物联网技术概论
物联网概论(ppt 66张)
1.1.4 物联网与我国战略性新兴产业
• 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。 • 2010年3月5日，国务院总理温家宝在十一届全 国人大三次会议上作政府工作报告中指出：“ 国际金融危机正在催生新的科技革命和产业革 命。发展战略性新兴产业，抢占经济科技制高 点，决定国家的未来，必须抓住机遇，明确重 点，有所作为。转变经济发展方式刻不容缓， 大力培育战略性新兴产业”。
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 • • • • 2005年互联网包含的数据量约为5×109GB 2007年约为281×109GB 2008年约为487×109GB 从2009到2011年数据以每年60%的速度增长
3. 互联网技术发展对物联网形成的影响 • 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 • 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 • 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 • 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
第 1章 物联网1章 知识点结构
物联网发展的社会背景
物联网发展的技术背景
物联网定义
物联网的技术特征
物联网的体系结构模型* 物联网关键技术
物联网技术概论
2.物联网的发展
美国：IBM提出的“智慧地球”概念已上升至美国的国家 战略 欧盟：2009年6.18，欧盟委员会向欧盟议会，理事会、欧 洲经济和社会委员会及地区委员会递交《欧盟物联网行动 计划》 日本：2004年推出 u-Japan 计划09年升级为 i-japan 将物联网列为国家重点战略之一。 韩国：计划2013年之前创造50万亿韩元的物联网产业规模 国内政策：物联网是国内发展的一项战略性新兴产业 温家宝在十一届人大会议三次《政府工作报告》明确提出： 加快物联网的研发应用
与应用。
物联网技术概论
四、可穿戴设备
随着创新技术的不断发展，可穿戴设备已不仅仅是佩戴在消费者手腕上
的一个日常活动追踪器，可穿戴设备是目前发展最快的技术领域之一，其不仅
可以记录我们的锻炼状况，还可以追踪我们的情绪、睡眠习惯，甚至我们宠物
的一举一动，”美国消费技术协会消费电子展及企业运营战略高级副总裁凯
物联网技术概论
4、物理网和互联网的关系
表1.1互联网和物联网的比较
网络 比较项起源来自互联网①计算机技术的出现 ②技术的传播速度加快
物联网
①传感技术的创新 ②云计算
面向的对象 人
人和物
发展的过程 使用者
技术的研究到人类的技术共 享使用
所有的人
芯片多技术的平台应用过程 人和物，人即信息体，物即信息体
核心的技术 主流的操作系统和语言开发 芯片技术开发和标准制定
物联网技术概论
2010年物理网产业市场规模超过2000亿元 2015年物联网整体市场规模达到7500亿元 到2020年之前全球接入互联网的终端将达到500亿个 物联网已成为国家重点发展的一项战略性新兴产业
物联网技术概论
物联网技术概论
物联网技术概论物联网（Internet of Things，简称IoT）是近年来兴起的一个热门话题，它以互联网为基础，通过传感器、无线通信等技术手段，将物体与物体、物体与人进行连接，形成一个庞大的信息网络。
随着信息技术的迅猛发展，物联网技术得到了广泛应用，并逐渐改变了我们的生活方式、工作方式以及产业运营模式等方面。
本文将从物联网的定义、发展历程、技术特点以及应用领域等多个方面对物联网技术进行概述。
一、物联网的定义与发展历程物联网是指通过互联网连接和共享的物体和传感器网络，以实现信息的收集、传输、处理和应用的技术领域。
物联网的概念最早由MIT的凯文·阿什顿（Kevin Ashton）提出，他在一篇关于RFID技术的论文中首次提到了物联网的概念。
随后，物联网逐渐成为一个独立的学科领域，并在全球范围内得到了广泛关注和研究。
物联网的发展经历了三个阶段：感知层、网络层和应用层。
感知层是指通过物联网设备和传感器对环境进行感知和数据采集，例如温度传感器、湿度传感器等。
网络层是指将感知层中采集到的数据通过无线通信网络进行传输和处理，例如无线传感器网络（WSN）、蓝牙、Wi-Fi等。
应用层是指根据感知层和网络层的数据进行分析和应用，如智能家居、智能交通等。
随着物联网技术的发展，越来越多的物体将被互联网连接，形成更加智能化和高效的系统，推动社会的发展和进步。
二、物联网技术的特点1. 大规模连接：物联网技术可以实现大规模设备和物体的连接，构建庞大的信息网络。
无论是家庭中的智能家电，还是城市中的智能交通系统，都可以通过物联网技术实现设备之间的互联互通。
