第8讲 物联网技术及嵌入式网关
嵌入式系统和物联网：两种技术的融合及应用
嵌入式系统和物联网：两种技术的融合及应用一、介绍嵌入式系统和物联网是当前信息技术领域中非常重要的两种技术。
嵌入式系统是一种专门针对特定应用领域而设计的计算机系统，它通常包括硬件和软件两部分，用于控制、监控和处理各种设备和系统。
而物联网则是一种通过无线传感器网络和互联网技术，实现各种物理设备间的互联互通，形成一个庞大的互联网。
嵌入式系统和物联网在不同领域内有着广泛的应用，例如工业控制、医疗器械、智能家居、智慧城市等。
随着科技的不断发展和进步，嵌入式系统和物联网技术也在不断演进和融合，这种融合不仅扩展了它们的应用领域，也带来了更多的创新和可能。
二、嵌入式系统和物联网的融合1.嵌入式系统在物联网中的作用在物联网中，嵌入式系统起着重要的作用。
它们可以作为各种物联网终端设备的核心控制器，负责数据采集、处理和传输。
通过嵌入式系统，各种物理设备可以与互联网进行连接，实现信息的交换和处理，实现智能化和自动化控制。
同时，嵌入式系统也可以根据不同的应用场景进行定制化设计，以满足不同设备和系统的需求。
2.物联网对嵌入式系统的挑战物联网对嵌入式系统提出了更高的要求。
首先，由于物联网终端设备通常需要长时间工作，对于稳定性和可靠性有着更高的要求，而这正是嵌入式系统所擅长的领域。
其次，随着物联网设备的不断增多和连接的规模的扩大，对于嵌入式系统的通信、能耗和网关等方面的要求也越来越高。
因此，嵌入式系统需要不断创新和改进，以满足物联网的需求。
3.嵌入式系统和物联网的融合为了更好地满足物联网的需求，嵌入式系统和物联网技术之间的融合不断深化和拓展。
首先，嵌入式系统的技术不断向物联网领域延伸，例如低功耗、小型化、多样化的嵌入式系统平台不断涌现，以满足物联网设备的需求。
其次，物联网技术的发展也在推动嵌入式系统的创新和发展，例如各种新型通信技术、云计算和大数据分析等，为嵌入式系统提供更多的可能性。
三、嵌入式系统和物联网的应用1.工业控制在工业领域中，嵌入式系统和物联网技术的融合被广泛应用。
01.属于IT人的天空——单片机及嵌入式物联网技术
1995
1998
1999
MIT的 Kevin Ashton：把RFID技术与传感器 技术应用于日常物品中形成一个“物联网”
EPC global 的Auto-ID中心：物联网是成千上万的物品 采用无线方式接入了Internet的网络。这是物联网概念 真正的提出。
2005
ITU报告：物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设 备互连的网络。 2008 IBM：互联网＋物联网＝智慧地球 把传感器设备安装到电网、铁路、桥梁、隧道、供水系 统、大坝、油气管道等各种物体中，并且普遍连接形成 网络，即“物联网”
物物网络
28
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物联网体系结构(2/2)
网络技术
3G网络、无线传感网络、移动网络、局域网 ……
传感技术 RFID技术 数据库技术 云计算 移动计算
29
29
RFID技术概述(1/2)
什么是RFID？
RFID射频识别是一种非 接触式的自动识别技术，它 通过射频信号自动识别目标 对象并获取相关数据，识别 工作无须人工干预，可工作 于各种恶劣环境。RFID可识 别高速运动物体并可同时识 别多个标签，操作快捷方便 。
2. IT增强了人的力量，增强了人们感知、改变世界的能力
7
IT的前世今生——什么是IT
IT的四大技术方向 1. 传感技术—人的感觉器官的延伸与拓展，承担信息采集任务 麦克、键盘、摄像头、条形码扫描仪、形形色色的传感 2. 通信技术—人的神经系统的延伸与拓展，承担传递信息的功能 广播、电报、收音机、电话、短信、互联网等等 3. 计算机技术—人的大脑功能延伸与拓展，承担处理信息的功能 单片机、个人PC、大型服务器、手机、各类手持设备（点 菜机、导游机、MP3、4）、平板电脑等等 4.控制技术—人的行动功能的延伸与拓展，承担信息反馈的功能
物联网与嵌入式系统
物联网与嵌入式系统物联网（Internet of Things, IoT）是指通过各种物理设备、传感器、软件以及网络连接，实现设备之间的互联互通，并实现自动化和智能化的系统。
物联网的概念源于传统的嵌入式系统技术，通过将传感器和通信技术应用到嵌入式系统中，实现设备之间的互联互通，进一步推动了嵌入式系统领域的发展。
本文将重点讨论物联网与嵌入式系统的关系以及对于未来的影响。
一、物联网与嵌入式系统的关系物联网是基于嵌入式系统的发展演变而来的。
嵌入式系统是指嵌入到其他设备或系统中，以实现特定功能的计算机系统。
嵌入式系统通常由硬件和软件两个部分组成，其中硬件部分包括处理器、存储器、传感器等，软件部分包括操作系统、驱动程序、应用程序等。
而物联网则是通过将传感器、通信技术和云计算技术运用到嵌入式系统中，实现设备之间的互联互通。
具体来说，物联网通过使用传感器来感知环境中的各种数据，然后通过通信技术将这些数据传输到云平台或其他设备中进行处理和分析。
而嵌入式系统作为物联网的基础，承担了感知、控制和通信等关键任务。
嵌入式系统中的传感器可以收集各种物理量，比如温度、湿度、光照等，然后通过通信技术将这些数据传输到云端进行处理。
而云端则可以对这些数据进行分析和挖掘，进而实现对物理世界的智能化和自动化控制。
二、物联网与嵌入式系统的应用领域物联网与嵌入式系统的结合使得各种设备和系统可以实现互联互通，从而为各个行业带来了许多新的应用和机会。
1. 智慧城市：物联网与嵌入式系统的结合为城市管理提供了更加高效和智能的解决方案。
通过在城市中部署传感器和监控设备，可以实时感知和监测城市中的交通流量、环境污染、能源消耗等信息，从而优化城市的资源分配和管理。
比如，在交通管理方面，通过使用智能交通信号灯和智能停车系统，可以减少交通堵塞和车辆排放，提高交通运输效率。
2. 工业自动化：物联网与嵌入式系统的结合可以实现工业设备的互联互通和自动化控制，提高生产效率和质量。
基于物联网的嵌入式智能网关的设计
基于物联网的嵌入式智能网关的设计在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，IoT）正逐渐融入我们生活的方方面面。
从智能家居到工业自动化，从智能交通到医疗保健，物联网的应用场景不断拓展，而嵌入式智能网关作为物联网系统中的关键组件，起着至关重要的作用。
嵌入式智能网关是连接感知层设备与云平台或上层网络的桥梁，它负责收集、处理和传输来自各种传感器和设备的数据。
为了实现高效、稳定和安全的数据传输，嵌入式智能网关的设计需要综合考虑硬件、软件和通信等多个方面。
一、硬件设计在硬件设计方面，嵌入式智能网关需要具备强大的处理能力、丰富的接口资源和可靠的通信模块。
首先，处理器的选择至关重要。
常见的处理器如 ARM 架构的芯片，具有低功耗、高性能的特点，能够满足网关的计算需求。
此外，还需要考虑内存和存储的容量，以确保能够缓存和存储大量的数据。
接口方面，网关应支持多种类型的传感器和设备接口，如 RS232、RS485、SPI、I2C 等，以便与不同类型的设备进行连接。
同时，为了实现与网络的通信，以太网接口、WiFi 模块和蓝牙模块也是必不可少的。
电源管理也是硬件设计中的一个重要环节。
