物联网概论-2版-第5章+
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?
《物联网概论》电子教案
时间分配
4.1.1移动通信基本原理
4.1.2宽带移动通信
30’
30’
重点与难点
重点:移动通信的工作原理;
难点:移动通信的工作原理;
作业
移动通信网络概述
参考资料
或
网址
[1]吴功宜.物联网工程导论.北京:机械工业出版社,2012
[2]刘云浩.物联网导论.北京:科学出版社,2010
信息学院教案
周次
第7周
课次
第7次课
备注
授课
内容
4.2短距离无线通信
授课
方式
理论课(√);实验课();实践课()
教学时数
2
教学
目的
及其
要求
重点掌握zigbee的组成及工作原理;
了解其他短距离无线通信的特点
教学内容提要
时间分配
4.2.1zigbee
4.2.2bluetooth
4.2.3超宽带(uwb)
4.2.460ghz通信
了解嵌入式系统在实际中的应用案例。
教学内容提要
时间分配
(1)嵌入式系统的概念
(2)嵌入式系统的发展及应用
(3)嵌入式系统的组成
15’
15’
25’
重点与难点
重点:嵌入式系统的概念及组成
难点:嵌入式系统的组成
作业
什么是嵌入式系统
参考资料
或
网址
[1]吴功宜.物联网工程导论.北京:机械工业出版社,2012
[2]刘云浩.物联网导论.北京:科学出版社,2010
或
网址
[1]吴功宜.物联网工程导论.北京:机械工业出版社,2012
[2]刘云浩.物联网导论.北京:科学出版社,2010
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)。
ch3-物联网概论(第2版)-崔艳荣-清华大学出版社
➢ ①传感器是测量装置; ➢ ②它的输入量是某一被测量; ➢ ③它的输出量是某种物理量; ➢ ④输出输入有对应关系。
传感器的组成结构
A= A 100 %
YFS
(6)最小检测量和分辨率。最小检测量是指传感器能 确切反映被测量的最低极限量。最小检测量愈小,表示 传感器检测能力愈高。
M=CN/K (7)零点漂移。传感器无输入(或某一输入值不变) 时,每隔一段时间进行读数,其输出偏离零值(或原指 示值),即为零点漂移(简称零漂)。
零漂= Y0 100 %
物性型传感器是利用物质定律构成的,如虎克定律、欧姆 定律等。物质定律是表示物质某种客观性质的法则。这种 法则,大多数是以物质本身的常数形式给出。
4、按能量转换方式分类
能量控制型传感器,在信息变换过程中,其能量需要外电 源供给。如电阻,电感、电容等电路参量传感器都属于这 一类传感器。
能量转换型传感器,主要由能量变换元件构成,它不需要 外电源。如基于压电效应、热电效应、光电动势效应等的 传感器都属于此类传感器。
目录
1传感器技术Fra bibliotek2自动识别技术
3
RFID技术
4
条形码技术
5
本章小结
传感器技术
在信息科学领域里,传感器被认为是生物体 “五官”的工程模拟物,是自动检测和自动转 换技术的总称。
传感器的定义
• 一般的,可以定义传感器是一种能把特定的被测信 号,按一定规律转换成某种“可用信号”输出的器 件或装置,以满足信息的传输、处理、记录、显示 和控制等要求。
《物联网概论》教学大纲
《物联网概论》教学大纲第一篇:《物联网概论》教学大纲《物联网概论》课程教学大纲一、课程名称1、中文名称:物联网概论2、英文名称:Introduction to Internet of Things二、学时总学时32学时,其中讲授24学时,实验8学时三、开课学期第1学期四、课程考核要求考试(期终考试成绩中卷面成绩占70%,实践环节成绩占30%)五、课程概述《物联网概论》是物联网工程专业专业的一门重要的专业必修课。
目的是帮助学生了解物联网的特征与本质,熟悉物联网的体系结构和各环节的关键技术,明确物联网的知识结构,并为学习后续物联网专业课程打下坚实的基础。
六、适用专业物联网工程专业七、课程教学要求和学时分配一概述(一)课程内容1、物联网的起源和发展2、物联网的理论基础3、物联网的体系结构和主要特点4、核心技术5、物联网的体系标准6、应用前景(二)基本要求了解物联网的起源和发展,掌握物联网的相关概念;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;了解物联网的应用前景。
(三)重点难点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。
(四)建议学时 2学时二自动识别技术与RFID (-)课程内容- 1技术。
(四)建议学时 2学时五智能信息设备(-)课程内容1、智能设备概述2、智能设备运行平台3、智能设备发展新趋势(二)基本要求了解智能设备产生的背景、传统智能设备和新时代的智能设备;掌握智能设备运行平台的特点;了解智能设备发展新趋势。
(三)重点难点重点是智能设备的特点和运行平台。
难点是智能设备的运行平台。
(四)建议学时 2学时六互联网原理(-)课程内容1、互联网概述2、应用层3、传输层4、网络层5、从互联网到物联网(二)基本要求了解互联网的基本知识,掌握互联网的网络协议和体系结构,如OSI七层结构和TCP/IP的四层结构;掌握TCP/IP各层的主要协议和主要服务;了解从互联网到物联网的演变趋势。
吴功宜_物联网工程导论_第5章:网络.
