物联网65[1]
物联网的概念和应用领域
物联网的概念和应用领域物联网（Internet of Things，IoT）是指通过互联网实现物理设备之间的相互连接和信息交换的网络系统。
它可以将传统的物理设备与互联网相连接，实现设备之间的通信和数据传输，从而实现设备之间的智能化交互。
物联网的概念和技术在近年来得到了广泛的关注和应用，对各个行业和领域产生了革命性的影响。
一、物联网的概念物联网的概念最早由麻省理工学院的K. Ashton提出，他将物联网定义为“通过互联网使日常物品具备智能化的能力，实现物品之间的互联互通”。
物联网包括物理设备、传感器、嵌入式系统、云计算和互联网等多种技术和组件。
通过这些技术和组件的结合，物联网可以实现设备之间的远程监控、数据采集和共享、自动化控制等功能，从而提高生产效率、节省能源、改善生活品质等方面都有广泛的应用。
二、物联网的应用领域1. 工业领域物联网在工业领域的应用非常广泛，其中最典型的应用就是工业4.0。
通过物联网技术，企业可以实现设备的远程监控和管理，实时采集生产数据并进行分析，从而优化生产流程、提高生产效率和质量，降低成本。
此外，物联网还可以实现设备之间的协同工作和自动化控制，使生产过程更加智能化、可靠化。
2. 城市管理物联网在城市管理方面也有广泛的应用。
例如，通过在城市各个角落安装传感器和监控设备，可以实时监测环境参数、人流量、交通状况等信息，从而更好地进行城市规划和管理。
此外，物联网还可以应用于智慧交通系统、智慧停车管理、智慧能源管理等方面，提高城市的运行效率和生活质量。
3. 农业领域物联网在农业领域的应用称为农业物联网，它可以实现精准农业管理和农业生产的智能化。
通过在农田中安装传感器和监控设备，可以实时监测土壤湿度、温度、光照等信息，从而实现农田的精细化管理。
同时，物联网还可以应用于农业自动化控制、农产品溯源、智能灌溉等方面，提高生产效率和农产品质量。
4. 医疗保健物联网在医疗保健方面的应用也非常广泛。
物联网的基本原理与应用
物联网的基本原理与应用一、引言物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过将传感器、设备、物体等连接到互联网，实现它们之间的互联互通，从而构建一个庞大的网络系统。
物联网的发展给人们的生活带来了很大的便利，并在各行各业得到了广泛应用。
本文将介绍物联网的基本原理和应用。
二、物联网的基本原理物联网的基本原理是通过传感器、物联设备和云平台的三层结构实现的。
1. 传感器层传感器是物联网的基础，它能够采集环境数据，如温度、湿度、光照等，并将这些数据转化为电信号。
常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
这些传感器被连接到物联设备上。
2. 物联设备层物联设备是连接传感器和云平台的核心部件。
它能够将传感器采集的数据进行处理、存储和传输。
物联设备通常具备无线通信能力，能够通过Wi-Fi、蓝牙、NFC等方式与云平台进行数据交互。
物联设备的种类多样，包括智能家居设备、智能穿戴设备等。
3. 云平台层云平台是物联网数据的集中处理和存储中心，通过云计算技术实现大规模数据的分析和管理。
云平台能够接收物联设备上传的数据，并对数据进行存储、分析和处理。
同时，云平台还能够将处理后的数据传回物联设备，实现远程控制和智能化决策。
三、物联网的应用物联网的应用广泛涵盖了各行各业，我们将从智能交通、智能家居和智能医疗三个方面进行介绍。
1. 智能交通物联网在智能交通领域的应用可以提高交通管理的效率和安全性。
通过在车辆和道路上安装传感器和物联设备，可以实现车辆的智能导航、交通信号的自适应控制等功能。
此外，物联网还可以实现道路交通流量的实时监测和拥堵预警，方便驾驶员选择最佳路线。
2. 智能家居物联网在智能家居领域的应用可以实现居民对家庭设备的远程控制和智能化管理。
通过将家庭设备连接到物联网，如智能电视、智能音响、智能门锁等，居民可以通过手机App或语音助手实现对设备的远程操作。
另外，物联网还可以实现家庭设备之间的互联互通，提升家庭的舒适度和安全性。
物联网的特征
物联网的特征
物联网的基本特征：
1、全面感知
全面感知即使用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。
数据收集方法很多，完成数据收集多点化、多维化、网络化。
并且从感知层面来讲，不只体现在对单一的现象或方针进行多方面的调查取得归纳的感知数据，也体现在对实际国际各种物理现象的遍及感知。
2、可靠传输