由于物联网设备通常需要长时间运行，因此需要设计高效的电源管理电路，以降低功耗并延长设备的续航时间。
二、软件设计软件是嵌入式智能网关的灵魂，它决定了网关的功能和性能。
在操作系统的选择上，常见的有 Linux、FreeRTOS 等。
Linux 具有丰富的驱动资源和强大的网络功能，适合功能复杂的网关；而 FreeRTOS 则具有体积小、实时性高的特点，适用于资源受限的系统。
在软件架构方面，通常采用分层的设计思想。
底层是硬件驱动层，负责与硬件设备进行交互；中间层是数据处理和协议转换层，负责对收集到的数据进行处理和格式转换；上层是应用层，实现与云平台的通信和用户的交互功能。
数据处理算法也是软件设计的关键之一。
例如，数据滤波算法可以去除噪声，提高数据的准确性；数据压缩算法可以减少数据量，降低传输成本。
基于物联网的嵌入式系统设计与应用
基于物联网的嵌入式系统设计与应用随着物联网技术的不断发展和普及，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。
嵌入式系统是一种利用微处理器或微控制器来实现功能的计算机系统，它广泛应用于智能家居、工业控制、智能交通等领域。
基于物联网的嵌入式系统设计和应用，具有很大的潜力和市场前景。
一、物联网和嵌入式系统的概念物联网是指通过智能终端和感知设备进行信息采集、传输和处理，实现物品之间自动互联、数据互通和智能决策的技术和服务体系。
嵌入式系统是指将计算机应用于各种方便和日常使用之中，以实现某些特定功能的计算机系统。
物联网的发展为嵌入式系统的应用提供了更广阔的空间。
嵌入式系统作为物联网的底层支撑，能够为物联网提供实时数据采集、处理、控制和通信等功能，为物联网构建了一个智能化的基础设施。
二、基于物联网的嵌入式系统设计的特点1、物联网的智能化特征基于物联网的嵌入式系统需要具备自主感知、智能控制和自适应决策等智能化特征，实现对环境变化、用户需求和设备状态等信息的实时收集和分析，实现智能控制和自适应决策。
例如，智能家居系统可以通过感知用户的行为和环境变化，实现自动调节室内温度、照明和安防系统等功能；智能交通系统可以通过收集交通信息和车辆状态等数据，实现路况预测、交通信号控制和车辆流量调度等功能。
2、系统的实时性和可靠性基于物联网的嵌入式系统需要具备快速响应和高可靠性的特点，能够保证系统的实时性和可靠性。
嵌入式系统往往需要在环境复杂、资源受限的条件下工作，因此需要设计高效的算法和优化性能，确保系统能够在短时间内响应用户的请求。
例如，智能净化器需要实时感知室内空气质量，并根据用户设置的要求进行空气净化和过滤操作，确保室内空气质量达到标准要求；智能安防系统需要实时感知周围环境和用户行为，及时发出警报并通知相关人员。
3、系统的稳定性和安全性基于物联网的嵌入式系统需要具备稳定性和安全性的特点，保证系统的运行稳定和数据的安全。
系统需要采用可靠的通信协议和加密技术，防止被黑客攻击和信息泄露。
嵌入式系统与物联网
嵌入式系统与物联网嵌入式系统（Embedded System）是一种被嵌入到具体设备中的计算机系统，它不同于传统的通用计算机，而是专注于特定功能和任务的实现。
物联网（Internet of Things，简称IoT）是一个由各种物理设备通过互联网互相连接而形成的网络。
本文将探讨嵌入式系统和物联网两个领域的关系以及它们对未来的影响。
一、嵌入式系统的定义及应用领域嵌入式系统是一种专用的计算机系统，它通常采用高度集成的硬件和软件，以实现特定的功能需求。
不同于传统的通用计算机，嵌入式系统的设计目标是实现对特定任务或应用的优化。
它可以嵌入到各种设备中，例如家电、汽车、智能手机等，以提供更智能化、高效且多样化的功能。
嵌入式系统的应用领域非常广泛。
在家庭生活中，大部分的电子产品都采用了嵌入式系统，例如电视、空调、洗衣机等。
在交通领域，汽车、飞机、火车等交通工具都依赖于嵌入式系统的控制和管理。
医疗设备、工业自动化、智能家居等领域也广泛应用了嵌入式系统技术。
嵌入式系统通过提供实时性、低功耗、高可靠性等特点，使得各种设备能够更加智能、高效地运行。
二、物联网的定义及基本架构物联网是一种通过互联网连接各种物理设备的网络。
它将传感器、嵌入式系统、通信技术等融合在一起，实现设备之间的互操作性和智能化管理。
物联网的基本架构由四个组成部分构成：感知层、传输层、应用层和管理层。
感知层主要包括各种传感器和执行器，用于采集和控制物理世界的信息。
传输层负责将感知层的数据传输到云端或其他设备中。
应用层则是实现具体功能的软件应用程序，它可以根据用户需求实现智能控制、数据分析等功能。
管理层则负责系统的监控和管理，包括设备管理、安全性管理等。
物联网的核心思想是通过连接各种设备和数据，实现设备之间的互操作和数据的共享。
通过物联网，设备可以实现智能化的控制和管理，使得人们的生活更加方便和智能。
三、嵌入式系统与物联网的关系嵌入式系统和物联网是密不可分的。
物联网基础
物联网技术与运用基础个人总结第一章物联网的定义：2005年 11月17日,国际电信联盟ITU正式提出了“物联网”的概念,即“通过无线传感、射频识别、全球定位系统,激光扫描等信息感知设备,按约定协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、转移、监控和管理的一种网络”,物联网就是“物物相连的互联网”,具有感知层、网络层、应用层的物理架构;第二章物联网应该具备的3个能力：1.全面感知：利用RFID、传感器、二维码等随时随地地获取物体信息,包括用户位置、周边环境、个体喜好、身体状况、情绪、环境温度、湿度、以及用户业务感受、网络状态等;2.可靠传递：通过各种网络融合、业务融合、终端融合、运营管理融合,将物体的信息实时准确的传递出去;3.智能处理：利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量数据和信息进行分析和处理,对物体进行实时智能化控制;物联网体系架构：1.感知层：物联网的皮肤和五官;2.网络层：物联网的神经中枢和大脑;3.应用层：物联网的“社会分工”;感知层关键技术：1.传感器技术2.RFID技术3.二维码技术4.ZigBee5.蓝牙网络层关键技术：1.Internet2.移动通信网3.无线传感器网络应用层关键技术：1.M2M2.云计算3.人工智能4.数据挖掘5.中间件第三章嵌入式系统：以应用位中心,软件硬件可以裁剪的,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格综合性需要的计算机系统;它由嵌入式硬件和嵌入式软件两部分组成;嵌入式操作系统位于硬件和应用软件之间,为上层应用提供基础服务,是嵌入式系统的核心和灵魂;嵌入式技术是让物具有“智慧”的一种关键技术;嵌入式系统由嵌入式处理器和嵌入式操作系统组成;传感器被定义为“能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号的输出器件活装置”;传感器的组成一般包括3大部分：敏感元件；转换元件；信号调节与转换电路;RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别技术,也称为电子标签技术,是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,对目标对象加以识别并获取相关数据;RFID系统包括三部分：RFID读写器、RFID电子标签、中央信息系统;RFID系统的特点：1.