桂小林11物聯(lián)技術(shù)導(dǎo)論（第1章緒論-概念與發(fā)展）2024-課程思政版桂小林西安交通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院桂小林1桂小林2第一章緒論

物聯(lián)網(wǎng)的概念與發(fā)展桂小林西安交通大學(xué)桂小林2我們的生活為什么越來(lái)越便利？桂小林3桂小林3下面哪些系統(tǒng)可以理解為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)？上課考勤(刷一卡通?)汽車(chē)進(jìn)小區(qū)自動(dòng)抬杠(刷車(chē)牌?)身份證進(jìn)高鐵站(刷臉/RFID)購(gòu)物掃碼支付(二維碼？）ABCD提交桂小林4多選題2分我們的生活為什么越來(lái)越便利？一卡通上課考勤？身份證刷卡進(jìn)高鐵站？刷支付寶坐公交和地鐵？開(kāi)車(chē)過(guò)門(mén)禁、進(jìn)小區(qū)？手機(jī)拍照？手機(jī)導(dǎo)航？手機(jī)輸入（語(yǔ)音）？（手寫(xiě)）？發(fā)朋友圈？用雨課堂在線授課？我們身邊到處都是物聯(lián)網(wǎng)桂小林5請(qǐng)思考西安交通大學(xué)梧桐苑二樓就餐自動(dòng)結(jié)賬原理桂小林5農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)哪個(gè)國(guó)家是最大的農(nóng)業(yè)國(guó)？哪個(gè)國(guó)家是最大農(nóng)產(chǎn)品出口國(guó)？桂小林6桂小林6農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)傳感器桂小林7桂小林7物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)：將物理世界與信息世界

有機(jī)連接聲光電…模擬信號(hào)高鐵進(jìn)站、小區(qū)門(mén)禁、環(huán)境監(jiān)控…數(shù)字信號(hào)二進(jìn)制…桂小林8桂小林8桂小林91.1物聯(lián)網(wǎng)的起源物聯(lián)網(wǎng)概念的起源可以追溯到1995年，比爾·蓋茨在《未來(lái)之路》一書(shū)中對(duì)信息技術(shù)未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)1《未來(lái)之路》：如果您的孩子需要零花錢(qián)，您可以從電腦錢(qián)包中給他轉(zhuǎn)帳5美元。此外，當(dāng)您駕車(chē)駛過(guò)機(jī)場(chǎng)大門(mén)時(shí)，電腦錢(qián)包將會(huì)與機(jī)場(chǎng)購(gòu)票系統(tǒng)連接，檢驗(yàn)?zāi)欠褓?gòu)買(mǎi)了機(jī)票。2《未來(lái)之路》：音樂(lè)銷(xiāo)售將出現(xiàn)新的模式。那些對(duì)光盤(pán)和磁帶等耗材產(chǎn)品感到頭疼的用戶將不會(huì)再受到磨損的困擾，未來(lái)的音樂(lè)將存儲(chǔ)在一臺(tái)服務(wù)器上，供用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)下載。課程思政：理想是創(chuàng)新的源泉桂小林9桂小林10物聯(lián)網(wǎng)的起源3《未來(lái)之路》：未來(lái)您將可以選擇收看自己喜歡的節(jié)目，而不是被動(dòng)的等著電視臺(tái)播放。4《未來(lái)之路》：一對(duì)鄰居在各自家中收看同一部電視劇，然而在中間插播電視廣告的時(shí)段，兩家電視中卻出現(xiàn)完全不同的節(jié)目。中年夫妻家中的電視廣告節(jié)目是退休理財(cái)服務(wù)廣告，而年輕夫婦的電視中播放的是假期旅行廣告。5《未來(lái)之路》：如果您計(jì)劃購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)冰箱，您將不用再聽(tīng)那些喋喋不休的推銷(xiāo)員嘮叨，因?yàn)殡娮庸姘迳嫌懈鞣N正式和非正式的評(píng)價(jià)信息。課程思政：理想是創(chuàng)新的源泉桂小林10桂小林11物聯(lián)網(wǎng)的起源6《未來(lái)之路》：未來(lái)人們?cè)谟^看電影《飄》時(shí)，可以用自己的面孔替換片中的嘉寶等知名演員，實(shí)實(shí)在在體會(huì)一下當(dāng)明星的感覺(jué)。7《未來(lái)之路》：用戶遺失或遭竊的照相機(jī)將自動(dòng)發(fā)回信息，告訴用戶所處的具體位置，甚至當(dāng)它已經(jīng)身處不同的城市。8《未來(lái)之路》中寫(xiě)道：可以親自進(jìn)入地圖之中，方便的找到每一條街道或每一座建筑?！段磥?lái)之路》，通俗易懂，然而充滿睿智、遠(yuǎn)見(jiàn)。它成為1996年度全球最暢銷(xiāo)書(shū)。書(shū)中涉及的內(nèi)容與我們生活休戚相關(guān)。課程思政：理想是創(chuàng)新的源泉桂小林11比爾.蓋茨之所以能夠成功，你認(rèn)為最主要的原因是什么？學(xué)習(xí)文憑社會(huì)機(jī)遇刻苦耐勞創(chuàng)新意識(shí)ABCD提交桂小林12多選題1分桂小林13物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1998年，MIT提出基于RFID技術(shù)的唯一編號(hào)方案，即產(chǎn)品電子代碼（ElectronicProductCode，EPC），并以EPC為基礎(chǔ)，研究從網(wǎng)絡(luò)上獲取物品信息的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)概念的正式提出是在國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：“TheInternetofThings”》報(bào)告中。