物聯(lián)網技術發(fā)展培訓--中國移動

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物聯(lián)網的技術發(fā)展 中國移動通信有限公司 2010年 10月 1 2 3 4 物聯(lián)網概念及介紹 物聯(lián)網的技術 物聯(lián)網國內外現(xiàn)狀及趨勢 物聯(lián)網應用及發(fā)展趨勢演進 物聯(lián)網的概念：不同的定義 國際電信聯(lián)盟（ 《 005：物聯(lián)網 》 報告指出，“物 聯(lián)網”通信時代 即將來臨：世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙 巾都可以通過因特網主動進行交換。射頻識別技術（ 傳感器技 術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。 物聯(lián)網，英文為： 字面含義是“物物相連的互聯(lián)網”，最初是 由麻省理工學院 1999年提出的，其原始含義是指把 所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理 物聯(lián)網是一個動態(tài)的全球網絡基礎設施，它具有基于標準和互操作通信 協(xié)議的自組織能力，其中物理的和虛擬的 “ 物”具有身份標識、物理屬性 、虛擬的特性和智能的接口，并與信息網絡無縫整合。物聯(lián)網將與媒體 互聯(lián)網、服務互聯(lián)網和企業(yè)互聯(lián)網一道，構成未來互聯(lián)網 美國 “ 智慧地球 ” 概念指出，將感應器嵌入電網、鐵路、公路、 建筑等各種物體中，并且通過現(xiàn)有網絡鏈接，形成 “ 物聯(lián)網” 物聯(lián)網是物理世界與信息網絡無縫連接 人的簡單通信 人借助網絡通信 人與物、物與物的 全面連接，無礙通信 通信網 互聯(lián)網 物聯(lián)網 物聯(lián)網 (of 過裝置在各 類物體上的電子標簽 （ 傳感器、 二維碼采集信息，并 通過通信網絡將物 、物 同工 作，從而給物體賦予 智能。 全面感知、可靠傳送、智能處理 物聯(lián)網 = 物理世界與信息網絡的無縫連接 感知能力 傳感器網絡 +智能芯片 + 條形碼 +感器 + 攝像頭，信息的全面和 透徹感知 應用場景 多種通信技術相結合， 信息的更自由傳送 通信能力 感 知、通信、處理能力 植 入物體，具有全面感知 、可靠傳送、智能處理 特征的連接物理世界的 網絡 定義 聯(lián)網 互聯(lián)網 計算機的網絡 公共服務模式， 信息豐富，應用聚合 物聯(lián)網 物品的網絡 術進步 應用范圍服務擴展 將處理 能力、通信能力 植入 機器，以機器終端智 能交互為核心的、網 絡化 的應用與服務 條形碼 +感器 + 攝像頭，信息的有限 感知 移動通信技術為主 ， 信息的”有限”傳送 垂直行業(yè)應用， 應用規(guī)模有線， 使用成本高； 演進 傳感器的網絡 傳感網 中國移動 信網關 個人及家庭用戶 動通信網絡 務平臺 企業(yè)應用系統(tǒng) +承載網絡 運營支撐系統(tǒng) 應用系統(tǒng) 傳感器 控制器 無線傳感器網絡 2 標準化的重要部分； 無線傳感網是感知客觀世界有效手段； 攝像頭 讀碼器 1 2 3 4 物聯(lián)網概念及介紹 物聯(lián)網的技術 物聯(lián)網國內外現(xiàn)狀及趨勢 物聯(lián)網應用及發(fā)展趨勢演進 當前物聯(lián)網發(fā)展中的主要阻力因素 ? 當前各類應用中從終端設備結構、網絡通信協(xié)議到應用管理平臺等大量基于私有的體系，這些異構的、私 有的、非開放的體系造成信息孤島，阻礙了物聯(lián)網的規(guī)模化發(fā)展 異構的技術體系結構，阻礙了規(guī)模發(fā)展 ? 