物联网概论-第6章 物联网通信
物联网概论
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中国物联网
北京、上海、广东、浙江等省市已初步展开智能交通、智能电网、智能安 防、智能物流等物联网的典型应用。在2010年世博会，上海在世博会展馆和 浦东机场布置的防入侵传感网，可以说是当前国际上规模最大的物联网应用 系统。此外，无锡市正在启动“智慧之市”的物联网城市建设。 事实上，我国从本世纪初开始启动，2006年起全力推行的信息化战略就 已经体现了智慧地球或物联网的精髓，上述两个概念本质上就是将信息化技 术应用到各行各业，只不过在表述上更强调互联和智能管理而已。 在科研上，基于近十年传感网领域相关研究，我国在技术上基本保持与 国际同步。从产业上，不仅在无锡建立了中国的传感信息中心，各地也纷纷 启动物联网产业项目。
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物联网历史
物联网概念出现于比尔盖茨1995年《未 来之路》一书，在《未来之路》中，比尔盖茨 已经提及物联网概念，只是当时受限于无线网 络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。 而物联网概念最早提出于1999年，来源 于“Internet Of Things”一词，其定义很简单， 即把所有物品通过射频识别和条码等信息传感 设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管 理。
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物联网发展
物联网和传感网概念在2009年重新唱热 的一个重要原因是国际金融危机使得美国等一 些遭受危机严重的国家需要新的概念刺激经济。
奥巴马政府的“智慧地球”计划明确以物 联网为基础。目前，全球主流国家先后都提出 了物联网发展战略，全球掀起新一轮物联网浪 潮。
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物联网历史
无论是物联网还是传感网，都不是最近才 出现的新兴概念。传感器网络的构想最早由美 国军方提出，起源于1978年美国国防部高级 研究计划局资助卡耐基-梅隆大学进行分布式 传感器网络研究项目。
物联网工程导论
物联网工程导论 第一章 刘美
习题解答
1.简述物联网的定义 物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协 议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交 换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监 控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸 和扩展的网络。
物联网工程导论 第一章 刘美
习题解答
2.简述物联网应具备的三个特征 （1）全面感知 ：利用射频识别、二维码、 传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体 进行信息采集和获取； （2）可靠传送：通过将物体接入信息网络，依 托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互 和共享； （3）智能处理：利用各种智能计算技术，对海 量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能 化的决策和控制。
物联网工程导论 第一章 刘美
1.1 物联网的定义
物联网工程导论 第一章 刘美
1.1 物联网的定义
物联网是一种通过射频识别（RFID）、红 外感应器、全球定位系统、激光扫描器等 信息传感设备，按照约定协议，使物体与 互联网相连接，进行信息交换和通信，以 实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、 监控和管理的网络。
物联网工程导论 第一章 刘美
本章小结
通过本章的学习，能够掌握物联网的核心问题、 本质特色以及最高目标，应对物联网的概念定义、 基本组成结构、关键技术和主要问题以及发展应 用领域有一个基本了解，建立物联网整体概念， 为后续各章节的学习打下良好的基础。
物联网工程导论 第一章 刘美
习题
1.简述物联网的定义 2.简述物联网应具备的三个特征 • 3.简述信息浪潮15年定律的内容 4.请解释以下名词：RFID；EPC 5.物联网的三大推动力分别是什么？ • 6.国家提出的战略性新兴产业领域，主要包括哪 七个方面？
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）。
