物联网体系架构PPT课件
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第2章物联网体系结构PPT课件
物联网应用技术与实践
精选PPT课件
2016.8
1
2021/4/17
2.1 物联网的功能 2.1.1 物联网的功能特征
从物联网的功能上来说，它应该具备以下四个特征。 第一个特征是全面感知能力，可以利用RFID、传感器、 二维条形码等获取被控/被测物体的信息。
第二个特征是数据信息的可靠传递，可以通过各种 电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地 传递出去。
集层。物联网的核心功能是对信息资源进行采集、开发和利 用。
服务支撑层的主要功能是根据底层采集的数据，形成与 业务需求相适应、实时更新的动态数据资源库。
精选PPT课件
12
2021/4/17
应用层将为各类业务提供统一的信息资源支撑， 通过建立、实时更新可重复使用的信息资源库和应用 服务资源库，使得各类业务服务根据用户的需求随需 组合，使得物联网的应用系统对于业务的适应能力明 显提高。该层能够提升对应用系统资源的重用度，为 快速构建新的物联网应用奠定基础，满足在物联网环 境中复杂多变的网络资源应用需求和服务。
精选PPT课件
10
2021/4/17
短距离有线通信 （双绞线、同轴电 缆和光纤等）
长距离有线通信（广 电网、电信网等）
数据传输技 术
短距离无线通信 （Zigbee、蓝牙 和红外等）
长距离无线通信 （2G、3G 和 4G 等
精选PPT课件
物联网中常用的数据传输技术
11
2021/4/17
2.2.4 物联网应用层 第三层是应用层。应用层主要包括服务支撑层和应用子
精选PPT课件
9
2021/4/17
网络层是物联网的神经系统，主要进行信息的传递。 网络层要根据感知层的业务特征，优化网络特性，更好 地实现物与物之间、物与人之间以及人与人之间的通信， 这就要求建立一个端到端的全局物联网络。任何终端节 点在物联网中都应能实现泛在互联。由节点组成的网络 末端网络，例如传感器网、RFID、家居网、个域网、局 域网、体域网、车域网等，连接到物联网的异构融合网 络上，从而形成一个广泛互联的网络。
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2016.8
1
2021/4/17
2.1 物联网的功能 2.1.1 物联网的功能特征
从物联网的功能上来说，它应该具备以下四个特征。 第一个特征是全面感知能力，可以利用RFID、传感器、 二维条形码等获取被控/被测物体的信息。
第二个特征是数据信息的可靠传递，可以通过各种 电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地 传递出去。
集层。物联网的核心功能是对信息资源进行采集、开发和利 用。
服务支撑层的主要功能是根据底层采集的数据，形成与 业务需求相适应、实时更新的动态数据资源库。
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2021/4/17
应用层将为各类业务提供统一的信息资源支撑， 通过建立、实时更新可重复使用的信息资源库和应用 服务资源库，使得各类业务服务根据用户的需求随需 组合，使得物联网的应用系统对于业务的适应能力明 显提高。该层能够提升对应用系统资源的重用度，为 快速构建新的物联网应用奠定基础，满足在物联网环 境中复杂多变的网络资源应用需求和服务。
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10
2021/4/17
短距离有线通信 （双绞线、同轴电 缆和光纤等）
长距离有线通信（广 电网、电信网等）
数据传输技 术
短距离无线通信 （Zigbee、蓝牙 和红外等）
长距离无线通信 （2G、3G 和 4G 等
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物联网中常用的数据传输技术
11
2021/4/17
2.2.4 物联网应用层 第三层是应用层。应用层主要包括服务支撑层和应用子
精选PPT课件
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2021/4/17
网络层是物联网的神经系统，主要进行信息的传递。 网络层要根据感知层的业务特征，优化网络特性，更好 地实现物与物之间、物与人之间以及人与人之间的通信， 这就要求建立一个端到端的全局物联网络。任何终端节 点在物联网中都应能实现泛在互联。由节点组成的网络 末端网络，例如传感器网、RFID、家居网、个域网、局 域网、体域网、车域网等，连接到物联网的异构融合网 络上，从而形成一个广泛互联的网络。
物联网简介专业知识科普ppt课件
创新驱动，推动产业升级
加强技术研发与创新
加大物联网技术研发和创新投入，突破关键技术难题，提升产业 核心竞争力。
培育壮大龙头企业
通过政策扶持和市场机制作用，培育一批具有国际竞争力的物联网 龙头企业，引领产业发展。
推动产学研用深度融合
加强产学研用合作，促进科技成果转化和应用推广，为物联网产业 发展提供有力支撑。
物联网特点
物联网具有全面感知、可靠传输和智能处理等特点，能够实 现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
发展历程与趋势
发展历程
物联网的概念最早由Kevin Ashton在1999年提出，随后得到了广泛的关注和 研究。近年来，随着无线通信、云计算、大数据等技术的快速发展，物联网技 术也得到了广泛的应用和推广。
病虫害预警与防治
通过图像识别等技术，及时发现并预 警病虫害情况。
医疗健康领域创新实践
远程医疗监护
智能医疗设备
实时监测患者生命体征，提供远程医疗咨 询与服务。
研发可穿戴医疗设备，实现健康数据实时 采集与分析。
药品追溯与监管
健康管理平台
建立药品生产、流通、使用全过程追溯系 统。
整合个人健康数据，提供个性化健康管理与 指导服务。