桂小林13桂小林14物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2007年，美國(guó)率先在馬薩諸塞州劍橋城打造全球第一個(gè)全城無(wú)線傳感網(wǎng)。2009年1月IBM首席執(zhí)行官彭明盛提出“智慧地球”的概念2009年6月，歐盟委員會(huì)正式提出了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》桂小林14桂小林15物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1999年，中科院就啟動(dòng)了傳感網(wǎng)的研究2009年8月7日，時(shí)任總理在無(wú)錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心視察并發(fā)表重要講話，提出了“感知中國(guó)”的理念2010年，教育部設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)工程本科新專(zhuān)業(yè)。桂小林15桂小林-1616物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)什么？物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)除了數(shù)學(xué)、物理、人文社科等通識(shí)知識(shí)外，依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)本身的特點(diǎn)，將本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系劃分為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)域、專(zhuān)業(yè)核心知識(shí)域、領(lǐng)域應(yīng)用知識(shí)域。本專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)包括：算法與程序設(shè)計(jì)（離散數(shù)學(xué)、算法設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序語(yǔ)言）電路與電子技術(shù)（數(shù)電、模電、電路）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（組成、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、微機(jī)與接口）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)原理、網(wǎng)絡(luò)安全）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、數(shù)據(jù)處理）嵌入式系統(tǒng)（MCU、嵌入式操作系統(tǒng)）物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系專(zhuān)業(yè)的核心知識(shí)最小集：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系（體系、功能、邏輯結(jié)構(gòu)）標(biāo)識(shí)、感知、定位（RFID、條碼、GPS）數(shù)據(jù)傳輸（短距離、無(wú)線、互聯(lián)網(wǎng)）數(shù)據(jù)處理（大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、管理）反饋控制（反饋、智能控制）隱私與信息安全（數(shù)據(jù)安全、隱私安全）項(xiàng)目設(shè)計(jì)（集成、創(chuàng)新、實(shí)踐）桂小林-1717桂小林18物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展脈絡(luò)。。。？18共同點(diǎn):融合各種信息技術(shù)，突破互聯(lián)網(wǎng)的限制，將物體接入信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”在網(wǎng)絡(luò)泛在的基礎(chǔ)上，將信息技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，從而影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活的方方面面未來(lái)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在由信息網(wǎng)絡(luò)向全面感知和智能應(yīng)用兩個(gè)方向拓展、延伸和突破。