第1章物联网导论v1146
物联网导论
物联网导论第一篇：物联网导论1、M2M：可以解释为人到人（man to man），人到机器（man to machine）,机器到机器（machineto machine）2、智慧校园：提高校园信息服务和应用的质量与水平，建立一个开放的，创新的，协作的智能的综合信息服务平台。
通过综合信息服务平台，教师，学生和管理者都可以制定基于较色的个性化服务，全面感知不同的教学资源，获得互动，共享，协作的学习，工作和生活环境，实现教育信息资源的有效采集，分析，应用和服务。
3、MEMS系统与集成电路的联系有哪些？答：两者的相同点：微机电系统是在微电子技术的基础上发展起来的，融合了硅微加工LIGA技术和精密器械加工等多种微加工技术。
这表明微电子技术是MEMS技术的重要基础，微电子加工手段是MEMS的重要手段之一，微电子中的主要加工手段均在MEMS制备中发挥极大的作用。
包括：Si材料制备，光刻，氧化，刻蚀，扩散，注入，金属化，PECVD，LPCVD及组封装等。
两者的不同：MEMS：工艺多样化。
制作梁，隔膜，凹槽，孔，密封洞，锥，针尖，弹簧及所构成的复杂机械结构。
更重视材料的机械特性，特别是应力特性。
集成电路：薄膜工艺。
制作各种晶体管，电阻电容等。
重视电参数的准确性和一致性。
4、智慧城市是什么？答：智慧城市的总目标是以科学发展观为指导，充分发挥城市智慧型产业优势，集成先进技术，推进信息网络综合化，宽带化，智能化，加快智能型商务，文化教育，医药卫生，城市建设管理，城市交通，环境监控，公共服务，居家生活等领域建设，全面提高资源利用率，将城市建成一个基础设施先进，信息网络通畅，科技应用普及生产生活便捷，城市管理高效，公共服务晚辈，生态环境惠及全体市民的智慧城市物联网是什么？答：通过射频识别（RFID）、红外感应线、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物联网连接，进行信息交换和通信，以实现物体的智能化识别、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
物联网技术导论
物联网技术导论张飞舟杨东凯陈智物联网是将人与物、物与物联系起来从而提高人们生活水平，改善人类居住环境的一种新的网络。
本书从物联网的起源动身，全面介绍了物联网的进展状况，重点就全球电子产品编码（EPC）构成的物联网进行系统、深入的阐述，全书内容包括：物联网的概念、物联网的差不多构成、射频识不系统、物联网中间件、对象名称解析、实体标记语言、信息服务系统、物联网治理以及中国物联网建设。
本书内容深入浅出，理论联系实际，是读者了解物联网技术的理想读物。
读者对象：电子与通信、计算机、物流与供应链、系统工程等专业的高校师生，与物联网相关的技术人员、政府治理者和科普爱好者。
出版社：电子工业出版社出版日期：2010年6月ISBN：978-7-121-11789-1定价：29.00元本书详细信息前言与目录物联网技术导论前言物联网技术导论目录第1章物联网概述1.1 差不多概念1.1.1 物联网骤热的缘故1.1.2 什么是物联网1.1.3 物联网的本质1.1.4 物联网概念辨析1.2.1 物联网与互联网的不同1.2.2 物联网在信息化进展中的位置 1.2.3 物联网的演进路径1.3 物联网与下一代网络1.3.1 物联网与CPS1.3.2 物联网与WSN1.4.1 物联网国外进展概况1.4.2 物联网国内进展情况1.4.3 物联网进展面临的问题1.4.4 物联网的以后1.5.1 物联网及其服务类型1.5.2 物联网的节点和互联类型 1.5.3 物联网通用设计原则1.6.1 物联网应用1.6.2 物联网应用进展1.6.3 物联网应用进展模式1.6.4 协同推进物联网业务进展1.6.5 物联网应用面临的挑战物联网技术导论前言前言"物联网"的概念最早出现于1995年，至今已有15年的时刻，然而当时并没有引起世人的关注。
自2008年出现金融危机之后，以美国为首的发达国家纷纷抛出新的高科技概念，期望通过新一轮的科技创新引领经济走出低谷。
物联网技术导论课件
物联网技术导论课件
2.1 物联网体系结构概述
➢ 2.1.1 意义和功能
无线传感网
无线传感器网络的相关技术可以作为物联网开发的基础
互联网
互联网连接的是虚拟世界，而物联网则是实现物理世界的互联互通
物联网技术导论课件
2.1 物联网体系结构概述
➢ 2.1.1 意义和功能
异构屏蔽性 互联互通 安全性
图 物联网的三层结构 物联网技术导论课件
2.1 物联网体系结构概述
➢ 2.1.2 设计原则
以“用户为中心” 互联互通 安全性 可管理性
时空性 开放性 鲁棒性
物联网技术导论课件
2.1 物联网体系结构
➢ 2.1.1 组成模块
图 USN结构 物联网技术导论课件