5.2.3 NSFNET对互联网发展的影响 • 从ARPANET到Internet的发展过程
1957年 设立DARPA
1969年
启动ARPANET 1969年
UNIX发布
1980年 TCP/IP标准化
1983年
ARPANET与 MILNET分离
1986年 启动NSFNET
ARPANET与 NSFNET互联
#1 UCLA
SDS SIGMA7
11
#4 UTAH
DEC PDP-10
Nankai University
ARPANET对推动网络技术发展的贡献
• 开展了对计算机网络定义与分类方法的 研究
• 提出了资源子网与通信子网的二级结构 概念
• 研究了分组交换协议与实现技术 • 研究了层次型网络体系结构的模型与协
9
Nankai University
ARPANET设计思想
• 通信子网结构与分组交换原理示意图
分组
IMP(路由器) 通信子网
源主机
B
C
发送
进程
A
E
D
目的主机
接收 进程
10
Nankai University
• ARPANET最早四个节点的结构
SDS 940
IBM360/75
#3 UCSB
#2 SRI
• 如何发送主机与接收主机之间没有直接连接的通信线 路,那么分组就需要通过中间节点“存储转发”,这 种中间转发节点就是目前广泛使用的路由器
• 每个路由器可以根据链路状态与分组的源地址、目的 地址,通过路由选择算法为每个分组选择合适的传输 路径
• 当目的主机接收到属于一个报文的所有分组之后,再 将分组中多个短的数据字段组合起来,还原成发送主 机发送的报文
《物联网技术概论》教学教案
方法及手段
一、RFID的组成
二、应答器原理
三、阅读器部分
四、可编程
任务名称:电视控制器组装调试
举例讲解、多媒体讲解
作业、讨论题、思考题:
学习任务三书后作业
课后小结:
通过本任务的介绍和学习,了解什么是RFID;掌握RFID的工作过程;熟悉RFID的应用领域。
课次
第三次
授课方式
(请打√)
理论课讨论课□ 实验课
课次
第十次
授课方式
(请打√)
理论课讨论课□ 实验课
习题课□ 其他□
课时
安排
40/56
授课题目(教学章、节或主题):项目五 物联网服务技术
教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1. 了解中间件的作用
2.掌握什么是物联网中间件
3.掌握EPC中间件的原理及作用
4.掌握OPC中间件的原理及作用
5. 了解物联网智能终端的定义
物联网技术概论课程教案
课次
第一次
授课方式
(请打√)
理论课讨论课□ 实验课
习题课□ 其他□
课时
安排
4/56
授课题目(教学章、节或主题):
学习任务一 EPC编码与识别
学习任务二 二维编码与识别
教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.了解识别技术的基本原理
2.了解物联网标识技术中的几种识别技术
3. 掌握识别技术的使用方法及应用的环境
任务名称:风扇控制器组装调试
举例讲解、多媒体讲解
作业、讨论题、思考题:
学习任务一、二书后作业
课后小结:
通过本任务的学习使学生了解3G、4G的发展趋势及其相关概念。掌握GSM、GPRS技术的应用情况及其优缺点。
物联网概论(第2版)黄玉兰习题答案
《物联网概论(第2版)》习题答案1.1 物联网的英文名称是The Internet of Things,简称为IoT。
1.2 全面感知、互通互联和智慧运行。
