物联网智能信息处理技术.. 共42页
《物联网》课件完整版
CONTENTS 目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全与隐私保护问题探讨 • 典型应用场景分析 • 未来发展趋势预测与挑战应对
CHAPTER 01
物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网（Internet of Things，IoT）是指通过信息传感设备，按约定的协议， 对任何物体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。
包括数据泄露、篡改、 损坏以及非法访问等。
身份认证威胁
包括身份伪造、冒充和 重放等攻击手段。
加密算法和身份认证机制介绍
01
02
03
04
对称加密算法
如AES、DES等，加密和解密 使用相同的密钥。
非对称加密算法
如RSA、ECC等，加密和解密 使用不同的密钥，具有更高的
安全性。
散列算法
如SHA-256、MD5等，用于 数据完整性校验和数字签名。
典型应用案例介绍
选取几个典型的工业自动化应用案例，如智能制造、工业机器人、自 动化生产线等，详细介绍其应用场景、功能需求及技术实现。
关键技术与挑战
探讨工业自动化领域应用物联网技术所面临的关键技术挑战，如实时 性要求、数据安全性、系统稳定性等，并提出相应的解决方案。
未来发展趋势
展望工业自动化领域物联网应用的未来发展趋势，包括个性化定制、 柔性生产、数字化双胞胎等。
关键技术
物联网涉及的关键技术包括传感器技术、RFID技术、无线通信技术、云计算技术 、大数据技术等。这些技术在物联网中发挥着重要作用，共同支撑着物联网的发 展和应用。
物联网应用领域及前景展望
物联网的主要技术
物联网的主要技术在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）已经逐渐融入我们的生活，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。
那么，究竟是什么技术支撑着这个庞大的物联网世界呢？首先，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”，能够感知和收集各种物理世界的信息，如温度、湿度、压力、光线、声音等等。
这些传感器可以被安装在各种设备和环境中，将所感知到的物理量转化为电信号，然后通过网络传输到数据处理中心。
常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光电传感器、声音传感器等等。
不同类型的传感器能够满足不同场景的需求，为物联网提供了丰富的数据来源。
其次，无线通信技术在物联网中起着至关重要的作用。
它使得物联网设备能够相互连接和通信，将收集到的数据传输到云端或其他终端设备。
目前，常见的无线通信技术包括蓝牙、WiFi、Zigbee、LoRaWAN 等。
蓝牙技术适用于短距离、低功耗的设备连接，比如蓝牙耳机、智能手环等。
WiFi 则广泛应用于家庭和办公场所的网络连接，能够提供较高的数据传输速率。
Zigbee 具有低功耗、低成本、自组网等特点，适用于智能家居、工业控制等领域。
LoRaWAN 则适用于远距离、低功耗的物联网应用，如智能抄表、环境监测等。
再者，射频识别（RFID）技术也是物联网的重要组成部分。
RFID标签可以存储物品的相关信息，通过射频信号与读写器进行通信，实现对物品的自动识别和追踪。
RFID 技术广泛应用于物流、零售、库存管理等领域，能够大大提高工作效率和管理精度。
例如，在物流行业，通过在货物上粘贴 RFID 标签，可以实时跟踪货物的运输状态和位置；在零售行业，RFID 技术可以用于快速盘点库存，减少人工操作的时间和错误。
云计算和大数据技术在物联网中也不可或缺。
物联网设备产生的海量数据需要强大的计算和存储能力来处理和分析。
物联网的主要技术
物联网的主要技术随着科技的不断进步，物联网（Internet of Things，简称IoT）逐渐成为了一个热门的领域。
物联网通过将传感器、网络和云计算等技术相结合，实现设备之间的互联互通，进而实现信息的收集、共享和应用。
在物联网的建设中，涉及到了许多主要技术，本文将对其中一些重要的技术进行分析和介绍。
一、传感技术传感技术是物联网中至关重要的一环，它可以通过感知和采集物理世界中的各种信息。
传感器可以测量和检测温度、湿度、压力、光线等环境参数，还可以获取人体生理信号、电能消耗等数据。
传感器种类繁多，包括光学传感器、温度传感器、加速度传感器等。
这些传感器通过将物理量转换为电信号，然后通过无线或有线方式传输给接收器，实现信息的采集和传输。
二、无线通信技术物联网中的设备需要能够互相通信，无线通信技术是实现设备之间连接的关键。
目前，物联网中常用的无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等。
Wi-Fi是一种高带宽的无线通信技术，适用于大规模数据传输；蓝牙是一种短距离通信技术，适用于低功耗设备之间的传输；ZigBee是一种低功耗、低速率的无线传输技术，适用于物联网中的传感器节点之间的通信；LoRa是一种长距离、低功耗的无线通信技术，适用于物联网中的远程传输。
三、云计算技术物联网中产生的海量数据需要进行存储和处理，云计算技术为物联网提供了强大的支持。
通过将数据上传到云端，可以实现大规模的数据存储和分析。
云计算技术还可以提供弹性计算资源，根据需要动态分配计算能力。