用性。
ห้องสมุดไป่ตู้
设备安全
确保物联网设备不被恶意攻击 和入侵，防止设备被控制和破
坏。
网络安全
防范网络攻击和病毒传播，保 障物联网网络的稳定运行。
隐私保护
保护用户隐私信息不被泄露和 滥用，确保用户权益不受侵害
。
03
物联网关键设备介绍
传感器类型及工作原理
传感器类型
温度传感器、湿度传感器、光照 传感器、气体传感器、压力传感 器、位置传感器等。
物联网体系结构PPT通用课件
1.1 物联网概念
• 物联网的概念是由麻省理工学院Auto-ID研究中心于 1999年提出的。当时基于互联网、RFID技术、EPC 标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技 术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物 品信息实时共享的实物互联网。
1.2 物联网定义
目前较为公认的物联网的定义是：
2.3.5 产品电子代码EPC
• EPC系统（物联网）是在计算机互联网和射频技术 RFID的基础上，利用全球统一标识系统编码技术 给每一个实体对象一个唯一的代码，构造了一个实 现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”。
2.3.5 产品电子代码EPC
• EPC 系统主要由如下六方面组成： （1） EPC编码标准 （2） EPC 标签 （3） 识读器 （4） Savant (神经网络软件) （5） 对象名解析服务(Object Naming Service：ONS) （6） 实体标记语言（Physical Markup Language PML）
1.2 物联网定义
• 物联网中的“物”的涵义要满足以下条件才能够被纳 入“物联网”的范围： ① 要有相应信息的接收器； ② 要有数据传输通路； ③ 要有一定的存储功能； ④ 要有CPU；
1.2 物联网定义
⑤ 要有操作系统； ⑥ 要有专门的应用程序； ⑦ 要有数据发送器； ⑧ 遵循物联网的通信协议； ⑨ 在世界网络中有可被识别的唯一编号。
2.3.1 RFID技术
RFID标签打印机
2.3.1 RFID技术
感应式读写器
2.3.1 RFID技术
• RFID工作原理 标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感 应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息 (Passive Tag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某 一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签)；解读 器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据 处理。
《物联网技术及应用》PPT课件
工业自动化领域应用案例剖析
生产线自动化
通过物联网技术实现生产设备的远程监控和故障预警，提高生产效 率和质量。
工业机器人应用
利用物联网技术实现工业机器人的远程控制和状态监测，提高机器 人的使用效率和安全性。
工业大数据应用
通过物联网技术收集工业现场数据，进行大数据分析和挖掘，为企业 的决策提供支持。
农业现代化中物联网技术应用推广情况介绍
边缘计算的崛起
随着物联网设备数量的不断增加，数据处理和分析将更多地转移到网 络边缘，以提高响应速度和降低网络负载。
人工智能在物联网中的应用
人工智能技术将进一步提高物联网设备的智能化水平，实现更加精准 的数据分析和应用。
区块链与物联网的结合
区块链技术的分布式、不可篡改等特性将为物联网提供更高的安全性 和可信度保障。
阐述蓝牙技术的原理、版本演进、低功耗 蓝牙（BLE）等，以及其在物联网中的应用 场景。
ZigBee
LoRaWAN
讲解ZigBee协议栈、网络拓扑、低功耗特 性等，以及其在智能家居和工业自动化等 领域的应用。
介绍LoRaWAN协议的特点、网络架构、传 输距离和速率等，以及其在物联网中的应用 。
组网方案选择及优化策略
身份验证和访问控制
采用多因素身份验证、访问控 制列表等措施，确保只有授权 用户能够访问和使用物联网设 备和数据。
安全审计和监控
建立安全审计和监控机制，对 物联网设备和数据进行实时监 控和审计，及时发现和处理安
全事件。
06
典型案例分析与实践 经验分享
智能家居系统设计与实现过程展示
系统设计
设计系统的整体架构，包括硬 件选型、软件平台选择、通信 协议制定等。
大数据与物联网的融合发展
物联网体系架构课件
要点一
TCP/IP
要点二
MQTT
一种通用的互联网协议族，为物联网设备提供可靠的传输 层协议。
一种轻量级的发布/订阅消息传输协议，为物联网设备提供 数据传输服务。
物联网网络层技术的比较和应用场景
应用场景
不同的物联网应用场景需要选择合适的网络 层技术，以满足数据传输的可靠性、实时性 和安全性等要求。
技术比较
各种网络层技术具有不同的特点，应根据应 用场景的需求进行选择。例如，对于需要低 功耗的设备，应选择LoRa或Zigbee等技术 ；对于需要高速数据传输的设备，应选择 Wi-Fi或以太网等技术。
05 物联网应用层技术
数据处理与分析技术
01
数据清洗
去除重复、无效、错误数据，保证 数据质量。
数据可视化
07 物联网案例分析
智能家居案例：智能音箱与智能灯泡的控制
01
智能音箱
智能音箱作为家庭语音控制中心，可以与智能家居设备连接，实现语音
控制。例如，可以通过语音指令控制智能灯泡的开关、调节亮度等。
02 03
智能灯泡
智能灯泡可以与智能音箱连接，实现通过语音指令控制开关、调节亮度 等功能。同时，还可以根据用户的习惯和需求，自动调整亮度和开关时 间。
无线通信技术
Zigbee
一种低速、低功耗的无线通信技术，适用于智能家居 、环境监测等物联网应用场景。
LoRa
一种长距离、低功耗的无线通信技术，适用于物联网 设备的远程数据传输。
Wi-Fi