不同系統(tǒng)之間的不同的數(shù)據格式以及不同的數(shù)據通信語言，使得各個行業(yè)的信息系統(tǒng)之間不能信息互通 ? 信息融合和聚合需要在不同的應用系統(tǒng)之間能夠有統(tǒng)一的數(shù)據交換和存儲格式 ? 異構、復雜的終端的接入、維護、管理使得物聯(lián)網應用開發(fā)適配工作大量重復，效率低下 ? 互不相關應用系統(tǒng)，無法開展一致、高效運營維護工作 ? 主要終端以使用小眾和特定市場為主，制造和設計成本居高不下 ? 不能通過大規(guī)模的標準化的制造和設計，通過規(guī)模效應降低終端成本 20100 中國移動通信 統(tǒng)一的體系架構是物聯(lián)網規(guī)模化 發(fā)展的基礎 接入網與核心網原 則上共用原有系統(tǒng) , 增加物聯(lián)網的能 力 建設專用的物聯(lián)網 業(yè)務管理平臺 統(tǒng)一的通信協(xié)議是物聯(lián)網物物互聯(lián)的必要條件 核心功能 ? 基本功能：端到端機器通信協(xié)議，具備終端管理、業(yè)務安 全等業(yè)務能力 ? 擴展功能：屏蔽了不同行業(yè)之間的差異，通過擴展協(xié)議承 載不同行業(yè)及客戶的應用數(shù)據。 特點及優(yōu)勢 ? 具有 接入方式無關、多重安全機制 、輕量級可擴展報文結構 2010錄控制 狀態(tài)查詢 軟件升級 參數(shù)配置 數(shù)據傳輸 異常告警 連接檢查 遠程控制 11 中國移動通信 統(tǒng)一的業(yè)務管理平臺讓物聯(lián)網的應用開發(fā) 更便捷 終端 數(shù)傳型 車載型 應用 政企應用 家庭應用 關 ?屏蔽移動系統(tǒng)內部各類通信協(xié)議，簡化終端與 應用接入 ?為各類物聯(lián)網應用提供安全可靠的接入通道 ?進行業(yè)務管理，提供計費功能 應用開發(fā) ?提供物聯(lián)網應用開 發(fā)環(huán)境 ?開發(fā)人員調用 完成物聯(lián)網業(yè)務 開發(fā) ?減少通信的開發(fā)和 終端定制工作 ?大大降低開發(fā)難度 、提高開發(fā)效率 終端管理 ?提供電信級終端遠 程管理能力 ?監(jiān)控網絡和終端的 運行狀態(tài)，精確定 位故障原因 ?提供托管服務，無 須用戶自建監(jiān)控系 統(tǒng)，降低使用成本 計量型 ……. 2010人應用 12 中國移動通信 物聯(lián)網業(yè)務管理平臺 20103 中國移動通信 標準化的物聯(lián)網模塊是物聯(lián)網終端 低成本化、廣泛應用的關鍵 物聯(lián)網終端通信能力的載體 通過標準化的物聯(lián)網模塊配以各類傳 感器與外設，并輔以外圍電路即可迅 速構成適用于不同應用的物聯(lián)網終端 物聯(lián)網運營管理平臺 物聯(lián)網業(yè)務網關 物聯(lián)網信息中心 物聯(lián)網應用開發(fā)環(huán)境 物聯(lián)網專用網元設備（ ） 物聯(lián)網標準化終端 14 物聯(lián)網應用平臺 核心網 2M 入網 終端應用 聯(lián)網接入網關 物聯(lián)網終端 /節(jié)點設備 終端應用 聯(lián)網終端 /節(jié)點設備 管 系 統(tǒng) 計 費 系 統(tǒng) 網 絡 層 物聯(lián)網目標體系架構 應 用 層 感 知 層 運營管理平臺 業(yè)務網關 信息中心 業(yè)務網 應用開發(fā)環(huán)境 荷 荷；利于規(guī)劃專用設備的容量 聯(lián) 數(shù)據通道 聯(lián)網 應 務 務 對 內容計費 務應 求與 物 物聯(lián)網業(yè) 用 層 內容計費的要求與 