经过各种承载网络，包含互联网、电信网等公共网络，还包含电网和交通网等专用网络，建立起物联网内实体间的广泛互联，具体体现在各种物体经由多种接入形式完成异构互联，扑朔迷离，构成“网中网”的形状，将物体的信息实时精确地彼此传递。
3、智能处理与决策
使用云核算、含糊辨认和数据交融等各种智能核算技术，对海量数据和信息做处理、剖析和对物体施行智能化的操控。
首要体现在物联网中从感知到传输到决议计划使用的信息流，并终究为操控供给支撑，也广泛体现出物联网中很多的物体和物体之间的相关和互动。
物联网概念最早源于RFID网络
1998年，美国麻省理工学院（MIT）Auto-ID中心创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”的构想，1999年该中心首先提出“物联网”的概念，提出将RFID与互联网结合，在物品编码、RFID技术和互联网的基础上实现在任何地点、任何时间、对任何物品进行标识和管理。
物联网特点及应用
物联网特点及应用在当今技术飞速发展的时代，物联网作为一项突破性创新技术，已成为人们生活中不可或缺的一部分。
本文将深入探讨物联网的特点及其应用领域。
一、物联网的特点1. 无处不在：物联网通过将物理世界与互联网相连接，实现了“万物互联”。
不仅包括传统的电子设备，如智能手机、电视、家电等，还包括汽车、家居、城市基础设施、工业生产设备等一切物理对象。
2. 大规模连接：物联网能够支持大规模设备的连接。
根据预测，到2025年，全球物联网连接设备将超过500亿台。
这种连接的规模带来了更多的数据交换和智能化应用的机会。
3. 数据驱动：物联网通过传感器和设备之间的数据交换，实现了海量数据的采集与处理。
这些数据可以被用于分析和预测，帮助企业做出更明智的决策，提高效率和效益。
4. 实时性：物联网的数据传输速度非常快，这使得实时监控和决策成为可能。
例如，智能交通系统可以实时监测道路交通状况，并自动调整信号灯配时，以缓解交通拥堵。
5. 自主性：物联网设备能够根据环境和用户需求做出自主决策，而不需要人为干预。
例如，智能家居系统可以根据家庭成员的习惯，自动调整室内温度和照明。
二、物联网的应用领域1. 智慧城市：物联网为城市的管理和服务提供了巨大的潜力。
通过智能传感器和数据分析，可以实现智慧交通、智慧能源、智慧环保等各个方面的优化。
例如，智能垃圾桶能够自动感知填满程度，提醒清运人员及时清理，提高城市环卫效率。
2. 工业自动化：物联网在工业生产中的应用已经变得日益重要。
通过与机器设备的连接，可以实现设备的远程监控和维护，提高生产效率和质量。
此外，物联网还可以帮助企业实现精细化管理和预测性维护，减少故障和停机时间。
3. 智能健康：随着老龄化社会的到来，物联网在医疗和健康领域发挥了重要作用。
智能医疗设备可以实时监测患者的生命体征和病情变化，及时预警医生并采取相应的治疗措施。
此外，物联网还可以实现远程医疗和健康管理，为人们提供更便捷、全面的医疗服务。
物联网的架构和关键技术
物联网的架构和关键技术物联网（Internet of Things, IoT）是指将各种物理设备与传感器通过互联网连接，实现信息的传输与交互。
它的出现使得各种设备可以实现相互联通，不再是孤立的存在。
本文将介绍物联网的架构和关键技术。
一、物联网的架构1.感知层：感知层是物联网的基础，它包括各种传感器、执行器和物理设备。
这些设备负责感知环境中的信息，并将数据采集传输给物联网平台。
2.网络层：网络层负责将感知层中采集到的数据进行传输并连接各个设备。
其中包括无线传输技术、有线传输技术和卫星通信等。
3.平台层：平台层是物联网的核心部分，它负责数据的处理和存储，并提供给上层应用使用。
常见的物联网平台包括云计算平台、大数据平台等。
4.应用层：应用层是物联网最终对用户提供服务的一层，它通过对物联网平台的访问，实现各种应用功能。
比如智能家居、智慧物流、智慧城市等。
二、物联网的关键技术1.传感技术：物联网依赖于各种传感器来获取环境中的信息。
传感技术包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
这些传感器能够将环境中的参数转化为电信号，并通过无线或有线传输技术传输给其他设备。
2.通信技术：物联网中各个设备之间需要进行数据的传输和通信。
常见的通信技术包括蓝牙、WiFi、ZigBee等。
这些技术能够实现设备之间的无线连接，使得数据能够快速地传输和交互。
3.云计算技术：云计算技术在物联网中起到了重要的作用。