1.8 互联网是由多个计算机网络按照一定的协议组成的国际计算机网络。
1.9 人到人(H2H)的发展路线主要有宽带化、移动化。
物到物(T2T)的发展路线主要有IP化、智能化。
2.1 感知层、网络层、应用层。
2.3 自动识别和传感器两种方式。
2.4信息短距离传输主要有ZigBee、蓝牙、RFID、IrDA、NFC和UWB等。
2.7 计算机网络从逻辑上分为资源子网和通信子网,体系结构有OSI、TCP/IP参考模型。
3.3 射频识别系统基本都是由电子标签、读写器和计算机网络这3部分组成。
3.6RFID主要工作频率为0~135kHz、13.56MHz、800/900MHz、2.45GHz及5.8GHz。
3.8 RFID标准体系主要由技术标准、数据内容标准、性能标准和应用标准4部分组成。
全球RFID标准体系组织有ISO/IEC、EPC global、UID、AIM global和IP-X。
3.10 EPC系统5个基本组成部分是EPC码、RFID、Middleware、ONS和EPCIS。
3.11 ① 2 097 151;②131 071;③16 777 215;④4 611 648 360 173 142 015。
3.13 EPC标签分Class 0、Class 1、Class 2、Class 3和Class 4共5类,有Gen1、Gen2代。
4.1传感器通常是由敏感元件、转换元件和转换电路组成。
4.3 传感器的一般特性是指传感器系统的输出-输入关系特性。
传感器的一般特性分为静态特性和动态特性。
4.4 12.5mV/mm。
4.5 0.2级。
4.13 无线传感器网络的基本组成是传感器节点、汇聚节点和管理节点。
5.1 核心网(包括长途网、中继网)和接入网。
5.2 WPAN,一般在10m以内;WLAN,几十米~几百米;WMAN,几千米~几十千米;WWAN,一个国家或一个洲。
物联网技术概论-5物联网通信技术
桂小林 8
(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
3. Wi-Fi组网技术
利用Wi-Fi技术实现组网,称为无线LAN。无线LAN有 两种模式
ZigBee技术是新兴的可以实现短距离内双向无线通信的技 术,以其复杂程度低、能耗低、成本低取胜于其余的短距离 无线通信技术。
它因模拟蜜蜂的通信方式而得名,过去又称 “HomeRFLite”、“RF-Easylink”或“FireFly”,目 前统一称为Zigbee,是一种介于无线标记技术和蓝牙之间 的技术提案,主要应用于短距离内,传输速度要求不高的电 子通信设备之间的数据传输和典型的有周期性、间歇性反应 时间的数据传输。
Wi-Fi常用协议标准
(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》
5.1.1 Wi-Fi技术
2. Wi-Fi特点
①覆盖范围广:开放性区域的通信距离通常可达305 米,封闭性区 域的通信距离通常在76 米到122 米之间。特别是基于智能天线技 术的802.11n标准,可将覆盖范围扩大到几平方公里。
(推荐阅读清华大学出版社桂小林主编的《物联网技术导论》
WPA2加密技术
高级加密标准 (Advanced Encryption Standard,AES)
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)" .