同时，云计算平台也提供了开放的API，可以将物联网设备和应用程序与云端进行连接和交互。
四、大数据分析技术物联网中的设备不断产生大量的数据，利用这些数据进行分析和挖掘可以获得有价值的信息和洞察。
大数据分析技术可以帮助企业和机构更好地理解数据，并做出相应的决策。
通过对数据的聚类、分类、关联和预测分析，可以发现隐藏在数据中的规律和趋势。
大数据分析技术还可以帮助企业提高效率、降低成本，优化生产和运营过程。
物联网与我们的生活概论PPT(共 42张)
二、物联网有哪些相关技术？
物联网的架构
上层：互联网络
物联网的信息存储 物联网的计算决策
服务决策
互联网络
移动、3G网络
中层：泛在接入
无线网络（蜂窝、WiFi等）
有线网络
WIFI、WIMAX
接入网
云计算 局域网络
下层：物物网络
智能嵌入式设备 感知、标识和通信 协同、互动
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体与物体之间，进行信息交换和通信。
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、监控和管理的一种网络。
物联网的三个特点
一是全面感知
即通过嵌入在物品和设施中的传感器和数据采集设备，随时随地获取物质 世界的各种信息并数据化；
二是可靠传递
通过对每一件物品的识别和通讯，将数据化的虚拟事物联入网络，将物体 的信息实时准确地传送与交互；
三是智能处理
利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分 析和处理，提升对物质世界、经济社会各种活动和变化的洞察力，对物体 实现智能化的决策和控制。
一项利用射频信号、通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息 传递，并通过所传递的信息达到识别目的的技术。 其原理为由扫描器发射一特定频率的无线电波能量给接收器，用以 驱动接收器电路将内部的代码送出，此时扫描器便接收此代码。
RFID的意义
通过RFID，可以对任何物品附加并读取对用户有用的属性，为物品与物品 相连接提供了信息基础。
物联网的概念及其关键技术
物联网的概念及其关键技术物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过物理设备和网络相互连接，实现物与物、物与人之间的信息交互和互联互通。
它将各种传感器、执行器和智能设备连接起来，形成一个庞大、复杂而智能化的系统，能够监测、控制和管理各类物体和环境。
本文会介绍物联网的基本概念以及其关键技术。
一、物联网的基本概念物联网是由计算机科学、通信技术和物理技术等领域相互交叉而形成的新一代信息技术。
它通过将传感器、执行器和网络互连起来，实现对物体和环境的感知、收集、传输和处理。
物联网的基本概念包括以下几个方面：1. 互联性：物联网通过智能设备和网络实现各类物体的连接和通信，使得各种设备能够交换和共享信息。
2. 智能化：物联网通过将传感器和执行器与计算和控制系统相结合，使得物体能够感知和理解信息，并作出相应的决策和行动。
3. 实时性：物联网能够实时监测和控制各类物体和环境，使得信息和决策能够在最短的时间内传递和执行。
4. 数据驱动：物联网通过收集大量的数据，并通过数据分析和挖掘技术提供有价值的信息和洞察。
二、物联网的关键技术物联网的实现离不开一系列关键技术的支持，以下是几个重要的关键技术：1. 传感技术：传感器是物联网的核心组成部分，能够感知和采集物体或环境的各类信息，如温度、湿度、压力等。
传感器的种类繁多，包括光学传感器、声学传感器、压力传感器等。
2. 通信技术：物联网依赖于各类通信技术来实现设备之间的连接和信息交互。
常见的通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、LPWAN（低功耗广域网）、NFC（近场通信）等。
3. 数据处理与分析技术：物联网产生了大量的数据，如何高效地处理和分析这些数据是物联网技术发展的重要方向。
数据处理与分析技术包括数据挖掘、机器学习、人工智能等。
4. 安全与隐私技术：物联网的安全和隐私问题备受关注。
由于物联网中涉及到的信息和数据非常敏感，因此需要加强网络安全和数据隐私的保护。
智能物联网技术
智能物联网技术智能物联网技术是近年来快速发展的一项技术，它通过将传感器、无线通信技术和云计算等技术应用于物品之间的连接和数据传输，实现了物品和信息的智能化交互。
智能物联网技术的出现不仅为人们的生活带来了便利，也在各个领域中推动了技术和应用的创新。
一、智能物联网技术的应用领域1. 智慧家居：智能物联网技术在家庭中的应用广泛，通过连接家庭设备和物品，实现对电器、照明、安防等设备的智能控制，提高了家居的舒适度和安全性。
2. 智能交通：智能物联网技术在交通系统中的应用，可以实现车辆之间的信息交流和自动驾驶技术，提高交通效率和安全性。
3. 智能健康：智能物联网技术可以应用于健康监测和医疗领域，通过传感器和云计算技术，实现对人体健康状况的监测和远程医疗等服务。
4. 智慧城市：智能物联网技术在城市管理和公共服务领域的应用，可以实现对城市基础设施和公共资源的智能化管理和调配，提升城市的生态环境和居民的生活质量。
二、智能物联网技术的优势和挑战1. 优势：智能物联网技术可以实现设备之间的智能连接和数据交互，提高了生产效率和资源利用效率。
同时，它也为人们的生活带来了更多的便利和舒适。
2. 挑战：智能物联网技术的发展还面临着一些挑战。
首先是安全性问题，随着设备和数据的互联，信息安全和隐私保护变得越来越重要。