物联网的定义_物联网概论_
物联网的定义_物联网概论_在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）正逐渐成为我们生活中不可或缺的一部分。
然而，对于许多人来说，物联网这个概念可能还比较模糊。
那么，究竟什么是物联网呢？简单来说，物联网就是将各种设备、物品通过网络连接起来，实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理。
这些设备可以是家用电器、汽车、工业机器，甚至是我们日常生活中的衣物、鞋子等物品。
它们都被嵌入了传感器、芯片等技术，能够收集和传输数据，与互联网相连，形成一个巨大的网络。
想象一下，早上醒来，你的智能床垫感知到你的睡眠质量，并将数据发送给你的手机，同时自动调整室内的温度和光线，让你在最舒适的环境中开始新的一天。
当你出门上班，你的汽车能够与交通系统实时通信，为你规划最佳的行车路线，避免拥堵。
在办公室，智能办公设备能够自动感知你的需求，调整桌椅高度、灯光亮度等。
下班后，你去超市购物，智能购物车能够自动识别你放入车内的商品，计算总价，甚至根据你的购物习惯为你推荐相关商品。
回到家，智能厨房设备已经根据你的口味和健康需求准备好了晚餐。
这就是物联网为我们描绘的未来生活场景。
物联网的核心在于“物”与“网”的结合。
这里的“物”不再是单纯的物品，而是具有感知、通信和计算能力的智能设备。
它们能够感知周围的环境和自身的状态，通过各种网络技术（如WiFi、蓝牙、Zigbee 等）将数据传输到云端或其他设备进行处理和分析。
而“网”则是指将这些设备连接起来的通信网络，包括互联网、移动通信网络等。
通过“网”，这些设备能够相互通信、协同工作，实现智能化的服务和管理。
物联网的应用领域非常广泛。
在智能家居领域，各种智能家电、安防设备、照明系统等能够实现互联互通，为人们提供更加便捷、舒适、安全的生活环境。
在智能交通领域，车辆、道路设施、交通管理系统等通过物联网技术实现实时通信和协同，提高交通效率，减少交通事故。
在工业领域，物联网可以实现设备的远程监控、故障诊断和预测性维护，提高生产效率，降低生产成本。
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。
物联网导论(第1章)概述
4.信息处理与应用
经过传输到达的源信息需要进一步处理，将该信息处理为人或机器能理解的信 息，如采集的温度信息，需要将它转换为具有物理含义的摄氏或华氏温度表示。 处理后的源信息需要加以应用为人们提供各种服务。如我们获得了天气温度信息 后，就可以提供气象服务，人们就会知道冷暖、就会根据温度的情况添减衣物。
1.源信息采集
源信息采集就是采用各种传感器获取监测对象的物理的、化学的、生物 的信息，或采集监测对象的图形图像信息。源信息采集首先需要有监测对 象，该对象可是物、人、或者是其他实体；其次，源信息的采集需要传感 器，包括摄影摄像等方面的设备，因此，源信息采集所用的传感器的种类 非常多；第三，源信息的采集不仅仅只采集监测对象的一种信息，可以同 时采集多种信息。
机械工程 仪器仪表
习 题
1. 物联网的含义包含哪些方面？ 2. 学术界、我国及国际组织对物联网是如何定义的？ 3. 物联网的主要特征有哪些？试简要给以说明。 4. 一般的信息处理系统主要由哪些部分构成？其主要作用如何？ 5. 物联网的系统结构主要由哪些部分构成？其主要作用是什么？ 6. 物联网框架主要由哪些层次构成？ 7. 物联网的关键技术主要有哪些？ 8. 物联网主要应用在哪些领域？试举出几个应用场景。 9. 能否举出一些你身边物联网应用的例子？这些例子都应用了物联 网哪些技术？
1.2.2 物联网基本结构
1.2.3物联网层次框架
1.3 物联网关键技术及其应用进展
1.3.1 物联网关键技术 1.3.2 物联网应用
1.3.1 物联网关键技术
物联网的技术基础
（1）RFID （2）EPC （3）短距离通信技术 （4）互联网
物联网的关键技术
（1）RFID与EPC技术 （2）感知控制技术 （3）无线网络技术 （4）中间件技术 （5）智能处理技术
物联网常见通讯技术介绍
物联网常见通讯技术介绍随着物联网技术的不断发展，物联网通讯技术已经成为整个物联网生态的重要组成部分。
物联网通讯技术为物联网设备提供了一个可靠和高效的通信手段，包括传感器网络、蜂窝网络、Wi-Fi和蓝牙等。
本文将介绍物联网常见通讯技术，主要包括传感器网络、蜂窝网络、Wi-Fi和蓝牙。
一、传感器网络传感器网络是一种低功耗、低速率、短距离无线通信技术，其主要用途是对物理环境进行监测和控制。
传感器网络通常由许多小型传感器节点组成，每个节点都能够进行信号检测、采集和传送，通过通信网络相互连接，最终形成一个完整的传感器网络。
传感器网络通常被使用在监测环境、控制机器人、追踪移动目标等方面。
传感器网络通常通过三种方式来组织结构：平面型、自组织型和层次型。
