模塊九 物聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)和信息化精品系列教材信息技術(shù)（拓展模塊）物聯(lián)網(wǎng)模塊九目錄認識物聯(lián)網(wǎng)了解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，社會生活已經(jīng)處于一個“人物互聯(lián)、物物互聯(lián)”的智慧網(wǎng)絡(luò)中，手機能夠購物、結(jié)算和控制各種電器，共享單車、共享汽車、無人超市相繼出現(xiàn)……那什么是物聯(lián)網(wǎng)？物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在哪些地方？物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢怎樣？下面將介紹物聯(lián)網(wǎng)的概念、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域，以及物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢等知識，幫助讀者了解物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)理論。任務(wù)描述任務(wù)描述認識物聯(lián)網(wǎng)任務(wù)一相關(guān)知識（一）物聯(lián)網(wǎng)的概念（二）物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域（三）物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢相關(guān)知識認識物聯(lián)網(wǎng)任務(wù)一（一）物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息的承載體，是讓所有能行使獨立功能的普通物品實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和核心仍然是互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)衍生和擴展的網(wǎng)絡(luò)信息交換的用戶端衍生和擴展到物品與物品之間，即“物物互聯(lián)”（一）物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)以射頻識別技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、云計算技術(shù)和傳感器技術(shù)為核心技術(shù)，主要具有以下4個特征。1324

可靠傳輸智能分析處理嵌入式的靈敏服務(wù)主動全面感知（二）物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域我國已經(jīng)成為全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最活躍的地區(qū)之一，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到物流、交通、安防、醫(yī)療、建筑、能源環(huán)保、家居、零售等多個領(lǐng)域。智慧物流智能交通智能安防智能醫(yī)療智能零售智能家居智慧能源環(huán)保智慧建筑（三）物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，過程呈現(xiàn)遞進的趨勢，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)越來越成熟。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用范圍的不斷擴大，物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過程中將會創(chuàng)造出更多新的技術(shù)平臺。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的形成依舊處于初級階段，主要是因為缺少一個完整的技術(shù)標準體系。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)創(chuàng)造了將技術(shù)和人的行為結(jié)合在一起這一商業(yè)模式，未來物聯(lián)網(wǎng)將創(chuàng)造出更多新的商業(yè)模式。未來5G技術(shù)的功能會變得更加強大，并在發(fā)展的過程中運用新興的概念來引導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在很大的程度上能夠提高物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用價值。任務(wù)實踐（1）查看表中內(nèi)容，搜索物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容，并將其填寫到表中。應(yīng)用場景商業(yè)模式應(yīng)用案例認識物聯(lián)網(wǎng)任務(wù)一任務(wù)實踐（2）查看表中內(nèi)容，搜索物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的技術(shù)趨勢的相關(guān)內(nèi)容，并填寫下表。趨勢主要內(nèi)容應(yīng)用案例人工智能許多廠商正重金投資人工智能技術(shù)，除各種人工智能技術(shù)并存外，新的服務(wù)及相關(guān)投資也在不斷產(chǎn)生智能烹飪機器人進行菜品烹制傳感器創(chuàng)新硅芯片創(chuàng)新全新物聯(lián)網(wǎng)使用者體驗認識物聯(lián)網(wǎng)任務(wù)一目錄認識物聯(lián)網(wǎng)了解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三在進行系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計時，容易因角度的不同而產(chǎn)生不同的結(jié)果，因此需要一個具有框架支撐作用的特有的體系架構(gòu)。另外，隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的不斷發(fā)展，各種新技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)將逐漸融入物聯(lián)網(wǎng)體系，科學、合理的體系架構(gòu)對物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)細節(jié)、應(yīng)用模式和發(fā)展趨勢有著重要影響。下面將根據(jù)我國主流論著和觀點，以物聯(lián)網(wǎng)本身的特征和含義為基礎(chǔ)，介紹物理網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)，然后通過應(yīng)用案例幫助大家理解和拓展物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)內(nèi)容。任務(wù)描述任務(wù)描述了解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)任務(wù)二相關(guān)知識（一）感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層（二）感知層的關(guān)鍵技術(shù)（三）網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)知識了解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)任務(wù)二（四）應(yīng)用層的關(guān)鍵技術(shù)（一）感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層感知層感知層是物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)層面，主要作用是完成信息采集工作并上傳采集到的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的中間層面，起著承上啟下的作用。