高速、高带宽的无线通信技术，适用于物联网设备与 局域网之间的连接。
网络协议与标准（如TCP/IP、MQTT等）
总结
智能交通案例展示了如何通过物联网技术实现车联网和智能交通信号控制，提高道路安全 性和交通效率。
了解物联网(共20张PPT)
了解物联网
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文全称是Internetofthings。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这里有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间。因此，物联网的定义：通过射频识别设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备或系统，按约定的协议把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
5.激光扫描器激光扫描器是以激光作为发光源的扫描器。这是一种远距离条码阅读设备，其性能优越，因而应用广泛。激光扫描器可分为限行激光扫描器和全角度激光扫描器。
思考一下，学校用的校园一卡通是物联网的应用吗？理由是什么？
课外延伸
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
2024课件
同学们再见！
（4）智慧能源。智慧能源属于智慧城市的一部分，当前，将物联网技术应用在能源领域，主要用于水、电、燃气等表计以及根据外界天气对路灯的远程控制等，基于环境和设备进行物体感知，通过监测提升利用效率，减少能源损智能电表、智能燃气表和智能路灯。
（5）智能医疗。智能医疗的两大主要应用场景是医疗可穿戴和数字化医院。在智能医疗领域，新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径，能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态（如心跳频率、体力消耗、血压高低等）进行捕捉，将它们记录到电子健康文件中，方便个人或医生查阅。对物的智能化管理指的是通过射频识别技术对医疗物品进行监控与管理，实现医疗设备和用品可视化。
（9）智能零售。智能零售依托于物联网技术，主要体现了两大应用场景，即自动售货机和无人便利店。行业内将零售按照距离分为三种不同的形式：远场零售、中场零售和近场零售，三者分别以电商、商场/超市和便利店/自动售货机为代表。物联网技术可以用于近场零售和中场零售，且主要应用于近场零售，即无人便利店和自动售货机（图2-6-1）。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文全称是Internetofthings。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这里有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间。因此，物联网的定义：通过射频识别设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备或系统，按约定的协议把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
5.激光扫描器激光扫描器是以激光作为发光源的扫描器。这是一种远距离条码阅读设备，其性能优越，因而应用广泛。激光扫描器可分为限行激光扫描器和全角度激光扫描器。
思考一下，学校用的校园一卡通是物联网的应用吗？理由是什么？
课外延伸
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
2024课件
同学们再见！
（4）智慧能源。智慧能源属于智慧城市的一部分，当前，将物联网技术应用在能源领域，主要用于水、电、燃气等表计以及根据外界天气对路灯的远程控制等，基于环境和设备进行物体感知，通过监测提升利用效率，减少能源损智能电表、智能燃气表和智能路灯。
（5）智能医疗。智能医疗的两大主要应用场景是医疗可穿戴和数字化医院。在智能医疗领域，新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径，能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态（如心跳频率、体力消耗、血压高低等）进行捕捉，将它们记录到电子健康文件中，方便个人或医生查阅。对物的智能化管理指的是通过射频识别技术对医疗物品进行监控与管理，实现医疗设备和用品可视化。
（9）智能零售。智能零售依托于物联网技术，主要体现了两大应用场景，即自动售货机和无人便利店。行业内将零售按照距离分为三种不同的形式：远场零售、中场零售和近场零售，三者分别以电商、商场/超市和便利店/自动售货机为代表。物联网技术可以用于近场零售和中场零售，且主要应用于近场零售，即无人便利店和自动售货机（图2-6-1）。
物联网概述ppt课件
1.1.2无线传感器网络
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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。
1.1.2无线传感器网络
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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。
打开冰箱，按照智能冰箱提高的健康绿色食谱做好早饭。饭后，走到车库 门口，车库自动感应到主人，打开库门。在确认你的目的地后，汽车提高了一 天参考行车路线，行车过程中不断与道路对话，感知拥堵病不断变化最佳行车 路线；汽车同事通过与其他车辆进行对话，感知车距以免发生事故。
当你到达办公室时，今天的工作日程早已经发生到了你的手机中，秘书送来温 度适宜的咖啡，美好的一天就这样拉开了序幕.......