2. 多样性：物联网技术应用的场景非常广泛，涵盖了生活、工业、医疗、交通等多个领域。
无论是智能家居、智能工厂、智慧医疗还是智能交通，都离不开物联网技术的支持。
3. 实时性：物联网技术可以实现对设备和物体的实时监测和控制。
通过传感器和无线通信技术，可以实时采集环境数据，并迅速进行处理和分析，从而实现对物体的实时监测和控制。
物联网技术概论(PDF 40页)
指出：物联网是情景感知计 算的支持技术。
中培教育 张文杰 wjzhg@
z 关于“物联网”最新技术的第一本书； z 反映了当前的研究趋势与工业化需求； z 兼顾了理论和实践问题； z 涵盖了案例分析、试验报告和实践； z 本书强调了概念和技术问题，适时、严肃的关注了EU和US以及
中培教育 张文杰 wjzhg@
2005年，国际电信联 盟（ITU）发布名为《Inter‐ net of Things》的技术报告， 定义物联网：通过在各种日 常物品中植入短距离收发器， 构成一种新的信息和通信技 术（ICTs），以使任何人可 以在任何时间、任何地点连 接到任何物体。
物联网的支撑技术：
中培教育 张文杰 wjzhg@
我的定义：通过各种传感器和智能执行 器，把各种感兴趣的人与物，通过各种网络 （泛在网）连接起来，以实现人与物的智能 化身份识别、定位、状态监控、跟踪、和管 理，进而提供某种泛在计算服务的一类网络 称作物联网。
《Internet of Things in 2020》（2008）
EPoSS在《Internet of Things in 2020》报告中 分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段： ¾ 2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领 域 ¾ 2010-2015年物体互联(M2M) ¾ 2015-2020年物体半智能化 ¾ 2020年之后物体全智能化
中培教育 张文杰 wjzhg@
物联网—技术、应用、标准和商业模式 （2010.7，第一版）
周洪波博士在他的书 中指出，不同技术背景的 专家，各自关于物联网的 理解不尽相同：RFID、 M2M、WSN、两化融合 （工业控制与工业自动化 等）、其他（如信息管理 系统、安防监控、智能家 居等）。
物联网技术概论--物联网中间件
01 中间件的概述 02 中间件的特点 03 中间件的分类
目录
中间件的概述
中间件是位于平台和应用之间的具有标 准程序接口和协议的通信服务。
中间件=平台+应用的需要 • 运行于多种硬件和OS平台 • 支持分布计算，提供跨网络，硬
件和OS平台的透明的应用和服 务的交互 • 支持标准的协议 • 支持标准的接口
• 交易中间件和消息中间件一样也具有跨平台, 跨网络的能力
中间件的分类
对象中间件
• 对象中间件也叫Object TP Momitor, 的模式来组织 体系结构的,在线的电子交易很适合采用这种中间件 类型。因为这种类型的应用会被频繁的修改,面向对 象的体系结构可以保持足够的弹性来应付这种改动。
中间件的分类 应用服务器
中间件的分类
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中间件的分类
目前，中间件发展很快，已经与操作系统、数据库并列为三大基础软件
中间件的分类
消息中间件
主要功能:将数据从一个应用程序发送到另一个应用程序
中间件的分类
交易中间件
• 主要功能:管理分布于不同计算机上的数据的一致性，协调数据库处理 分布式事务,保障整个系统的性能和可靠性。
• 交易中间件所遵循的主要标准是x/opendtp模型。它适用于联机交易 处理系统，如银行的ATM系统,电信的计费营收系统。主要产品 有:BEA TUXEDO, IBM CICS, 东方通科技tongeasy
物联网系列专业课程：物联网技术概论
物联网系列专业课程：物联网技术概论在当今科技飞速发展的时代，物联网技术正以惊人的速度改变着我们的生活和工作方式。
从智能家居到智能交通，从工业自动化到医疗保健，物联网的应用无处不在。
而《物联网技术概论》这门课程，作为物联网系列专业课程的开篇之作，将为我们打开这个充满创新和机遇的领域的大门。
物联网，简单来说，就是让各种物品通过网络连接起来，实现智能化的感知、控制和管理。
它并不是一项孤立的技术，而是融合了多种技术的综合性体系，包括传感器技术、通信技术、网络技术、云计算技术、数据分析技术等等。
传感器技术是物联网的基础。
传感器就像是物联网的“眼睛”和“耳朵”，能够感知周围环境的各种信息，如温度、湿度、光照、压力、位置等。
这些传感器将收集到的数据转换为电信号，然后通过通信技术传输到网络中。
常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、光线传感器、加速度传感器等。
