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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標準，在計算機互聯(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)造了一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng)。,1.2 物聯(lián)網(wǎng)定義,目前較為公認的物聯(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，進行信息交換和通信，以實現(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識后，利用識別、通信和計算等技術(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，進行更為復(fù)雜的信息交換和通信。,一般認為,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，將物體的信息實時準確地傳遞給用戶。,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)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制。,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：計算機科學(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體連接到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。 網(wǎng)絡(luò)層主要實現(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)，可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，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簽，實現(xiàn)高效靈活的管理。,RFID基本上是由3部分組成: 1）標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象； 2）閱讀器(Reader)或讀寫器：讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設(shè)備, 可設(shè)計為手持式或固定式; 3）天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。,2.3.1 RFID技術(shù),RFID標簽打印機,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 標簽進入磁場后，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，無源標簽或被動標簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag，有源標簽或主動標簽)；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關(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算機中。,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，用以表達一組信息的圖形標識符。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)點是信息容量大，譯碼可靠性高，糾錯能力強，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)點是在傳感器基礎(chǔ)上增加了協(xié)同、計算、通信功能構(gòu)成了具有感知能力、計算能力和通信能力的傳感器節(jié)點。智能化是傳感器的重要特點，嵌入式智能技術(shù)是實現(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等特點受到廣泛重視,是關(guān)系國民經(jīng)濟發(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)）是在計算機互聯(lián)網(wǎng)和射頻技術(shù)RFID的基礎(chǔ)上，利用全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)編碼技術(shù)給每一個實體對象一個唯一的代碼，構(gòu)造了一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(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編碼標準 （2） EPC 標簽 （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） 實體標記語言（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、多個路由器和多個終端設(shè)備節(jié)點組成。,,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）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標準的無線網(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)標準，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、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進行無線信息交換。 藍牙技術(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)實時進行定位、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,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)范和完善的標準,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,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,藍牙,節(jié)點成本,缺點,優(yōu)點,主要應(yīng)用,主要技術(shù),,,,,,無線傳輸技術(shù),*zigbee實際的售價在100元以上,1.云計算技術(shù) 2.軟件和算法 3.信息和隱私安全技術(shù) 4.標識和解析技術(shù),2.5 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù),云計算具有彈性收縮、快速部署、資源抽象和按用量收費的特性，按照云計算的服務(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 云計算技術(shù),2.5.1 云計算技術(shù),云計算涉及的關(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)、測試及運行技術(shù)和大規(guī)模分布式應(yīng)用運行環(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)，重點包括各種物聯(lián)網(wǎng)計算系統(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，并通過標準化的接口和調(diào)用方式聯(lián)系起來，實現(xiàn)快速可重用的系統(tǒng)開發(fā)和部署。 中間件是一種獨立的系統(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、隱私保護技術(shù)、安全管理機制和保證措施等。 為實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)廣泛部署的“智能物體“的管理，需要進行網(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),是對物理實體、通信實體和應(yīng)用實體賦予的或其本身固有的一個或一組屬性，并能實現(xiàn)正確解析的技術(shù)。 物聯(lián)網(wǎng)的標示主要包括物體標示和通信標示，物聯(lián)網(wǎng)標識和解析技術(shù)涉及不同的標識體系、不同體系的互操作、全球解析或區(qū)域解析、標識管理等。,2.5.4 標識和解析技術(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 政府工作 公共安全 智能家居 智能消防 工業(yè)監(jiān)測 精準農(nóng)業(yè) 智能交通 老人護理 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系統(tǒng)（ETC ）、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療的醫(yī)療監(jiān)護、智慧城市、環(huán)境保護、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，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)機組、水庫、新能源風(fēng)電機組等布置傳感監(jiān)測點；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)護應(yīng)用中，醫(yī)療監(jiān)護人身上可以安裝不同的傳感器，對人的健康參數(shù)進行監(jiān)控，并且實時傳送到相關(guān)的醫(yī)療保健中心，如果有異常，保健中心通過手機，提醒您去醫(yī)院檢查身體，達到實時監(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，實現(xiàn)圖像敏感性智能分析并與110、119、112等交互，實現(xiàn)探頭與探頭之間、探頭與人、探頭與報警系統(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)點隨時監(jiān)控林區(qū)內(nèi)部火險情況，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)點自動組織起來構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò)，通過各種傳感器實時采集農(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)民也可以通過手機或者電腦遠程控制設(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包括機器與機器之間的通信(Machine-to-Machine)、機器與人之間的通信(Machine-to-Man )、人與機器之間的通信(Man-to-Machine)。狹義上M2M是機器與機器之間的通信(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： 1）M2M表達的是多種不同類型通信技術(shù)的有機結(jié)合,包括機器之間通信、機器控制通信、人機交互通信以及移動互聯(lián)通信。 2）M2M讓機器、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、光照強度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。系統(tǒng)平臺負責(zé)接收無線傳感匯聚節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲、顯示和數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)所有基地測試點信息的獲取、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)進行自動灌溉、自動降溫、自動進行液體肥料施肥、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—專家遠程指導(dǎo)種植,傳感器實時監(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,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,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)分析積溫數(shù)據(jù),比對作物生長模型得出成熟度預(yù)報,,,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)，達到及時、節(jié)水、省工的效果。,大棚內(nèi)傳感器采集土壤水分數(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)過程中的實際植物生長環(huán)境的實際數(shù)據(jù)記下來，并通過植物生長模型對植物生長環(huán)境的全程進行專業(yè)評價，并把真實狀況向消費者透明披露的一種“農(nóng)產(chǎn)品全程履歷”。 綠色履歷把農(nóng)產(chǎn)品真實的管理狀況透明地暴露在消費者面前，讓消費者真實地看到，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,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)，實現(xiàn)一種從生產(chǎn)農(nóng)場到消費者家庭餐桌，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)展為加快實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)智慧化提供了前所未有的機遇，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)和標準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。可以預(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！,