平面型结构由许多节点组成一个面状结构，它的通信方式是通过直接连接相邻节点来传输信号。
而自组织型结构则是在没有任何组织或中央控制的情况下自动组成一个网络，节点间通过中继传输数据。
层次型结构通常由多个平面型结构组成，具有更高的可扩展性和可用性。
传感器网络通常使用无线传输技术进行通讯，如Zigbee、Z-Wave和6LoWPAN 等。
1. ZigbeeZigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信协议，旨在为各类低功耗设备提供无线通信服务。
Zigbee通信协议采用网状结构，即每个节点都可以作为中继，形成一个可靠的、具有高可扩展性的网络。
Zigbee协议具有高度灵活性和可定制性，可以为各种应用场景提供不同的数据传输速率、带宽和通信距离等参数。
2. Z-WaveZ-Wave是一种基于低功耗的无线通信技术，使用子1GHz频段的无线电波进行通信。
Z-Wave协议的特点是具有自组网和自动网络技术，具有高可靠性和高安全性。
Z-Wave协议可以为各种低功耗设备提供无线通信服务，包括智能家居设备、门窗传感器和智能电表等。
3. 6LoWPAN6LoWPAN是一种基于IPv6协议的低功耗无线个域网通信协议，其主要用途是将IPv6协议应用于低功耗无线设备的通信中。
物联网导论(第6章)物联网通信系统与传输网
（2）数字复接技术
• 在时分数字通信系统中，为了扩大传输容量和提 高传输效率，常常需要将若干个低速数字信号合 并成一个高速数字信号流，以便在高速宽带信道 中传输。 • 数字复接技术就是把两个或两个以上的分支数字 信号按时分复用方式汇接成单一的复合数字信号 ，即数字复接技术是解决PCM信导由低次群到高 次群的合成技术，是将PCM数字信号由低次群逐 级合成为高次群以适于在高速线路中传输的技术 。
分层的作用
• 网络的分层使网络的规范化和实施无关，但该划 分的原则使得网络设计和构建时各层的功能相对 独立，也就是说，单独设计、构建和运行每一层 要比将整个网络作为一个单个实体要简单地多。 网络中的各层当需要演进时，只要保持上下两层 的接口功能不变，就不会影响整个网络的运行， 因此保持各层次间接口的相对稳定，对整个网络 的分布演进具有非常重要的作用。
2 通信网的分层结构
• （1）OSI模型与分层的作用 • （2）垂直分层
（1）OSI模型与分层的作用
• 从通信网纵向分层的观 点来看，可根据不同的 功能将网络分解成多个 功能层，上下层之间的 关系为客户/服务者的关 系。通信网的纵向分层 结构式网络演进的焦点 ，而开放系统互联 (OSI)7层参考模型是人 们普遍认可的分层方式 。
（3）传输设备
• 传输设备是实现将信号从一个地点传送到另一个 地点的设备，它构成了通信网中的传输链路。传 输设备由传输线路和各种收发设备组成，如光纤 （光缆）、光端机等。
（4）规章与规程
• 仅仅将终端设备、交换设备和传输设备连接起来 还不能很好地完成信息的传递和交换。就如计算 机仅有硬件无法正常使用一样，通信网也需要相 应的软件使其正常的运转，这些“软件”就是通 信网中的规章与规程，包括通信网的拓扑结构、 通信网内信令、协议和接口、通信网的技术体制 和标准等。另外，还有通信网的组织与管理等。 上述这些规章规程是实现通信网运营的重要支撑 条件。
物联网技术概论5物联网通信技术
• 4）中间件层由许多不同的协议混合组成。 RFcomm（无线电频率通信/射频通信，Radio Frequency Communication）是指模拟连接 键盘、鼠标、modem等设备的串口通信。
• 5）应用层包含特定应用的协议子集。
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物联网技术概论5物联网通信技术
5.1.3 ZigBee技术
• 接入点每100ms将服务 集标示（Service Set Identifier，SSID）经 由信号台（beacons） 分组广播一次，分组的传 输速率是1Mbit/s，并且 长度短，所以这个广播动 作对网络性能的影响不大 。
• 因为Wi-Fi规定的最低传 输速率是1Mbit/s，所以 确保所有的Wi-Fi 终端都 能收到这个SSID广播分 组。
• 2）蓝牙基带层将原始位流转变成帧，每一帧都是在一个逻辑信道上进 行传输的，该逻辑信道位于主节点与某一个从节点之间，称为链路。蓝 牙标准中共有两种链路。第一种是ACL链路（异步无连接链路， Asynchronous Connection-Less），另一种是SCO链路（面向 连接的同步链路，Synchronous Connection Oriented），用于 实时数据传输，例如电话。
➢ WPA2除了使用802.1x/EAP框架以确保身份验证外，“四次握手 ”是另一个重要的WPA2的身份验证过程。
➢ "预先共享密钥 (PSK)" .