其次是标准和互操作性问题，设备和系统的互联需要统一的标准和接口，以确保设备之间的兼容和交互。
三、智能物联网技术的未来发展趋势1. 人工智能与物联网的结合：人工智能技术的发展将进一步推动智能物联网技术的应用和发展。
通过人工智能的算法和模型，可以对数据进行更精准的分析和处理，提高物联网系统的自动化和智能化水平。
2. 边缘计算的兴起：边缘计算是一种将计算和存储资源推向物联网边缘的技术，它可以减少数据传输和处理的延迟时间，提高物联网系统的实时性和响应能力。
3. 生态系统的构建：智能物联网技术的发展需要各个领域的合作和共建，构建一个开放、互联的生态系统能够促进技术和应用的创新，推动智能物联网技术的进一步发展。
《物联网工程导论》PPT课件 认识物联网系统结构
1.8 认识物联网工程
1.8.3 物联网工程施工 • 定义
物联网工程施工，是指物联网工程项目通过立项、招标、设计等一系列的工作程序后，施工单 位根据设计要求对建设工程进行新建、扩建、改建的活动。
• 工作内容Байду номын сангаас
物联网工程施工所涵盖的工作内容主要有：熟悉和审查施工图纸；编制施工方案；督促施工材料 及设备合格并按时进场；施工费用的核算；现场施工调试及配合验收等。
• 验收内容
物联网工程的验收内容主要包括：工程的建设内容、工程质量、工程设备、工程经费、系统 性能和过程文件等。
5
1.8 认识物联网工程
1.8.5 物联网工程项目管理 • 定义
所谓项目管理，就是项目的管理者，在有限的资源约束下，运用专门的知识、技能、工具 和方法，对项目涉及的全部工作进行有效地管理。
单元一 探寻物联网世界
任务二 认识物联网系统结构
引导案例
走进物联网世界
1
引导案例
走进物联网世界
讨论
以上视频中实现了哪些智能化功能？ 这些功能实现要经历哪些过程？
2
目标与任务
1
知识准备
2
目录
3
任务实施
4
任务评价
1
PART.1
目标与任务
2
任务目标
知识目标
• 掌握物联网的层级结构 • 了解物联网典型的应用场景 • 了解物联网典型的关键技术 • 认识物联网工程的设计与实施流程
5
1.7 认识物联网的关键技术
1.7.2 网络层——通信与网络技术
物联网的网络层建立在现有的通信网络、互联网、广电网基础上，将感知层采集的信息通过各 种接入设备与网络相连，实现物体信息的传输。
了解物联网(共20张PPT)
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
物联网的四层模型：感知识别层：联系物理世界和信息世界的纽带（GPS、传感器、RFID）网络构建层：把下层设备接入互联网特点：低功耗、低传输速率、短距离无线广域网（3G、4G）、无线城域网（wimax）、无线局域网（WiFi）、无线个域网（ZigBee、蓝牙、近场通信）管理服务：在高性能计算和海量存储技术下将大规模数据高效可靠地组织起来（数据挖掘、数据中心、搜索引擎）综合应用层：智能物流、智能交通物联网特点：联网终端规模化、感知识别普适化、异构设备互联化、管理处理智能化、应用服务链条化自动识别技术：光符号识别技术、语音识别技术、生物计量识别技术（红膜识别技术、指纹识别技术）、IC卡技术、条形码技术ＲＦＩＤ三大组件：阅读器。
天线、标签工作原理：阅读器通过天线发出的电子信号，标签接收到信号后发送内部存储的标识符信息，阅读器通过天线接收并识别标签发回的信息，最后阅读器将是别的结果发送给主机标签由耦合元件、芯片及微型天线组成优点：体积小且组成形状多样性、环境适应性强、可重复使用、穿透性强、数据安全性３种数据储存：ｅｅｐｒｏｍ、ｆｒａｍ、ｓｒａｍ分类：被动式标签、主动式标签、半主动是标签传感器：敏感元件、转换元件、基本电路组成无线传感器：传感器部件、微型处理器、无线通信芯片、功能装置设计目标：低成本与微型化、低功耗、灵活性和可扩展性、鲁棒性常见定位系统：ＧＰＳ卫星定位系统、蜂窝基站定位、室内精确定位、ＷｉＦｉ基站定位ＧＰＳ由宇宙空间部分、地面控制部分、用户设备部分组成缺点：制约了ＧＰＳ的适用范围，室内差、定位速度慢优点：汽车导航、定位效果好。
不但显示位置还能找出最短路线，并获取最新路线蜂窝基站定位：典型应用（紧急电话定位）ＣＯＯ定位：缺点：精度低优点：速度快TOA、TDOA、AOA、RSS室内精确定位缺点：多径效应、众多障碍物对电磁波的阻碍作用优点：不需要专门的定位设备、经济实惠WiFi基站定位：缺点（需要建立大量的AP数据库）TOA————d=vs(ts-tr ) d=v(t-t0-&t)/2常见的智能设备：手机、车载设备、数字标牌、医疗设备、智能电视手机中的传感器：传声器、摄像头、无线通信模块加速度传感器：测量手机受到的加速力陀螺仪：测出旋转动作磁力传感器：告诉人们地刺的南北极对于手机的方向距离传感器：打电话时屏灭，离开时屏亮光感传感器：根据周围的光亮程度调节屏幕明暗无线广域网：1、信号通过多个相邻的地面基站接收传播2、信号通过卫星系统传播2G：全球移动通信系统（GMS）、码分多址数字无线技术（CDMA）2.5G：分组无线业务（GPRS）、增强型GMS3G：ＣＤＭＡ２０００、时分同步码分多址数字无线技术（TD-SCDMA）、通用移动通信技术（UMTS）无线城域网：微波进入的全球互通（WIMAX）无线局域网两种工作模式：基于基站模式无线设备必须通过接入点访问是上层网络自组织模式，无线设备之间无需中心基站接点IEEE 802.11：利用多无线输入输出MIMO无线个人局域网：IEEE 802.15隐藏终端问题：由于AB信号逐渐衰弱，A和B不知道对方是否在传数据，会因为无线信号间互相干扰而信号不能被正确解析和接受隐藏终端问题解决方法：WiFi使用IEEE 