非触式操作,长距离识别,因此完成识别工作时无须人工干预,应用便利;2.无机械磨损,寿命长,并可工作于各种油渍、灰尘污染等恶劣的环境;3.形状和大小多样化4.可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签;5.数据记忆容量大;6.读写器具有不直接对最终用户开放的物理接口,保证其自身的安全性;7.数据安全方面除电子标签的密码保护外,数据部分可以用一些加宽算法实现安全性管理;8.在部分安全性要求较高时场合,读写器与标签之间存在互相认证的过程,实现通信和存储;RFID电子标签由耦合元件及内置芯片组成,一般附着在物体目标对象上;RFID电子标签通常具有以下功能：1.具有一定的存储容量;2.电子标签存储的数据能够被读出或写入;3.维持对识别物品的识别及相关信息的完整;4.数据信息编码后,及时传输给读写器;5.可写入,并且在写入以后,永久性数据不能修改;6.具有确定的使用期限,使用期限内不需要维修;7.对于有源标签,通过读写器能够显示电池的工作状况;RFID电子标签的特性包括以下几点：1.存储物体数据信息;2.对物品进行唯一标示;3.电子标签可以被读写器识别和读写;4.具有较长的使用寿命;从功能上来说,RFID电子标签一般由天线、射频模块、控制模块、存储器、电池等组成;RFID读写器又称为阅读器、读头、扫描器、查询器等,其主要任务是向RFID电子标签发射读取或写入信号,并接受RFID电子标签的应答,对电子标签的对象标识信息进行解码,并将对象标识信息连带标签上其他相关信息传输到中央信息系统以供处理;RFID读写器的基本组成包括射频模块、天线、读写模块以及其他一些基本功能单元;第四章移动通信就是移动物体之间的通信,或移动物体与固定物体之间的通信;传播的开放性、接收环境的复杂性和通信用户的随机移动性,这三个特点共同构成了移动通信的主要特点;三代移动通信系统的功能：1.能实现全球漫游;2.能提供多种业务;3.能适应多种环境;4.足够的系统容量;LTE：第三代移动通信系统普遍采用的事码分多址CDMA技术；此技术能支持的最大系统宽带为5MHZ,因此3G系统难以达到较高的通信速率,进而对无线多媒体业务的提供能力和质量无法满足人们参与网络、享受网络生活的通信需求;LTE的关键技术：1.多址技术;2.多天线技术;3.干扰抑制技术;短距离无线通信的主要特点为通信距离短,覆盖距离一般在10~200M;成本低、低功耗和对等通信,是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势;Zigbee是基于标准的低功耗个域网协议;根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术;ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术;ZigBee技术具有以下优势：1.低功耗;2.工作可靠;3.成本低;4.网络容量大;5.有效范围大;6.时延短;7.优良的拓扑能力;8.安全性较好;9.工作频段灵活ZigBee的3中拓扑结构：1.星形 2.网状形 3.簇树形ZigBee在物联网中的应用：1.家庭自动化;2.无线定位;3.工业领域;蓝牙,是一种支持设备短距离通信一般10m内的无线电技术;能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换;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,为无线通信拓宽道路;蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的 ISM即工业、科学、医学频段;其数据速率为1Mbps;采用时分双工传输方案实现全双工传输;无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息,并报告给用户; 它的英文是Wireless Sensor Network, 简称WSN; 大量的传感器节点将探测数据,通过汇聚节点经其它网络发送给了用户;在这个定义中,传感器网络实现了数据采集、处理和传输的三种功能,而这正对应着现代信息技术的三大基础技术,即传感器技术、计算机技术和通信技术;无线传感器网络的特点：1.动态性网络;2.硬件资源有限;3.能量受限;4.大规模网络;5.以数据为中心;6.广播方式通信;7.无人值守;8.易受物理环境影响;传感器网络系统通常包括传感器节点sensor、汇聚节点sink node和管理节点;大量传感器节点随机部署在监测区域sensor field内部或附近,能够通过自组织方式构成网络;传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点;用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据;传感器网络节点的组成和功能包括如下四个基本单元：传感单元由传感器和模数转换功能模块组成、处理单元由嵌入式系统构成,包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等、通信单元由无线通信模块组成、以及电源部分;此外,可以选择的其它功能单元包括：定位系统、运动系统以及发电装置等;S-MAC的主要机制:1.周期监听和睡眠机制;2.冲突和串音避免机制;3.消息传递机制;4.流量自适应监听机制;第五章中间件是一种独立的系统软件或服务程序,中间件应用于客户机、服务器的操作系统之上,主要用于管理计算机资源和网络通信;中间件是连接两个独立应用程序或独立系统的软件,主要功能是使得相连接的系统即使具有不同的接口,利用中间件仍然能相互交换信息;执行中间件的一个关键途径是信息传递;中间件主要特点包括：满足大量应用的需要；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平台的透明的应用或服务的交互；支持标准的协议；支持标准的接口;物联网中间件就是在物联网中采用中间件技术,以实现多个系统和多种技术之间的资源共享,最终组成一个资源丰富、功能强大的服务系统;中间件的分类：1.远程过程调用中间件Remote Procedure Call；2.面向消息的中间件Message-Oriented Middleware；3.对象请求代理中间件Object Request Brokers；Web服务Web Services就是一种可以通过Web描述、发布、定位和调用的模块化应用;嵌入式系统就是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统;嵌入式中间件是在嵌入式应用程序和操作系统、硬件平台之间嵌入的一个中间层,通常定义成一组较为完整的、标准的应用程序接口;嵌入式Web服务器的关键技术主要有HTTP协议和通用网关接口CGI;嵌入式Web 是利用Web框架建立物联网中间件的重要技术,嵌入式Web 服务主要具有以下优点：1.统一的客户界面;2.平台独立性;3.高可扩展性;4.