不同类型的传感器可以满足不同的应用需求，比如在智能家居中，温度传感器可以用于自动调节室内温度，光线传感器可以根据光照强度自动控制灯光的亮度。
通信技术在物联网中起着至关重要的作用。
它负责将传感器收集到的数据传输到云端或其他终端设备。
目前，物联网中常用的通信技术包括蓝牙、WiFi、Zigbee、NFC 等短距离通信技术，以及 4G、5G、NBIoT 等长距离通信技术。
短距离通信技术适用于小型物联网设备之间的连接，如智能家居设备；而长距离通信技术则适用于大规模的物联网应用，如智能城市中的交通监控系统。
网络技术是物联网的支撑。
物联网中的设备数量众多，分布广泛，需要一个强大的网络来实现设备之间的互联互通。
IPv6 技术的出现为物联网提供了充足的地址资源，使得每一个物联网设备都能够拥有一个独立的 IP 地址。
此外，云计算技术为物联网提供了强大的计算和存储能力。
物联网产生的数据量巨大，通过云计算，这些数据可以得到高效的处理和分析，从而为用户提供有价值的信息和服务。
数据分析技术是物联网的核心。
物联网技术概论--云计算
云计算的特点
• 超大规模 Google云计算已经拥有100多万台 服务器，Amazon，IBM等“云” 也都拥有几十万台服务器 • 虚拟化 云计算支持用户在任意位置、使用 各种终端获取应用服务
云计算的特点
• 可靠性 “云”使用了数据多副本容错、计 算节点同构可互换等措施来保障服 务的高可靠性 • 通用性 “云”使用了数据多副本容错、计 算节点同构可互换等措施来保障服 务的高可靠性
云计算
01 云计算的概念 02 云计算的特点 03 云计算的服务类型
目录云计算的ຫໍສະໝຸດ 述云计算的概念是由Google提出的一种网络应用模式。 狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，通过网络以按需、 易扩展的方式获得所需的资源。 广义云计算是指服务的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩 展的方式获得所需的服务。
云计算的特点
• 高扩展性 “云”的规模可以动态伸缩,满足应 用和用户规模增长的需要 • 按需服务 • 极其廉价 • 潜在危险性
云计算的服务类型
(1)将基础设施作为服务，消费者通过Internet可以从完善的计算机基础 设施获得服务。 (2)将软件作为服务，SaaS模式，软件即服务。它是一种通过Internet 提供软件的模式，用户无须购买软件,而是向提供商租用基于Web的软件, 来管理企业经营活动。 (3）将平台作为服务，PaaS模式，该模式实际上是指将软件研发的平台 作为一SaaS种服务，以SaaS的模式提交给用户。
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物联网技术概论-5-物联网通信技术
• CC2530F256 结合了德州仪器的业界领先的黄金单元 ZigBee 协议栈（Z-Stack™），提供了一个强大和完整 的ZigBee 解决方案。
➢ 由Wi-Fi 联盟于1999发布，Wi-Fi联盟最初为无线 以太网相容联盟（Wireless Ethernet Compatibility Alliance，WECA），因此，WiFi技术又称无线相容性认证技术。
5.1.1 Wi-Fi技术
• Wi-Fi联盟主要针对移动设备，规范了基于IEEE 802.11协 议的数据连接技术，用以支持包括本地无线局域网（ Wireless Local Area Networks，WLAN）、个人局域 网（Personal Area Networks，PAN）在内的网络。
• WPA协议的提出旨在克服所有WEP协议的安全缺 陷，WPA协议大大改进了之前的无线网络安全保 护能力和访问控制技术，使无线网络数据的安全级 别提高。
• WPA 主要解决了WEP中在客户端与缺乏身份认证 的访问点之间使用相同静态密钥和网络接入时身份 认证方面存在的缺陷问题。
•表7-2 WEP和WPA的比较
➢ 近距离无线通信技术通常有Wi-Fi技术、蓝牙技术、 ZigBee技术。
5.1.1 Wi-Fi技术
• 5.1.1 Wi-Fi技术
➢ Wi-Fi （wireless fidelity，无线保真）技术，是 一种将PC机、笔记本、移动手持设备（如PDA、手 机）等终端以无线方式互相连接的短距离无线电通信 技术。
《物联网技术概论》试题-A.doc
《物联网技术概论》试题-A.doc一、单选题（每题 3 分，共 30 分）1、物联网的核心是（）A 应用B 感知C 网络D 智能2、以下不属于物联网感知层的技术是（）A 传感器技术B 射频识别技术C 云计算技术D 二维码技术3、（）是物联网中广泛使用的一种短距离无线通信技术。