個 個人業(yè)務不同，定制開發(fā) 以 以更符合物聯(lián)網業(yè)務模型，有利 于 于專用設備的容量規(guī)劃 信通道心控制 擴 擴展性好，可采用主被叫 離 離的組網模式減少對信令網的負 戶數(shù)據中心 絡層 物聯(lián)網專網建設方案 營支撐 線 /固定 接入 物聯(lián)網 感知層 大網 行業(yè)網關 定接入 網管系統(tǒng) 物 模式 短信通道 大網 展性好，可采用主被叫 的組網 聯(lián)網 減少對信令網的負 ；利于規(guī)劃專用設備的容量 據 數(shù) 網 通道 業(yè) 對 業(yè) 的要 用 人業(yè)務不同，定制開發(fā) 更符合物聯(lián)網業(yè)務模型，有利 專用設備的容量規(guī)劃 物聯(lián)網業(yè)務 管理平臺 物聯(lián)網專網 物聯(lián)網感知 接入網關 物聯(lián)網終端 大網 感網標識 業(yè)務管理數(shù)據 支持 支持面向物聯(lián)網的用戶數(shù) 固 據模型，可預留對沒有 節(jié)點的 管理 關鍵技術之：物聯(lián)網專用終端開發(fā) 通用智能傳感器 傳感器通 用技術 環(huán)境領域 傳感器 交通行業(yè) 傳感器 傳感器相 關標準 中國移動物聯(lián)網 終端模塊 接口器件 智能 傳感器 外設 物聯(lián)網專用終端 外部輔助電路 高集成度 標準化的軟硬件接口 隱藏網絡細節(jié)協(xié)議 統(tǒng)一遠程配置和管理能力 安全接入能力 感 感知層管理、應用管 理 理、應用層尋址、鑒 無線傳感 權 權、安全、 2海 海量信息存儲、 信 信息安全、信息 共 共享、信息挖掘 與 與聚合 、 、路由轉發(fā)、通信可 統(tǒng) 統(tǒng)一接口、協(xié)議轉換 靠 靠性維護、能力調用 、 、應用層安全、 應用層安全、 業(yè) 業(yè)務開發(fā)、業(yè)務測試 、 、業(yè)務執(zhí)行環(huán)境 務平臺 企業(yè)應用系統(tǒng) 承載網絡 移動通信網絡 運營支撐 系統(tǒng) 應用系統(tǒng) 攝像頭 物聯(lián)網 管理中心 關鍵技術之：物聯(lián)網業(yè)務管理平臺架構 量信息存儲、 息安全、信息 享、信息挖掘 聚合 個人及家庭用戶 知層管理、應用管 、應用層尋址、鑒 、安全、 器網絡 傳感器 一接口、協(xié)議轉換 路由轉發(fā)、通信可 性維護、能力調用 控制器 行 行 務開發(fā)、業(yè)務測試 業(yè)務執(zhí)行環(huán)境 物聯(lián)網網關 物聯(lián)網 信息中心 物聯(lián)網 應用開發(fā)環(huán)境 1 2 3 4 物聯(lián)網概念及介紹 物聯(lián)網的技術 物聯(lián)網國內外現(xiàn)狀及趨勢 物聯(lián)網應用及發(fā)展趨勢演進 物聯(lián)網在美國的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 2007年，美國 《 能源獨立和安全法案 》 提出建設智能電網，實施新能源計 劃。 2009年，美國在總額 7870億美元 《 經濟復蘇和再投資法 》 提出針對 資 800億美元實施寬帶和物聯(lián)網戰(zhàn) 略 2009年，奧巴馬宣布將鋪設或更新 3000英里輸電線路，在未來三年內為 美國家庭安裝 4000萬個智能電表。 美國 極力推動 “物聯(lián)網 ” （ 發(fā)展，并把 這作為今后的一項重要業(yè)務。 科主攻鏈接計量器、轉化器、 數(shù)字化電站、發(fā)電廠之間的網絡系統(tǒng)。 熱力公司之一的 008年 3月在波爾得智能電網建設上投資了 1億美元。 