并行性与分布性;CGI是通过网关接口Common Gateway Interface的缩写;它是Web服务器主机与外部扩展应用程序交互的一种标准接口;它提供了讲参数传递给程序并将结果返回浏览器的一种机制;Web服务器可以通过CGI读取客户端所需要的动态信息;5W：WhoWhatWhereWhenWhy第六章M2M的全称是机器对机器Machine-to-Machine,提供了设备实时数据在系统之间、远程设备之间、机器与人之间建立无线连接的简单手段,旨在通过技术来实现人、机器、系统三者之间的智能化、交互式无缝连接,从而实现人与机器、机器与机器之间畅通无阻、随时随地地通信;M2M终端类型主要包括行业专用终端、无线调制解调器、手持设备三种类型;M2M的支撑技术：1.机器2.M2M硬件1.嵌入式硬件 2.可改装硬件3.调制解调器4.传感器5.识别标识3.通信网络广域网、局域网、个域网4.中间件：中间件包括两部分 M2M网关,数据收集,集成部件云计算中的“云”主要是指能够提供无穷资源的一种全新计算模式,通过云可以将计算能力、网络基础设施、商业处理平台、存储空间、带宽资源等按照约定的服务水平协议有偿地提供给云客户,无论身处何处,何时使用;云计算的基本属性：1.按需自助服务2.广泛的网络接入3.资源池4.快速弹性5.按量计费服务云计算的部署模式：1.公共云2.社区云3.专用云4.混合云云计算的组成：1.应用程序2.云客户端3.基础结构4.云平台5.业务6.存储7.计算能力经典云计算应用实例：1.微软公司的Windows Azure.2.IBM公司的"蓝云"3.亚马逊公司的云4.谷歌公司的云物联网与云计算的关系:云计算是实现物联网的核心;运用云计算模式,使物联网中数以兆计的各类物品的实时动态管理,智能分析变得可能;物联网通过将射频识别技术、传感器技术、纳米技术等新技术充分运用在各行各业之中,将各种物体充分连接,并通过无线等网络将采集到的各种实时动态信息送达计算处理中心,进行汇总、分析和处理;从物联网的结构看,云计算将成为物联网的重要环节;物联网与云计算的结合必将通过对各种能力资源共享、业务快速部署、人物交互新业务扩展、信息价值深度挖掘等多方面的促进带动整个产业链和价值链的升级与跃进;物联网强调物物相连,设备终端与设备终端相连,云计算能为连接到云上设备终端提供强大的运算处理能力,以降低终端本身的复杂性;二者都是为满足人们日益增长的需求而诞生的;第7章息安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科;ISO对信息安全的定义是:在技术上和管理上为数据处理系统建立的安全保护,保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和而已的原因而遭到破坏、更改和泄露;信息安全的基本属性：1.可用性2.可靠性3.完整性4.保密性5.不可抵赖性保障网络安全使用的核心和关键,主要包括密码算法、密码协议的设计与分析、密钥管理和密钥托管等技术物联网安全特点:1.安全事件导致的危害具有新的特点2.复杂性带来的新的安全挑战3.平台、固件、应用软件的多样化带来新的安全挑战4.成本和效率的挑战,量变到质变的挑战5.可伸缩性、灵活性要求带来的新挑战6.安全管理的新挑战7.来自物联网技术人员的挑战。
基于嵌入式智能家庭网关系统的设计及实现的开题报告
基于嵌入式智能家庭网关系统的设计及实现的开题报告一、项目背景及目的随着物联网技术的发展，智能家居市场正变得越来越火热。
传统的家居设备正在逐步被具有智能化、自动化和互联互通特性的设备所取代。
然而，智能家居设备之间存在着不同的标准与通信协议，这导致了设备之间的通信问题，使用户难以搭建起一个完整的智能家居系统。
为了解决这一问题，设计一款嵌入式智能家庭网关系统就显得尤为重要。
本项目旨在开发一款基于嵌入式平台的智能家庭网关系统，通过系统的集成，可实现家庭内各种设备的智能联通，实现智能家居的自动化实现，提高人们对家庭生活的便利性、舒适性、安全性和智能性，提供更好、更便捷的家庭生活方式。
二、项目实施方案本项目的实施方案为：使用嵌入式计算机作为网关的核心，将各种智能家居设备通过网关进行连接，实现设备之间的通信和互联互通。
具体实现方案如下：1. 硬件选型与设计硬件选用嵌入式计算机作为系统的核心平台，采用微处理器和标准主板进行设计和搭建。
同时，结合多种通讯方式和传感器技术，以及适合各种智能家居设备的接口，实现设备的连接和通信。
2. 操作系统选择本系统选择基于Linux的操作系统，为嵌入式设备量身定制的系统，拥有较好的运行性能，可以针对具体的应用需求定制系统内核，并且支持多种文件系统，提供良好的开发环境。
3. 网络通信协议使用Zigbee等短距离无线通信协议和Wi-Fi、以太网等网络通信协议，将各类智能家居设备连接到网关设备，实现设备之间的互联互通和信息交互。
4. 控制算法开发在设计时，对嵌入式设备进行充分优化，对控制算法进行开发，保证系统稳定、高效地实现智能控制和操作。
三、预期成果本项目预期成果：1. 完成嵌入式智能家庭网关系统开发，实现各种智能家居设备的联通与互通。
2. 实现基于云端的智能控制，用户可通过手机APP实现智能生活的控制与管理。
3. 设计基于嵌入式平台的智能家居应用方案，为智能家居设备的设计和应用提供参考。
嵌入式技术在物联网中的应用 (PPT 28张)
无线传感器的结点的智能汇集，传感器的设计趋向一体化。由于嵌入 式系统无处不在，例如智能灰尘（粒子感应器），可以植入人体内 不能简单理解为将互联网复制到物联网，因为面向对象是数据，是连 续的、动态的、是非结构化的
嵌入式系统要网络化：
家庭多媒体物联网终端
继电视、电脑之后家庭中的第三屏幕 通信应用为主
信息推送 互联网浏览 WLAN 数码相框 IP 摄像头 室内外警笛 运动物体检测 烟感检测 水浸检测
条码识读设备
手持式二维码识读设备
手机二维码识读机
远程监测设备
物联网家电
嵌入式CPU + DSP + WiFi 嵌入式LINUX
其他各种相关设备
各种手持设备
各种网络通信设备
嵌入式技术在物联网中的应用
华清远见—张文涛
目录
物联网介绍及典型应用 物联网中的嵌入式技术和产品 人才需求及高校的作用
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发生在我们身边的IT产业革命
当前IT业时髦的几个词：
云计算
物联网 三网融合
从互联网变革到物联网的革命
2015年全球将有150亿物联网设备
IBM的智慧星球
智慧的电网
反应迅速、可靠、节约能源、高效利用资产、可持续
智慧的医疗
互联、协作、预防为主、普及、创新、可靠 环保、便捷、安全、高效、可视、可预测
智慧的交通
智慧的供应链
灵活、可视、内部同步、降低风险、以客户为中心
IBM的智慧星球
智慧的城市
灵活：实时了解突发事件，适当即时地部署资源以做出响应 便捷：远程访问“一站式”政府服务，可在线 /通过手机支付帐单、 购物、预订和进行交易 安全：更好地进行监控，更有效地预防犯罪 更有竞争力：通过收集并分析数据和智能信息 (例如客流和货运 )来 更好地规划业务基础架构和公共服务，从而创造更有竞争力的环境 以吸引投资者 生活质量更高：降低交通拥堵和服务排队所浪费的时间；更少的污 染；提供更完善的社会服务
物联网技术之一：嵌入式技术
物联网技术之一：嵌入式技术2011-8一、嵌入式技术简介随着IT技术飞速发展，互联网已经进入了“物联网”时代。