A WiFiB ZigBeeC 蓝牙D 以上都是4、物联网中常说的“M2M”指的是（）A 机器对机器B 人对机器C 机器对人D 人对人5、以下关于物联网体系结构的描述，错误的是（）A 分为感知层、网络层和应用层B 感知层负责数据采集和短距离传输C 网络层负责数据的远距离传输D 应用层是物联网的核心6、（）不是物联网的应用领域。
A 智能交通B 工业自动化C 医疗健康D 虚拟现实7、物联网中，实现数据处理和智能控制的是（）A 感知层B 网络层C 平台层D 应用层8、以下哪种技术可以实现对物品的唯一标识（）A EPC 编码B IPv4 地址C MAC 地址D 域名9、（）是物联网发展的关键技术之一。
A 大数据B 人工智能C 区块链D 以上都是10、在物联网中，用于连接传感器和网络的设备是（）A 网关B 路由器C 交换机D 服务器二、多选题（每题 4 分，共 20 分）1、物联网的特点包括（）A 全面感知B 可靠传输C 智能处理D 广泛应用2、属于物联网网络层的技术有（）A 移动通信网络B 互联网C 卫星通信D 有线电视网络3、物联网的应用场景有（）A 智能家居B 智能农业C 智能物流D 智能安防4、物联网中常用的传感器有（）A 温度传感器B 湿度传感器C 压力传感器D 光照传感器5、以下属于物联网安全问题的有（）A 数据泄露B 网络攻击C 隐私保护D 设备故障三、简答题（每题 10 分，共 30 分）1、简述物联网的定义和发展历程。
物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。
物联网概论第三章 物联网技术基础
3.1.2 传感器的分类
根据传感 器的工具 原理划分
物理传感器：应用的是物理效应，诸如 压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、 热电、光电、磁电等效应。被测信号量 的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器：包括那些以化学吸附、电 化学反应等现象为因果关系的传感器， 被测信号量的微小变化也将转换成电信 号。
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3.2.5 MEMS的加工材料
MEMS技术采用的材料一般可分为衬底材 料和附加材料两类。 目前微机械加工采用的衬底材料以硅为 主。 衬底材料则可以是其他非半导体材料， 包括金属、玻璃、石英、其他晶态绝缘 体、陶瓷、塑料、高聚物以及其他有机 和无机材料。
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3.2.6 MEMS器件的分类与应用
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3.1.4 传感器的应用
在航天领域的应用
在航空航天领域，空中管制、导航、飞机的飞行管理 和自动驾驶着陆系统等，都需要大量的传感器。人造卫星 的遥感遥测等都与传感器紧密相关。
“阿波罗10”的运载火箭部分，检测加速度、声学、 温度、压力、振动、流量、应变等参数的传感器共有 2077个，宇宙飞船部分共有各种传感器1218个。
尽管21世纪的人们并没有实现科幻小说中的某些预言。然而更为 奇妙的场景很快便会成为现实：只需一台电脑，一切尽在掌控之中。 你可以一边从个人pc中调控欣赏在平面电视上播放的影片，一边控制 烤箱的温度，等待享受美味的下午茶，同时密切地监控与了解一切需 要关注的信息：工作室里机器的运行，实验室里研究的进度，家中饮 用水的成分和空气中或许可能出现有毒物质的示警，酒窖里不同位置 的温度与湿度，私家公路的灯光调控，各类仪表的数据变更……不会 再有过火而败味的美食，更不会有《小鬼当家》中入室的匪徒，火灾 和毒气泄漏都将最大程度地被防止，博物馆的馆长则不再担惊受怕地 忧虑古董名画的命运。
《物联网技术概论》课程标准
《物联网技术概论》课程标准一、课程基本信息二、课程性质与任务《物联网技术概论》为物联网应用技术专业基础课程。
探讨物联网发展的社会背景与技术背景，阐明物联网发展与社会信息化发展的关系，分析物联网与互联网的区别与联系，说明物联网建设的预期目标，描述物联网在感知中国和世界的作用，指出物联网发展中的利与弊。
是物联网专业的一门专业基础课，具有很强的实用性和可操作性。
该课程对物联网专业技术进行了全面的概括的介绍，主要包含物联网所涉及使用的各项技术、原理及应用领域，是进一步学习物联网相关专业的基础，在整个课程体系中具有非常重要的作用。
三、课程设计思路物联网技术概论是以适应物联网专业学习环境和应用岗位需求为依据，目标是通过实践教学，让学生掌握利用物联网基本知识进一步掌握专业知识的技能。
本课程的设计思路是：通过理论与实践相结合的教学方式，强化课程各环节理论联系，掌握相应应用技能。
为此，在教学中主要采取以下方式：（1）理论与实践相结合将理论知识与实际应用相结合，每节课的知识点都通过实际应用案例进行讲解，分析应用环境，演示操作方法，再辅导学生练习。