物联网的发展概况8
学科分叉 推进学科发展
莫尔斯 电报
1831年法拉第 电磁感应
贝尔 电话
爱迪生 电灯
1700年
1800年
1900年
理论化、细化 推进学科发展
普里戈金
耗散结构论
贝塔朗菲
信
系统论
息
理论生物学
学
科
哈肯
专
香农
协同论
业
信息论
分
支
维纳
托姆
控制论 突变论
老三论
2000年
牛顿
物联网PPT演示课件
照、二氧化碳浓度等，调节水肥药的投入，帮助农民实现
更高层次的精耕细作。
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物联网在农业方面的应用
案例二
为提高种植效率，苍山县在现代农业示范园引进了浙江托普农业物 联网技术,在其所建设的蔬菜大棚中全部安装农业物联网监测设备，通 过农业“物联网”技术实时监测大棚蔬菜温度、湿度、光照、二氧化 碳浓度等生长环境,根据产生的智能监测信息对蔬菜进行精确管理，通 过无线传感器对温室环境进行自动和手动调节，温度高了自动开启风 机等设备进行降温，通过土壤湿度传感器对灌溉自动控制，达到该浇 水的时候浇水，该施肥的时候施肥，完全实现自动化，促进有机高效 农业发展。装上一个小小的无线传感器，大棚里的蔬菜就会说话、有 感觉、有思想了，大棚里的温度高了它会警告你，土壤里的湿度低了 它会通知你，更准确地告诉你它的需求。“使用物联网以后，我们马 上就能和大棚里的蔬菜‘对话’了。”走进大棚内，农技师说，“蔬 菜它需要什么温度？什么时候要浇水？什么时候要施肥？浇多少水？ 施多少肥？你并不完全知道，或是只知道个大概。但是装上一个小小 的传感器，它就会说话、有感觉、有思想了，大棚里的温度高了它会 警告你，土壤里的湿度低了它会通知你，更准确地告诉你它的需求， 使大棚内植物所需要的生长环境永远保持在最佳状态。”
12
八、物联网的家庭应用
1、HA(Home Automation)未来的家居生活只需要一部手机
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物联网的家庭应用
您只需一部带YooCan卡的手机，下面的事情触手可及：
不再因遥控器"寻寻觅觅"。只要你预先设置好手机界面中遥控器的相 关功能，就能控制家中的电视、空调等带遥控器的设备；
在家中任何地方开关灯，并且可以根据需要控制灯的亮度和颜色，如 果您愿意；
物联网ppt课件
生产、安全、防灾、水电油气 智能运输 智能建筑
大地勘测、森林、地震、海洋
公共安全
数字化医疗
工业自动化
遥感勘测
污染检测、报警
移动POS
物流、零售、自动服务 供应链 石化
交易、订单、跟踪、识别 气象
物联网 管理平台
环境保护 消防 联动、消防栓、定位、调度 军事 侦查、监控、定位、评估
险情、油井、运输、管线
功耗，小体积，精密设计，方便使 用
物联网简介
3.物联网与WSN：
常见的WSN的硬件：
网关
• 尺寸：96.50㎜×60.12㎜ ×14.80㎜
• 工作电压：5V（DC） • 按键：复位键 • 接口：USB转RS232接口，10
针JTAG插座,标准20针模块插 座 • 功能特点描述：建立ZigBee网 络并负责实现网络和电脑之间 的数据及指令交互
农业
煤炭
降水、防洪、远程设备
电力林业 水务 金融
通风、瓦斯、救灾定位
大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪
抄表、监控、节能
电子支付、实时信息
防火、勘察、报警
水质、水量、污染、安全
4.1 物联网的应用___畜牧业：
物联网简介
给放养的牲畜中的每一只羊都贴上一个二维码，这个二维码会一直保持到 超市出售的肉品上，消费者可通过手机阅读二维码，知道牲畜的成长历史， 确保食品安全。我国已有10亿存栏动物贴上了这种二维码。
物联网与物联网安全
主要内容： 一.物联网简介 二.物联网的安全
1.物联网的定义：
物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：
物联网简介
第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络 第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯
《物联网定位系统》课件
系统安全与隐私保护的完善
要点一
总结词
要点二
详细描述
随着物联网定位系统的广泛应用，系统安全与隐私保护问 题越来越受到关注，需要不断完善相关措施。
为了确保用户的位置隐私和数据安全，需要采取一系列的 安全措施和技术手段，如数据加密、访问控制、隐私保护 算法等。未来，系统安全与隐私保护将成为物联网定位系 统的重要研究方向和发展趋势。
总结词
物联网定位系统在智慧城市领域的应用，可以提高城 市管理和服务水平。
详细描述
物联网定位系统可以用于城市设施的监测和管理、公 共安全监控、城市交通管理等方面，提高城市管理和 服务水平。例如，在公共安全监控方面，该系统可以 实时监测人员和物品的位置信息，及时发现异常情况 并采取相应措施，保障城市安全。
VS
详细描述
物联网定位系统可以实时监测道路交通情 况，提供实时的交通信息和路况预测，帮 助驾驶员选择最优路线，缓解交通拥堵。 同时，该系统还可以通过车辆定位和轨迹 记录，提高交通事故的应急处理效率和安 全性。
智能安防
总结词
物联网定位系统在智能安防领域的应用，可 以提高安全监控和预警能力。
详细描述
物联网定位系统可以实时监测人员和物品的 位置信息，及时发现异常情况并发出预警， 提高安全监控的效率和预警能力。例如，在 监狱、银行等重要场所，该系统可以用于监 控人员和物品的位置和移动轨迹，保障场所 安全。
特点
高精度、实时性、低功耗、广泛覆盖范围、高度集成和灵活 性。
系统组成与架构
系统组成
物联网定位系统主要由定位终端、通 信网络、定位服务器和应用程序接口 （API）组成。
架构
物联网定位系统的架构通常包括感知 层、网络层和应用层。感知层负责采 集位置信息，网络层负责传输数据， 应用层负责处理和应用数据。
物联网技术ppt课件
扫描型应用
图 手机钱包
23
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2.3 物联网关键技术
图 物联网关键技术
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2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.1 感知标识技术