802.11：允许某个用户使用控制帧RTS 和CTS，在传输数据帧之前和接入点通信之前，令接入点为其保留信道使用权Wimax：全双工信道传输，点到多点传输的可扩展性以及对QOS的支持WiFi使用CSMA／CA而不是CSMA／CD原因：1、冲突侦测需要全双工的信道2、即使无线信道是全双工但由于无线信号衰减特性和隐藏终端问题，硬件还是不能侦听到全部可能的冲突常见的无线低速网络技术：红外线通信、蓝牙、ZigBee、体域网，容迟网ZigBee：又称802.15.4标准，目标实现低功能，低消耗、低速率自足细致的短距无线通信网络特点：低功耗、成本低、时延短、网络容量大、可靠、安全物理层负责电磁波收发器的管理频道选择，能量和信号侦听即利用介质访问控制层（MAC）控制和协调节点使用物理层的信道负责提供接口来访问物理信道网络层：使得应用层数据能够利用介质访问控制层到达最终的目的地网络层以上：向终端用户提供接口体域网典型应用：医疗应用、日常生活应用、危险场合应用、竞技体育和娱乐领域应用传感器：植入式传感器、与体液相接触的可穿戴式传感器、无接触可穿戴式传感器容迟网：在该网络中端到端的路径通常很难建立，网络中的消息传播具有很大的延时，使得传统因特网上基于tcp/ip协议，无线ad-hoc 网络中面向端到端的路由协议变得失效DNT应用：深空探测、野生斑马研究、深水质量探测、乡村通信、移动机会网络第二代移动电话是数字制式额，不仅能够进行传统语音通信，收发文字短信，各种多媒体短信，还可以支持无线应用协议GSM：属于蜂窝网络的一种，运行在多个不同的无线电频率上，用户端连接到他搜索范围最近的蜂窝单元（时分复用、频分复用技术）蜂窝大下分为：宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝和伞蜂窝ＣＤＭＡ：是有蜂窝组网、扩频、多址接入以及频率复用等几种技术组成，含有频域、时域、码域等三维信号处理的一种协议（采用码分多址）优势：利用编码技术可以区分和分离多个同时传输的信号，从根本上保证了时间和频段等资源的高效利用３种３Ｇ标准：ＴＤ—ＳＣＤＭＡ、Ｗ—ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００ＴＤ—ＳＣＤＭＡ（时分－同步码分多址）：将空分多址，同步、ＣＤＭＡ和软件无线点等当今国际领先技术融会在一起，可以对频率和不同业务灵活搭配，高效率利用频谱等有效资源他不是一个自干扰系统、不存在呼吸效应，远近效应Ｗ－ＣＤＭＡ（宽带码分多址）：包括FDD、TDD前者覆盖面积大，可以在分离两个对称频率信道上进行接收和传送工作和TD－SＣＤＭＡ只支持同步基站不同，Ｗ－ＣＤＭＡ可以支持异步的基站运行方式，且主动态调控多种速率的传输，对多媒体的业务可通过扩频比和多吗进行传送方式实现在三种方式中W-CDMA和TD-SCDMA由3Gpp制定而CDMA 2000由3ＧＰＰ２三种网络存储体系结构：直接附加存储（ＤＡＳ）、网络附加存储（ＮＡＳ）、存储区域网络（ＳＡＮ）ＤＡＳ指将存储系统通过缆线直接与服务器或工作站相连包括：多个硬盘驱动域主机总线适配器通过电缆或光线相连优点：管理容易、成本低、结构简单缺点：文件服务器成为整个存储系统瓶颈，读写能力差，对存储资源利用率低资源共享能力缺失ＮＡＳ是一种文件级的计算机数据存储架构包括：存储器件、专用服务器ＤＡＳ是一种对已有服务器的简单扩展，没有网络互连，ＮＡＳ则将网络作为存储实体，ＮＡＳ内在的ＲＡＩＤ和集群存储能力增加数据可访问性，且不许负责其他运算，而ＤＡＳ需负责其他进行处理ＳＡＮ：是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储架构为实现大量原始数据传输进行优化包括：服务器、存储设备、连接设备使用小型计算机接口和光纤通道技术Mapreduce是一种针对超大规模数据集的编程模型和系统（包括map、reduce）1、用户程序中mapreduce将输入文件分割，并执行多个用户程序副本2、由master分配任务，选择空闲worker并分配一个map任务或reduce3、被分配到map的worker读取输入的文件，从数据中解析出（key,value）,并传递给map函数4、缓存的（key,value）被写入本地磁盘，将地址递回master，由master将这些地址送回负责reduce的worker5、当负责reduce的worker得到master地址时，调用缓存数据worker对数据按key排序，使用相同key对被排列在一起6、对每一个唯一的key，负责reduce任务的worker将对应的数据集传递reduce7、当map和reduce完成时，master唤醒用户程序，mapreduce调用向用户代码返回结果物联网中主要的安全隐患：1、窃听、2中间人攻击、3欺骗克隆重放、4物理破解、5篡改信息、6拒绝服务攻击、7ＲＦＩＤ病毒物联网安全和隐私保护机制：１、早期物理安全机制：灭活、法拉第网罩、主动干扰、阻止标签２、基于密码的安全机制：哈希顿、随机哈希锁、哈希链、同步方法、属性协议３、新兴隐私保护认证方法：基于ＰＵＦ的方法、基于掩码的方法智能交通中的物理网技术：感知识别、无线通信、计算决策、定位技术、视频检测识别、探测车辆和设备智能交通中的应用：交通检测与管理、电子收费系统、智能停车管理、辅助驾驶、智能行驶智能物流（技术）：计算机辅助管理、模拟仿真系统、线性规划技术智能物流特点：精准化，智能化，协同化智能物流应用：ＥＰＣ、可视化RFID系统RF-ITV、食品物流、基于FRID技术的航空行李人工辅助系统电子化物流：条形