（2）理论与实习相结合以小组的形式进行辅导，让学生3-5人为一个学习小组，以小组为单位掌握应用技能并适应相关实验环境去参加实践活动。
从实际情况来看，采用以上方式，将能够达到较好效果，基本满足实践教学的设计目的。
四、课程培养目标1.总体目标在完成本门课程学习过程中学生应掌握一定的专业理论知识，形成一定的学习能力，沟通与团队的协作能力，形成良好的思考问题、分析问题和解决问题的能力，养成良好的职业素养。
遵守国家关于网络管理的相关法律法规，形成关键性的技术应用能力及创新、创业能力。
最终成为具备较全面的物联网应用技能的应用型技术人才。
2.具体目标1)能力目标掌握物联网体系结构间的理论联系与技术支持能力掌握一定物联网技术组网能力具备一定物联网专业应用领域中的实际应用能力具备进一步学习相关专业知识的基本素养2)知识目标掌握物联网体系的基本概念和技术理论了解编码、自动识别、WSN等感知层技术了解传输层使用的各种网络技术了解云计算、数据库等处理层技术了解物联网的安全与管理了解物联网在各行业的应用了解物联网个层次的主要技术指标五、课程内容及教学设计教学模式：本课程采用探索式教学模式,实施理论实践一体化、教学做一体化教学，充分体现工学结合的特点。
物联网技术概论
1.1.3泛在网络
物联网技术概论
定义9：指无所不在的网络，又称泛在网络。
最早提出U战略的日韩给出的定义是：无所 不在的网络社会将是由智能网络、最先进的计算 技术以及其他领先的数字技术基础设施武装而成 的技术社会形态。根据这样的构想，U网络将以 “无所不在”、“无所不包”、“无所不能”为 基本特征，帮助人类实现“4A”化通信，即在任 何时间(anytime)、任何地点(any-where)、任何人
定义7：传感器网络(Sensor Network)以对物理世界的数据采集和信息处理为 主要任务，以网络为信息传递载体，实现物与物、物与人、人与物之间信 息交互，提供信息服务的智能网络信息系统。
定义8：传感网(Sensing Network)，是以感知为目的，实现人与人、人与物、 物与物全面互联的网络。其突出特征是通过传感器等方式获取物理世界的 各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用 智能计算技术对信息进行分析处理，从而提升对物质世界的感知能力，实 现智能化的决策和控制。
传感器（或控制器）用来进行数据采集及实现控 制；
短距离传输网络将传感器收集的数据发送到网关 或将应用平台控制指令发送到控制器。
关键技术：主要为传感器技术和短距离传输网络技术。
1.3.2 网络层
物联网技术概论
功能：主要完成信息传递和处理。
组成：两个部分：接入单元、接入网络。
接入单元是连接感知层的网桥，它汇聚从感知层获得的数 据，并将数据发送到接入网络。
1.1.2无线传感器网络
物联网技术概论
定义5：无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)，由若干具有无 线通信能力的传感器节点自组织构成的网络。（美军）
物联网概论-第1章-绪论
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物联网概论
第1章 绪论
《黑客帝国》 展现了一个极端的例 子，展现了信息网络 所创造的虚拟世界与 现实世界发生冲突和 分裂的可能性。
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物联网概论
第1章 绪论
物联网的目标：
现实世界与虚拟世界的融合
在信息网络高速发展、 信息技术高度发达的今天，
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物联网概论
物联网概论
第1章 绪论
•第1章 绪论 •第2章 物联网体系架构 •第3章 全球物品编码 •第4章 射频识别系统 •第5章 传感器与无线传感网 •第6章 物联网通信 •第7章 物联网网络服务 •第8章 物联网中间件 •第9章 物联网安全机制 •第10章 智慧地球与物联网应用
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物联网概论
第1章 绪论
1.3 物联网的发展概况
1.3.1 物联网概念的诞生 1.3.2 物联网国外发展概况 1.3.3 物联网国内发展概况
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物联网概论
第1章 绪论
1.3.1 物联网概念的诞生
物联网的概念是美国麻省理工学院（MIT）于1999年 提出的。物联网真正受到广泛关注，是国际电信联盟重新定 义了物联网的概念。2005年11月17日，在突尼斯（Tunis）举 行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发 布了《ITU互联网报告2005：物联网》（ITU Internet Reports 2005：The Internet of Things），正式提出了“物联网”的概 念。