美國重點以智能電網、建筑節(jié)能、公用基礎設施建設等領域推廣開展物聯(lián)網應用 歐盟主要運營商均在積極開展物聯(lián)網業(yè)務 歐盟主要運營商早在 2004年就已經 開始開展基于 目前已經有超過 600萬的終端在基 于 且在繼續(xù)高速 增長 2015- 2020 00萬基 于 沃達豐推出了 汽車 救援報警、服務托管等領域開展物聯(lián)網 業(yè)務 2020后 ? 物體進入全智能化 ? 智能響應行為 ? 物理進入半智能化 2010- ? 標簽、物件可執(zhí)行指令 2015 ? 物體互聯(lián) ? 無所不在的標簽和傳感 器網絡 2010前 歐盟預測的物聯(lián)網發(fā)展四個階段 ? 售和制藥領 域 ? 單個物體間互聯(lián)；低功耗、低成本 專業(yè)物聯(lián)網服務提供商 - 國的物聯(lián)網移動運營商， 2004 年成立， 2009年服務覆蓋全球 67 個國家 提供網絡連接、應用平臺、行業(yè)解決方案、以及測試認證服務 專業(yè)物聯(lián)網服務提供商 – 003 年在倫敦成立，目前服務已經覆蓋了 120 個國家，擁有超過 400 個的 絡與超過 200 個的 絡的使用權 通用的物聯(lián)網 應用平臺 提供工具軟件可以實現(xiàn)對終端的控制 使用 戶 可以自由編輯業(yè)務模塊 防火墻 國際電信運營商 —002年開始推出 目前是提供 務最全面的傳統(tǒng)運營商 術支持包括移動定位系統(tǒng)、 絡、網關服務、數(shù)據安全保 障技術和短信平臺。 提供 務包 括車隊管理、 安全監(jiān)測、自 動抄表、零售 和設備跟蹤。 在不同行業(yè)領 域的業(yè)務針對 具體應用會有 所不同。 提供管道資源 給 商 國際電信運營商 —2 于 和資產管理 D:設備跟蹤 于 位系統(tǒng) 隊 管理 對在戶 務上采取自行開發(fā)策略，雖然在也會和第三方企業(yè)合作，（如 但在業(yè)務推廣和運作方面就幾乎與其他企業(yè)無關了 務 1 2 3 4 物聯(lián)網概念及介紹 物聯(lián)網的技術 物聯(lián)網國內外現(xiàn)狀及趨勢 物聯(lián)網應用及發(fā)展趨勢演進 物聯(lián)網既是網絡，更是應用 2010能電網 網絡汽車 智能交通 智能物流 智能家居 智能建筑 環(huán)境保護 城市管理 醫(yī)療健康 精細農牧 業(yè) 金融服務 保險業(yè) 公共安全 當 前 物 聯(lián) 網 應 用 的 十 大 熱 點 行 業(yè) 電力發(fā)電 ,輸電 ,配電 ,變電 ,用電 ,調度六大環(huán)節(jié)的物聯(lián)網應用 主要應用 :無線抄表 ,智能用電 ,電力巡檢等應用 提供汽車信息服務 ,支持交通管理，車輛控制和安全系統(tǒng)，公共交通管理，商 用車運營管理，交通應急管理以及出行和交通需求管理等領域 提高物流效率，實現(xiàn)物流的全供應鏈流程管理支持。 提供基于網絡的通訊，進行家居和建筑的自動化控制，和外部共享信息 應用包含家庭安防類，信息服務類和家電設備管理等應用 環(huán)境監(jiān)測，河流區(qū)域監(jiān)控，森林防火，動物監(jiān)測等應用 應用物聯(lián)網支撐城市綜合管理，實現(xiàn)智慧城市 基于 應用涉及醫(yī)療健康服務管理，藥品和醫(yī)療器械管理以及生物制品管理等應用 整合新型傳感器技術，全流程的牧業(yè)管理和支持精細農業(yè) 應用涉及食品安全溯源，環(huán)境檢測等應用 依靠物聯(lián)網支撐金融和保險行業(yè)體系，實現(xiàn)便捷和健壯的服務。 