2.1 物联网体系结构
➢ 2.1.1 组成模块
智能计算技术 海量数据的存储 服务计算
物联网技术导论课件
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 物联网技术导论课件
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 物联网技术导论课件
2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.5 应用决策
2.4 已有架构
➢ 2.4.3 CPS
物联网技术导论课件
2.4 已有架构
➢ 2.4.1 无线传感网
图 WSN 物联网技术导论课件
2.4 已有架构
➢ 2.4.1 无线传感网
图 WSN体系结构 物联网技术导论课件
2.4 已有架构
➢ 2.4.2 EPC/UID
系统构成 EPC编码体系 射频识别系统
信息网格系统
01-物联网工程导论-第一章
智慧地球
1.2 物联网兴起的背景
物联网兴起历史：
1、《未来之路》
2、《ITU互联网报告2005：物联网》 3、IBM-智慧地球
1.2 物联网兴起的背景
中国发展物联网的基础（优势）：
1、世界第一的用户群
2、政府集中优势资源实现和谐社会的决心和能力 3、世界领先的网络技术和基础设施 4、现有“包袱”相对较少(有利于重新规划和规范) 5、中国人追求新奇的用户习惯
传感网
泛在网 （ubiquitous network ）
泛在网”即广泛存在的网络，它以无所不在、无所不包、无所 不能为基本特征，以实现在任何时间、任何地点、任何人、 任何物都能顺畅地通信为目标。 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(anyone)、任何物(anything)都能 顺畅地通信 ITU把泛在网络描述为物联网基础的远景。泛在网络由此成为物 联网通信技术的核心。
第一章 物联网概述
本章要点
1、理解【物联网的概念】 2、了解国内外物联网发展概况
3、了解物【联网关键技术】
4、了解【物联网产业】相关
目 录
1.1 物联网的基本概念 1.2 物联网兴起的背景 1.3 国内外物联网发展概况 1.4 物联网关键技术 1.5 物联网产业 1.6 我国物联网发展的机遇与挑战
社会服务：医院、广播、体育场馆„„ 商业服务：旅游、饭店、娱乐、餐饮、银行„„ „„
1.5 物联网产业
物联网产业链：
1.6 我国物联网发展存在的问题
1、标准体系健全难
2、核心技术有待突破：高端芯片
3、缺乏规模效应导致成本过高 4、赢利模式无经验可借鉴 5、CGlobal网络架构
桂小林主编《物联网技术导论》课件V1
反馈控制定义
反馈——把取出输出量送回到输入端，并与输入信号相比较产生偏 差信号的过程，称为反馈。分为负反馈和正反馈。 反馈控制——就是采用负反馈并利用偏差进行控制的过程，而且， 由于引入了被控量的反馈信息，整个控制过程成为闭合过程，因此 反馈控制也称闭环控制。
反馈控制原理
反馈控制系统组成
测量元件：检测被控制的物理量，并将其转换为电量。 给定元件：给出与期望的被控量相对应的系统输入量。 比较元件：把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的参据 量进行比较，求出它们之间的偏差。 放大元件：将比较元件给出的偏差信号进行放大，用来推动执行元 件去控制被控对象。 执行元件：直接推动被控对象，使其被控量发生变化。 校正元件：也叫补偿元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，以 改善系统性能。
3.1 传感器概述 3.2 传感器分类 3.3 传感器技术原理 3.4 常见传感器介绍 3.5 本章小结
3.1 传感器概述
➢ 3.1.1 传感器的功能
物理世界的“感觉器官”
从狭义角度来看，传感器是一种将测量信号转换 成电信号的变换器
从广义角度来看，传感器是指在电子检测控制设 备输入部分中起检测信号作用的器件
位移
涡流去磁效应
涡流传感器
位移、厚度、含水量
利用压磁效应
改变互感
改变谐振回路中的固有参 数
利用莫尔条纹 改变互感 利用拾磁信号 利用数字编号 温差电动势 霍尔效应 电磁感应 光电效应
压磁传感器 差动变压器 自整角机 旋转变压器 振弦式传感器 振筒式传感器 石英谐振传感器 光栅 感应同步器 磁栅 角度编码器 热电偶
应
变
片
U
电桥
电路
3.3 传感器的技术原理
物联网导论_第1章_物联网概述
物联网导论_第1章_物联网概述在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）已经成为了一个热门话题。