如果说，之前互联网上大量存在的设备主要是以通用计算机（像大型机、小型机、个人电脑等等）的形式出现，“物联网”的目的则是让所有的物品都具有计算机的智能但并不以通用计算机的形式出现，并把这些‘聪明’了的物品与网络连接在一起，这就需要嵌入式技术的支持。
嵌入式技术是计算机技术的一种应用，该技术主要针对具体的应用特点设计专用的计算机系统——嵌入式系统。
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础的，并且软硬件可量身订做，它适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统通常嵌入在更大的物理设备当中而不被人们所察觉，如手机、PDA、甚至空调、微波炉、冰箱中的控制部件都属于嵌入式系统，如下面联接在互联网上的设备中就都有一个嵌入式计算机系统，但平时我们可能根本没有注意到这些计算机系统的存在。
图1 联接在互联网上的嵌入式系统嵌入式技术和通用计算机技术有所不同，我们知道通用计算机多用来和人进行交互并根据人发出的指令进行工作；而嵌入式系统大多数情况下可能根据自己‘感知’到的事件自主地进行处理，所以它对时间性，可靠性要求更高。
一般来说，嵌入式系统应该具有以下一些特征：专用性、可封装性、实时性、可靠性。
专用性是指嵌入式系统用于特定设备完成特定任务，而不像通用计算机系统可以完成各种不同任务。
可封装性指嵌入式系统一般隐藏于目标系统内部而不被操作者察觉。
实时性指与外部实际事件的发生频率相比，嵌入式系统能够在可预知的时间内对事件或用户的干预做出响应。
可靠性是指嵌入式系统隐藏在系统或设备中，一旦开始工作，可能长时间没有操作人员的监测和维护，因此要求它能够可靠运行。
像通用计算机系统一样，嵌入式系统也包括硬件和软件两部分。
硬件包括处理器／微处理器（就是我们平时所说的CPU）、存储器及外设器件和输入输出端口、图形控制器等。
《物联网技术及应用》最新版教学大纲课程简介
《物联网技术及应用》课程教学大纲课程名称：物联网技术及应用课程编码：暂不填写学分： 2.0 总学时：32理论学时： 32 实验学时： 0 上机学时： 0 实践学时：0开设实验（上机）项目总数 0 个，其中，必修（0）个，选修（0）个开课单位：物联网工程学院自动化系适用专业：自动化一、课程的性质、目的该课程是物联网学院自动化专业的专业选修课，旨在帮助学生对物联网有一个整体认识，掌握其体系结构和相关技术。
通过对自动识别技术与RFID、传感技术、定位系统、智能信息设备的学习，掌握感知识别层的基本知识；通过对无线宽带网、无限低速网、移动通信网的学习，掌握网络构建层的基本知识；通过对大数据与海量信息存储、数据库系统、物联网中的信息安全与隐私保护的学习，掌握管理服务层的基本知识；通过对智能交通、智能物流、智能建筑等系统的学习，了解物联网技术在多个领域中的应用；最后还应将物联网前沿状况介绍给学生。
在这个过程中强调掌握物联网涉及的基本概念和知识，提高自身对不断变化的物联网的适应能力。
二、课程培养目标1.立德树人通过课程学习了解物联网技术的发展历史以及其应用成果，明确科技进步和科技创新对国民经济的发展、国家军事力量的进步所发挥的作用，引领学生树立为中华民族伟大复兴的中国梦努力奋斗的信念。
通过介绍国家在物联网领域所取得的进步和发展，培养学生的民族自豪感和民族自信心。
通过介绍我国物联网领域的前沿发展，引导学生树立家国情怀、民族精神以及敢为人先、开拓创新、追究卓越的科学精神。
同时要意识到我国在一些领域与国外还存在较大差距，激发学生承担社会责任，以国家富强、民族复兴为己任，努力学习。
2.课程目标通过本课程的学习，学生所具备的素质、掌握的技能、知识和能力如下：课程目标1. 使学生了解一定的物联网相关技术。
掌握低频、高频、超高频和2.4G 有源RFID 读写器的原理及应用；了解低功耗WiFi、ZigBee、Bluetooth 4.0 BLE等多种无线传感网络。
物联网与嵌入式系统(PPT57页)
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第二十页，共56页。
特点之三： 渗透范围广 物联网将物理基础设施和IT基础设
施整合为一体，将使全球信息化进程发展重要转 折，即从“数字化”阶段向“智能化”阶段迈进 (màijìn)。
本质是实体经济滞后于虚拟经济发展。
为摆脱金融危机，实现经济持续发展，主
要国家均将培育新的经济增长点作为“治 病良方”。
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第十页，共56页。
代表性的物联网(lián wǎnɡ)事件
• 麻省理工学院1999: Auto-ID Center提出物联网 (IoT）。 • 2005年国际电信联盟（ITU）：“物联网”通信时代即将来临。 • 2008年11月IBM公司发表《智慧地球：下一代领导人议程》、
• 研究前沿 • 开放式中间件平台，满足低成本、可互动、模块抽象化
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第二十八页，共56页。
6）硬件(yìnɡ jiàn)
• 物联网硬件的关键指标：尺寸、价格、功耗、数据预处理能力、
传输速率，需要如下研究配合：
• 射频应用环境分析：天线的类型（定向、非定向）、尺寸、发
射频率（ HF/UHF/SHF/EHF）、功耗、敏感度、覆盖面等；
须互相理解；
• 智能化的语义理解技术，使“物”之间可通过不同的通
信协议或自然语言可以进行沟通。
• 智能语义理解是物联网SOA架构的支柱 • 丰富(fēngfù)的理解与表达力，实现“物-物”联通下
分布式资源的使用；
• 模块化：可理解、构造复杂语句； • 可扩展、兼容，被不同“物”使用； • 学习能力：“物”与其他“物”交互，从而获得对自身、
嵌入式网关设计流程
构成底层控制网络的现场总线技术已获得了广泛的应用。
多种现场总线标准并存而相互间无法兼容的问题一直困扰着工业界。
将工业以太网应用到现场控制网络已成为当前研究的热点和未来发展的趋势。
如何使这种网络结构与工业以太网技术相结合，实现底层生产与上层管理的紧密集成是当前研究的热点。
1 Modbus协议及网关拓扑结构
Modbus现场总线协议是Modicon公司于1978年提出的一种现场总线协议[1]。
通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络和其他设备之间可以进行通信。
该协议内容可以获得，因此Modbus的串行链路版本在市场上长期占有主导地位。
大量的产品已直接运行或兼容Modbus串行链路版本。
Modbus/TCP工业以太网协议是1999年被开发的Modbus协议的另一版本[2]，允许用户通过以太网访问设备。
协议的开放性及简单易学，使它比很多受商业利益驱使的协议取得更快的发展，受到众多第三方产品厂商、终端用户、系统集成商的广泛支持[3]。
本文设计和实现了一种嵌入式协议转换网关，通过Modbus/TCP协议将传统的串行链路通信的Modbus现场总线与以太网相连。
用户经由以太网对Modbus设备进行数据采集并对Modbus设备进行远程访问和控制。
同时网关还提供Web服务功能，允许通过Web浏览器直接配置网关的IP地址等信息并保存到网关的非易失性存储器中。