應用涉及安全監(jiān)控，手機錢包等應用 主要應用于機場防入侵，安全防范，城市軌道防控，城市公共安全管理方面 26 中國移動通信 分類 特征 典型行業(yè) 垂直應用模式 與行業(yè) /企業(yè)內部的生產和業(yè)務流程 緊密結合 專業(yè)性強，門檻高，高度的標準化， 較強的執(zhí)行力，推進速度快 以集成方式為主，需要與企業(yè)深度合 作 電力，石油，鐵 路等 行業(yè)共性平臺模式 行業(yè)具有明顯共同特征，碎片化企業(yè) 難以規(guī)模發(fā)展，需要公共平臺的支持 和服務 標準化推進難度大，需要政府、行業(yè) 、企業(yè)共同合作 物流，醫(yī)療，智 能家居等 公共服務模式 以地域為主的公共服務平臺，地方政 府積極支持，缺乏健康的商業(yè)模式 智慧城市，智能 城管 物聯(lián)網的應用模式分類和特征 20107 中國移動通信 按照三層三域建設物聯(lián)網業(yè)務運營體系 ，滿足各層次的需求 快速定位與恢復 1 通信需求階段 需要短信、 通信能力 業(yè)務邏輯實現(xiàn) 2 管理需求階段 需要 更可靠的通信能力， 以及對通信及終端故障的 3 應用需求階段 信息采集、傳輸、處理及 4 信息聚合需求階段 聚合服務模式 建設物聯(lián)網信息平臺，對海量信 息進行存儲、共享、挖掘和聚合 集成物聯(lián)網應用系統(tǒng)和終端，支 持中國移動 信息共享、挖掘、聚合 集成應用模式 增強通道模式 建設物聯(lián)網運營管理平臺、物聯(lián) 網業(yè)務網關、物聯(lián)網專用網元 純通道模式 通過統(tǒng)一號段方便業(yè)務統(tǒng)計和制 定靈活的資費策略 需求提升 運營體系演進 28 社保 會員 公園門 目前的 經過適當規(guī)范和拓展之后， 將成為未來規(guī)?；奈锫?lián)網應用 食品溯源 智能交通 動物溯源 車行無憂 車務通 移動支付 企業(yè)一卡通 數(shù)字城市 中國移動通信研究院 銀行 卡 交通卡 卡 移動電子商務 卡 小額支付卡 單位門禁卡 票 中國移動開展的大量 過適當規(guī) 范和拓展之后，將成為 未來規(guī)?；奈锫?lián)網應 用 城管通 電梯衛(wèi)士 29 信息汽車 免提電話和語音短信 交通信息服務 線路規(guī)劃和導航 娛樂汽車 網絡接入和車載網絡 共享手機音樂 安全汽車 運行狀況實時監(jiān)測，遠程診斷 結合定位技術的車輛防盜服務 緊急情況下的自動呼叫和救助指 導 行業(yè)共性平臺模式物聯(lián)網典型應用 ——網絡汽車應用 集成車載傳感網、定位，通信和導航等技術，充分利用位置信息、車輛運行狀況信 息和道路狀況等信息，通過信息的分析和聚合，為公眾、運輸企業(yè)、制造企業(yè)等提 供智能化的信息服務。 解決方案 產品和服務 車輛控制單元和車載信息服務終端 集成標準物聯(lián)網模組的車載控制單元，連接車載 傳感器網絡，智能感知和控制車輛； 車載信息服務終端實現(xiàn)與車輛乘員多種方式的交 互 統(tǒng)一的車輛信息服務平臺 整合和管理信息和內容，提供給車輛和乘員 規(guī)范和可定制化的服務流程 規(guī)范和標準的功能，屏蔽車輛差異化 標準化應用協(xié)議和開放架構 建立標準和開放的應用協(xié)議，實現(xiàn)車輛、應用 平臺和外部應用服務之間的信息共享和互操作； 開放標準化接口，無縫集成車輛、平臺和外部 應用 公共服務模式物聯(lián)網典型應用 ——智能環(huán)境感知 通過在環(huán)境保護業(yè)務中部署內置物聯(lián)網模塊的統(tǒng)一環(huán)境感知智能終端，組成環(huán)境感知 網絡，對大氣、水等環(huán)境信息進行實時監(jiān)測，基于擴展的 平臺，對感知數(shù)據進行匯聚和存儲，實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據分析和聚合處理，面向 公眾、政府 和行業(yè)用戶 提供各類基于環(huán)境信息的綜合信 息服務。 