物联网导论习题及答案
物联网导论习题及答案第一章物联网概论一、术语辨析从给出的26个定义中挑出20个,并将标识定义的字母填在对应术语前的空格位置。
1、HARPANET2、J泛在计算3、BITU4、G智能家居5、KCPS6、NVPN7、O网关8、E智能环保9、Q应用层协议10、AAuto-ID实验室11、Y公共服务平台12、L 物联网13、INII14、T系统集成与软件开发产业15、Z战略性新兴产业16、W信息处理技术17、M承载网18、R物联网网络体系结构19、D欧盟委员会20、PTCP/IP协议D、2022年提出加强物联网管理,保护隐私等十项建议与十二项行动计划的组织。
E、包括污染源控制,水质监测,空气监测的一类物联网应用。
I、对推动世界各国信息高速公路建设起到重要作用的建设计划。
J、“普适计算”或“无处不在的计算”术语的另一种表达。
K、将计算和通信能力嵌入到物理系统,形成信息物理融合系统的技术。
L、实现人与物,物与物互联的智能信息服务网络系统。
M、为分布式进程通信提供数据传输服务的传输网的另一种名称。
N、术语“虚拟专用网络”或“虚拟专网络”的英文缩写。
O、实现IP网与非IP网互联的网络设备。
P、互联网的核心协议。
Q、规定了物联网应用系统中人与物,物与物之间信息交互过程的协议。
R、物联网网络层次结构模型与各层协议的集合。
S、物联网产业链中的上游产业。
T、物联网产业链中的中游产业。
U、物联网产业链中的下游产业。
V、对网络拓扑,设备与链路状态,设备的硬件和软件配置数据的管理。
W、海量数据存储,数据挖掘与图像视频智能分析技术。
某、无线传感器网络,异构网络融合技术。
Y、公共技术平台,应用推广平台,知识产权平台与信息服务平台。
-1-Z、节能环保,新一代信息技术,生物,高端装备制造,新能源,新材料,新能源汽车。
二、选择题(请从4个选项中挑选出1个正确答案)1、《InternetofThing,IOT》年度报告没有包括内容是(D)A、介绍了某些国家的案例,提出了\物联网时代\的构象B、描述了小到钥匙,大到楼房,嵌入RFID或传感器芯片就形成无所不在的物联网C、物联网可以实现人和物在任何时间,任何地点方便地实现信息交互D、提出了RFID或传感器芯片互联的通信协议标准2、以下关于\智慧地球\的描述中,错误的是(C)A、将传感器嵌入和装备到电网,铁路,桥梁等各种物体中,实现人与物的融合B、通过大量嵌入传感器,捕捉运行过程中的各种信息,实现智能控制C、控制的对象小到一个开关,一个可编程控制器,大到一台发电机D、智慧地球技术可以提高资源利用率和生产能力,改善人和自然的关系。
第5章 无线传感器网络简介 《物联网技术与应用(第2版)》课件
无线传感器网络的体系结构由分层的网络通信协议、 网络管理平台以及应用支撑平台这三个部分组成。
应用支撑平台
应用服务接口
网络管理接口
应用层
(1)时间同步
(2)定位
(3)应用服务接口
(4)网络管理接口
无线传感器网络的特点 (1)分布式 (2)自组织 (3)拓扑变化 (4)多跳路由 (5)安全性差
无线传感器网络与无线自组网络有着许多相似之处, 但是无线自组网络以传输数据为目的,致力于在不依 赖于任何基础设施的前提下为用户提供高质量的数据 传输服务;而无线传感器网络以数据为中心,将能源 的高效使用作为首要设计目标,专注于从外界获取有 效信息。除此之外,无线传感器网络还具有以下一些 区别于无线自组网络的独有特征。
2.无线传感器网络 1) Sensor IT 2)WINS 3)Smart Dust 4)Sea Web 5)Hourglass 6)Sensor Webs 7)IrisNet 8)NEST
3.普适计算 1991年,Mark Weiser提出了“普适计算(Pervasive
欧盟的EYES(自组织和协作有效能量的传感网络)是 为期3年的一项计划,从2002年开始实施。研究的范 围包括分布式信息处理、无线通信和移动计算。该项 目集中研究体系结构,协议和软件,使结点“聪明”, 自组织及相互协作。他们提出应具备的两层结构,低 层处理传感器和传感网络,上层则根据低层提供的信 息,为应用提供服务。在通信网络方面开发的新技术 包括内部传感器结构,分布无线接入,路由协议,可 靠的端到端传输,节点时间同步和定位;在服务层, 支持移动传感器应用,包括信息收集、查找、发现和 安全等。
《物联网技术导论与应用》第5章
《物联网技术导论与应用》
5.2.5 WLAN
无线局域网(WLAN)是一种利用无线 信号在空中传输数据、话音和视频的技术。
1.WLAN的起源 1990年IEEE成立802.11 WLAN标准工 作组。1997年,WLAN第一个标准IEEE 802.11诞生了。1999年,工业界成立了Wi-Fi 联盟。工作在2.4GHz,5.8GHz。
5.1
无线移动通信系统概述