日本：2009年8月i-Japan戰(zhàn)略中國(guó)：2009年8月感知中國(guó)歐盟：2009年6月物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃美國(guó)：2008年底IBM向美國(guó)政府提出的”智慧的地球”戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)傳感等感知技術(shù)的應(yīng)用，提出建設(shè)智慧型基礎(chǔ)設(shè)施具體而務(wù)實(shí)，強(qiáng)調(diào)RFID的廣泛應(yīng)用，注重信息安全在u-Japan的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)電子政務(wù)和社會(huì)信息服務(wù)應(yīng)用中國(guó)與世界同步桂小林18桂小林19全面感知、可靠傳送、智能處理物聯(lián)網(wǎng)：實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處物聯(lián)網(wǎng)=物理世界與信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接智能交通遠(yuǎn)程醫(yī)療智能家居環(huán)境監(jiān)測(cè)公共安全綠色農(nóng)業(yè)工業(yè)監(jiān)控19物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)信息傳感設(shè)備按照約定的協(xié)議，把任何物品與信息網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。物流管理桂小林19物聯(lián)網(wǎng)：支撐第四次工業(yè)革命人機(jī)物深度融合物體信息融合系統(tǒng)2000CPS系統(tǒng)桂小林20物聯(lián)網(wǎng)：支撐第四次工業(yè)革命物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)開(kāi)創(chuàng)了第四次工業(yè)革命。第四次工業(yè)革命的核心是“人-機(jī)-物”深度融合。門(mén)禁系統(tǒng)人臉識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、車(chē)牌識(shí)別。一卡通：刷卡用餐身份證：刷卡進(jìn)高鐵站微信、支付寶：刷二維碼坐公交和地鐵手機(jī)拍照、手機(jī)導(dǎo)航、手寫(xiě)、發(fā)朋友圈高速ETC?交通測(cè)速?路面攝像頭？智能電飯鍋？智能洗衣機(jī)？智能掃地機(jī)？桂小林21桂小林22物聯(lián)網(wǎng)支撐萬(wàn)物互聯(lián)（中國(guó)）桂小林22物聯(lián)網(wǎng)：支撐中國(guó)制造2025借鑒德國(guó)版工業(yè)4.0計(jì)劃，我國(guó)推出了“中國(guó)制造2025”?！爸袊?guó)制造2025”的基本思路是，借助兩個(gè)IT的結(jié)合（IndustryTechnology&InformationTechnology，工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)），改變中國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀，令中國(guó)到2025年躋身現(xiàn)代工業(yè)強(qiáng)國(guó)之列。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興桂小林23桂小林23物聯(lián)網(wǎng)：支撐中國(guó)制造2025【課程思政】最近幾年，中國(guó)制造取得了輝煌成就。包括：中國(guó)研發(fā)了空中造樓機(jī)，挑戰(zhàn)超高層建筑，世界第一。使用諸多傳感與控制器的空中造樓機(jī)，擁有4000多噸的頂升力，使用它在千米高空進(jìn)行施工作業(yè)毫無(wú)難度。而且它還能在八級(jí)大風(fēng)中平穩(wěn)進(jìn)行施工，四天一層的施工速度更是讓國(guó)內(nèi)外驚艷，這臺(tái)空中造樓機(jī)完美的展現(xiàn)了中國(guó)超高層建筑施工技術(shù)，在全世界領(lǐng)先的地位。桂小林24中國(guó)研發(fā)了全球最牛的穿隧道架橋機(jī)，讓世界震撼。近幾年，中國(guó)高鐵的發(fā)展速度令世人矚目，逢山開(kāi)路、遇水架橋，中國(guó)速度的背后，離不開(kāi)一種獨(dú)一無(wú)二的機(jī)械裝備，穿隧道架橋機(jī)。架橋機(jī)上，前后左右共有上百個(gè)傳感器，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向、防撞、測(cè)速等功能。根據(jù)這些傳感器數(shù)據(jù)，可以判斷架橋機(jī)的運(yùn)行情況，進(jìn)行精準(zhǔn)控制。桂小林25架橋機(jī)視頻物聯(lián)網(wǎng)：支撐中國(guó)制造2025【課程思政】中國(guó)的“挖隧道神器”——隧道掘進(jìn)機(jī)。2015年12月24日，我國(guó)首臺(tái)雙護(hù)盾硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)研制成功，該機(jī)器具有掘進(jìn)速度快、適合較長(zhǎng)隧道施工的特點(diǎn)。每臺(tái)隧道掘進(jìn)機(jī)上包括使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的探測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，如激震系統(tǒng)、接收傳感器、破巖震源傳感器、噪聲傳感器等。桂小林26中國(guó)在如下哪個(gè)時(shí)代與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家同步，并實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)？工業(yè)1.0工業(yè)2.0工業(yè)3.0工業(yè)4.0ABCD提交桂小林27單選題2分物聯(lián)網(wǎng)：促進(jìn)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能快速發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)海量數(shù)據(jù)需要高效存儲(chǔ)（云計(jì)算）數(shù)據(jù)具有4V或5V特征，需要深度分析（大數(shù)據(jù)）通過(guò)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)人機(jī)物高效融合（智能控制）物聯(lián)網(wǎng)