图1是嵌入式Modbus/TCP网关的连接示意图。
一种基于物联网技术的智能家居数字网关设计
０ 引言
的技术标 准 ， 智能家居 的基础产 品已通过美 国Ｆ Ｃ或欧盟等行 室 内主机 发 过 来 的报 警 信 息 包 后 能 通 过 串 口 电话拨 号 器／ Ｃ Ｇ Ｒ 模块拨打 主人 电话 、 送短信 的管理软件 ； ＰＳ 发 采用 Ｅ Ｐ Ｃ 软 业 组织机构的质量安全认证 ， 球家居智能技术 的发展 已进入 全
白热化 阶段 。
件， 以使 小区服 务器软件能够在收到室 内主机发过 来的报警消
通过 电信 的Ｅ Ｐ 务平台 自动拨打 主人 电话 ， 送短 Ｃ服 发 基 于物联网技术的社区数字智能 网关 系统 ， 即基于 小区的 息包后 ， 信／ 彩信给主人手机 。 家庭智能家居解决方案 ， 通过小区服务器和小 区应 用软件把 小 区 内的多个 家庭 智能 网关结 合起来 ， 进行 集 中管 理和 资源 共 ２ 智 能家居 数 字网关 设计 享， 利用先进 的计算机技 术 、 嵌入式系统 技术 、 网络通 讯技术 、 ２１ 单 元 门 口机 设 计 ． 家电技术 、 线控 制技 术 ， 家居生活有关 的子系统有机地结 无 将
合， 通过统筹 管理 ， 不仅可实现小 区安防监控 ， 将家庭智能 更能 控制、 信居 让
生活更加舒适 、 安全 、 有效 。
１智 能家居 数字 网关 的功 能需 求
（ 室 内主机软件 ： １ ） 实现 可视 门铃 、 录查看 、 记 系统 设置 、 呼 叫管理 中心机 四个主功能 的相关 部分 ； 能在小 区内实现 可视对
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｎ ｅ ｎ ｔ ｆ ｈｉ ｇ ｉ ａ ｓ ｒ ｃ ： ｈ Ｉ ｔ ｒ ｅ ｏ ｔ ｎ ｓ ｓ ｗｅ ｅ ｏ ｙ ｔ ｍ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｂ ｔ ｉ ｇ ａ ｄ ｎ ｅ ｎ ｔ ｔｒ ｕ ｈ ＲＦ Ｄ， ｓ ｎｏ ， ｗｉｅｅ ｓ ｄ ｔ ｂ ｃ ｓ ｓｅ ｏ ｉ ｅ ｙ ｈ ｎ ｓ ｎ ｉ ｔ ｒ ｅ ｈ ｏ ｇ Ｉ ｅ ｒ ｒ ｌｓ ａａ ｃ ｍ ｍｕ ｉ ａ ｉｎ ｅ ｉ ｅ ．Ｔｈ ｓ ｒｉ ｌ ａｍ ｅ ａ ｅ ｌｚｎ ａ ｍａ ｔｄ ｇ ｔ ｌｈ ｍｅ ａ ｅ ｙ ｙ ｔ ｍ ｗｈｉｈ ｓ ａ ｅ ｏ ｔ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｏ ｎ ｃ ｔ ｄ ｖ ｃ ｓ ｏ ｉ ａ ｔ ｅ ｉ ｄ ｔ ｒ ａ ｉｉ ｇ ｓ ｒ— ｉ ｉａ— ｏ ｇ ｔ ｗａ ｓ ｓｅ ｃ ｃ ｉ ｂ ｓ ｄ ｎ ｈｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｆ Ｉ ｔ ｒ ｅ ｆ ｔ ｉ ｇ ．Ｉ ｓ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓ ｕ ｈ ａ ｌ ｗ ｏ ｔ ｎ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｓ ｔ ｈａ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｔ ｓ ｃ ｓ ｏ ｃ ｓ ，ｍｕｕａ ｃ ｎ ｅ ｔｏ ｈ ｃ ｔ ｌ ｏ ｎ ｃ ｉｎ，ｍ ｕ ｔ— ｌ ｔｏ ｍ ，ｓ ｌ－ ｒ ａ ｚｎ ａ ｄ ｓ ａａ ｉ ｔ ． ｌ ｐａｆｒ ｉ ｅｆ ｏ ｇ ｎｉｉ ｇ ｎ ｃ ｌ ｂ ｌ ｙ ｉ Ｋｅ ｗｏｒ ｓ：Ｉ ｔ ｒ ｅ ｆ ｔ ｉ ｇ ； ＲＦＩ ｙ ｄ ｎｅｎ ｔｏ ｈｎ ｓ Ｄ； ｉ ｔ ｌｉ ｅ ｔ ｈ ｍｅ ｓ ｃ ｒｔ ｎｅｌ ｎ ｏ ； ｅ ｕ ｉ ｇ ｙ
嵌入式系统与物联网技术
嵌入式系统与物联网技术随着科技的迅速发展，嵌入式系统与物联网技术已经渗透到我们的日常生活中。
从智能家居到智能交通，从智能医疗到智能城市，嵌入式系统与物联网技术为我们的生活带来了便利和改变。
本文将探讨嵌入式系统与物联网技术的定义、应用领域以及对未来的影响。
一、嵌入式系统的定义嵌入式系统是一种特定功能的计算机系统，它被嵌入到设备中的芯片、控制器或者电路中。
嵌入式系统通常具有低功耗、小型化以及高性能的特点。
它通过物理环境传感器、实时控制器和数据处理单元的协调工作，实现对设备的智能化管理。
二、物联网技术的定义物联网技术是指通过互联网将各种设备连接起来，共享信息和数据，实现设备间的智能交互与自动化控制。
物联网技术基于嵌入式系统，通过无线传感网络、云计算和大数据分析等手段，实现设备与设备之间的互联互通。
三、嵌入式系统与物联网技术的应用领域1. 智能家居：嵌入式系统与物联网技术使得家庭中的各种设备能够通过网络连接，并实现智能化管理。
通过手机等终端设备，我们可以随时随地对家庭中的灯光、电器、安防等进行远程控制。
2. 智能交通：嵌入式系统与物联网技术在交通领域的应用广泛，包括交通信号控制、智能交通监控和车辆导航等。
通过智能交通系统，我们可以实现交通拥堵的缓解、交通事故的减少，并提供导航和路况服务。
3. 智能医疗：嵌入式系统与物联网技术在医疗领域有着重要的应用，包括远程医疗、智能监护和健康管理等。
患者可以通过智能医疗设备实现远程诊断与治疗，医生能够对患者进行实时监护和健康管理。
4. 智能城市：嵌入式系统与物联网技术的应用改变了城市的运行方式和管理方式。
智能交通、智能能源管理和智能环境监控等系统的应用，提高了城市的安全性、便利性和可持续发展。
四、嵌入式系统与物联网技术对未来的影响嵌入式系统与物联网技术的不断推广和应用将会对我们的未来生活产生深远的影响。
1. 促进经济发展：嵌入式系统与物联网技术的快速发展将推动新的产业的兴起和旧有产业的转型升级，为经济发展带来新的动力。
《嵌入式技术》课程标准
《嵌入式技术》课程标准一\课程名称：嵌入式技术二、内容简介：“嵌入式技术”是计算机应用技术的新发展，具有广泛的应用领域和发展前景。
本课程主要是介绍嵌入式处理器STM32F429基本原理、内部资源、嵌入式开发工具下C语言程序设计、外围接口驱动的设计等。
通过该课程学习和实验，能够使学生较系统地了解嵌入式处理器，掌握UViSion5等嵌入式开发工具和嵌入式开发语言，掌握嵌入式设备驱动程序的设计方法，为设计更高级的嵌入式系统打下必要的基础。
三、课程定位（一）课程专业背景分析“嵌入式技术”是应用电子技术、智能交通技术运用等专业的一门实用技术核心课程,它对培养学生的思维能力和解决问题的能力具有重要作用。
通过本课程的学习，可以使学生较系统地掌握嵌入式的基本原理、接口和应用技术。
熟悉嵌入式技术在工业控制中的应用，可以培养和锻炼学生动手操作和技术创新的能力，为将来从事工业领域相关工作，尤其是自动控制以及应用电子产品的维护、检测和设计奠定坚实的基础，为将来进行各种智能化产品的开发提供技术准备。
（二）职业能力需求分析“嵌入式技术”是评价本专业学生是否掌握学科基础知识、能否综合运用所学知识解决实际问题、是否具备底层软件开发各种技能的重要课程。
本课程以应用为出发点，可以提高学生在嵌入式控制领域的软、硬件设计能力，为以后的工作打下坚实的基础。