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《物联网技术导论与应用》
无线移动通信系统概述
5.1.1 无线电频谱 5.1.2 无线通信网络
无线移动通信系统需要占用无线电频谱资源。技术的多元性是 无线通信网络的一个基本特征。
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《物联网技术导论与应用》
5.2.1 无线电频谱
无线通信需要占用无线电频谱。无线电频谱是指在空间传播的、 频率在3000GHz以下的无线电磁波。 1. IEEE频谱分段法
《物联网技术导论与应用》
5.2.3 UWB
3.UWB的技术特点
4.UWB的应用场景
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《物联网技术导论与应用》
5.2.4 60GHz通信
尽管UWB技术能够提供百Mbit/s的无线数据传输速率,但依旧不能 满足人们对日益增长的数据业务需求。目前众多室内无线应用需要高速 互联网接入和实时数据传输,所需的数据传输速率在Gbit/s。这就促使人 们寻找新的技术解决方案,60GHz通信技术就是在这种背景下产生的。
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《物联网技术导论与应用》
5.2.2 蓝牙
蓝牙技术的宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术,使 短程无线通信技术标准化。 1.蓝牙的起源
2.蓝牙的技术优势
《物联网安全导论》(第2版)PPT课件第5章 WSN无线传感器网络安全 -《物联网安全导论》
5.1 无线传感器网络安全概述
基于以上前提,典型的安全问题可以总结为: • 1)信息被非法用户截获; • 2)一个节点遭破坏; • 3)识别伪节点; • 4)如何向已有传感器网络添加合法的节点。
5.1 无线传感器网络安全概述
• 无线传感器网络中的两种专用安全协议:安全网 络加密协议SNEP ( Sensor Network Encryption Protocol)和基于时间的高效的容忍 丢包的流认证协议uTESLA。
5.1 无线传感器网络安全概述
• (3)健壮性。 • WSN一般被部署在恶劣环境,另外,随着旧节点
的失效或新节点的加入,网络的拓扑结构不断发生 变化。因此,WSN必须具有很强的适应性,使得 单个节点或者少量节点的变化不会威胁整个网络的 安全。
• (4)真实性。
• 主要体现在两个方面:点到点的消息认证和广播认 证。点到点的消息认证使得在收到另一节点发送来 的消息时,能够确认这个消息确实是从该节点发送 过来的;广播认证主要解决单个节点向一组节点发 送统一通告时的认证安全问题。
5.1 无线传感器网络安全概述
3. 网络层的攻击和防御 • 通常,在无线传感器网络中,大量的传感器节点密
集地分布在一个区域里,消息可能需要经过若干节 点才能到达目的地,而且由于传感器网络的动态性, 因此没有固定的基础结构,所以每个节点都需要具 有路由的功能。 • 由于每个节点都是潜在的路由节点,因此更易于受 到攻击。
物联网技术导论--第05章
《物联网技术导论(第二版)》
5
无线传感器网络概述
WSN的概念
无线传感器网络节点的传感器是一种检测装置,能感受到
被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变
换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的 传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
《物联网技术导论(第二版)》
6
无线传感器网络概述
14
无线传感器网络概述
WSN的特点
7 )以数据为中心:在无线传感器网络中,位于监测区域的传感器 节点负责采集相关观察者感兴趣的数据信息,最终将数据传送至汇
ห้องสมุดไป่ตู้
聚节点并转发给观察者。其网络感知和通信的目标是采集具有某种
特征属性的数据或报告事件的发生,而不关心数据具体来源于哪个 传感器节点。其传感器节点可以采用编号标识。但发送数据时并不 一定发送节点编号,而是通告数据或事件的类型和特征。因此无线 传感器网络是一个以数据为中心组织通讯的网络;
于很多野外架设无线传感器网络,为更好的节省能源,延长生存 时间,其节点具有休眠功能。
4)自组织:无线传感器网络的动态性,要求传感器节点需要具
有自组织的能力,能够行配置和管理,通过拓扑控制机制和网络 协议自动形成能够转发数据的多跳无线网络系统;
《物联网技术导论(第二版)》
13
无线传感器网络概述
WSN的特点
7)网络的多应用和异构化: 随着无线传感器网络的发展 , 同一传感器网络将从支持单一应用