WEP
WPA2-PSK
安全性弱，容易被破解
安全性高，破解难度大
加密算法采用RC4算法
加密算法采用128bit的AES算法
密钥是静态的，同一网络上所有人 动态会话密钥，不同用户不同设备密钥
• ZigBee技术主要被作为短距离无线传感器网络的通信标准 ，广泛应用于家庭居住控制、商业建筑自动化和工厂车间管 理等领域。
物联网概论
物联网概论物联网概论随着互联网技术和各种智能设备的不断发展，物联网概念已经深入人们的生活，并正逐步实现智慧城市、智慧医疗、智慧车辆等多个领域的应用。
本文将从物联网的概念、原理、应用等方面进行讨论，帮助读者更好地认识和理解物联网的相关知识。
一、物联网的概念和定义物联网是指未来互联网的扩展和延伸，将各自独立的智能设备，以及各种传感器和执行器，通过物理网络及互联网连接起来，实现数据和信息的交流和共享的一个系统。
从功能角度看，物联网系统实现了“信息感知、信息收集、信息存储、信息处理、信息交换、信息控制和信息展示”等多个重要功能。
二、物联网的运作原理物联网系统的运作原理是，通过各种传感器、执行器、通信网络和数据处理平台，实现智能设备和传感器的信息采集、存储、分析、处理和交流。
首先，各种传感器和智能设备会通过网络进行连接，并实现数据的传输和存储。
然后，数据将经过数据处理平台进行数据分析和处理，最后将数据呈现给用户，用户通过数据可视化工具，对数据进行实时监控和控制。
三、物联网的应用场景1. 智慧城市物联网应用最广泛的领域之一就是智慧城市，集成各种传感器、智能设备和信息技术，实现城市的能源管理、交通管理和环境监测等功能，提升城市管理的效率和安全。
2. 智慧医疗物联网在医疗领域的应用也呈现出越来越重要的地位，集成各种医疗设备、传感器和云平台，实现患者健康信息的实时监测和传递，为医疗人员的诊疗提供有力的支持。
3. 智慧家居智慧家居也是物联网应用领域之一，将家庭设备和传感器连接起来，实现智能家居的控制和管理，提供便利和舒适的生活体验。
4. 智慧交通物联网在交通领域的应用，可以通过传感器和智能设备的监控，实时收集路况信息和交通事故信息，为交通管理、规划和救援提供支持。
四、物联网的未来发展趋势随着各类智能设备和传感器的不断发展，物联网将逐渐走向更加高效、可靠和安全的方向，并且将越来越广泛地应用在人们的日常生活中。
未来，物联网将注重数据安全和隐私保护，同时更加注重智能化和自动化的发展，实现更完善和智能的人工智能应用。
物联网通信概述(PDF 28页)
第1章 物联网概述
1.1 物联网的定义
物联网与传感网 物联网与互联网 物联网与泛在网
传感网是物联网的组成部分 物联网是互联网的延伸 泛在网是物联网发展的愿景
第1章 物联网概述
1.2 物联网的定义
第1章 物联网概述
1.3 物联网体系结构
第1章 物联网概述
1.4 物联网的发展概况
物联网实例
第1章 物联网概述
1.4 物联网的发展概况
欧盟的物联网行动计划
2006年欧盟成了的工作组，进行RFID技术研究。
2008年发布了《2020年的物联网——未来路线》
2009年欧盟制订了《物联网——欧洲行动计划》。
目前欧盟已将物联网及其核心技术纳入到预算高达500 亿欧元并开始实施的欧盟“第七个科技框架计划 （2007—2013年）”中。
物联网通信技术
授课人：肖 竹 （讲师，博士） Email： zhxiao@
课程安排
40学时+16学时上机
教学目标 介绍物联网核心通信技术，主要包
括近距离无线通信，无线传感器网络，移动通信 技术等，通过本课程的学习，使学生认识、了解 和掌握物联网所涉及的通信技术的概念、基本原 理、关键技术和实际应用，并结合课程实验，为 物联网工程专业学生今后从事相关工作打下基础。
Hale Waihona Puke 1章 物联网概述1.4 物联网的发展概况
中国的“感知中国”
美国的“智慧的地球”
2008年11月，IBM公司总裁彭明盛推广“智慧的地球” （Smart Planet）这一概念，建议新政府投资新一代 的智慧型基础设施，阐明其短期和长期效益。
2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后与美国工商 业领袖举行了一次“圆桌会议”，对此给予了积极的 回应，认为“智慧的地球” 有助于美国的“巧实力” （Smart Power）战略，是继互联网之后国家发展的 核心领域。
物联网概论-PPT课件
1.1 物联网的由来
物联网的基本思想出现于20世纪90年代
1995 2005 2008 Bill Gates 《未来之路》 物物互联 国际电信联盟 《ITU互联网报告物联网》 IBM “智慧地球”
2009 “感知中国”
（物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一） 首页 本章大纲 上一节 下一节 返回
物联网概论
本书大纲
第一章 绪论
第二章 物联网架构及发展动力 第三章 感知层 第四章 网络层 第五章 应用层 第六章 物联网的前景和挑战
第一章 绪论
本章大纲
1.1 物联网的由来 1.2 物联网的定义 1.3 物联网的发展概况 1.4 物联网的架构
1.5 物联网的关键技术
1.6 物联网的应用领域 1.7 本章小结
下一节
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1.1 物联网的由来