码、EDI条形码优点：经济实用的快速识别技术提高了输入速度，可靠性高标准的ＥＤＩ信息格式和处理方式配合条形码技术可以提高效率，减少差错率，降低成本，电子物流缺点：互联互通不充分、感知不及时不彻底、缺少智慧计算支持和服务智能建筑应具有的功能：建筑系统智能化、办公智能化、通信智能化、安全防范和逃生智能化、能耗监测和节能控制、智能综合管理智能建筑中的物联网技术：自动是别与RFID、传感器、通信技术、室内定位技术、信息处理和职能决策物联网时代的智能建筑应用：建筑结构健康监测、智能家居（家庭网关、无线通信子节点）、智能安防和紧急逃生、室内环境监控无线传感网在环境监测中的优势：大范围监测、长期无人监测、复杂事件监测、同步监测无线传感网监测面临的挑战：无线传感网传输和感知量大功能不匹配、网络管理困难、大多数的现有研究工作都基于理想化的模型假设。
物联网技术的核心技术
物联网技术的核心技术随着科技的不断发展，越来越多的新兴技术逐渐出现在我们的生活中，其中之一就是物联网技术。
物联网技术能够将多种现实世界中的事物通过互联网连接起来，让这些事物之间的信息互相交流，实现更加智能化的控制和管理。
而要实现物联网技术的应用，就需要掌握一些核心技术，下面就让我们一起来了解一下这些技术。
一、传感器技术传感器是物联网技术中最关键的组成部分之一，是实现信息感知和采集的重要设备。
传感器主要负责将各类数据从物理量转化为数字信号，然后再通过网络传输给终端设备，供人们进行处理和分析。
物联网技术与传统的传感器技术最大的不同在于，它可以利用互联网的优势，将各种传感器设备进行联网，实现对多种物体和事物的监测。
二、网络通信技术物联网技术的另一个核心技术是网络通信技术，这种技术可以使大量设备和终端通过互联网实现数据的共享和交流。
当前，物联网技术主要采用的是无线网络技术，包括WiFi、蓝牙、ZigBee、NB-IoT等，这些技术可以使众多设备更加便捷地完成信息的传输，并且能够保证数据传输的准确性和安全性。
三、云计算技术云计算技术是物联网技术的重要支持技术之一。
通过云计算技术，可以将海量的数据存储到云端，同时通过云计算的算法进行分析和处理，可以获得更准确、更智能的数据信息。
与此同时，云计算技术还可以实现对物联网设备的集中管理和监控。
四、数据分析技术物联网技术造就了信息的爆炸式增长，对于正确有效地处理这些数据，数据分析技术显得十分重要。
数据分析技术可以尽可能地挖掘数据中隐藏的价值，对于各行各业的发展都起着重要作用。
目前，数据分析技术主要包括机器学习、人工智能、大数据等技术，这些技术的应用可以大大提升物联网技术的智能化水平。
五、安全保障技术随着物联网技术的迅速发展，其所涉及的信息和数据量也与日俱增，而物联网设备本身又具有相应的网络安全风险。
因此，安全保障技术对于物联网技术的发展至关重要。
其中，物联网安全保障技术主要涉及物联网设备的授权、数据传输的安全性保障、数据存储的安全等。
智能物联网系统中的智能感知与优化决策
智能物联网系统中的智能感知与优化决策智能物联网系统是一个集成了物联网技术和人工智能技术的复杂系统，它通过对物理世界的感知、信息的传输和智能处理，实现对各种应用场景的智能化管理和优化。
智能感知与优化决策是智能物联网系统的两个核心组成部分，它们共同构成了智能物联网系统的基础。
一、智能感知智能感知是指通过各种传感器、设备和技术手段，对物理世界进行实时、动态的监测和感知，获取环境、物体和事件的各类信息。
智能感知技术是智能物联网系统的基础，它为系统提供了丰富的数据来源，使得系统能够更好地理解和处理现实世界。
1.传感器技术：传感器是智能感知技术的基石，它能够将环境中的各种物理量转换为电信号，为系统提供可处理的数据。
常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、压力传感器等。
2.数据采集与处理：数据采集是指通过传感器等设备收集到的原始数据，需要经过处理才能被系统识别和使用。
数据处理技术包括滤波、去噪、特征提取、数据压缩等，旨在提高数据的准确性和实时性。
3.图像识别与处理：图像识别与处理技术是对获取的图像数据进行分析和处理，以提取有价值的信息。
主要包括图像预处理、图像分割、目标检测、图像识别等。
4.语音识别与处理：语音识别与处理技术是对获取的语音数据进行分析和处理，实现对语音的识别和理解。
主要包括语音预处理、特征提取、声学模型、语言模型等。
二、优化决策优化决策是指利用人工智能算法和大数据分析技术，对智能物联网系统中的数据进行分析和处理，实现对系统性能的优化和对业务需求的满足。
优化决策技术是智能物联网系统的核心，它使得系统能够根据实际需求进行自适应调整，提高系统的智能水平和运行效率。
1.机器学习：机器学习是一种使计算机能够从数据中学习和改进的技术。
主要包括监督学习、无监督学习、半监督学习、强化学习等。
2.深度学习：深度学习是机器学习的一个子领域，它通过构建深层次的神经网络模型，实现对复杂数据的特征提取和识别。
物联网(IOT)PPT课件
应用系统 业务数据集成 （EAI/BPM）
IOT中间件
读写器 RFID标签
非常重要
2021
35
2.对企业的好处
◆实施RFID项目的企业，可极大地缩短企业RFID项 目的实施周期 ◆物联网中间件可以为企业提供灵活多变的配置操 作 ◆当企业数据库或企业的应用系统发生更改时，只 需更改物联网中间件的相关设置即可 ◆当RFID项目的规模扩大时（例如增加RFID读写器 数量，或改用其他类型的读写器），企业只需对物 联网中间件进行相应设置
企业应用 程序
33
IOT—MW的特点