物聯(lián)網管理中心 應用服務器 位置業(yè)務 數(shù)據同步 數(shù)據分析 置標準 模塊 統(tǒng)一協(xié)議 統(tǒng)一平臺 基于物聯(lián)網統(tǒng)一架構 數(shù)據收集 遠程管理 事故預警 面向長尾市場物聯(lián)網應用開發(fā)需要 新的技術體系 現(xiàn)有技術難以滿足物聯(lián)網應 用的快速開發(fā)與部署需求 缺乏統(tǒng)一標準，終端與業(yè)務平臺的配 合欠佳 重復開發(fā)嚴重，開發(fā)周期長，上線部 署慢 專業(yè)性強，單一應用的市場容量有限 ，運營維護成本高，中小型用戶獨立建 設難度大 運營商網絡的綜合能力未被充分利用 ，難以對各類應用有效管理 系統(tǒng)間相互孤立、封閉的，不利于信 息的共享與融合，難以形成應用聚合 交 通 電力 煤炭 互聯(lián)網 /專線 移動通信網 車載終端 抄表終端 井下終端 現(xiàn)有應用系統(tǒng)架構及互相關系示意圖 加速物聯(lián)網應用開放開發(fā)環(huán)境構建，促進我 國物聯(lián)網長尾應用市場發(fā)展 家居安防素材 網絡汽車素材 環(huán)境監(jiān)測素材 終端遠程控制素材 能力、組件、 服務素材庫 開發(fā)者社區(qū) 用戶側應用 執(zhí)行環(huán)境 運營商側應 用執(zhí)行環(huán)境 終端側應用 執(zhí)行環(huán)境 業(yè)務執(zhí)行環(huán)境 (業(yè)務生成環(huán)境 ?基于互聯(lián)網的開發(fā)社區(qū) ?開發(fā)人員的管理 ?開 發(fā)底層代碼 ?調用生成環(huán)境 設計業(yè)務邏輯 終端狀態(tài)監(jiān)測素材 終端參數(shù)配置素材 平臺側 終端側 物聯(lián)網網關 ?終端與平臺之間的通信接入 ?能力開放與路由 ?(?在線開發(fā)、仿真、測試、編譯 ?調用素材庫的能力、組件、服務 ?向開發(fā)社區(qū)發(fā)布開發(fā)需求 ?業(yè)務邏輯的加載與執(zhí)行 ?業(yè)務管理、監(jiān)控 物聯(lián)網管理 平臺 2010定義數(shù)據 自定義業(yè)務流程 基礎的素材、 模塊、組件 物聯(lián)網開放應用環(huán)境將重構我國物聯(lián)網應 用的創(chuàng)新產業(yè)鏈模式 物聯(lián)網業(yè)務應用 豐富的應用 自定義展現(xiàn) 公開信息 專家系統(tǒng) 交通、氣象 農業(yè)、環(huán)境 、醫(yī)療信息 、醫(yī)療、地 質等 公共資源 城市應急聯(lián) 動系統(tǒng)、數(shù) 字城管等 行業(yè)、專業(yè)領域能力 及素材庫 34 中國移動通信 家居安防素材 網絡汽車素材 環(huán)境監(jiān)測素材 終端狀態(tài)監(jiān)測素材 終端參數(shù)配置素材 終端遠程控制素材 車輛管理 中國移動 水文監(jiān)測 物流運輸 移動 程抄表 氣象監(jiān)測 輸配電設備監(jiān)控 重點污染源監(jiān)控 全國 所有省市自治區(qū)全部 開通 無所不在的移動網絡，無所不能的物聯(lián)網業(yè)務 通過新一代的蜂窩技術（ 近距離通信技術（ 先進的有線接入 技術（ 無縫 物物互聯(lián)提供隨時隨地的網絡接入，快捷方便的 信息傳輸 。 通過感知層、傳輸層、應用層的三層三域架構的協(xié)調工作，在電力、交通、農業(yè) 、城管、安防、環(huán)保、工業(yè)、家居等行業(yè)實現(xiàn)全面系統(tǒng)的物聯(lián)網化。 智能電網 智能安防 數(shù)字城市 智能家居 精細農業(yè) 現(xiàn)代制造 智能交通 綠色環(huán) 保