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物联网概论
第1章 绪论
1.1 物联网的概念
从层次的维度，物联网是一个层次化的网络
第一层是感知网络 第二层是传输网络 第三层是业务和应用网络
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物联网概论
第1章 绪论
物联网技术概论.pptx
物联网技术概论.pptx一、什么是物联网技术在当今科技飞速发展的时代，物联网技术正逐渐走进我们的生活，并深刻地改变着我们的世界。
那么，究竟什么是物联网技术呢？简单来说，物联网技术就是通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程的信息。
这些信息通过网络接入，实现物与物、人与物之间的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
物联网技术的核心在于“联”，它不仅仅是让物体能够连接到网络，更重要的是实现物体之间的智能交互和协同工作。
通过物联网，我们可以将原本孤立的设备、物品和系统连接起来，形成一个庞大而智能的网络，从而实现更高效、更便捷、更智能的生活和工作方式。
二、物联网技术的架构物联网技术通常由感知层、网络层和应用层三个主要层次构成。
感知层是物联网的基础，负责采集物理世界的各种信息。
这就好比人的五官，通过各种传感器感知周围环境的温度、湿度、光照、声音等数据。
网络层则承担着信息传输的重任，就像人体的神经系统，将感知层采集到的数据快速、准确地传输到应用层。
它包括各种通信网络，如移动通信网络、卫星通信网络、互联网等。
应用层是物联网的“大脑”，对传输来的数据进行分析、处理和决策，并实现各种具体的应用功能。
比如智能家居系统根据环境数据自动调节室内温度、湿度，智能交通系统根据路况信息优化交通流量等。
三、物联网技术中的关键技术1、传感器技术传感器是物联网感知层的关键设备，能够将物理量转化为电信号。
例如，温度传感器能够将温度变化转化为电信号，压力传感器能够将压力变化转化为电信号。
这些传感器的精度和可靠性直接影响着物联网系统的性能。
2、射频识别（RFID）技术RFID 技术通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无需接触即可完成识别。
它广泛应用于物流、仓储、零售等领域，能够实现快速、准确的物品识别和跟踪。
3、云计算技术由于物联网产生的数据量巨大，云计算技术为数据的存储和处理提供了强大的支持。
《物联网技术概论》物联网体系架构
四、应用层
业务模式和流程
业务订制过程
用户
物联网 应用系统
业务订制 业务订制确认 返回业务相关消息
受理业务 订制
建立用户与 业务的关联
四、应用层
业务退订过程
用户
物联网 应用系统
业务退订 业务退订确认
受理业务 退订
解除用户与 业务的关联
四、应用层
物联网公共服务业务平台系统结构
其他组织 (100000-15999999)
四、应用层
IPv6地址的初始分配情况
二进制前缀
0000 0000 0000 0001 0000 001 0000 010 0000 011 0000 1 0001 001 010 011 100 101 110 1110 1111 0 1111 10 1111 110 1111 1110 0 1111 1110 10 1111 1110 11 1111 1111
二、感知层
传感器网络
单一的传感器节点通常在通信、能量、处理和存储等多个方面受到 限制，多个传感器节点通过组网连接后，具备应对复杂计算和协同 信息处理能力，它能够更加灵活、以更强的鲁棒性来完成感知的功 能。
由于无线传感器网络布设具有高度灵活、低功耗和低成本等特点， 所以无线传感器网络的研究一直是国际上无线通信研究的热点问题 之一。
2.3 网络层
2.3.1 互联网 2.3.2 电信网 2.3.3 广播电视网 2.3.4 三网融合与多网融合 2.3.5 电信网与传感网的融合
三、网络层
互联网
IPv6报头格式：
0
4
12 16
24
31
版本
流量类别
物联网技术概论--短距离无线通信
Zigbee延
灵活的组网模式
传输距离长
低耗电待机模 式下,2节5号干 电池可支持1
个节点工作 6～24个月,甚
至更长
采用星状、网 状网络结构,最
多可组成 65000节点的 大容量网络。
响应速度较快, 一般从睡眠转 入工作状态只 需15 ms ,节点 连接进入网络
只需30 ms
ZigBee网络可 以有很灵活的 组网模式，比 如星状网络、 网状网络、簇