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。
简单来说，就是让“物”与“网”相连，实现智能化的管理和控制。
物联网的概念最早可以追溯到上世纪 90 年代。
随着技术的不断进步，物联网逐渐从理论走向了实际应用，并在各个领域展现出了巨大的潜力。
物联网的体系架构通常可以分为感知层、网络层和应用层三个主要层次。
感知层是物联网的基础，它由各种传感器和智能终端设备组成，负责采集物理世界中的各种信息。
这些传感器可以感知温度、湿度、压力、光照等环境参数，也可以监测物体的位置、速度、运动状态等。
智能终端设备则包括智能手机、平板电脑、智能家电等，它们能够与传感器进行通信，并将采集到的数据上传到网络层。
网络层是物联网的核心，它负责将感知层采集到的数据传输到应用层。
网络层的通信技术多种多样，包括移动通信网络（如 4G、5G）、卫星通信网络、蓝牙、WiFi 等。
这些通信技术为物联网提供了广泛的覆盖范围和高速的数据传输能力，使得物联网中的设备能够随时随地进行通信。
应用层是物联网的价值体现，它根据不同的应用场景和需求，对感知层采集到的数据进行分析和处理，并为用户提供各种服务和应用。
例如，在智能家居领域，应用层可以根据室内的温度和湿度自动调节空调和加湿器的工作状态；在智能交通领域，应用层可以实时监测道路交通状况，为驾驶员提供最优的行车路线；在工业生产领域，应用层可以对生产设备进行远程监控和故障诊断，提高生产效率和产品质量。
物联网的应用领域非常广泛。
在智能家居方面，人们可以通过手机远程控制家中的灯光、电器、窗帘等设备，实现智能化的生活体验。
比如，当你下班回家的路上，就可以提前打开空调和热水器，让家里变得舒适温暖。
在智能交通领域，物联网技术可以实现车辆的自动驾驶、交通流量的实时监测和智能调度，提高交通运输的效率和安全性。
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述物联网应用技术导论_第1章_物联网概述本章主要介绍物联网的概念和发展背景。
本章内容包括以下几个方面：物联网定义与特点、物联网的发展历程、物联网的应用领域和前景展望。
一、物联网定义与特点物联网是指通过互联网将各种物品连接起来，实现信息的传递和共享的网络。
它的核心是将传感器、智能设备等与互联网相连接，实现物与物之间的交互和智能化控制。
物联网的特点包括：1.大规模连接：物联网可以实现大量的物品互连，覆盖广泛的应用领域。
2.安全可靠：物联网需要保障数据传输的安全和稳定性，保护用户隐私不被侵犯。
3.智能化控制：物联网可以实现物品之间的智能化控制，提高生产效率和用户体验。
二、物联网的发展历程物联网的概念最早可以追溯到20世纪90年代。
随着信息技术和通信技术的发展，物联网逐渐从概念转为现实。
物联网的发展历程可以分为以下几个阶段：1.物联网的起步阶段：在这个阶段，物联网的应用局限于一些特定行业，如工业自动化和军事领域。
2.物联网的拓展阶段：随着通信技术和互联网的快速发展，物联网的应用开始拓展到更多的行业领域，如农业、交通、医疗等。
3.物联网的普及阶段：随着物联网技术的成熟和成本的降低，物联网开始进入大规模应用阶段。
三、物联网的应用领域物联网的应用领域广泛，涵盖了各个行业和领域。
以下是物联网的几个典型应用领域：1.工业领域：物联网可以实现工厂设备的监测和控制，提高生产效率和质量。
2.农业领域：物联网可以实现农田的智能化管理，实时监测和调控农作物的生长环境。
3.交通领域：物联网可以实现交通工具的智能管理和交通信息的实时传输，提高交通效率和安全性。
4.医疗领域：物联网可以实现医疗设备的远程监测和患者健康数据的传输，提高医疗服务的质量和效率。
四、物联网的前景展望物联网作为一种新兴的技术和应用模式，具有巨大的发展潜力。
未来，物联网将在以下几个方面取得进一步的发展：1.应用领域的拓展：物联网的应用领域将进一步拓展，涵盖更多的行业和领域。
物联网技术导论--第01章
《物联网技术导论(第二版)》
35
物联网的关键技术
二维码技术： 二维码是采用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二 维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息；在
代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、
“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形 体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设 备自动识读以实现信息自动处理；二维条码/二维码能够在 横向和纵向两个方位同时表达信息，能在很小的面积内表