1.1.2 物联网的产生
《未来之路》未实现篇（一）
《未来之路》中写道：用户遗失或遭窃的照相机将自动发回信息， 告诉用户它现在所处的具体位置，甚至当它已经身处不同的城市。
评注：十分不幸，盖茨的这一预言并没有实现。但现在的手机大多有拍照 功能，从这个角度来看，我们用来发信息的手机同时也是照相机，因此并不能 说盖茨完全错误。
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1.1 物联网的由来
1.1.2 物联网的产生
《未来之路》未实现篇（二）
《未来之路》中写道：未来人们在观看电影《飘》时，可以 用自己的面孔替换片中的嘉宝等知名演员，实实在在体会一 下当明星的感觉。
评注：这种电影卡拉ok技术至今为止还没有出现。不过您可以在观 看电影的时候关掉声音，用自己制作的字幕来自娱自乐一下。
评注：盖茨的这一预言很早就得以实现，Tivo技术出现在1997年。
精品文档-物联网技术概论(杨埙)-第6章
第6章 物联网应用
2. 智能电网存在的问题 智能电网建设将是我国电网未来发展的主要方向，未来将 实现自愈、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的高质量电能、 接入各种不同发电形式、实现资产的优化管理等。然而智能电 网相关产业的发展还面临着一系列挑战：目前还没有形成完整 的技术标准体系，无法在一个统一的框架内协同工作；各种技 术的融合、产品的集成及一体化方面的研究力度与国外相比还 远远不够，需要政府有关部门投入大量的精力，与科研单位及 生产厂商共同努力；投资和利益分摊机制还不明确，无法吸引 资金及技术力量雄厚的具备国际竞争能力和影响力的大型企业， 导致智能电网产业发展动力不足；在智能电网相关技术的研究 和开发中缺乏主导地位；智能电网的应用还存在一些体制和机 制障碍等。
第6章 物联网应用 第6章 物联网应用
6.1 智能电网应用 6.2 智能交通应用 6.3 智慧物流应用 6.4 智慧医疗应用 6.5 智能家居应用 本章小结
第6章 物联网应用
感知、传输、应用三个环节构成物联网产业的关键要素： 感知(识别)是基础和前提；传输是平台和支撑；应用是目的， 也是物联网的标志和体现。物联网发展不仅需要技术，更需要 应用，应用是物联网发展的强大推动力。
第6章 物联网应用
早些时期，国内的电力行业就进行了企业信息化建设，其 中国国家电网公司于2006年提出了在全系统实施“SG186”工 程，建成数字化电网、信息化企业的规划。国家对电力系统的 信息安全非常重视，曾多次发文指导电力系统的信息安全，如 《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护的规定》 和《电力二次系统安全防护总体方案》等，这些制度和方案对 电力系统的安全体系建设具有指导意义。由此可以看出，信息 化建设和信息系统的安全对电力行业，甚至国计民生都有着重 大的影响。
物联网技术概论--物联网通信技术
RC4算法属于对称流密码，支持可变长度密钥。
(推荐阅读清华大学出版社桂小林主编的《物联网技术导论》
WEP 支持64位和128位加密。
对于64位加密，加密密钥为10个十六进制字符（0-9和 A-F）或5个 ASCII 字符。
利用蓝牙技术，能够有效地简化移动通信终端设备 之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网 Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅 速高效。
蓝牙技术最初由爱立信公司创制
桂小林 21
(推荐阅读清华大学出版社桂小林主编的《物联网技术导论》
(推荐阅读清华大学出版社桂小林主编的《物联网技术导论》
对于128位加密，加密密钥为26个十六进制字符或13 个ASCII字符。
64位加密又称40位加密，128位加密又称104位加密 。
WPA
(推荐阅读清华大学出版社桂小林主编的《物联网技术导论》
无线保护访问（Wireless Protected Access ，WPA）是由Wi-Fi 联盟提出的一个无线安全访 问保护协议。
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。
桂小林 4
(推荐阅读清华大学出版社桂小林主编的《物联网技术导论》
5.1.1 Wi-Fi技术
4）中间件层由许多不同的协议混合组成。 RFcomm（无线电频率通信/射频通信，Radio Frequency Communication）是指模拟连接 键盘、鼠标、modem等设备的串口通信。 5）应用层包含特定应用的协议子集。
物联网通信技术概述ppt课件
形成了互联网，以及无所不连的物联网。
在上述各层之间进行数据交换的规则和约定就是通信协议。
遵守OSI标准的通信协议能够做到上层协议与下层协议的实现
无关，因此能最大限度的复用下层协议。
这里提到的通信技术在通信硬件上就有不同的特性，以支
持有线/无线，长距/短剧，节能/高速等特性。但同时也使得
其在物理层向上的若干层都需要使用自己的通信协议。所以
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通信技术和通信协议
通信技术主要是强调信息从信源到目的地的传输过程所使