状网络等
每个网络节点 间的距离可以 从标准的75m， 到扩展后的几 百米，甚至几
公里
短距离无线通信技术对比
ZigBee技术应用
家庭和楼宇网络
空调系统的温度控制、照明的自动控制、
01
煤气计量控制、家用电器的远程控制等
商业 06
缺点：由于WIFI技术的组网距离范围广，功耗教大。
蓝牙无线技术
02
蓝牙无线技术：短距离无线标准之一，蓝牙4.1标准中加入了对IPv6专用通道联机 的支持。原来不能上网的蓝牙设备通过一定的组网方式，连接到蓝牙4.1及以上的 设备后，就具备了上网的功能。
应用：音频传输、数据传输、位置服务和设备网络。 蓝牙最广泛的应用还是在一对一的近场通讯中，比如蓝牙耳机、蓝牙鼠标等。 优点：蓝牙具有功耗低，体积小（比如蓝牙耳机）等优点。
智慧型标签等
农业控制
05
收集各种土壤信息和气候信息
工业控制
02
各种监控器、传感器的自动化控制
03 公共场所 烟雾探测器等分
04
医疗
老人与行动不便者的紧急
呼叫器和医疗传感器等
感谢观看
ZigBee技术
03
ZigBee技术的命名，主要来自于人们对蜜蜂采蜜过程的观察，蜜蜂在采蜜的过 程中，跳着优美的舞蹈，形成“之字形”，以此来相互交流信息，以便获取共享 食物源的方向、距离和位置等信息。又因蜜蜂自身体积小，所需的能量少，又能 传递所采集的花粉，因此，人们用ZigBee技术来代表具有成本低、体积小、能量 消耗小和传输速率低的无线通信技术。
物联网技术概论知识点(修正)
物联网技术概论知识点（有错之处还请各位多多包涵）一、名词解释：物联网：物联网是通过使用射频识别，传感器，红外感应，全球定位系统，激光扫描器等信息采集设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通信，以实现智能化识别,定位，跟踪，监控和管理的一种网络。
ZigBee: ZigBee技术是新兴的可以实现短距离双向无线通信的技术，他以复杂程度低，能耗低，成本低取胜于其余的短距离无线通信技术。
传感器：传感器是能够通过感受规定的被测量并按照一定的规律将其转化成可用输出信号的元器件或装置，其实质是在两个物理系统之间讲信号从一种能量形式转化成另一种能量形式。
数据挖掘：数据挖掘是从大量的数据中提取出令人感兴趣的知识（有效的，新颖的，潜在有用的和最终可以理解的）；数据挖掘是知识发现（KDD）过程的一个主要组成部分。
rfid:rfid技术是一种非接触式全自动识别技术，其基本原理是利用电磁信号和空间耦合（电感或电磁耦合）的传输特性实现对象信息的无接触传递，从而实现对静止或移动的物体或人员的非接触自动识别。
信息安全：信息安全是指信息网络的硬件，软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏，更改，泄露，系统连续可靠地运行，信息服务不中断。
云计算：云计算是由软件，硬件，处理器加存储器构成的复杂化系统，它按需进行动态部署，配置，重配置以及取消服务。
其实质是驻留在个人计算机和局部服务器远程运行的应用程序（在云中）。
机器学习：机器学习是用数据或以往的经验，以此优化计算机程序的性能标准，机器学习是研究如何使用机器来模拟人类学习活动的一门学科。
二、简答题：1.简述物联网应具备的三个特征：全面感知，可靠传递，智能处理2.举例说明我们身边的传感器（五项以上）工业检测和自动化控制，智能家居，环境保护及遥感技术，医疗及人体医学，航空航天，智能机器人。
3、中国对物联网是怎样定义的？总体而言我国的物联网研究正全面展开，物联网是通过使用射频识别，传感器，红外感应，全球定位系统，激光扫描器等信息采集设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通信，以实现智能化识别,定位，跟踪，监控和管理的一种网络。
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物联网的安全特征
❖ 2）即使分别保证了感知控制层、数据传输层 和智能处理层的安全，也不能保证物联网的 安全。
因为物联网是融合几个层次于一体的大系统，许 多安全问题来源于系统整合；
物联网的数据共享对安全性提出了更高的要求； 物联网的应用将对安全提出了新要求，比如隐私 保护不不是单一层次的安全需求，但却是物联网 应用系统不可或缺的安全需求。
7.2 物联网的安全体系
❖ 感知层的安全挑战
⑴ 感知层的网络节点被恶意控制（安全性全部丢 失）；
⑵ 感知节点所感知的信息被非法获取（泄密）； ⑶ 感知层的普通节点被恶意控制（密钥被控制着
获得）； ⑷ 感知层的普通节点被非法捕获（节点的密钥没
有被捕获，因此没有被控制）； ⑸ 感知层的结点（普通节点或关键节点）受来自
❖ 近几年来不时爆出这样的破解时间，相关技 术人员或者通常意义下的“黑客”声称破解 了一种或多种使用RFID技术的产品，并可以 从中获取用户的隐私，或者伪造RFID标签。