向支持多种不同应用发展 , 大规模的无线传感器网络中将包括大
量的异构的传感器节点。
《物联网技术导论(第二版)》
25
无线传感器网络的系统结构
无线传感网络:在无线传感器网络的传感器节点、感
《物联网技术概论》课程标准
《物联网技术概论》课程标准一、课程基本信息二、课程性质与任务《物联网技术概论》为物联网应用技术专业基础课程。
探讨物联网发展的社会背景与技术背景,阐明物联网发展与社会信息化发展的关系,分析物联网与互联网的区别与联系,说明物联网建设的预期目标,描述物联网在感知中国和世界的作用,指出物联网发展中的利与弊。
是物联网专业的一门专业基础课,具有很强的实用性和可操作性。
该课程对物联网专业技术进行了全面的概括的介绍,主要包含物联网所涉及使用的各项技术、原理及应用领域,是进一步学习物联网相关专业的基础,在整个课程体系中具有非常重要的作用。
三、课程设计思路物联网技术概论是以适应物联网专业学习环境和应用岗位需求为依据,目标是通过实践教学,让学生掌握利用物联网基本知识进一步掌握专业知识的技能。
本课程的设计思路是:通过理论与实践相结合的教学方式,强化课程各环节理论联系,掌握相应应用技能。
为此,在教学中主要采取以下方式:(1)理论与实践相结合将理论知识与实际应用相结合,每节课的知识点都通过实际应用案例进行讲解,分析应用环境,演示操作方法,再辅导学生练习。
(2)理论与实习相结合以小组的形式进行辅导,让学生3-5人为一个学习小组,以小组为单位掌握应用技能并适应相关实验环境去参加实践活动。
从实际情况来看,采用以上方式,将能够达到较好效果,基本满足实践教学的设计目的。
四、课程培养目标1.总体目标在完成本门课程学习过程中学生应掌握一定的专业理论知识,形成一定的学习能力,沟通与团队的协作能力,形成良好的思考问题、分析问题和解决问题的能力,养成良好的职业素养。
遵守国家关于网络管理的相关法律法规,形成关键性的技术应用能力及创新、创业能力。
最终成为具备较全面的物联网应用技能的应用型技术人才。
2.具体目标1)能力目标掌握物联网体系结构间的理论联系与技术支持能力掌握一定物联网技术组网能力具备一定物联网专业应用领域中的实际应用能力具备进一步学习相关专业知识的基本素养2)知识目标掌握物联网体系的基本概念和技术理论了解编码、自动识别、WSN等感知层技术了解传输层使用的各种网络技术了解云计算、数据库等处理层技术了解物联网的安全与管理了解物联网在各行业的应用了解物联网个层次的主要技术指标五、课程内容及教学设计学习情境学习子情境参考课时学习情境一物联网体系结构(1)子情境物联网体系结构4学习情境二物联网感知层技术(2-5)子情境物品信息编码4子情境自动识别技术6子情境嵌入式系统6子情境定位技术4学习情境三物联网传输层使用子情境传感器4教学模式:本课程采用探索式教学模式, 实施理论实践一体化、教学做一体化教学,充分体现工学结合的特点。
第5章 物联网
(7) 融合/协同
(4) 移动性
(8) 安全
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第5章 M2M
5.4.2 M2M业务需求
不同的M2M业务对网络带宽、实时性、数据安全 性终端设备移动性以及连接时长等有不同的需求, 以下是M2M应用的典型需求: (1) 提供可以承诺服务质量的通信保障 (2) 提供端到端的业务安全 (3) M2M系统应可以寻址到各种M2M终端设备 (4) 支持群组管理 (5) 终端设备远程管理 (6) 支持不同流量的数据传输 (7) 支持多物资学院信息学院
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第5章 M2M
第三阶段是成熟阶段,家庭及个人应用将成为 M2M的主要力量,通信网络全面融合,可实现不 同通信技术网络之间的无缝连接。
Phase1:探索期
2009~2012 M2M市场规模小, M2M应用在现有网络 下,市场需求主要为 行业应用解决方案。
Phase2:规模期
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第5章 M2M
5.3.3 M2M系统结构
M2M终端
M2M管理平台
应用系统
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第5章 M2M
1. M2M终端
M2M终端具有的功能主要包括接收远程M2M平台 激活指令、本地故障报警、数据通信、远程升级、 使用短消息/彩信/GPRS等几种接口通信协议与 M2M平台进行通信。
(6) Web模块。Web模块提供Web方式操作维护与 配置功能。
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第5章 M2M
3. M2M应用系统
