz。通常系统增益(同一读写器接收信号和发送信号功率之比)很小。标签能在几米范围内正确接收。 根据封装材质，分为纸质、塑料、玻璃等。 WSN技术