图 感知设备
25
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2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.1 感知标识技术
传感器 无线传感网 标识技术 定位技术
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智能计算技术 海量数据的存储 服务计算
20
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2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.5 应用决策
监控型应用
图 基于RFID的物流跟踪
21
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2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.5 应用决策
控制型应用
图 智能交通
22
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2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.5 应用决策
2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.2 网络与通信技术
接入网技术 通信技术 三网融合技术
27
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2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.3 云计算技术
PaaS IaaS SaaS
28
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2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.4 安全技术
从安全技术角度来看，相关技术包括以确保使用者身份安全 为核心的认证技术，确保安全传输的密钥建立及分发机制，以 及确保数据自身安全的数据加密、数据安全协议等数据安全技 术。因此，在物联网安全领域，数据安全协议、密钥建立及分 发机制、数据加密算法设计以及认证技术是关键的部分。
3
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1.1 物联网的概念
➢ 1.1.2 物联网的特征 全面感知 可靠传递 智能处理
图 手机钱包
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2.3 物联网关键技术
图 物联网关键技术
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2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.1 感知标识技术
图 感知设备
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2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.1 感知标识技术
传感器 无线传感网 标识技术 定位技术
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智能计算技术 海量数据的存储 服务计算
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2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.5 应用决策
监控型应用
图 基于RFID的物流跟踪
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2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.5 应用决策
控制型应用
图 智能交通
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2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.5 应用决策
2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.2 网络与通信技术
接入网技术 通信技术 三网融合技术
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2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.3 云计算技术
PaaS IaaS SaaS
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2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.4 安全技术
从安全技术角度来看，相关技术包括以确保使用者身份安全 为核心的认证技术，确保安全传输的密钥建立及分发机制，以 及确保数据自身安全的数据加密、数据安全协议等数据安全技 术。因此，在物联网安全领域，数据安全协议、密钥建立及分 发机制、数据加密算法设计以及认证技术是关键的部分。
3
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1.1 物联网的概念
➢ 1.1.2 物联网的特征 全面感知 可靠传递 智能处理
物联网体系架构PPT课件
2021/7/23
17
感知层关键技术
• 感知层所需要的关键技术包括传感器技术 和RFID(射频技术)等，其中RFID是核心技术。
• 计算机类似于人的大脑，而仅有大脑而没 有感知外界信息的“五官”显然是不够的， 计算机也还需要它们的“五官”—传感器。
• RFID是一种能够让物品“开口说话”的技 术，也是物联网感知层的一个关键技术。
2021/7/23
22
Internet
