物联网行业发展及应用研究报告.pdf

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1、物联网行业发展及应用研究报告北京理工大学自动化学院2010-10-02物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的新一轮信息技术革命，是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力，是加速推进工业化、信息化融合的催化剂。物联网已经在多个行业显现物联网的雏形。从短期看，在铁路、交通、电力、治安、石化、城市管理等各个领域，物联网已展开布局。从中期看，我国无锡物联网产业基地的产业集聚效应逐渐形成，各地政府也在积极推动。从长期看，政府将有一系列政策推动和行业标准制定，待盈利模式成熟，行业将获得大范围推动。1物

2、联网产业发展背景和现状1.1产业界定与发展意义物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，其主要特征是通过信息传感设备等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、通信网等网络进行信息传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。如图1所示的是物联网的体系架构。图1物联网的体系架构物联网主要由感知层、网络层和应用层组成，其中感知层包括传感器、二维码、RFID、多媒体设备等数据采集和传感器网络等自组织网络系统；网络层包

3、括各种网关和接入网络以及异构网融合、云计算等承载网支撑系统；应用层包括信息管理、业务分析管理、服务管理、目录管理等物联网业务中间件和物联网各项应用子集系统。感知层是实现物联网全面感知的基础，网络层使物联网成为普通服务的基础设施，应用层使物联网实现信息技术与行业的深度融合。发展物联网，是实现技术自主可控，保障国家安全的迫切需要；是促进产业结构调整，推进两化融合的迫切需要；是发展特色新兴产业，带动经济发展的迫切需要；是提升整体创新能力，建设创新型国家的迫切需要。1.2国内外发展现状目前最接近物联网概念的网络

4、是无线传感器网络。现代意义的无线传感器网络研究始于二十世纪九十年代末，其后相关研究工作在各国相继展开。传感器网络的自组织性和容错能力使其不会因为某些节点的损坏而导致整个系统的崩溃，非常适合应用于恶劣的战场环境这一具有重要的军事价值受到了美国军方的高度重视，二十世纪九十年代末开始了这方面的研究，设置了大量相关研究项目。美国自然科学基金委员会NSF2003年制定了无线传感器网络的研究计划，投资3400万美元，支持相关基础理论的研究。在NSF的推动下，美国多家著名大学和科研机构开始了无线传感器网络的基础理论和

5、关键技术的研究，主要致力于能量、计算、通信、存储四大受限的解决。美国自然科学基金委员会NSF2003年制定了无线传感器网络的研究计划，投资3400万美元，支持相关基础理论的研究。在NSF的推动下，美国多家著名大学和科研机构开始了无线传感器网络的基础理论和关键技术的研究，主要致力于能量、计算、通信、存储四大受限的解决。根据研究侧重点的不同，可把传感器网络自20世纪90年代在美国发端以来的发展历程划分为三个阶段，其中第一阶段主要致力于小型化、低功耗、传感器节点开发和研制，出现了大量的传感节点平台和初级的应用

6、示范系统，其中Motes硬件平台及其配套的TinyOS操作系统应用最为广泛。另外，也出现了一些较为优秀的网络协议。其中，最具有代表性的项目是2001年美国加州大学洛杉机分校承担的SmartDust项目。第二阶段主要致力于开展大量针对无线传感器网络通信协议及其支撑技术的细化研究，如网路拓扑控制，MAC协议、路由协议、网络安全、时间同步、定位技术、物理层通信方案、中间件等等，同时，也对无线传感器网络中的信息处理、数据查询、数据融合、部署覆盖等相关问题进行深入的研究。这一阶段的代表有2002~2005年欧盟的

7、自组织和协作有效能量的传感网络，该项目集中研究路由协议和软件，并提出两层体系结构。第三阶段是无线传感器网络更大范围应用于信息社会。2005年国际电信联盟ITU发布物联网研究报告。最有影响的是2008年末美国IBM公司提出的“智慧地球”概念。2008年2月，ITU-T也将原本不属于电信技术范畴的传感器网络纳入下一个信息网络——泛在网络(UbiquitousNetwork)，并初步勾勒出了泛在网络的构架：首先，无所不在是指任何事物都可以通过传感器节点彼此连接，来自真实世界的任何信息都能够连接到全球网络中并被

8、共享；其次，各种传感器技术不仅能够提供事物本身的信息，而且能够探测、存储、处理乃至整合各种与事物相关的位置、环境等信息，从而向全球网络提供各种关联信息；最后，通过构建起一个面向用户的网络，令任何人在任何地方都能够通过该网络获取所需的任何信息。这一阶段无线传感器网络的发展趋势呈现出以低耗自治、异构互联、泛在协同为基本特征的全新形态。泛在传感器网络是物联网的基本组成部分；物联网是泛在网络的雏形实现；泛在网是未来信息网络的终极发展。第三阶段后的传