它能够提供数据的存储和处理能力，使得物联网中的大量数据能够被有效地处理和存储。
同时，云计算技术还可以为上层应用提供强大的计算能力。
4.安全技术：由于物联网中涉及到的设备和数据非常庞大，因此安全问题成为物联网发展的重要考虑因素。
安全技术包括身份认证、数据加密、物理安全等。
这些技术能够保护物联网中的数据和设备不受到恶意攻击和非法访问。
5.大数据技术：物联网中产生的数据非常庞大，对数据的处理和分析成为了一个重要的问题。
大数据技术能够对物联网中的数据进行高效的存储、分析和挖掘，从中发现有价值的信息，为决策提供支持。
什么是物联网物联网概念及介绍
什么是物联网物联网概念及介绍物联网，即物联网（Internet of Things，IoT）是指通过互联网将各种传感器、设备和物品连接起来，实现信息的互联互通。
物联网融合了传感技术、通信技术和计算机技术，为人们的生产和生活带来了巨大的变革和便利。
一、物联网的概念及背景物联网的概念最早由马克·韦伯于1999年提出，他预测未来物体之间将通过互联网进行连接和通信。
物联网的发展源于信息技术和通信技术的快速进步，包括无线通信技术、传感器技术、云计算技术等的成熟和普及。
物联网的背景是信息社会的迅猛发展和人们对智能化生活的需求。
二、物联网的工作原理物联网依靠传感器和嵌入式系统，通过收集、传输和处理各种物体生成的数据，实现物体之间的互联互通。
传感器可以感知物体的状态和环境信息，如温度、湿度、光照等，将这些信息转化为数字信号，并通过无线方式传输到云端服务器或其他设备上。
云端服务器对这些数据进行存储、分析和管理，用户可以通过手机、电脑等设备实时监测和控制物体。
三、物联网的应用领域物联网的应用领域非常广泛，涵盖了工业、农业、交通、医疗等各个领域。
在工业方面，物联网可以实现智能制造、智能供应链管理等；在农业方面，物联网可以实现精准农业、远程监控等；在交通方面，物联网可以实现智能交通管理、智能车联网等；在医疗方面，物联网可以实现远程医疗、智能健康监测等。
四、物联网的优势和挑战物联网的优势在于提高了资源利用效率，降低了成本，提升了生产力和生活品质。
通过物联网，可以实现设备的自动化管理、自动采集数据和远程控制等功能。
然而，物联网也面临着一些挑战，如信息安全问题、数据隐私问题、标准化问题等。
解决这些问题需要技术的发展和国际间的合作。
五、物联网的前景和发展趋势物联网的前景非常广阔，预计未来将有数十亿个设备通过物联网连接起来。
物联网将进一步改变人们的生产方式、工作方式和生活方式。
随着5G技术和人工智能的发展，物联网的规模和应用场景将进一步扩大。
物联网选修知识点总结
物联网选修知识点总结一、物联网概述1.1 物联网的定义物联网（Internet of Things，IoT）是指通过互联网技术实现物体之间的信息交换和智能化管理的网络。
物联网将传感器、智能设备、云平台和数据分析结合起来，实现各类物体的互联互通，从而实现智能化管理和控制。
1.2 物联网的特点物联网具有以下特点：（1）万物互联：可以将各种物体连接到互联网，实现互相通信和信息交换。
（2）智能化管理：通过传感器和智能设备，可以进行智能化的监测和控制。
（3）数据驱动：大量的传感器数据和设备状态数据可以用于数据分析和决策支持。
（4）安全性挑战：物联网面临着大量设备和数据安全的挑战，需要加强对安全问题的管理和防护。
1.3 物联网的发展趋势物联网的发展趋势包括：5G技术的应用、边缘计算的兴起、人工智能和大数据的整合、智能城市和智能家居的发展等。
这些趋势将进一步推动物联网的发展，使其在各个领域得到更广泛的应用。
二、物联网技术2.1 传感器技术传感器是物联网中最重要的组成部分之一，用于监测和检测各种物理量。
常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、声音传感器等。
传感器技术的发展对物联网的应用具有重要意义。
2.2 RFID技术射频识别（RFID）技术是一种无线通信技术，可以实现对物体的识别和跟踪。
RFID技术广泛应用于物流管理、仓储管理、智能交通等领域。
2.3 无线通信技术在物联网中，各种设备需要进行信息交换和互联，因此无线通信技术是物联网的关键技术之一。
常见的无线通信技术包括蓝牙、Wi-Fi、Zigbee、LoRa等。
2.4 数据采集与处理技术物联网中大量的数据需要进行采集和处理，因此数据采集与处理技术是物联网中的关键技术之一。
常见的数据采集设备包括数据采集卡、传感器和智能设备等。
2.5 云平台和大数据技术云平台和大数据技术是物联网中的重要技术，可以实现对大量数据的存储、管理和分析。