應(yīng)用層應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的終端層面，主要表現(xiàn)為各種具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目的（二）感知層的關(guān)鍵技術(shù)020103傳感器是獲取信息的主要設(shè)備，以傳感器為核心部件的傳感器技術(shù)是感知層的關(guān)鍵技術(shù)傳感器技術(shù)具有免接觸、成本低、壽命長、多目標自動識別、讀取高速準確和抗干擾能力強等諸多優(yōu)點射頻識別技術(shù)二維碼具有信息容量大、編碼范圍廣和容錯能力強等優(yōu)點，分為堆疊式和矩陣式兩種類型二維碼技術(shù)（三）網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層建立在互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)等現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，所以網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)就是互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，包括遠距離有線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及2G、3G、4G和Wi-Fi等無線通信技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中，感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)是實現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，也可以作為網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)。感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)主要是指物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的搜索、存儲、查詢、分析、理解，以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的技術(shù)。（四）應(yīng)用層的關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層主要為用戶提供豐富多彩的業(yè)務(wù)體驗，需要合理高效地處理從網(wǎng)絡(luò)層傳來的海量數(shù)據(jù)，并從中提取有效信息。01M2M02數(shù)據(jù)挖掘03云計算04中間件05人工智能任務(wù)實踐（1）根據(jù)本任務(wù)所講的知識，在互聯(lián)網(wǎng)上搜索相關(guān)內(nèi)容，分析和繪制物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的體系結(jié)構(gòu)圖。（2）在互聯(lián)網(wǎng)中搜索其他物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，收集其他不同體系結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)信息，對比兩種不同體系結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)的異同。了解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)任務(wù)二目錄認識物聯(lián)網(wǎng)了解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)和人們的生活緊密地聯(lián)系在一起，眾多的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)足以滿足人們?nèi)粘Ｉ钪械亩鄻踊枨?。下面將介紹常見的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，并通過在無線局域網(wǎng)中使用手機連接并控制空氣凈化器的任務(wù)實踐，介紹智能家居這一物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。任務(wù)描述任務(wù)描述物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)任務(wù)三相關(guān)知識物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)就是搭建物聯(lián)網(wǎng)模塊，實現(xiàn)多個領(lǐng)域的智能化應(yīng)用。目前常見的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)包括智能家居、考勤管理、停車管理、生產(chǎn)管理、智能樓宇、公共交通管理、智能小區(qū)管理、倉儲物流管理、智能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、集裝箱管理、遠程醫(yī)療、智能支付、環(huán)境監(jiān)控、路燈智能管理、無人駕駛、智能導(dǎo)航、ETC等。相關(guān)知識物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)任務(wù)三相關(guān)知識物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)任務(wù)三智能家居作為常見的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)之一，就是在家庭局域網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上搭建智能家電、智能影音、中央空調(diào)和安防監(jiān)控等模塊，由這些模塊組合而成的小型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如圖所示。任務(wù)實踐以搭建智能家居的智能家電物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)為例，在無線局域網(wǎng)中使用手機連接并控制空氣凈化器，操作步驟如下。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)任務(wù)三（1）在家中搭建一個小型的無線局域網(wǎng)，其主要設(shè)備為一臺無線路由器，通過配置無線路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)，并設(shè)置無線路由器的登錄密碼。（2）進入控制端的操作界面，連接局域網(wǎng)。這里是使用手機找到無線局域網(wǎng)選項，進入無線局域網(wǎng)設(shè)置界面。先在網(wǎng)絡(luò)列表中選擇已經(jīng)搭建好的無線局域網(wǎng)，輸入設(shè)置好的登錄密碼，再加入該局域網(wǎng)，如圖所示。任務(wù)實踐物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)任務(wù)三（3）在控制端通過網(wǎng)絡(luò)下載并安裝各種智能設(shè)備的管理程序，這