28
物联网的应用
智能会展
企业介绍 产品信息 重要公告 公益信息 其他信息 管理员 企业服务中心 企业 介绍 产品 信息
2楼
信息服务中心
N楼
控制终端
控制终端
控制终端
控制终端
4号展位
控制终端
5号展位
控制终端
N号展位
会展大厅
控制终端
1号展位
控制终端
2号展位
控制终端
三号展位
机房
公共 信息区 数据服务器 信息发布服务器
移动无线电台、天线、关口站、基站）。若要同某移动台
通信，移动交换局通过各基台向全网发出呼叫，被叫台收 到后发出应答信号，移动交换局收到应答后分配一个信道 给该移动台并从此话路信道中传送一信令使其振铃
《物联网技术导论(第二版)》
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物联网的关键技术
互联网（Internet）： 即广域网、局域网及单机按照一定的通讯协议组成的国际
挖掘技术、数据管理与控制等多种现代计算机技术。
《物联网技术导论(第二版)》
15
物联网系统结构
应用层:
应用层中包括各类用户界面显示设备以及其它管理设备等，
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述物联网应用技术导论第1章物联网概述物联网（Internet of Things，IoT）是指通过互联网络将普通物体与互联网连接起来，实现智能化交互和数据共享的技术。
本章将介绍物联网的概述，包括物联网的定义、发展历程、关键技术和应用领域等内容。
⑴物联网的定义物联网是一种基于互联网和传感器技术的新型网络通信和信息处理技术，具有智能化感知、自动化处理和智能化应用的特点。
它通过与物体连接，实现数据的收集、处理与传递，并通过云计算、大数据和等技术实现智能化应用。
⑵物联网的发展历程物联网的概念最早由MIT Auto-ID中心的凯文·奥尔斯顿教授提出，随后在2009年由国际电信联盟（ITU）正式提出。
自此以后，物联网得到了快速发展，成为信息技术领域的重要研究方向。
⑶物联网的关键技术物联网的实现离不开若干关键技术的支持，主要包括传感器技术、无线通信技术、云计算和大数据分析技术、和边缘计算技术等。
这些技术的不断发展和突破，推动了物联网的快速发展。
⑷物联网的应用领域物联网应用广泛，涵盖了诸多领域，包括智能家居、智能交通、智能农业、智能制造、智能城市等。
它们通过嵌入传感器和通信模块，实现了智能物体之间的互联互通，提升了生活和工作效率，改善了人们的生活品质。
附件：本文档涉及的附件包括：⒈物联网应用案例分析报告⒉物联网技术白皮书法律名词及注释：⒈物联网：物联网是一种基于互联网和传感器技术的新型网络通信和信息处理技术，具有智能化感知、自动化处理和智能化应用的特点。
⒉云计算：云计算是一种通过互联网将计算资源提供给用户的技术，用户无需拥有和管理实际的计算机硬件和软件资源，只需按需使用。
⒊大数据：大数据是指数据量巨大、处理复杂、来源多样的数据集合，通过分析这些数据可以获取有用的信息和知识。
⒋：是一种模拟人类智能的技术，通过机器学习、深度学习等方法实现智能决策和自主学习能力。
物联网工程导论
物联网工程导论一、说明（一）课程性质物联网导论是物联网工程专业的一门重要的专业必修课。
（二）教学目的使学生掌握物联网的基本概念、了解物联网的发展现状、掌握物联网的关键技术，并通过其典型应用领域和案例的学习，使学生对物联网及其应用有一个较清晰的认识，并为学习后续物联网专业课程打下坚实的基础。
并使学生具备较强的运用物联网理论与实践知识分析解决实际问题的能力，为将来从事物联网研究与应用工作打下一定的基础。
（三）教学内容教学主要内容有：物联网关键技术、无线传感器网络、无线通信技术、物联网数据处理技术、物联网中的信息安全与隐私保护、物联网在交通、物流、农业、公共安全、医疗、环保和家居等领域的应用。
（五）教学方式本课程的教学方式主要采用课堂讲授和实验操作，包括：课堂讲授、多媒体演示、实验操作、习题解析、课堂讨论、作业、课外辅导等多种形式相结合，并利用网络教学资源，使学生掌握操作系统的基本知识，理解物联网的关键技术，培养学生运用物联网理论与实践知识分析解决实际问题的能力。
教学方法：采用启发式教学和探究式教学，以学生为主体，鼓励学生自己针对某种操作系统进行分析和研究，以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练，调动学生学习的主观能动性。
教学手段：充分利用电子教案、CAI课件和网络教学平台等多种教学手段和资源。
考核方式：采用平时考核、作业情况以及期末考试等形式，对学生进行综合评价。
二、本文第1章物联网概述教学要点：了解物联网的起源和发展，澄清物联网的相关概念；掌握物联网的理论基础，掌握物联网的体系结构和主要特点；了解物联网的核心技术和体系标准；了解物联网的发展趋势和应用前景。