云平台可以实现设备的远程管理和控制，同时大数据技术可以对大量传感器数据进行分析和挖掘。
了解物联网的基本原理与应用
了解物联网的基本原理与应用物联网（Internet of Things，简称IoT）是一种将各种物理设备与互联网进行连接的技术，使得这些设备能够相互交流和共享数据。
物联网的发展给我们的生活带来了很多便利，如智能家居、智能医疗等。
本文将介绍物联网的基本原理与应用。
一、物联网的基本原理物联网的基本原理是通过传感器和通信技术将物理设备连接到互联网，实现设备之间的通信和数据传输。
具体来说，物联网的基本原理包括以下几个方面：1. 传感器：物联网中的设备通常都会配备传感器，用于感知周围环境的信息。
传感器可以检测温度、湿度、光照等各种参数，并将这些信息转化为数字信号。
2. 网络通信：物联网设备通过无线或有线网络与互联网进行连接，实现设备之间以及设备与云服务器之间的通信。
常用的通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
3. 数据处理与存储：物联网设备通过将传感器采集到的数据发送给云服务器进行处理和存储。
云服务器可以对数据进行分析和挖掘，提供更多的服务。
4. 应用与服务：物联网的数据处理结果可以应用于各种场景，如智能家居、智慧交通、智能农业等。
通过各种应用和服务，物联网为人们的生活带来了便利。
二、物联网的应用场景物联网的应用场景非常广泛，几乎涵盖了各个领域。
以下是一些常见的物联网应用场景：1. 智能家居：物联网技术可以将家中的各种设备连接到互联网，实现智能控制。
通过手机或智能音箱等设备，可以控制灯光、空调、电视等家电设备，也可以监控家中的安全状况。
2. 智慧交通：物联网可以实现交通设施的智能化管理，例如智能交通信号灯、车辆定位和导航系统。
这些系统可以提高交通效率，减少拥堵和事故的发生。
3. 智能医疗：物联网可以应用于医疗领域，例如远程医疗、智能床垫、健康监测设备等。
通过物联网技术，医生可以远程监控患者的健康状况，并及时给予治疗建议。
4. 智能农业：物联网可以应用于农业领域，例如智能灌溉系统、农作物监测系统等。
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物联网65
2020/11/22
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第1章 知识点 结构
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1.1 物联网发展的社会背景
1.1.1 物联网概念的提出 1.比尔·盖茨与电子别针
n 1995年出版的《未来之路》 n “物—物互联”的设想 n “电子别针”与家庭电子服务设施接通 n 通过“电子别针”去感知来访者的位置，控制室内
— u-City计划，推动智能城市建设 — Telematics示范应用计划，发展车用信息通信服务 — u-IT产业集群计划，加速新兴科技服务业的发展 — u-Home计划，推动智能家庭应用的发展
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3. 日本政府关于物联网的发展规划
n 2009年7月，日本政府IT战略本部制定了新一代的信息 化战略—i-Japan战略2015
3. 物联网时代概念的提出
n 从1997年～2005年，ITU从研究互联网/移动互联网对 电信业发展影响的角度，发布了七份 “ITU Internet Reports”研究报告
n “物联网”概念产生于20世纪90年代，而真正引起各 国政府与产业界的重视是在2005年国际电信联盟（ ITU）发布的互联网研究报告《物联网（Internet of Things，IOT）》之后
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（3）对物联网标识符的理解
n 在互联网中，名字（name）、地址（ address）与路径（route）是有区别的
n 在物联网中，要实现全球范围智能物体之间的 互联与通信就必须解决物体标识问题
n 如果应用系统使用TCP/IP协议，可以为每一个 节点分配一个IPv4或Pv6地址
n 物联网中的RFID标签编码目前影响最大的两个 标准—电子产品编码（EPC）与泛在识别（ UID）标准
n 战略规划提出到2015年，让信息技术如同水和空气一 样融入每一个角落
n 针对电子政务、医疗保健、教育与人才等三大核心公 共事业领域