用的技术，还有一个问题是各种通信技术之间如何能协同工
作呢？为此，国际标准化组织提出了开放系统互连参考模型
OSI，也就是网络分成了物理层、数据链路层、网络层、传输
层、会话层、表示层和应用层。也就是这个伟大的标准最终
以太网主要涉及的组网低层技术和协议，中上层协议为TCP/IP
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短距离无线通信（节点）
随着通信与物联网技术的不断发展，在各种产 品应用越来越多的开始出现无线通信的元素。
缺点： Modbus主要存在以下问题： - 组网能力差，只有主从方式通信 网络规模有限，从属控制器数量限制了网络规模 - 安全性差，无认证、无权 限管理，明文传输使得它在非受控环境下是非常有风险的
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有线通信
以太网 以太网（Ethernet）是一种局域网通信技术， IEEE组织的
IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理 层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。 以太网使用 双绞线作为传输媒介，在没有中继的情况下，最远可以覆盖 200米的范围。最普及的以太网类型数据传输速率为100Mb/s， 更新的标准则支持1KMb/s和10KMb/s的速率。
物联网通信原理知识总结
IOT RevisionChap 1 通信系统Part 1 Key Point1.无线通信系统的模型a)组成：i.发送端：把各种可能转换的消息转换成原始电信号ii.信道：信号传输的通道iii.接收端：从接收信号中回复出相应的原始信号iv.噪声源：信道中的噪声及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示b)简化模型i.一种简化模型ii.模拟通信系统模型两个概念：·调制：发送端把连续消息变换为原始信号称为调制·解调：接收端把原始电信号反变换为原连续消息称为解调iii.数字通信系统模型图中加密-解密，编码-解码和调制-解调并非必有，可根据需求定制2.无线通信网络系统的分类及通信方式a)分类：i.按消息的物理特性：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统ii.按调制系统：基带传输（将未经调制的信号直接传送）、调制传输（对各种信号变换方式后传输的总称）iii.按传输信号的特征：模拟通信系统、数字通信系统（按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号）iv.按传输信号的复用方式：1.频分复用：用频谱搬移的方法使不同信号占用不同频率范围传统的模拟通信中都采用频分复用。
随着数字通信的发展，时分复用通信系统的应用越来越广泛。
码分复用主要应用于卫星通信系统中。
b)通信方式：i.按消息传递的方向和时间关系单工：消息只能单方向传输半双工：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发全双工：通信双方可同时进行收发消息ii.按数字信号排列的顺序分类串行通信:数字序列以串行方式一个接一个在一条信道上传输，一般的远距离数字通信并行通信：数字序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输iii.按通信的网络方式分类专线通信（点对点通信）：通信网的基础网通信3.信息的度量和计算a)消息出现概率越小，它所含的信息量越大；反之信息量越小，且当P（x）=1时，I=0b)若干个互相独立事件构成的消息，所含信息量等于各独立事件信息量的和c)等概率离散消息的度量：消息是M进制，则该消息的每个波形出现的概率就变成为1/M.所传递的信息量就为非等概率离散消息度量：在非等概率的情况下，设离散信息源是一个由n个符号组成的集合，称符号集。
物联网通信课件102 概述-物联网
▫ 为人所用，不为人知！
• 最早的战略计划由韩国和日本发起
泛在网
泛在网——物联网的发展方向，大通信概念 ➢泛在网络由计算机科学家Mark Weiser首次提出， 它是在现有技术基础上的应用创新，是不断融合新的 网络，不断向泛在网络注入新的业务和应用，直至 “无所不在、无所不包、无所不能”。 ➢从网络技术上，泛在网是通信网、互联网、物联网 高度融合的目标，它将实现多网络、多行业、多应用、 异构多技术的融合与协同。 ➢泛在网是从人与人通信为主的电信网向人与物、物 与物的通信广泛延伸的信息通信网络的发展趋势，它 是一个大通信的概念
十五年周期定律
IBM前首席执行官郭士纳提出的 “十五年周期 定律”
➢ 1965年前后发生的变革以大型机为标志 ➢ 1980年前后以个人计算机的普及为标志 ➢ 1995年前后则发生了互联网革命 ➢ 2010年会不会是物联网呢？
泛在网建设的目标
• Whoever • Whenever • Wherever • Whomever • Whatever
活中不可或缺的组成部分，产生了巨大的影响， • 对于某些产业而言，可以说是巨大的变革
物联网概述
Outline