重点是物联网的概念、体系结构和核心技术。
难点是物联网的体系结构、核心技术和理论基础。
教学时数：学时：2学时教学内容：第一节物联网的起源和发展第二节核心技术第三节主要特点第四节发展趋势第五节应用前景考核要点：了解物联网的起源和发展、物联网的发展趋势和应用前景，理解物联网的核心技术和体系标准，掌握物联网的理论基础、物联网的体系结构和主要特点。
物联网导论
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。
它具有普通对象设备化、自治终端互联化和服务智能化三个重要特征。
根据信息生成、传输、处理和应用将物联网分为感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。
感知识别层通过感知识别技术，让物品“开口说话、发布信息”是融合物理世界和信息世界的重要一环，是物联网区别于其他网络的最独特的部分。
物联网的“触手”是位于感知识别层的大量信息生成设备，自动生成方式的RFID、传感器人工生成方式的计算机信息生成方式多样化是物联网的重要特征之一。
感知识别层位于物联网四层模型的最底端，是所有上层结构的基础。
基本组成：工业界经常将RFID系统分为标签，阅读器和天线三大组件。
工作原理：阅读器通过天线发送电子信号，标签接收到信号后发射内部存储的标识信息，阅读器再通过天线接收并识别标签发回的信息，最后阅读器再将识别结果发送给主机。
传感器网络发展历程：传感器→无线传感器→无线传感器网络（大量微型、低成本、低功耗的传感器节点组成的多跳无线网络）应用举例：VigilNet: 美国弗吉尼亚大学研制的用于军事监测的系统。
传感节点具有自主成网，多跳传输等特点。
Mercury:美国哈佛大学研制的可穿戴的医疗监控传感器。
传感器具有设计人性化，高精度感知，连续长期采集数据等特点。
GreenOrbs（绿野千传）：森林监测传感网系统，适用于长期、大规模、自动化的环境监测任务定位系统位置信息拓展：所在地理位置+处在该地理位置的时间+处在该地理位置的对象（人或设备）定位系统与技术：GPS，蜂窝基站定位，无线室内环境定位（红外线/.超声波/蓝牙），新兴定位系统（A-GPS/无线AP/网络定位）；距离/距离差/无线信号特征物联网环境下对定位技术的挑战：异构网络、多变环境下的精准定位大规模应用基于位置的服务（Location based Services）位置信息带来的信息安全和隐私保护问题物联网环境下智能设备发展新趋势：更深入的智能化：纵向（包括传统的智能设备）+纵向（融入没有计算能力的简单物理对象）更透彻的感知：主动感知(部署传感器) + 被动感知(发出查询请求)更全面的互联互通：互联互通+ 信息共享网络构建层网络是物联网最重要的基础设施之一。
物联网导论
第一章物联网概论1.物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。
它具有普通对象设备化，自治终端互联网化和普适服务智能化3个重要特征2.彭明盛智慧地球3.核心技术，物联网分4层，{感知识别层（射频视频、无线传感器）、网络构建层（无线城网域包括：无线广域网，无线个域网）、管理服务层和综合应用层} 第二章自动识别技术RFID1.射频是吧技术：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自动识别的目的2. RFID系统由5个组件构成，包括传送器、接收器、微处理器、无线、标签。
传送器、接收器和微处理器通常都被封装在一起，又统称为阅读器所以RFID系统分为阅读器、无线和标签三大组件。
首先阅读器通过无线发出电子信号，标签接受到信号后发射内部储存的标识信息，阅读器再通过天线接收并识别标签发出的信息，最后阅读器再将识别结果发送给主机3.基于ALOHA的防冲突算法：ALOHA算法是一种随机接入方法，当任意一个标签接收到阅读器广播的识别命令之后，立即以定长信息包形式向阅读器发送其表示符号，在标签发送之间的信号发生叠加导致冲突或部分冲突。
阅读器接收到信号后，检测是否有冲突发生。
如没有冲突发生，阅读器就发送冲突确认，标签接受到冲突确认之后随机独立地等待一段时间后再重新发送以避免冲突，直到发送成功为止。
第三章传感器技术1.传统传感器由敏感元件和转换元件组成2.无线传感器节点不仅包括了传感器部件，而且集成了微型处理器和无线通信芯片3.设计需求（1）低成本与微型化（2）低能耗（3）灵活与扩展性（4）鲁棒性第四章定位系统1.定位系统1.GPS（宇宙空间部分、地面监控系统、用、用户设备部分）2.蜂窝基站定位3.无线室内环境定位4.新兴定位系统2.定位技术1（1）基于距离的定位（2）基于距离的定位（3）基于信号特征的定位第五章智能信息设备1.传统智能设备（①个人计算机②个人数字助理③新时代的智能设备（车载设备、数字标牌、医疗设备、智能电视、）2.物联网设备的智能性（情景感知、任务迁移、智能协作、多通道交互）3.智能设备发展新趋势（更深入的智能化、更透彻的感知、更全面的互联互通）4.第六章互联网1.将数据从发送端发送到接收端接收的过程成为数据交换。