（1）独立于架构(Insulation Infrastructure)
物联网中间件独立并介于RFID读写器与后端应 用程序。
（2）数据流(Data Flow)
物联网中间件具有数据的搜集、过滤、整合与传 递等特性，以便将正确的对象信息传到企业后端 的应用系统。
（3）处理流(Process Flow)
2021
6
物联网 物 EPC
互联网 人 TCP/IP
编码技术 信息采集 信息处理 应用系统
M2M 标识技术 条码RFID
解析技术 下一代承载网
IPv4、IPv6 信息开放平台 承载网、泛在网
服务支撑平台 中间件 云计算 安全技术 信息传输 异构网融合 信息服务
信息采集 组网技术 传感设备
传感网
2021
2021
30
物联网中间件的产生
1.企业实施RFID项目改造出现问题
2021
31
IOT—MW的结构
1.IOT—MW的网络结构
IS
中国国家中心
IS
华东地区
IS
华中地区
物联网与信息互联技术
物联网与信息互联技术随着科技的不断进步，物联网和信息互联技术日益成为人们生活中的重要组成部分。
物联网是指通过物理设备和互联网进行连接的网络，以实现物体之间的信息交互和数据传输。
而信息互联技术则包括了物联网的基础设施、云计算、大数据等技术，用于将不同的信息资源进行连接、整合和共享。
本文将从物联网的发展历程、应用领域以及与信息互联技术的关系等方面进行探讨。
一、物联网的发展历程物联网的发展是一个由头到尾的过程。
早在上个世纪末，世界各国的科学家们就开始关注并提出了物联网的概念。
随着互联网的普及，物联网的基础设施与传感器技术不断发展，物联网的发展进入了实际操作阶段。
从1999年到2008年是物联网发展的初期阶段。
1999年，麻省理工学院的凯文·奥斯汀教授首次提出了物联网的概念。
在接下来的几年里，物联网的基础设施逐渐完善，传感器技术的发展也为物联网的实现奠定了基础。
2008年至2012年是物联网的成长期。
这一时期，物联网的关注度逐渐升高，各国政府和企业开始大力投资物联网相关的项目。
同时，在传感器技术和物联网平台的发展方面也取得了重要突破。
自2013年至今，物联网进入了快速发展的阶段。
随着云计算、大数据等技术的发展，物联网的应用场景进一步扩大。
物联网不再只是在工业和农业等领域中使用，也开始渗透到人们的日常生活中。
二、物联网的应用领域物联网的应用领域非常广泛，涵盖了生活、工业等多个方面。
在生活领域，智能家居是一个重要的应用场景。
通过物联网技术，人们可以通过智能设备掌握家庭的各种信息，如温度、照明、安全等。
智能家居的出现，使得人们的居住环境更加智能化、便利化。
在医疗保健领域，物联网也起到了重要的作用。
通过物联网技术，医院可以实现各种设备的互联互通，如智能床、智能监护仪等。
医生可以通过云平台随时随地查看患者的身体状况，为患者提供更好的诊疗服务。
在交通运输领域，物联网可以提高交通的效率和安全性。
通过无线传感器网络，交通管理部门可以实时监测道路的拥堵情况，并通过信息互联技术将这些信息传输到导航系统中，为司机提供最佳的驾驶路线。
物联网的关键技术汇总
物联网的关键技术汇总物联网（Internet of Things，简称IoT）作为信息技术的新兴领域，已经在各行各业中得到广泛的应用。
它将传感器、通信技术和互联网有机结合，实现了设备之间的互联互通，以及与人的智能互动。
为了实现物联网的顺利发展，有几个关键技术是不可或缺的。
一、传感技术物联网的基础是各种传感器，它们能够感知并采集环境中各种数据。
传感技术包括温度传感、湿度传感、气体传感、光照传感等多种类型，通过这些传感器，物联网能够实时监测环境变化，为后续的数据分析和决策提供支持。
二、通信技术物联网需要依靠各种通信技术连接海量的设备，实现数据的远程传输和交互。
目前主要采用的通信技术包括蜂窝通信、无线局域网、低功耗广域网（LPWAN）等。
这些通信技术不仅能够实现设备之间的通信，还能将数据传输至云端进行处理和存储。
三、云计算技术物联网中，海量的设备会产生大量的数据，云计算技术可以提供强大的计算和存储能力，用于处理这些数据。
云计算可以将数据在云端进行分析和计算，并提供各种应用服务。
同时，云计算还能够实现设备之间的协同和资源共享，提高整个系统的效率。
四、安全技术物联网中的设备和数据面临着各种安全威胁，因此安全技术是非常重要的。
物联网的安全技术主要包括设备身份认证、数据加密和访问控制等措施。
通过这些安全技术，可以保护设备和数据的安全，防止信息泄露和不正当访问。
五、边缘计算技术物联网中的大规模数据处理通常需要依赖云计算来实现，但有时也需要在设备本地进行实时的数据处理和响应。
边缘计算技术可以在设备附近的网关或服务器上进行数据处理，减少数据传输延迟和网络负载。
边缘计算技术能够提高物联网系统的实时性和响应性能，适用于对时间要求较高的场景。
六、人工智能技术人工智能技术在物联网中扮演着重要的角色。
通过机器学习和深度学习等技术，物联网能够对大量的数据进行分析和挖掘，从中获取有价值的信息，并为决策和优化提供支持。
人工智能技术还可以实现设备的自动控制和智能识别，提高整个系统的智能化水平。
物联网与信息技术的协同发展
标题：物联网与信息技术的协同发展随着科技的飞速发展，物联网（IoT）与信息技术的协同发展已成为当今社会的重要议题。
物联网技术通过将物理世界与数字世界相连接，为人类社会带来了前所未有的便利和可能性。
信息技术作为物联网的基础，为物联网提供了强大的技术支持和保障。
本文将探讨物联网与信息技术的协同发展，分析其背景、现状、影响以及未来趋势。
一、背景物联网的概念起源于20世纪90年代，但直到近年来，随着互联网、传感器、云计算、大数据等技术的快速发展，物联网才真正进入人们的视线。