• 网络发展阶段 • 物联网概述 • 物联网的基础 • 物联网示例 • 物联网通信环节的划分
网络按其设备的主导形态分为四个阶段
• 主机、大型机的联网，其体积庞大，运行条件苛 刻，专业人员操作且人机界面友好性差
• 台式机、笔记本的联网，普通人经过培训即可操 作
• 以手机为代表的各类移动设备的互联，无需培训 即可操作，界面简单友好
• 嵌入式智能物件等与日常生活密切相关设备的互 感、互联、互通
Outline
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.2 ZigBee
3. ZigBee的网络特点
（2）网络特点
ZigBee是一种无线数传网络，与移动通信的CDMA和GSM网络十分类似。 ZigBee的每一个数传模块（节点）类似于移动网络基站。
中继网：长途局与市话端局之间、市话端局与市话端局之间的部分；
接入网：端局与用户之间的部分，负责将用户接入到核心网实现数据共享。
目前国际上倾向于将长途网和中继网合在一起称为核心网，相对
于核心网的部分就是接入网。
3
物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
在物联网中，接入网技术是物联网通信的关键技术，即
采用无线接入技术，也采用有线接入技术。接入网和核心网共
L波段
1～2GHz
30～15cm
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.1 无线接入网技术概述
表6-1 IEEE划分的频谱（续）
S波段 2～4GHz 15～7．5cm 备注
C波段
X波段 Ku波段 K波段 Ka波段
4～8GHz
8～12．5GHz 12．5～18GHz 18～26．5GHz 26．5～40GHz
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.2 ZigBee
2. ZigBee的技术特点
（1）低功耗：2节五号电池支持1个节点工作6到24个月
（2）低成本：约2美元
（3）低速率：20~250Kbps （4）有效范围大：10~100m
（5）短时延：几十ms，蓝牙响应3~10s，WiFi响应3s
（6）高容量：最大65000个节点的大网，一个主节点管理254个子节点 （7）高安全：三级安全模式
2002年，ZigBee联盟（ZigBee Alliance）成立，成员包括国际著名 的半导体生产商、代工生产商以及最终的使用者。
ZigBee成员制定了一个基于IEEE 802.15.4标准的高性价比、低功耗
的网络应用规格，并且版本不断更新，目前超过150多家成员公司还在积 极进行ZigBee规格的制定工作。
License无许可频段，无需授权许可，只需要遵守一定的发射功率(一
般低于1W)，并且不要对其它频段造成干扰即可。 在物联网中，短距离无线通信频率的选择，要顾及其它无线
电服务，因而短距离无线通信系统通常使用ISM频段。例如，ZigBee、
蓝牙、RFID、UWB、60GHz、Wi-Fi等都使用ISM频段。
无线广域网（WWAN Wireless Wide Area Network ）
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.1 无线接入网技术概述
WMAN
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.1 无线接入网技术概述
通信距离 主要技术 标准
WPAN
10m 同一地点终端之间
ZigBee、蓝牙、 RFID、UWB、 60GHz Wi-Fi
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.1 无线接入网技术概述
表6-1 IEEE划分的频谱
频 段 频 率 波 长 备注 ELF（极低频） VF（音频） VLF（甚低频） LF（低频） MF（中频） HF（高频） VHF（甚高频） UHF（超高频） SHF（特高频） EHF（极高频） 亚毫米波 P波段 30～300Hz 300～3000Hz 3～30kHz 30～300kHz 300～3000kHz 3～30MHz 30～300MHz 300～3000MHz 3～30GHz 30～300GHz 300～3000GHz 0．23～1GHz 10000～1000km 1000～100km 100～10km 10～1km 1～0．1km 100～10m 10～1m 100～10cm 10 ～1cm 1～0．1cm 1～0．1mm 130～30cm 长波 中波 短波 超短波 微波 微波 微波 微波
（8）工作频段灵活：ISM频段、2.4GHZ、915MHZ、868MHZ
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.2 ZigBee
3. ZigBee的网络特点
（1）网络拓扑结构
ZigBee支持3种拓扑结构，包括星形、网状形和簇树形结构。
星形网络 协调器(Coordinator)
网状网络 路由器(Router )
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.1 无线接入网技术概述
其他频率：
135KHz以下的频率范围没有作为ISM频率，这个频