本课程在培养学生从事嵌入式系统设计领域工作所需的知识和技能方面承担着重要任务。
它对培养学生的工程思维的能力、独立分析问题和解决问题的能力、实践操作的能力、综合运用能力、技术创新的能力以及独立获取知识的能力具有重要作用。
在专业课程体系中，它的功能定位是在具备一定专业知识后进一步拔高知识层次，是走向工作岗位的桥梁。
四、课程设计指导思想及原则以职业能力培养为重点，与企业合作进行基于工作过程的课程开发与设计，充分体现职业性、实践性和开放性的要求。
根据高职学生的实际情况和工作岗位，以及本课程在培养计划中的作用，设置了新的课程体系，重新组织了教学内容，设计了教学模式和方法。
大学软件测试第8讲ETest快速使用指南
8 创建测试用例
• 在项目树中，选 择“测试目录”， 右键选择“新建 测试用例 /TCPython测 试用例”。
9 初始化环境
10. 运行测试脚本
（1）在协议线上， 右键菜单/编辑，或双 击协议线； （2）显示协议编辑 框，可设置协议的方 向及协议字段。
（1）点击协议线， 协议线变成选中状态， 出现小方形框； （2）在小方形上按 住鼠标，将其拖开即 可。
编辑协议
什么是通道协议？Frame
• 协议：对于嵌入式测试来说，就是“待测系统”和“外围系统”之间数 据传输的内容组织结构。帧格式、帧结构
第3讲 嵌入式测试工具ETest的工作指南
0 什么是嵌入式设备?
物联网网关
路由器
1. 新建项目
• 待测系统
• 待测试的嵌入式硬件设备。
• 外围系统
• 连接到“待测系统”的设备，如“各种传感 器”，“控制设备”，“电脑”，“网络的服 务器软件”等，但不限于这些设备。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ• 连接方式不限。
• 通道
• 外围设备与待测系统连接的通道。
– 添加并设连接到待测 系统的设备。
（1）点击程序界面右侧“项目”，打开 项目目录树。 （2）双击设备规划，打开设备规划页面。 （3）根据添加通道的类别，将“设备工 具箱”中的设备，拖到“物理设备”区 中。 （4）设置设备的物理通道。在“物理通 道”区域中，根据交互环境设置的通道 类型，先中一个逻辑通道类型。 （5）在“属性”区域中，设置物理通道 的参数。 （6）选中“待规划通道”中的通道，将 其拖到相应的物理通道上。
接收人ID（2Byte） 发送者ID（2Byte） 数据（32Byte） 校验字节（2Byte）
协议字段的类型说明
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
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物联网嵌入式实验平台
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物联网嵌入式实验平台
功能特征 硬件资源
传感器节点 ZigBee网络节点 嵌入式网关
嵌入式网关软件
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物联网嵌入式实验平台
功能特征
◆ 支持 USB 高速下载、IAR 集成开发环境； ◆ 支持在线下载、仿真、调试、烧写功能； ◆ 支持 USB 供电、电池供电方式； ◆ C51 编程开发，简单、方便、快捷； ◆ 板载 LED 指示灯、RS232 串口； ◆ 可外扩多种传感器模块(温湿度、红外、烟雾、光敏 、声响、加速度等)； ◆ 强大的嵌入式网关硬件平台(ARM11 S3C6410X 处 理器)；
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物联网嵌入式实验平台
硬件资源——传感器节点
*广谱气体传感器：用于液化气、烟雾等烷烃类气体 的探测； *热释红外传感器：用于探测红外特征辐射，可感知 人体，小动物的热源，适合做热释红外物体运动检 测； * 三轴加速度传感器：X、Y、Z三方向加速度测量， 测量范围±8g； * 压力传感器：测量范围0-4.5kg，电阻应变型传感器 ，测量精度、灵敏度高，适合做小量程高精度测量
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物联网嵌入式实验平台
硬件资源——ZigBee网络节点 * 使用TI当下主流Zigbee解决方案中推荐的处理器 CC2431，内置硬件定位引擎及增强型8位51单片机； * 含有丰富的I/O端口、内置温度传感器、A/D和各种 常用外围接口(定时器、UART、DMA、中断、AES加 密协处理器等； * 符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围 2045M-2483.5M，可自由在16个频段间切换。 * 无线数据传输速率约为20~250 kb/s； * 具有片内128K的可编程Flash，和8K的RAM； * 工作电压2.0V-3.6V，超低功耗，支持休眠及唤醒功 能；
5
物联网简介
《中国物联网产业发展年度蓝皮书（2010）》 对物联网的一些外延概念做出了描述：
外延概念描述之一：物联网是未来互联网的组成部分，是互联 网的应用延伸和拓展。未来进一步发展，将可能成为工作平台， 因为互联网的发展趋势是从连接人到连接物。 它是有着自我配置 能力的全球动态网络，在其中，物质和虚拟的“物”都有着自己 的身份、 物质属性、虚拟特性和可使用的智能接口，并无缝集成 到信息网络。它涉及从信息获取、传输、存储、处理、应用的全 过程，材料、器件、软件、系统、网络各方面 的创新都会促进物 联网的发展。
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物联网网络架构及关键技术
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物联网网络架构及关键技术
关键技术 感知层关键技术：感知识别技术正向低成本 、低功耗、新型化、微型化、智能化、综合化 和高可靠性方向发展。在传感器网络方面，无 线传感器网络成为主流，同时关注面向应用的 定制、嵌入式芯片和软件、近距离无线通信芯 片和新型电池技术等。
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物联网结点分类
有源结点 具备感知、联网和控制能力的嵌入式系统, 这是物联网的核心结点, 例如装点。
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物联网结点分类
互联网结点
具备联网和控制能力的计算系统, 这是物联网的信 息和控制中心。它不是一般的互联网的结点, 是属于物 联网系统中的结点, 采用了互联网的联网技术相互连接 , 但具有物联网系统中特有的时间和空间的控制能力, 配备了物联网专用的安全性和可靠性的控制体系。 这种结点具有不间断电源, 不具备移动性, 可以具有 感知能力, 具有较强的存储、计算和联网能力， 可以 提供人-物、人-人 连接。
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物联网嵌入式实验平台
硬件资源——传感器节点 硬件资源