• 物联网也被认为是Internet的进一步延伸。 • Internet将作为物联网主要的传输网络之一，
它将使物联网无所不在、无处不在地深入 社会每个角落。
2021/7/23
9
• 物联网是为了打破地域限制，实现物物之
间按需进行的信息获取、传递、存储、融
合、使用等服务的网络。因此，物联网应 该具备如下3个能力 ：全面感知、可靠传递、 智能处理。
2021/7/23
10
• （1）全面感知：利用RFID、传感器、二维码等 随时随地获取物体的信息，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。
物联网体系架构
2021/7/23
制作人：梁亚飞 张伟 马晓
1
1
概述
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感知层
3
网络层
4
应用层
2021/7/23
2
• 顾名思义，“物联网就是物物相连的互联 网”。这有两层意思：第一，物联网的核 心和基础仍然是互联网，是在互联网基础 上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端 延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进 行信息交换和通信。
2021/7/23
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物联网体系架构
EPC物联网体系结构—ONS服务幻灯片PPT
更新内容包括： （1）管理商信息变动
（2）产品跟踪时的EPC变动
（3）是否特别标记的用于召回的EPC
3.3 对象名称解析服务ONS
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3.3.4 ONS工作原理 静态ONS和动态ONS比较
在静态ONS下，如果任何一个链接点无法响应或互连，则整条链 路都不通。
在动态ONS下，机制就要健壮得多。如果一些链路无法响应，其 它解析任务任能够完成。
3.3 对象名称解析服务ONS
12/12
3.3.4 ONS工作原理 静态ONS的局限
✓ 静态ONS假设了一个对象只拥有一个数据库，给定的 EPC编码总是解析到同一个URL。在实际情况中，每个 货品会由于不同的实体（制造、销售、运输等）而存储 在不止一个数据库中。
✓ 由此可见，静态ONS解析要达到高度有效，必须要保证 解析过程的稳健性、访问控制、独立性。
3.3 对象名称解析服务ONS
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3.3.5 ONS工作流程
ONS设计构架基于DNS，DNS解析是TCP/IP协议中的一 个标准，在任何TCP/IP软件中输入域名的时候，这些 软件都会调用本地的DNS解析器，将域名转换成一个I P地址。
DNS分为Client 和Server，Client 扮演Q的角色，Server 扮演A的角色
3、如果没有该项记录，则本地域名服务器就直接把请求发给根域名服务器， 然后根域名服务器再返回给本地域名服务器一个所查询（根的子域）的主 域名服务器的地址。
（2）通过动态ONS解析 能连接到多个管理者的EPCIS服务。
EPC
EPCIS 公司A 制造商
静态ONS 动态ONS
EPCIS 公司B 制造商
访问序列级数据 EPCIS 公司C 制造商
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• 在信息汇聚型业务中，物联网的终端只需 接受物联网平台管理，执行数据采集、简 单处理、上报等功能，物联网的终端之间 不需要进行通信。
.
19
泛在服务
• 泛在服务以无所不在、无所不包、无所不 为为基本特征，以实现在任何时间、任何 地点、任何人、任何物都能畅通地通信为 目标，是人类通信服务的极致。
.
20
• 行业网关：是承载信息上报、参数配置、 终端状态检测、终端注册等业务的短信上 下行通道。
• BOSS：统一管理客户.集团信息，业务受理、26
.
27
物联网的体系架构
• 通用物联网体系结构：感知层、网络层、 数据智能处理层和应用层。
• 感知层就像人的皮肤和五官，用来识别物
体，采集信息；包括信息采集和末梢网络
.
13
物联网信息管理系统
• 物联网管理机构包括企业物联网信息管理 中心、国家物联网信息管理中心以及国际 物联网信息管理中心。
• 企业物联网信息管理中心负责管理本地物 联网，它是最基本的物联网信息服务管理 中心，为本地用户提供管理、规划及解析 服务。
• 国家物联网信息管理中心负责制定和发布
国家总体标准，负责与国际物联网互联，
• USSD（Unstructured Supplementary Service Data）即非结构化补充数据业务，是一种新 型基于GSM网络的交互式数据业务。 当你 使用手机键盘输入一些网络已预先制定的 数字或者符号比如*#等. ，再按send也就是拨24
.
25
中国移动制定的M2M体系架构
• M2M平台提供统一的M2M终端管理、终端 设备鉴权，并对目前行业网关尚未实现的 接入方式进行鉴权；支持多种网络接入方 式，提供标准化的接口使得数据传输简单 直接；提供数据路由、监控、用户鉴权等 管理功能。
并且对现场物联网中.心进行管理。
14
.
15
• 身份相关业务应用主要利用RFID、二维码、 条码等可以标志身份的技术，并且身份所 提供的各类服务。
• 按照终端是去识别其他身份信息还是被识 别，可以分为主动模式和被动模式，按照 服务提供给个人还是提供给企业，又可以 分为个人应用和企业业务两大类。
• 对于不同应用实现的方式可能有不同，下
• M2M体系架构分为3层：
• 感知层：包括M2M终端、WSN局域网络、 M2M网关、M2M能力和M2M应用
• 网络层：包括接入网、核心网两大部分和
网络管理、终端管理.功能。
23
• 中国移动M2M定义：M2M是通过在机器内 部嵌入移动通信模块，以SMS/USSD/GPRS等 为接入手段，为客户提供的信息化解决方 案，为满足客户对生产监控，指挥调度、 数据采集和测量等方面的信息化需求。
制信息的双向传送、路由和控制。接入网
包括IAD、OCT、DSLAM、交换机、射频接
入单元、2G/3G蜂窝移动接入、卫星接入等，
核心网主要由各种光纤传送、IP承载网、下
一代网络(NGN),下一代互联网(NGI)、下一代
广电网（NGB）等公众电信网和互联网，也
可以依托行业或企业的专业。
.