云計(jì)算

大數(shù)據(jù)

人工智能，一脈相承。桂小林28新一代信息技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算大數(shù)據(jù)人工智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)；海量數(shù)據(jù)需要云存儲(chǔ)桂小林29人工智能：人臉識(shí)別桂小林30人工智能：自動(dòng)駕駛桂小林311.2物聯(lián)網(wǎng)的概念早期，物聯(lián)網(wǎng)是指一個(gè)將所有物體連接起來(lái)所組成的物-物相連的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（或系統(tǒng)）。盡管物聯(lián)網(wǎng)從2008年開(kāi)始經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，但物聯(lián)網(wǎng)的確切定義尚未統(tǒng)一。物聯(lián)網(wǎng)一般的英文名稱為“InternetofThings（IoT）”。隨著人機(jī)物融合的深入，物聯(lián)網(wǎng)也稱為“InternetofEverythings（IoE）”。桂小林321.2物聯(lián)網(wǎng)的概念顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)，作為新一代信息技術(shù)，定義還是千差萬(wàn)別的。一個(gè)普遍被大家接受的定義為：物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)使用射頻識(shí)別（RFID）、傳感器、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息采集設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)（或系統(tǒng)）。桂小林33什么是“智能物聯(lián)網(wǎng)”？什么是物聯(lián)網(wǎng)？什么是智能物聯(lián)網(wǎng)？智能物聯(lián)網(wǎng)，有人將其稱為AIoT。AIOT=AI（人工智能）+IoT（物聯(lián)網(wǎng)）？AIOT≥AI（人工智能）+IoT（物聯(lián)網(wǎng)）？AIoT融合AI技術(shù)和IoT技術(shù)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生、收集來(lái)自不同維度的、海量的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)于云端、邊緣端，再通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，以及更高形式的人工智能，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物數(shù)據(jù)化、萬(wàn)物智聯(lián)化。桂小林34物聯(lián)網(wǎng)跟智能物聯(lián)網(wǎng)有何異同？通過(guò)定義可以發(fā)現(xiàn)，兩者沒(méi)明顯、或本質(zhì)區(qū)別。2012年,《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》所描述的物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)際就是包含智能的物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)使用RFID、傳感器、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息采集設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)（或系統(tǒng)）物聯(lián)網(wǎng)的定義，將“檢測(cè)與控制”、“傳輸與通信”、“計(jì)算機(jī)有機(jī)融合在一起”，是典型的3C融合新技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)

物理世界與信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接。桂小林351.3物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征桂小林36桂小林371.3物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征1．全面感知“感知”是物聯(lián)網(wǎng)的核心。桂小林371．全面感知桂小林38桂小林391．全面感知感知是指對(duì)客觀事物的信息直接獲取并進(jìn)行認(rèn)知和理解的過(guò)程。人們對(duì)于信息獲取的需求促使其不斷研發(fā)新的技術(shù)來(lái)獲取感知信息，如傳感器、RFID、定位技術(shù)等。桂小林39桂小林40桂小林40桂小林411.3物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征2．可靠傳遞數(shù)據(jù)傳遞的穩(wěn)定性和可靠性是保證物-物相連的關(guān)