n 提出了智能电网、灾难应急处置、智能家居、智能交 通与智能医疗保健等项目
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1.1.4 物联网与我国战略性新兴产业
n 2009年8月7日，国务院总理温家宝在无锡视察 时发表了重要的讲话，提出“感知中国”的战 略构想，指示要抓住机会，大力发展物联网技 术与产业。
微控制器 n Intel公司预测到2015年将增长到150亿个 n 爱立信公司预测到2020年将增长到500亿个
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n 物联网 发展的 技术背景
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2. 普适计算（Pervasive Computing）的研究
n 普适计算的重要特征是“无处不在”与“不可见” n 普适计算体现出信息空间与物理空间的融合 n 普适计算的核心是“以人为本” n 普适计算的重点在于提供面向用户的、统一的、自适
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3. 物联网的目标是实现物理世界与信息世界的融合
n 物联网应用涵盖了小到家庭网络，大到工业控 制系统、智能交通系统，甚至是国家级、世界 级的应用
n 将催生很多具有“计算、通信、控制、协同和 自治”特点的智能设备与智能信息系统
n 帮助人类对物理世界具有“全面的感知能力、 透彻的认知能力和智慧的处理能力”
应的网络服务
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n 物联网、互联网、传感网与泛在网之间的关系
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3. CPS（Cyber Physical Systems，CPS）的研究
n 随着嵌入式计算、无线通信、自动控制与新型 传感器技术的快速发展与日趋成熟，信息物理 融合系统CPS的研究引起了学术界广泛地重视
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1.2 物联网发展的技术背景
1.2.1 从人类对技术需求 的角度认识物联网 发展的必然性
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1.2.2 从网络技术演变的角度认识物联网发展的必然性
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2. 互联网技术发展对物联网形成的影响
n TCP/IP协议的研究与设计的成功，促进了互联网的快 速发展。在互联网形成过程中，广域网、城域网、局 域网与个人区域网技术逐步成熟
n 2011年3月16日发布的我国国民经济和社会发展“十 二五”规划纲要的第十章“培育发展战略性新兴产业 ”与第十三章“全面提高信息化水平”中多次强调了 “推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范 。”大力发展物联网产业已经成为一项我国具有战略 意义的重要决策。
n 工业和信息化部于2011年11月28日发布了《物联网“ 十二五”发展规划》。
n 第二阶段（2010～2015年）：利用传感网与无处不 在的RFID标签实现物与物之间的广泛互联，针对特 定的产业制定技术标准，并完成部分网络的融合
n 第三阶段（2015～2020年）：具有可执行指令的 RFID标签广泛应用，物体进入半智能化，物联网中 异构网络互联的标准制定完成，网络具有高速数据传 输能力
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理解物联网的定义与技术特征需要注意的3个基本的问题：
n 物联网是在互联网基础上发展起来的，它与互 联网在基础设施上有一定程度的重合，但是它 不是互联网概念、技术与应用的简单扩展
n 互联网扩大了人与人之间信息共享的深度与广 度，物联网更加强调它在人类社会生活的各个 方面、国民经济的各个领域广泛与深入地应用
n 通信能力的不同表现在：它可以是主动发送数据，也 可以是被动的由外部读写器来读取数据；它可以使用 有线通信方式，也可以用无线通信方式；它可以用微 波信道通信，也可以用红外信道通信