《物联网工程导论》课件第1章
1.1 物联网的定义
物联网自诞生以来便引起了巨大关注，被认为是继计算 机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。 其理念是基于射频识别(RFID)、电子代码(EPC)等技术，在 互联网的基础上构造一个实现全球物品信息实时共享的实物 互联网，即物联网，如图1.1所示。
从1999年概念的提出到2010年的崛起，物联网经历了十 年历程，特别是最近两年其发展极为迅速，不再停留在单纯 的概念、设想阶段，而是逐渐成为国家战略、政策扶植的对 象。表1.2列出了物联网发展历程中的关键点。
表1.2 物联网发展历程中的关键点
2005 年 2009 年初 2009 年 6 月 2009 年 8 月 2009 年 8 月
1.3 物联网的三大推动力
1.3.1 第一大推动力：政府
1998年1月31日，美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中 心做了题为《数字地球：展望21世纪我们这颗行星》的长篇 演讲。他在这篇演讲中首次提到并系统阐述了“数字地球” 这个新概念，其构想如图1.3所示。
图1.3 数字地球构想
智慧地球的应用领域如图1.4所示。ຫໍສະໝຸດ 图1.4 智慧地球应用领域
1.3.2 第二大推动力：企业
2008年，IBM提出的“智慧地球”发展战略(如图1.5所 示)，受到美国政府的高度重视。
图1.5 智慧地球的构成
1.3.3 第三大推动力：教育界与科技界
追求先进科学与前沿技术是科学家的天职。
1.4 国家的“战略性新兴产业”解析
一、抓住机遇，加快培育和发展战略性新兴产业 二、坚持创新发展，将战略性新兴产业加快培育成为先 导产业和支柱产业 三、立足国情，努力实现重点领域快速健康发展 四、强化科技创新，提升产业核心竞争力 五、积极培育市场，营造良好市场环境 六、深化国际合作，提高国际化发展水平 七、加大财税金融政策扶持力度，引导和鼓励社会投入 八、推进体制机制创新，加强组织领导
第1章_物联网导论v1146
1.2 核心技术：管理服务层
• 管理服务层位于感知识别和网络构建层之上，综合
应用层之下，是物联网智慧的源泉。人们通常把
物联网应用冠以“智能”的名称，如智能电网、智 能交通、智能物流等，其中的智慧就来自这一层。
• 当感知识别层生成的大量信息经过网络层传输汇聚 到管理服务层，如果不能有效地整合与利用，那无 异于入宝山而空返，望“数据的海洋”而兴叹。
核心技术
综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层
详见第4章
技术举例：智能信息设备
传统智能设备：个人计算机（PC）/个人数字助理
（PDA）/ …
物联网时代新智能设备：数字标牌（实时信息互
动）/智能电视（具有全功能的互联网，个性化体验）/ 智能手机/ …
物联网环境下智能设备发展新趋势：
•更深入的智能化：纵向（包括传统的智能设备）+ 纵向（融入没有计算能力的简单物理对象） •更透彻的感知：主动感知 (部署传感器) + 被动感知 (发出查询请求) •更全面的互联互通：互联互通 + 信息共享
物联网应用产品
风速风向测试器
通过iPhone或Android智能手机在任何地方 都能精确的掌控风向。通过它可以看到其他 用户所记录下来的风速和风向，它采用高性 能塑料材质，可以防水，防沙子，防泥土等 等！该装置具有1米/秒到25米/秒的风速选 择范围，可以通过测试对风速仪进行校准。 本款风速仪通过你的小小测试就可以获得风 速，能够在小操作的同时让你体验到更多的 乐趣。
定位系统与技术：GPS，蜂窝基站定位，无线室内
环境定位（红外线/.超声波/蓝牙），新兴定位系统（AGPS/无线AP/网络定位）；距离/距离差/无线信号特征
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圣母化身的神树实际上是潘多拉星球的服务器，星球
上所有纳美人和生物都是物联网的传感器节点，物物通
信、人机通信通过纳美人和马、龙等生物的精神合体来
实现，经常飘现的“蒲公英”可理解为圣母监控全网的
传感器，如图所示。纳美人的长辫子和树木的根须，是
神经接触灵魂沟通的重要媒介，他们通过尾巴进行连接 这种独特的方式，达到心灵相通。最神的是他们没有经 过强制标准化，就形成了可以互通的接口，土著们的传