段被各种无线电服务大量使用。除了ISM频率外，135KHz 以下的整个频率范围射频识别也是可用的。因为这个频段 可以用较大的磁场强度工作，特别适用于电感耦合方式的 射频识别系统。
树形网络 终端节点(End Device) 21
物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.2 ZigBee
3. ZigBee的网络特点
（1）网络拓扑结构
网络中存在两种不同类型的设备： 全功能设备FFD：可作为主协调器，协调器，也可以作为终端设备
一个FFD可以同时与多个FFD或多个RFD 通信
精简功能设备RFD：一个RFD只能与一个FFD或多个RFD通信
频率范围（Hz）
6.765–6.795 MHz
6.780 MHz
13.553–13.567 MHz
13.560 MHz
主要用于电感耦合方式的射频识别系统，工业
26.957–27.283 MHz 27.125 MHz 上高频焊接装置、医疗上电热治疗仪和传呼机 等。要特别注意同一频率的干扰。 40.66–40.70 MHz 40.68 MHz 遥测和遥控
需要仔细地计划加以利用。在电子通信领域，信号的传输特性和信号采用 的传输方式主要取决于工作频率。 对于电磁频谱，按照频率从低到高（波长从长到短）的次序，可 以划分为不同的频段。不同频段电磁波的传播方式和传播特点各不相同， 它们的用途也不相同，因此无线通信采用了不同的工作频率，以满足多种 应用的需要。
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.2 ZigBee
3. ZigBee的网络特点
（2）网络特点
ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块（节点）组成的一个高可
靠的无线网络平台，有自己的协议标准。在整个网络范围内，每一个节点之
间可以相互通信，这些节点只需很少的能量，以接力的方式通过无线电波将 数据从一个节点传到另一个节点，通信效率非常高。 ZigBee采用的是自组织网络、采用的是动态路由。通过彼此自动寻找很 快形成一个互联互通的ZigBee网络。 通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。
同构成了物联网通信的体系架构。 通信是物联网的主要功能，没有通信的保障，物联网设
备就无法接入虚拟的数字世界，也就无法实现物理世界与数字
世界的融合。物联网通信几乎包含了现在所有的通信技术。
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1 无线接入网技术
6.1.1 无线接入网技术概述 6.1.2 ZigBee 6.1.3 蓝牙 6.1.4 UWB 6.1.5 60GHz通信 6.1.6 WLAN 6.1.7 WiMAX 6.1.8 3G
依通信覆盖范围的不同，无线网络从小到大依次为：
无线个域网（WPAN Wireless Personal Area Network ） 无线局域网（WLAN Wireless Local Area Network）
无线城域网（WMAN Wireless Metropolitan Area Network ）
433.05–434.79 MHz
433.92 MHz
868–870 MHz
867 MHz
902–928 MHz
915 MHz
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.1 无线接入网技术概述
ISM频段
频率范围（Hz） 2.400–2.500 GHz 5.725–5.875 GHz 24–24.25 GHz 59–64 GHz 122–123 GHz 244–246 GHz 中心频率（Hz） 2.450 GHz RFID系统，蓝牙、ZigBee和WLAN等。 5.800 GHz 24.125 GHz 60 GHz 122.5 GHz 245 GHz 微波波段， WLAN、RFID 微波波段，与无线电爱好者、无线电定位服务及 地球资源卫星服务使用的频率重叠 微功率、近距离、高速率无线电技术的应用 应用地区及领域 超高频微波波段，
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.2 ZigBee
1. ZigBee的起源
长期以来，低价格、低传输速率、短距离、低功率的无线通讯一 直存在着。在这个无线通讯市场中，首先出现的是蓝牙技术。但人们在使 用蓝牙的过程中发现了很多缺陷，比如对于自控和遥感遥测领域而言，蓝
牙技术太复杂、功耗大、距离短、组网规模小等。
7．5～3．75cm
3．75～2．4cm 2．4～1．67cm 1．67～1．13cm 1．13～0．75cm
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物 联 网 概 论
第6章
物联网通信
6.1.1 无线接入网技术概述
ISM频段
ISM(Industrial Scientific Medical) Band，是由ITU-R （ITU
Radiocommunication Sector，国际通信联盟无线电通信局）定义的。 此频段主要是开放给工业、科学、医学三个主要机构使用，属于Free