物联网技术通过各种传感器、控制器、执行器等设备，将物理世界与数字世界紧密相连，实现对物品、环境、人类行为等各方面的智能感知和管理。
信息技术则是涵盖了计算机科学、通信技术、人工智能等多个领域的交叉学科。
信息技术的发展为物联网提供了强大的技术支持，包括数据采集、传输、处理和分析等方面。
信息技术为物联网提供了安全保障、数据分析、决策支持等关键功能，使物联网能够更好地服务于人类社会。
二、现状目前，物联网与信息技术的协同发展已经取得了显著的成果。
首先，物联网技术的应用范围越来越广泛，从智能家居、智慧城市、工业自动化到医疗健康等领域，物联网都发挥着重要的作用。
其次，信息技术的发展为物联网提供了更加强大的技术支持，包括云计算、大数据、人工智能等技术的应用，使得物联网的数据处理能力、决策支持能力得到了大幅提升。
此外，物联网与信息技术的协同发展也带来了许多积极的影响。
一方面，物联网的应用提高了生产效率、降低了成本，为经济发展带来了新的动力。
另一方面，物联网的应用也改善了人们的生活质量，提高了公共服务的水平，如智慧医疗、智慧交通等领域的物联网应用已经成为了现实。
然而，物联网与信息技术的协同发展也面临着一些挑战。
例如，数据安全和隐私保护问题、技术标准不统一问题、法律法规不完善问题等。
这些问题需要我们采取有效的措施加以解决，以确保物联网与信息技术的健康、可持续发展。
物联网网络技术介绍
贡献的NB-IoT关键特性 (举例)
传统
NFV
50K~50M VM VM
GW
SPU
建设CIoT分组核心网的三种选择
Page32
C-SGN*vMME + vS/PGW
vHSS
轻量级CloudC-SGN All in One
传统SingleEPC
*C-SGN – 轻量级 IoT核心网，融合的EPC节点，包括MME, SGW & PGW功能, 定义与3GPP R13 - TS 23.401
Page24
物联网平台是管理平台：聚合和管理物联网终端、网络联接、应用服务物联网平台是使能平台：开放聚合行业应用和数据价值挖掘
30%终端
40%应用与服务
物联网平台 20% 平台
无处不在的网络
10101001010100101010100101
222000112060
MBB, FBB, NB-IoT 10% 管道
164dB
144dB
144dB
156dB
164dB
设备的功耗
Low
Low-Medium
Low
Medium
Medium
Low-Medium
Low
目前各物联网无线接入技术对比
Page36
$30CAT4
$15CAT1
$15CAT0…
$10CAT-M…
$9Sigfox
$8GPRS
$8LoRa
$5NB-IoT
物联网网络架构和关键技术
IoT E2E网络架构
Page19
2G/3G/4G/eLTE/NB-IoT/5G
Agile IoT gatewaySmart home gateway
物联网技术培训课件(ppt-52页)
物联网技术
1 物联网的概况
2 物联网的架构
3 物联网的关键技术
4 物联网应用
1 物联网的概况
“物联网” （IOT： Internet of Things）
定义1：把所有物品通过射频识别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。
定义2：任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联。
定义3：由具有标识、虚拟个性的的物体/对象所组成的网络，这些标识和个性等信息在只能空间使用智慧的接口与用户、社会和环境进行通信。
Smart Agriculture 智能农业
Smart Building 智能大楼
Smart Energy 智能电网
Sensor Technologies 传感技术
Smart Health 智能医疗
Logistics 物流
3 物联网关键技术——感知技术
Shock detection 振动检测
Acceleration 加速度
Pyroelectric Sensor 热电型红外传感器
Multifunction Smart Sensor 多功能智能传感器
3 物联网关键技术——感知技术
Detect electro- -cardiogram, pulse and oxygen in blood 检测心电图、 脉搏和血氧量
Light Energy Harvesting 光线能量收集
RFID 系统
电子标签 (Tag)
天线 (Antenna)
阅读器 (Reader)
3 物联网关键技术——感知技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
条形码是一种信息的图形化表示方法，可以把信息制作成条形码，然后用相应的扫描设备把其中的信息输入到计算机中。
- 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。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
物联网应用技术导论
4.4.2 数据融合与数据挖掘
1、数据融合及目标
第4章 物联网服务与管理技术
数据融合是一种数据处理技术，指将多种数 据或信息进行处理得出高效且符合用户需求的数 据的过程。
它是利用计算机对按时序获得的若干观测信 息，在一定准则下加以自动分析、综合的一种信 息处理技术。
数据融合类似人类和其他动物对复杂问题的 综合处理，比如在辨别一个事物的时候，通常会 综合各种感官信息，包括视觉、触觉、嗅觉和听 觉等。
