1.1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢
物聯(lián)網(wǎng)歷史演變
1999年，MIT的Auto-ID中心首先提出"Internet of Things"：依托射頻識別（R-FID）技術(shù)的物流網(wǎng)絡(luò)
2005年，國際電信聯(lián)盟發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，指出無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來臨。
- 物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍發(fā)生了重大變化
- 分析了市場前景和影響市場發(fā)展的因素
- 思考了阻止物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和推廣的多方面障礙
- 討論了物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家不同的戰(zhàn)略需求
- 展望了物聯(lián)網(wǎng)的美好前景與未來人類社會(huì)的物聯(lián)新生態(tài)系統(tǒng)
2009，IBM提出“智慧地球"概念，“物聯(lián)網(wǎng)的概念在全球范圍內(nèi)迅速被認(rèn)可
當(dāng)年美國振興經(jīng)濟(jì)的兩大重點(diǎn)：物聯(lián)網(wǎng)、新能源產(chǎn)業(yè)
2009年，溫家寶總理提出“感知中國”戰(zhàn)略構(gòu)想，物聯(lián)網(wǎng)概念深入人心
2016年，國家“十三五”規(guī)劃綱要明確提出“發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)開環(huán)應(yīng)用”
NB-loT的主要標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，意味著NB-loT可以開始大規(guī)模的推廣應(yīng)用
2017，工業(yè)和信息化部發(fā)布《關(guān)于全面推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)（NB-loT）建設(shè)發(fā)展的通知》：建設(shè)廣覆蓋、大連接、低功耗移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)（NB-loT）基礎(chǔ)設(shè)施、發(fā)展基于NB-loT技術(shù)的應(yīng)用。
國家發(fā)布《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》：以先導(dǎo)性應(yīng)用為引領(lǐng)，組織開展創(chuàng)新應(yīng)用示范，逐漸探索工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施路徑和應(yīng)用模式
2018年，中國印發(fā)：《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）》
2018年阿里巴巴云棲大會(huì)
阿里巴巴將全面進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，loT是阿里巴巴集團(tuán)繼電商、金融、物流、云計(jì)算后新的主賽道
阿里云loT的定位是物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的搭建者，阿里云計(jì)劃在未來5年內(nèi)連接100億臺(tái)設(shè)備
2019年，國家電網(wǎng)建設(shè)“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)"，加快推進(jìn)“三型兩網(wǎng)、世界一流”戰(zhàn)略落地實(shí)施
到2024年全面建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)
新浪潮背后的推手
低功耗廣域物聯(lián)技術(shù)（LPWA）
- NB-loT技術(shù)
- Lora技術(shù)行業(yè)應(yīng)用
- 工業(yè)領(lǐng)域
- 電力系統(tǒng)領(lǐng)域
1.2 物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵與體系架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)的核心內(nèi)涵
由物主動(dòng)發(fā)起傳送、物物相連的互聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵
萬物互聯(lián)開啟智能+時(shí)代
智慧物流、安全、能源、公共事業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)、智能制造 等
開啟人物相連的新時(shí)代
智能可穿戴、移動(dòng)醫(yī)療 等
物聯(lián)網(wǎng)的四個(gè)要素
感：多感知器協(xié)同感知物理世界狀態(tài)
聯(lián)：連接信息世界與物理世界的各種對象，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，支持協(xié)同感知和協(xié)同控制
知：通過感知數(shù)據(jù)的認(rèn)知計(jì)算和推理，正確、挨家深入認(rèn)知物理世界
控：根據(jù)認(rèn)知結(jié)果，確定控制策略，發(fā)送控制指令，指揮各執(zhí)行器協(xié)同控制物理世界
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)
1.3 物聯(lián)網(wǎng)通訊與組網(wǎng)
整體概況
RFID射頻識別技術(shù)
射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號及其空間耦合（電感或電磁耦合）的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對靜止或移動(dòng)物品的自動(dòng)識別。射頻識別常稱為感應(yīng)式電子芯片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼等
一個(gè)簡單的RFID系統(tǒng)由閱讀器（Reader）、和電子標(biāo)簽（Tag）組成，其原理是由讀寫器發(fā)射特定頻率的無線電波能量給應(yīng)答器，用以驅(qū)動(dòng)應(yīng)答器電路，讀取應(yīng)答器內(nèi)部的ID碼。應(yīng)答器的形式有卡、紐扣、標(biāo)簽等多種類型，可以貼在或安裝在不同物品上，再由讀寫器讀取存儲(chǔ)于標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對物體的自動(dòng)識別
特點(diǎn)
- 數(shù)據(jù)的讀寫功能：只要通過RFID讀寫器即可直接讀取卡內(nèi)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫，也可以將處理的數(shù)據(jù)狀態(tài)寫入電子標(biāo)簽
- 電子標(biāo)簽的小型化和多樣化：RFID在讀取上并不受尺寸大小與形狀的限制，RFID電子標(biāo)簽可向小型化發(fā)展
- 耐環(huán)境性：RFID對水、油和藥品等物質(zhì)具有較強(qiáng)的抗污性，可以在黑暗或贓污的環(huán)境之中讀取數(shù)據(jù)。
- 穿透強(qiáng)：RFID即使被紙張、木材和塑料等非金屬、非透明材質(zhì)包覆，也可以進(jìn)行穿透性通信，但不能穿過金屬物體
- 系統(tǒng)安全性：由于RFID承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù)，使其內(nèi)容不易被偽造及變造
局限性
- RFID的局限性：只能讀固定的一個(gè)ID信息，不能實(shí)時(shí)的感知一些環(huán)境變量
藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)牙（Bluetooth）是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的短距離無線連接為基礎(chǔ)，可為固定的或移動(dòng)的終端設(shè)備（如掌上電腦、筆記本電腦和手機(jī)等）提供廉價(jià)的接入服務(wù)。它可以為固定設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的近距無線接口，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間近距離范圍內(nèi)相互通信或操作
藍(lán)牙由藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth Special Interest Group，簡稱SIG）管理，SIG在全球擁有超過25000家成員公司，它們分布在電信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和消費(fèi)電子等多重領(lǐng)域
5.0 Bluetooth
- 傳輸速度將是4.2LE版本的2倍，速度上限24Mbps
- 藍(lán)牙5.0支持室內(nèi)定位導(dǎo)航功能，可以作為室內(nèi)導(dǎo)航信標(biāo)或類似定位設(shè)備使用，結(jié)合wifi可以實(shí)現(xiàn)精度小于1米的室內(nèi)定位
- 藍(lán)牙5.0針對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了很多底層優(yōu)化，力求以更低的功耗和更高的性能為智能家居服務(wù)
WiFi技術(shù)
Wi-Fi技術(shù)與藍(lán)牙技術(shù)一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)。該技術(shù)使用的無需申請的ISM無線頻段
與藍(lán)牙相比WiF主要的優(yōu)勢
- 數(shù)據(jù)速率比藍(lán)牙要快
- 傳輸距離比目前市面
- 上已有的這個(gè)藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)的距離要遠(yuǎn)
WiFi跟藍(lán)牙相比的一個(gè)弱點(diǎn)
- 功耗高
ZigBee技術(shù)
ZigBee可以說是藍(lán)牙的同族兄弟，與藍(lán)牙相比，ZigBee更簡單、速率更慢、功率及費(fèi)用也更低。它的基本速率是250kbps，當(dāng)降低到28kbps時(shí)，傳輸范圍可擴(kuò)大到134m，并獲得更高的可靠性。另外，它可與254個(gè)節(jié)點(diǎn)連網(wǎng)?？梢员人{(lán)牙更好地支持游戲、消費(fèi)電子、儀器和家庭自動(dòng)化應(yīng)用。此外，人們期望能在工業(yè)控制、傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭監(jiān)控、安全系統(tǒng)和玩具等領(lǐng)域擴(kuò)展ZigBee的應(yīng)用
1.4 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的趨勢和挑戰(zhàn)
物聯(lián)網(wǎng)主干架構(gòu)的普及
NB-iot、Lora
云服務(wù)器廣泛使用
物聯(lián)OS功能豐富化
平臺(tái)綜合能力提升
互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)的挑戰(zhàn)：終端碎片化
- 傳感器類型與接口的多樣化
- 通信網(wǎng)絡(luò)接入類型的多樣化
- 平臺(tái)管理終端應(yīng)用的多樣化
碎片化解決模型
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)不容小覷
- 解決碎片化問題
- 通過設(shè)備認(rèn)證、服務(wù)認(rèn)證、安全加密算法等技術(shù)手段，為物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備帶來安全保障
- 通過提供完善的操作系統(tǒng)組件和通用的開發(fā)環(huán)境，降低應(yīng)用開發(fā)的成本和時(shí)間
- 通過提供多種通訊協(xié)議連接管理平臺(tái)的能力，為物聯(lián)網(wǎng)終端統(tǒng)一管理提供技術(shù)支撐
- 通過建立產(chǎn)業(yè)上下游連接，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用形成積極健康的行業(yè)生態(tài)
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)Alios Things
阿里物聯(lián)網(wǎng)套件
物聯(lián)網(wǎng)套件是專門為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的開發(fā)人員推出的設(shè)備管理平臺(tái)，幫助搭建安全且性能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)通道，方便終端和云端雙向通信，支撐億級設(shè)備長連接，百萬消息并發(fā)
云端融合開發(fā)模式
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展新特征
1.5 新型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示例
物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用：NB-iot充電樁物聯(lián)改造
聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用：NB-iot龍井溯源
“西湖龍井”農(nóng)產(chǎn)品溯源項(xiàng)目，物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈解決方案
聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用：物聯(lián)網(wǎng)水表與云平臺(tái)
物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用：LoRa智慧園區(qū)
- 智慧停車：車位狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測；信息透明，杜絕城市停車管理混亂
- 智能井蓋：實(shí)時(shí)監(jiān)控城市井蓋位置信息對于井蓋異常丟失、異常開啟、破損等狀態(tài)信息實(shí)時(shí)傳輸用于數(shù)據(jù)分析和預(yù)警
- 路燈監(jiān)測：遠(yuǎn)距離路燈控制、故障、線路監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)照明，節(jié)能管理
物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用：LoRa智能工業(yè)
工廠機(jī)器的運(yùn)行需要實(shí)時(shí)的監(jiān)控，不僅可以保證生產(chǎn)效率而且通過遠(yuǎn)程監(jiān)控可以提高人工效率。在工廠的自動(dòng)化制造和生產(chǎn)中，有許多不同類型的傳感器和設(shè)備。一些場景需要低成本的傳感器配以低功耗和長壽命的電池來追蹤設(shè)備、監(jiān)控狀態(tài)
物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用：LoRa智慧農(nóng)業(yè)
對農(nóng)業(yè)來說，低功耗低成本的傳感器是迫切需要的。溫濕度、二氧化碳、鹽堿度等傳感器的應(yīng)用對于農(nóng)業(yè)提高產(chǎn)量、減少水資源的消耗等有重要的意義，這些傳感器需要定期地上傳數(shù)據(jù)，而且很多偏遠(yuǎn)的農(nóng)場或者耕地并沒有覆蓋蜂窩網(wǎng)絡(luò)，更不用說4G/LTE7，而LoRat分適用于這樣的場景