*温湿度传感器：湿度和温度测量，数字格式输出、 有自动休眠功能，体积小，功耗低； *接近开关/红外反射：高灵敏度触碰开关，适合检测 触摸和碰撞；反射式红外传感器，可应用循迹检测 ，位置检测等领域； *声响开关/光敏：可检测声音和光照强度，并具有报 警指示灯，可以应用在道路交通，楼宇声光检测等 领域； * 干簧门磁/霍尔开关：机械和数字式磁敏传感器，可 用于磁场检测；
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物联网简介
移动互联网
是将移动通信和互联网二者结合为一体，它是一个 全国性、以宽带IP为技术核心、可同时提供话音、传 真、数据、图像、多媒体等高品质电信服务的新一代 开放式电信基础网络。
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物联网简介
移动互联网
物联网需要一个无处不在的通信网络。移动通信网 具有覆盖广、建设成本低、部署方便、具备移动性等 特点，使得无线网络将成为物联网主要的接入方式， 而固定通信作为融合的基础承载网络长期服务于物联 网。 物联网的终端都需要以某种方式连接起来，发送或 者接收数据时，考虑到方便性(需要数据线连接)、信息 基础设施的可用性(不是所有地方都有方便的固定接入 能力)以及一些应用场景本身需要随时监控的目标就是 在活动状态下，因此移动网络将是最主要的接入手段 。
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主 要 内 容
物联网
1物联网简介 2物联网服务与结点分类 3物联网网络架构及关键技术
物联网嵌入式实验平台 嵌入式网关
1应用背景 2分类
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物联网网络架构及关键技术
物联网网络架构
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物联网网络架构及关键技术
物联网网络架构
感知层：主要实现智能感知功能，包括信息采集、 捕获、物体识别。 网络层：主要实现信息的传送和通信，网络层可依 托公众电信网和互联网。 应用层：主要包含各类应用，目前最受关注的热点 应用领域有智能电网、精细农业、智能交通、智能 物流等。
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物联网嵌入式实验平台
硬件资源——ZigBee网络节点 *支持TI 官方Z-Stack2006协议栈，兼容 Z-Stack2007/Pro协议栈，可方便快速进行二次开发 * 支持TI Z-Stack自带的轮询操作系统，支持多任务处 理； * 基于IAR 51集成开发环境的工程仿真调试环境； * 支持形状网、树状网和网状(Mesh)组网方式； * 支持路由中继功能、网络节点自动修复功能； * 可外接配合多种传感器节点模块，进行温湿度、压力 、加速度、光感应、声音检测数据采集等； * 支持外接直流电源、干电池、USB口等供电方式；
用户管理、访问控制、事件 报警、入侵检测、攻击防御; 5. 管理类服务: 故障诊断、性能优化、系统 升级、计费管理服务。
4. 安全类服务:
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物联网服务与结点分类
结点类型 无源结点 有源结点 互联网结点
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物联网结点分类
无源结点 是具有电子标签的物品， 这是物联网中数 量最多的结点, 例如携带电子标签的人可以成 为一个无源结点。 无源结点一般不带电源, 可以具有移动性, 具 有被感知能力和少量的数据存储能力, 不具备 计算和联网能力, 提供被动的物-物连接。
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物联网简介
传感网
传感网是指“随机分布的集成有传感器、数据处理 单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成 的无线网络”。现在谈到的传感网，一般指的是无线 传感器网络（wireless sensor network）。传感网实 际上由传感器＋短距离传输模块共同构成。目前我国 研究和探讨传感网的重点其实并不是传感器本身，而 是聚焦在，通过各种低功耗、短距离无线传输技术构 成自组织网络来传输数据。
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CPS
2006年2月发布的《美国竞争力计划》则 年 月发布的 美国竞争力计划》 月发布的《 将信息物理系统(Cyber Physics System， 将信息物理系统 ， CPS)列为重要的研究项目。 列为重要的研究项目。 列为重要的研究项目 到了2007年7月，美国总统科学技术顾 到了 年 月 问委员会(PCAST)在题为《挑战下的领先 在题为《 问委员会 在题为 挑战下的领先— —竞争世界中的信息技术研发》的报告中列 竞争世界中的信息技术研发》 竞争世界中的信息技术研发 出了八大关键的信息技术，其中CPS位列首 出了八大关键的信息技术，其中 位列首 其余分别是软件、数据、 位，其余分别是软件、数据、数据存储与数 据流、网络、高端计算、网络与信息安全、 据流、网络、高端计算、网络与信息安全、 人机界面、 与社会科学。 人机界面、NIT与社会科学。 与社会科学
物联网网络架构及关键技术
关键技术
网络层关键技术：包括适应物联网业务模型的无线 接入技术、核心网优化技术；包括适用于传感器节点 的短距离通信技术，研究自组织组网技术；包括鉴权 、计费、网络管理、移动性管理等技术，以及异构网 络的融合技术和协同技术等。 应用层关键技术：包括SOA(Service-oriented architecture，面向服务架构)和云计算等。
8
物联网简介
物联网相关概念
M2M（Machine to Machine） 传感网 泛在网 移动互联网
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物联网简介
M2M（Machine to Machine） 简单的说，M2M是将数据从一台终端传送 到另一台终端，也就是就是机器与机器（ Machine to Machine）的对话。但从广义上 M2M可代表机器对机器、人对机器、、机器 对人、移动网络对机器之间的连接与通信，它 涵盖了所有实现在人、机器、系统之间建立通 信连接的技术和手段。
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物联网简介
物联网(Internet of Things)的概念
目前较为公认的物联网的定义是： 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。 按照ITU (国际电信联盟)的定义, 物联网主要解决 物品到物品、人到物品、人到人之间的互连。
物联网技术及嵌入式网关
主 要 内 容
物联网
1物联网简介 2物联网服务与结点分类 3物联网网络架构及关键技术
物联网嵌入式实验平台 嵌入式网关
1应用背景 2分类
2
主 要 内 容
物联网（ Internet of Things ）