29
• 数据智能处理层是实现以数据为中心的核 心技术，包括数据汇聚、存储、查询、分 析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和 行为的理论和技术。数据汇聚包括实时、 非实时物联网业务数据汇总后存放到数据 库中，方便后续数据挖掘、专家分析、决 策支持和智能处理。
存储和任务管理，减少从感知层到应用层
数据量。同时，中间件还可提供与其他RFID
.
11
• 一般中间件系统由读写器接口、事件管理 器、应用程序接口、目标信息服务和对象 名解析服务等功能模块。
.
12
网络操作系统
• 物联网通过互联网实现物理世界的任何物 品的互联，在任何地方、任何时间可识别 任何物品，使物品成为附有动态信息的 “智能产品”,并使物品信息流和物流完全同 步，从而为物品信息共享提供一个高效、 快捷的网络通信与云计算平台
图是基于标签的信息获取类服务的一个基
本原理图。
.
16
.
17
信息汇聚业务
• 主要由物联网终端采集、处理，经通信网 络上报数据，由物联网平台处理，提交给 具体的应用和服务，由物联网平台统一对 物联网终端、数据、应用和服务以及第三 方进行管理。具体的如自动抄表、电梯管 理、物流和交通管理等。
.
18
协同感知型业务
.
10
物联网中间件系统软件
• 中间件是位于数据感知设备与后台应用软
件之间的一种应用系统软件。中间件具有
两个关键特征：一是为系统应用提供服务
平台，二是需要连接到网络操作系统，并
且保持运行工作系统。中间件为物联网应
用提供了一系列计算和数据处理功能，主
要任务是对感知系统采集的数据进行捕获、
过滤、汇聚、计算、校对、解调、传送、
两个子层，传感器、二维码、条形码、RFID、
智能装置等作为数据采集设备，将采集到
的数据通过末梢网络上传给网络层。末网络、无线个域网、家庭网以及各种短距
离无线通信网络。
.
28
• 网络层就像人的神经系统，将信息传送到
大脑进行处理；网络层由各种无线/有线网
关、接入网和核心网实现感知层数据和控
.
8
信息服务系统硬件设施
• 由各种应用服务器组成，还包括用户设备、 客户端等，主要用于对采集数据的融合/汇 聚、转换、分析以及对用户呈现的适配和 事件的触发。
.
9
数据感知系统软件
• 主要完成物品的识别和物品EPC编码的采集 和处理，主要由企业生产的物品、物品电 子标签、传感器、读写器、控制器、EPC等 组成
第2章物联网体系架构
陈业纲
.
1
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2
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3
.
4
.
5
感知节点
• 传感单元 • 处理单元 • 通信单元 • 电源/供电部分
.
6
末梢网络
• 末梢网络即完成应用末梢感知节点的组网 控制和数据汇聚，或完成向感知节点发送 数据的转发功能。
.
7
核心承载网络
• 主要承担接入网与信息服务之间的数据通 信任务。
物联网体系架构
• 1、泛在网体系框架 • ITU-T在Y.2002中分为： • 底层传感网络、泛在传感网接入网络、泛
在传感网络中间件、泛在传感网络基础骨 干网络、泛在传感网络应用平台。如下图：
.
21
.
22
ETSI制定的M2M体系结构
• M2m是现阶段物联网最普遍的应用形式， m2m在欧洲、韩国、中国已进入部分商业 应用，主要用于安全检测，公共交通、物 流系统、车队管理、工业流程自动化、城 市信息化等。
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泛在服务
• 泛在服务以无所不在、无所不包、无所不 为为基本特征，以实现在任何时间、任何 地点、任何人、任何物都能畅通地通信为 目标，是人类通信服务的极致。
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• 行业网关：是承载信息上报、参数配置、 终端状态检测、终端注册等业务的短信上 下行通道。
• BOSS：统一管理客户.集团信息，业务受理、26
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物联网的体系架构
• 通用物联网体系结构：感知层、网络层、 数据智能处理层和应用层。
• 感知层就像人的皮肤和五官，用来识别物
体，采集信息；包括信息采集和末梢网络
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物联网信息管理系统
• 物联网管理机构包括企业物联网信息管理 中心、国家物联网信息管理中心以及国际 物联网信息管理中心。
• 企业物联网信息管理中心负责管理本地物 联网，它是最基本的物联网信息服务管理 中心，为本地用户提供管理、规划及解析 服务。
• 国家物联网信息管理中心负责制定和发布
国家总体标准，负责与国际物联网互联，
• USSD（Unstructured Supplementary Service Data）即非结构化补充数据业务，是一种新 型基于GSM网络的交互式数据业务。 当你 使用手机键盘输入一些网络已预先制定的 数字或者符号比如*#等. ，再按send也就是拨24
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中国移动制定的M2M体系架构
• M2M平台提供统一的M2M终端管理、终端 设备鉴权，并对目前行业网关尚未实现的 接入方式进行鉴权；支持多种网络接入方 式，提供标准化的接口使得数据传输简单 直接；提供数据路由、监控、用户鉴权等 管理功能。
并且对现场物联网中.心进行管理。
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• 身份相关业务应用主要利用RFID、二维码、 条码等可以标志身份的技术，并且身份所 提供的各类服务。