7.3 RFID的安全和隐私
❖ （1）非法跟踪
攻击者可以非接触地识别受害者身上的标签，掌握受害者的位置信息，从而给非法侵 害行为或活动提供便利的目标及条件。跟踪是对位置隐私权的一种破坏。
❖ 7）扩展性
节点经常加入或失效会使网络的拓扑结构不断发生变化。传感器网络的可扩 展性表现在传感器节点数量、网络覆盖区域、生命周期、感知精度等方面的 可扩展性级别，安全保障机制必须提供支持可扩展性级别的安全机制和算法， 来使传感器网络保持正常运行。
7.3 RFID的安全和隐私
❖ 2008年8月，美国麻省理工学院的三名学生 宣布成功破解了波士顿地铁资费卡。更严重 的是，世界各地的公共交通系统都采用了几 乎同样的智能卡技术，因此使用它们的破解 方法可以“免费搭车游世界”。
物联网的安全特征
❖ 1）已有的对传感网、互联网、移动网、安全 多方计算、云计算等的一些安全解决方案在 物联网环境中可以部分使用，但另外部分可 能不再适用。
首先，物联网所对应的传感网的数量和终端物体 的规模是单个传感网所无法相比的；
其次，物联网所联接的终端设备或器件的处理能 力将有很大差异，它们之间可能需要相互作用；
7.2 物联网的安全体系
❖ 感知层的安全服务
❖ 5）容错性
容错与安全有关，也可以称为是可用性的一个方面。当一部分节点失效或者 出现安全问题时，必须保证整个无线传感器网路的正确和安全运行。
❖ 6）不可否认性
利用不可否认性，节点发送过的信息可以作为证据，证明节点是否具有恶意 或者进行了不符合协议的操作。但是，由于传感器的计算能力很弱，不可否 认性不能通过传统的非对称密钥的方式来完成。
❖ 3）鉴别和认证
对无线传感器网络，组通信是经常使用的通信模式，例如，基站与传感器节 点间的通信使用的就是组通信。对于组通信，源端认证是非常重要的安全需 求和目标。
❖ 4）可用性
可用性是指安全协议高效可靠，不会给节点带来过多的负载从而导致节点过 早消耗完有限的电能。可用性也是无线传感器网络安全的基本需求和目标。
7.2 物联网的安全体系
❖ 考虑到物联网安全的总体需求是物理安全、 信息采集安全、信息传输安全和信息处理安 全的综合，安全的最终目标是确保信息的机 密性、完整性、真实性和网络的容错性。下 面给出一种物联网三层安全体系架构。
7.2 物联网的安全体系
❖ 1. 感知层安全 ❖ 感知层安全包括感知设备物理安全和RFID安全以及传感器
❖ 目前，物联网的体系结构被公认为有三个层次：感知层、网 络层和应用层。针对物联网体系结构各个层次的独立安全问 题，已经有许多一些信息安全解决方案措施。但需要说明的 是，物联网作为一个应用整体，各个层次的独立安全措施简 单相加并不能提供可靠的安全保障，而且物联网与几个逻辑 层所对应的基础设施之间仍然存在许多本质的区别。
7.2 物联网的安全体系
❖ 感知层的安全服务 ❖ 1）保密性
保密性是无线传感器网络军事应用中的重要目标。在民用系统中，除了部分 隐私信息，其它很多探测（如温度探测）或警报信息（如火警警报）并不需 要保密。
❖ 2）完整性
完整性是无线传感器网络安全最基本的需求和目标，虽然很多信息不需要保 密，但是这些信息必须保证没有被篡改。
推荐阅读
桂小林 1
课程内容
❖ 物联网概论
❖ 物联网体系结构
❖ 传感器技术
❖ 标识与定位技术
❖ 物联网通信技术
❖ 物联网数据处理
❖ 物联网信息安全
❖ 物联网的典型应用
桂小林 2
桂小林 3 桂小林 3
第7部分 物联网信息安全
桂小林 4
7.1 物联网的安全特征
❖ 在物联网和云计算环境中，由于跨域使用资源、外包服务数 据、远程检测和控制系统，使得数据安全和通信安全变得更 加复杂，并呈现出跟以往不同的新特征，需要研发新的安全 技术以支撑这样的开放网络应用环境。
安全。在很多情况下，传感器节点之间的信息传递是敏感的， 不应被未授权的第三方获取。因此，传感器网络应用需要安 全的通信机制。
❖ 任何安全通信机制都要密码机制提供点对点安全通信服务， 而传感器网络中，密钥管理是非常重要的，它处理密钥从生 成、存储、备份恢复、装入、验证、传递、保管、使用、分 配、保护、更新、控制、丢失、吊销和销毁等多方面的内容， 它涵盖了密钥的整个生命周期，是整个加密系统中最薄弱的 环节，密钥的泄密将直接导致明文内容的泄密。因此感知层 需要密钥管理来保障传感器的安全。
❖ （2）窃取个人信息和物品信息
当RFID用于个人身份标识时，攻击者可以从标签中读出唯一的电子编码，从而获得使 用者的相关个人信息；当RFID用户物品标识时，抢劫者可以用阅读器确定哪些目标更 值得他们下手。
❖ （3）扰乱RFID系统正常运行
缺乏安全措施的电子标签十分脆弱，通过一些简单的技术，任何人都可以随意改变甚 至破坏RFID标签上的有用信息，如篡改、重放、屏蔽（法拉第护罩）、失效（大功率 发射机使标签感应出足够大的电流烧断天线）、Dos攻击等，这将破坏系统的正常通 信，扰乱RFID系统的正常运行。