关系模型就是二维表格模型，一个关系型数据库就是由二维表及其 之间的联系组成的一个数据组织。 关系型数据库具有如下特点： 1、容易理解：二维表结构是非常贴近逻辑世界的一个概念，关系 模型相对网状、层次等其它模型来说更容易理解。 2、使用方便：通用的SQL语言使得操作关系型数据库非常方便， 程序员和数据管理员可以方便地操作数据库，而完全不必理解其底 层实现。 3、易于维护：丰富的完整性（实体完整性、参照完整性和用户定 义的完整性）大大降低了数据冗余和数据不一致的概率。
对于仓储管理、标签管理、身份管理等数据量相对比较小， 实时性要求低的应用领域，关系型数据库更加适合。
智能电网、水域监测、智能交通、智能医疗等将来面临海 量并发，对实时性要求极高的应用领域，实时数据库具有更多 的优势。
试点型工程阶段时，需要采集点较少，关系型数据库可以 替代实时数据库。应用范围越来越广泛，采集点就会相应的增 多，实时数据库是最好的选择。
在物联网应用中数据库起着记忆（数据存储） 和分析（数据挖掘）的作用，因此没有数据库的物 联网是不完整的。
目前常用数据库技术一般有关系型数据库和非 关系型数据库（比如实时数据库和NoSQL数据 库）。
物联网应用技术导论
第4章 物联网服务与管理技术
1、关系数据库
关系数据库是指采用关系模型来组织数据的数据库。简单地说，
1、异构性 在物联网中，不仅不同的感知对象有不同类型的表征数据，即
使是同一个感知对象也会有各种不同格式的表征数据。比如在物联 网中为了实现对一栋写字楼的智能感知，需要处理各种不同类型的 数据，如文本、图形、音频、视频，互联网上提供的相关超文本链 接标记语言(HTML)等。
为了实现完整准确的感知，必须综合利用不同类型的数据获得 全面准确信息。
物联网应用技术导论
第4章 物联网服务与管理技术
2）NoSQL数据库
NoSQL也被认为是Not Only SQL的简写，是对 不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统 称。
NoSQL不使用SQL作为查询语言，而是使用如 文档型的、列存储、图型数据库等方式存储数据的 模型。
物联网应用技术导论
第4章 物联网服务与管理技术
物联网应用技术导论
第4章 物联网服务与管理技术
《物联网应用技术导论》课件
第4章 物联网服务 与管理技术
物联网应用技术导论
第4章 物联网服务与管理技术
4.4 物联网智能信息处理技术
智能信息处理指信息的储存、检索、智能化分析利用，比如利 用人工智能对感知的信息作出决策和处理。物联网的智能信息处理 主要针对感知的数据，而物联网的数据具有三个独特的特点：
物联网应用技术导论
第4章 物联网服务与管理技术
NoSQL数据库拥有三“高”特征： （1）High performance（满足对数据库高并发读写的 需求） （2）Huge Storage （满足对海量数据的高效率存储 和访问的需求） （3）High Scalability && High Availability （满足对数 据库的高可扩展性和高可用性的需求）。
与传统的关系型数据库相比，NoSQL数据库的 存储数据方式发生了变化：例如，当需要存储发票的 数据时，在传统的关系数据模型中，需要设计表的结 构，然后使用服务器端语言将其转化为实体对象，再 传递到用户端 ；而在 NoSQL 中，只需要保存发票数 据。
NoSQL 不需要预先设计表和结构就可存储新的 数值。
NoSQL数库能够满足物联网应用的大数据的需 求，将会随着物联网应用的发展展现新的应用和发展空 间。
物联网应用技术导论
第4章 物联网服务与管理技术
3、关系数据库和实时数据库的选择
实时数据库比关系型数据库更能胜任海量并发数据的采集、 存储。面对越来越多的数据，关系型数据库的处理响应速度会 出现延迟甚至假死，而实时数据库不会出现这样的情况。
物联网应用技术导论
第4章 物联网服务与管理技术
4.4 物联网智能信息处理技术
2、海量性
物联网是网络和数据的海洋。在物联网中海量对象连接在 一起，每个对象每时每刻都在变化，表达其特征的数据也会不 断地积累。如何有效地改进已有的技术和方法，或者提出新的 技术和方法，从而高效地管理和处理这些海量数据，将是从这 些原始数据中提取信息并进一步融合、推理和决策的关键。
物联网应用技术导论
第4章 物联网服务与管理技术
数据融合一般有数据级融合、特征级融合、决策 级融合等层次的融合。（学生成绩统计表）
3、不确定性
物联网中的数据具有明显的不确定性特征，主要包括数 据本身的不确定性、语义匹配的不确定性和查询分析的不确定 性等。为了获得客观对象的准确信息，需要去粗取精、去伪存 真，以便更全面地进行表达和推理。
物联网应用技术导论
第4章 物联网服务与管理技术
4.4 物联网智能信息处理技术
4.4.1 数据库与数据存储技术
实时数据库对数据的实时性要求比较高，因而实时、高效、 稳定是实时数据库最关键的指标。
目前，实时数据库已广泛应用于电力、石油石化、交通、 冶金、军工、环保等行业，是构建工业生产调度监控系统、指 挥系统、生产实时历史数据中心的不可缺少的基础软件。
物联网的数据采集之后必须要有一个可靠的数据仓库，而 实时数据库可以作为支撑海量数据的数据平台。
目前，关系数据库广泛应用于各个行业，是构建管理信息系统， 存储及处理关系数据不可缺少的基础软件。
物联网应用技术导论
第4章 物联网服务与管理技术
2、非关系数据库 1）实时数据库
实时数据库（RTDB－Real Time DataBase）是数据库系 统发展的一个分支，是实时系统和数据库技术相结合的产物。