作为“条形码退休运动”的核心人物，Kevin Ashton花了两年找 到了答案，就是将 RFID 取代现在的商品条形码，使电子标签变成 零售商品的绝佳信息发射器，并由此变化出千百种应用与管理方式， 来实现供应链管理的透明化和自动化。
第1章物联网导论v1146
物联网的前世今生 ITU因特网报告2005：物联网
• 当感知识别层生成的大量信息经过网络层传输汇聚 到管理服务层，如果不能有效地整合与利用，那无 异于入宝山而空返，望“数据的海洋”而兴叹。
• 管理服务层解决数据如何存储（数据库与海量存储 技术）、如何检索（搜索引擎）、如何使用（数 据挖掘与机器学习）、如何不被滥用（数据安全
与隐私保护）等问题。
核心技术
第1章物联网导论v1146
物联网来了——从三部大片说起
物联网的雏形： 《豚鼠特工队》
在影片中，每一台赛博林生产的电器中都装有一个秘密芯片，比如制冷冰箱或者微 波加热的咖啡机，这个秘密芯片的最大功能是交流，如所示。当人们按下某个按 钮后，该按钮会激活一个称为“赛博感应”的无线系统，可以唤醒已存在于所有赛博林 电器主板上的芯片，允许咖啡机了解有多少咖啡已经被喝掉了，并与家里的计算机进行 交流，在您的购物单中填上咖啡一项。
✓异构网络、多变环境下的精准定位 ✓大规模应用 ✓基于位置的服务（Location based Services） ✓位置信息带来的信息安全和隐私保护问题
核心技术
综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层
详见第4章
第1章物联网导论v1146
技术举例：智能信息设备
传统智能设备：个人计算机（PC）/个人数字助理
综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层
第1章物联网导论v1146
数据库与物联网
物联网数据特点：
海量性，多态性，关联性及语义性
什么是物联网？
概念的提出
物联网的英文说法其实更清楚，“The Internet of Things”直译过来就是 “物体的因特网”。其理想是让每个目标物体通过传感系统接入网络。
• 运动中 • 室外与室内 • 晚上 • 白天
• PC机之间 • 人与人之间，不是用PC机 • 人与物之间，使用普通设备 • 物与物之间
有效平台。高速、实时、高覆盖率、多元化处理多媒体数据，为“物品触 网”创造条件。
第1章物联网导论v1146
1.2 核心技术：管理服务层
• 管理服务层位于感知识别和网络构建层之上，综合
应用层之下，是物联网智慧的源泉。人们通常把
物联网应用冠以“智能”的名称，如智能电网、智 能交通、智能物流等，其中的智慧就来自这一层。
2005 年 11 月 17 日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS， World Summit on the Information Society）上，国际电信联盟 （ITU，International Telecommunications Union ）发布了《ITU 因特网报告 2005：物联网》，正式提出了物联网的概念。
勒·希弗斯为了除掉邦德，在他的酒里下毒。当邦德历尽千辛万苦钻到车内，并使用扫描 设备激活电子芯片后，一条求助消息发送到总部的信息系统中。在总部专家的远程指导和芙 斯珀的大力协助下，邦德转危为安，从昏迷症状中恢复过来，成功赢得了最终的赌局。
这枚电子芯片就是射频标签，只不过在实际生活中，它是被广泛或者说正逐渐被应用于商 品，而不是我们人类。
第1章物联网导论v1146
物联网的其他定义
第1章物联网导论v1146
物联网技术支持
根据信息生成、传输、处理和应用将物联网分为感知 识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。
第1章物联网导论v1146
物联网核心技术：感知识别层
核心技术
综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层
第1章物联网导论v1146
收到信号后发射内部存储的标识信息，阅读器再通过 天线接收并识别标签发回的信息，最后阅读器再将识 别结果发送给主机。
核心技术
综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层
详见第2章
第1章物联网导论v1146
技术举例：传感器网络
发展历程：传感器→无线传感器→无线传感器网络
（大量微型、低成本、低功耗的传感器节点组成的多 跳无线网络）
情况，咖啡煮好之后再下去拿。
1993 年，这套简单的本地“咖啡观测”系统又经过其他同事的 更新，更是以 1 帧/秒的速率通过实验室网站连接到了因特网上。