• 按照终端是去识别其他身份信息还是被识 别，可以分为主动模式和被动模式，按照 服务提供给个人还是提供给企业，又可以 分为个人应用和企业业务两大类。
• 对于不同应用实现的方式可能有不同，下
• M2M体系架构分为3层：
• 感知层：包括M2M终端、WSN局域网络、 M2M网关、M2M能力和M2M应用
• 网络层：包括接入网、核心网两大部分和
网络管理、终端管理.功能。
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• 中国移动M2M定义：M2M是通过在机器内 部嵌入移动通信模块，以SMS/USSD/GPRS等 为接入手段，为客户提供的信息化解决方 案，为满足客户对生产监控，指挥调度、 数据采集和测量等方面的信息化需求。
制信息的双向传送、路由和控制。接入网
包括IAD、OCT、DSLAM、交换机、射频接
入单元、2G/3G蜂窝移动接入、卫星接入等，
核心网主要由各种光纤传送、IP承载网、下
一代网络(NGN),下一代互联网(NGI)、下一代
广电网（NGB）等公众电信网和互联网，也
可以依托行业或企业的专业。
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• 数据智能处理层是实现以数据为中心的核 心技术，包括数据汇聚、存储、查询、分 析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和 行为的理论和技术。数据汇聚包括实时、 非实时物联网业务数据汇总后存放到数据 库中，方便后续数据挖掘、专家分析、决 策支持和智能处理。
存储和任务管理，减少从感知层到应用层
数据量。同时，中间件还可提供与其他RFID
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• 一般中间件系统由读写器接口、事件管理 器、应用程序接口、目标信息服务和对象 名解析服务等功能模块。
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网络操作系统
• 物联网通过互联网实现物理世界的任何物 品的互联，在任何地方、任何时间可识别 任何物品，使物品成为附有动态信息的 “智能产品”,并使物品信息流和物流完全同 步，从而为物品信息共享提供一个高效、 快捷的网络通信与云计算平台
图是基于标签的信息获取类服务的一个基
本原理图。
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信息汇聚业务
• 主要由物联网终端采集、处理，经通信网 络上报数据，由物联网平台处理，提交给 具体的应用和服务，由物联网平台统一对 物联网终端、数据、应用和服务以及第三 方进行管理。具体的如自动抄表、电梯管 理、物流和交通管理等。
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协同感知型业务
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物联网中间件系统软件
• 中间件是位于数据感知设备与后台应用软
件之间的一种应用系统软件。中间件具有
两个关键特征：一是为系统应用提供服务
平台，二是需要连接到网络操作系统，并
且保持运行工作系统。中间件为物联网应
用提供了一系列计算和数据处理功能，主
要任务是对感知系统采集的数据进行捕获、
过滤、汇聚、计算、校对、解调、传送、
两个子层，传感器、二维码、条形码、RFID、
智能装置等作为数据采集设备，将采集到
的数据通过末梢网络上传给网络层。末网络、无线个域网、家庭网以及各种短距
离无线通信网络。
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• 网络层就像人的神经系统，将信息传送到
大脑进行处理；网络层由各种无线/有线网
关、接入网和核心网实现感知层数据和控
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信息服务系统硬件设施
• 由各种应用服务器组成，还包括用户设备、 客户端等，主要用于对采集数据的融合/汇 聚、转换、分析以及对用户呈现的适配和 事件的触发。
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数据感知系统软件
• 主要完成物品的识别和物品EPC编码的采集 和处理，主要由企业生产的物品、物品电 子标签、传感器、读写器、控制器、EPC等 组成
第2章物联网体系架构
陈业纲
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感知节点
• 传感单元 • 处理单元 • 通信单元 • 电源/供电部分
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末梢网络
• 末梢网络即完成应用末梢感知节点的组网 控制和数据汇聚，或完成向感知节点发送 数据的转发功能。
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核心承载网络
• 主要承担接入网与信息服务之间的数据通 信任务。
物联网体系架构
• 1、泛在网体系框架 • ITU-T在Y.2002中分为： • 底层传感网络、泛在传感网接入网络、泛
在传感网络中间件、泛在传感网络基础骨 干网络、泛在传感网络应用平台。如下图：
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ETSI制定的M2M体系结构
• M2m是现阶段物联网最普遍的应用形式， m2m在欧洲、韩国、中国已进入部分商业 应用，主要用于安全检测，公共交通、物 流系统、车队管理、工业流程自动化、城 市信息化等。