n 计算能力的不同表现在：它可能是只是简单地产生数 据，可能是进行计算量比较小的数据汇聚计算，也可 能是进行计算量比较大的数据融合、路由选择、拓扑 控制、数据加密与解密、身份认证计算与控制
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（2）物理世界的发展 信息获取方式逐步从人工生成向人工与自动获取并重的 模式发展 RFID标签、传感器将成为自动获取信息的主要手段 n 截止到2007年初，累计销售RFID标签达到37.52亿个 n 2009年全球销售RFID标签为19.7亿个 n 2010年销售RFID标签达到23.1亿个 n 目前世界上已经有大约50亿个具有通信功能的微处理器和
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（4）智能物体与嵌入式技术的关系
n 智能物体的感知、通信与计算能力的大小应该 根据物联网应用系统的需求来确定
n 智能物体都应该是一种嵌入式电子装置 ，或者 是装备有嵌入式电子装置的人、动物或与物体
n 嵌入式电子装置可能是功能很简单的RFID芯片 ，也可能是一个功能复杂的无线传感器节点
n CPS是一个综合计算、网络与物理世界的复杂 系统，通过计算技术、通信技术与控制技术的 有机融合和深度协作
n CPS可以用于智能交通、智能电网、智慧城市 、健康医疗、环境监控、军事国防、工农业生 产之中，实现信息世界与物理世界的紧密融合
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CPS研究的基本思路
n CPS是“人、机、物”深度融合的系统 n CPS是“3C”与物理设备深度融合的系统 n CPS 是环境感知、嵌入式计算、网络通信深度融合的
n 这种新的计算模式可以帮助人类在提高劳动生 产力、生产效率的同时，进一步改善人类社会 发展与地球生态和谐、可持续发展的关系
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1.4 物联网体系结构*
1.4.1 人对物理世界问题处理的基本方法 n 物联网工作过程与人的智能处理问题过程比较
பைடு நூலகம்
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1.4.2 物联网层次结构模型
n 互联网的大规模应用带来了大批用户接入的需求，促 进了接入技术的发展，推动了宽带城域网技术的发展
n 基于Web的电子商务、电子政务、远程医疗、远程教 育，以及基于对等结构的P2P网络、移动通信技术与 移动互联网的应用，使得互联网的应用以超常规的速 度发展
n 无线局域网、无线城域网与无线自组网、无线传感器 网络与无线个人区域网的研究与应用为物联网的发展 奠定了基础
n 嵌入式电子设置可能使用简单的微处理器芯片 和小的存储器，也可能使用功能很强的微处理 器芯片和大的存储器
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2. 物联网可以提供所有对象在任何时间、任何地点的互联
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实现物联网在任何时候、任何地点与任何一个物体通信 的要求，需要研究和解决以下几个基本的问题：
n 如何连接不同的物体？ n 如何实现不同物体之间的通信？ n 如何建立物联网的通信模型？ n 如何保证物联网的服务质量？ n 如何实现物联网中物体的命名、编码、识别与寻址？ n 如何保护物联网的信息安全与个人隐私？
n 第四阶段（2020年之后）：物体具有完全的智能响
应能力，异构系统能够实现协同工作，人、物、服务
与网络达到深度地融合8
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2. 韩国政府关于物联网的发展规划 n 韩国政府提出了泛在感知网络的概念 n 通过在各种物品中嵌入传感器，传感器之间自主地传
输和采集环境信息，通过网络实现对外部环境的监控 n 物联网重点发展的四大领域与计划：
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1.2.3 物联网的研究背景
1. 信息世界与物理世界的融合 （1）信息世界的发展
互联网的广泛应用造就了人类历史上最庞大的 信息世界
n 2005年互联网包含的数据量约为5×109GB n 2007年约为281×109GB n 2008年约为487×109GB n 从2009到2011年数据以每年60%的速度增长