“特洛伊”咖啡壶
没想到的是，仅仅为了窥探“咖啡煮好了没有”，全世界因特网用
户蜂拥而至，近 240 万人点击过这个名噪一时的“咖啡壶”网站。 就网络数字摄像机而言，确切地说：其市场开发、技术应用以及日 后的种种网络扩展都是源于这个世界上最富盛名的“特洛伊咖啡
实验室的科学家们在工作时，要下两层楼梯到楼下看咖啡煮好了没
有，但常常空手而归，这让工作人员觉得很烦恼。为了解决这个麻
烦，他们编写了一套程序，并在咖啡壶旁边安装了一个便携式摄像
机，镜头对准咖啡壶，利用计算机图像捕捉技术，以 3 帧/秒的速
率传递到实验室的计算机上，以方便工作人员随时查看咖啡是否煮
好，省去了上上下下的麻烦。这样，他们就可以随时了解咖啡煮沸
核心技术
综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层
应用举例：
•VigilNet: 美国弗吉尼亚大学研制的用于军事监测 的系统。传感节点具有自主成网，多跳传输等特点。
•Mercury:美国哈佛大学研制的可穿戴的医疗监控 传感器。传感器具有设计人性化，高精度感知，连 续长期采集数据等特点。
•GreenOrbs（绿野千传）：森林监测传感网系统， 适用于长期、大规模、自动化的环境监测任务
第1章物联网导论v1146
2020/11/25
第1章物联网导论v1146
物联网来了 从三部大片说起 物联网的前世今生 智慧地球是个什么球
第1章物联网导论v1146
物联网来了——从三部大片说起
物联网的萌芽： 《大战皇家赌场》
“The name’s Bond，James Bond” 。
M 夫人让人使用貌似冲击钻的大家伙在邦德的手臂中植入了一枚电子芯片，并通过扫描设 备将身份的信息植入芯片，这枚能够识别个人身份信息的芯片，关键时候成为邦德的救命恩 人。
您将会自行选择收看自己喜欢的节目 电子论坛提供丰富的信息 电子钱包 亲自进入地图，虚拟的第二人生 丢失或失窃的物品自动向您发送信息
1995年《未来之 路》
第1章物联网导论v1146
物联网的前世今生
Ashton与MIT自动识别中心
真正的“物联网”概念最早由英国工程师 Kevin Ashton（如图 1-6 所示）于 1998 年春在宝洁公司的一次演讲中首次提出。当时 根据美国零售连锁业联盟的估计，美国几大零售业者，一年因为货 品管理不良而遭受的损失高达 700 亿美元。宝洁公司（P&G， Procter & Gamble）前任营销副总裁 Kevin Ashton 对此有切 身之痛，1997 年宝洁公司的欧蕾保湿乳液上市，商品大为畅销，可 是太畅销了，许多商店货架常常空掉，由于商品太多、查补的速度 又太慢，“我们眼睁睁地看着钱一分一秒从货架上流失。 ”Ashton 表示。
第1章物联网导论v1146
1.1 历史进程
物联网的基本思想出现于20世纪90年代
1995 Bill Gates 《未来之路》 物物互联
2005 国际电信联盟 《ITU互联网报告2005：物联网》，指出 无所不在的“物联网”通信时代即将来临
2008 IBM “智慧地球”
2009 “感知中国”
第1章物联网导论v1146
（PDA）/ …
物联网时代新智能设备：数字标牌（实时信息互
动）/智能电视（具有全功能的互联网，个性化体验）/ 智能手机/ …
核心技术
综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层
详见第5章
物联网环境下智能设备发展新趋势：
•更深入的智能化：纵向（包括传统的智能设备）+ 纵向（融入没有计算能力的简单物理对象） •更透彻的感知：主动感知 (部署传感器) + 被动感知 (发出查询请求) •更全面的互联互通：互联互通 + 信息共享
详见第3章
第1章物联网导论v1146
技术举例：定位系统
位置信息拓展：所在地理位置+处在该地理位置的 时间+处在该地理位置的对象（人或设备）
定位系统与技术：GPS，蜂窝基站定位，无线室内
环境定位（红外线/.超声波/蓝牙），新兴定位系统（AGPS/无线AP/网络定位）；距离/距离差/无线信号特征
物联网环境下对定位技术的挑战：
物联网核心技术：感知识别层
• 通过感知识别技术，让物品“开口说话、发布信息 ”是融合物理世界和信息世界的重要一环，是物联
网区别于其他网络的最独特的部分。
• 物联网的“触手”是位于感知识别层的大量信息 生成设备，既包括采用自动生成方式的RFID、传
感器、定位系统等，也包括采用人工生成方式的各 种智能设备，例如智能手机、PDA、多媒体播放器 、上网本、笔记本电脑等等。
“赛博感应” 会连接每一台新旧赛博林电器，组成一个无所不在的巨大网络。在该网 络中，物体变得“有感觉、有思想” ，物与物可进行“交流” 。因此，业界专家将《豚鼠 特工队》称为物联网的雏形。