M2M终端获得了信息以后,本身并不处理这些信 息,而是将这些信息集中到应用平台上来,由应用 系统来实现业务逻辑。
精品文档-物联网技术概论(杨埙)-第5章
第5章 物联网安全
3. 核心网络的传输与信息安全 相对于感知网络,核心网络具有相对完整的安全保护能力, 但是由于物联网中节点数量庞大且以集群方式存在,因此在数 据传播时,大量机器发送的数据使网络拥塞,从而产生拒绝服 务攻击(DoS)。 DoS主要用于破坏网络的可用性,减少、降低网络或系统 执行某一功能的能力,如试图中断、颠覆或毁坏传感器网络, 另外还包括硬件失败、软件Bug、资源耗尽、环境条件等。这 里主要考虑协议和设计层面的漏洞,很难确定一个错误(或一 系列错误)是否是DoS所造成的。特别是在大规模的网络中, 此时的传感器网络本身具有比较高的单个节点失效率。DoS可 以发生在物理层,如信道阻塞,这可能包括在网
第5章 物联网安全
(1) 物联网的设备、节点等无人看管,容易受到操纵和 破坏。物联网的许多应用中,设备代替人完成一些复杂、危险 和机械的工作,物联网中设备、节点的工作环境大都是无人监 控。因此攻击者很容易接触到这些设备,从而对设备或嵌入其 中的传感器节点进行破坏。攻击者甚至可以通过更换设备的软 硬件,对它们进行非法操控。例如,在远程输电过程中,电力 企业可以使用物联网来远程操控一些变电设备。由于缺乏看管, 攻击者可轻易地使用非法装置来干扰这些变电设备上的传感器。 如果变电设备的某些重要参数被篡改,后果将会极其严重。
第5章 物联网安全
针对传感器节点被攻击者俘获后可能产生严重的后果,同 时又因为传感器节点容易被物理操纵是传感器网络不可回避的 安全问题,所以必须通过其他的相关技术方案提高传感器网络 的安全性能。
2) 信息窃听 根据无线传感器网络的传感信道经由无线传播网络随机部 署的特点,网络攻击者很容易通过节点之间的传输而获得敏感 或者私有的信息,如在通过无线传感器网络监控室内温度和灯 光的应用中,部署在室外的无线接收器可以获取室内传感器发 送过来的温度和灯光信息;同样,攻击者通过监听室内和室外 节点问的信息传输,也可以获知室内信息,从而知道房屋主人 的生活习性。目前,信息传输主要面临的威胁有以下几种:
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物联网概论(第2版)
5.2.1 ZigBee
4.ZigBee协议
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物联网概论(第2版)
5.2.1 ZigBee
5.ZigBee的应用场景
(1)无线传感器网络
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物联网概论(第2版)
无线接入网
在物联网中,最能体现物联网通信特征的是无线接 入网。ZigBee、蓝牙、UWB、60GHz、Wi-Fi和WiMAX
都属于无线接入网。
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物联网概论(第2版)
5.2.1 ZigBee
ZigBee的中文译名通常称为“紫蜂”。ZigBee是近距离、低功耗、低 复杂度、低速率的无线通信技术。 1.ZigBee的起源
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物联网概论(第2版)
5.2.2 蓝牙
4.蓝牙的协议体系
5.蓝牙的应用场景
(1)居家 (2)工作 (3)途中
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物联网概论(第2版)
5.2.3 UWB
超宽带(UWB)是在宽频带上发送一系列非常窄的低功率脉
冲,能在10m左右的范围内实现Mbit/s的无线数据传输速率。
1.UWB的起源
点击此LAN
2.WLAN的技术特点
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5.2.5 WLAN
3.WLAN的标准
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物联网概论(第2版)
5.2.6 WiMAX
全球微波互联接入(WiMAX)也称为IEEE 802.16无线城域网,它是一种宽带无线接入技术,
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物联网概论(第2版)
2.频谱的划分
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物联网概论(第2版)
2.频谱的划分
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物联网概论(第2版)
5.2
无线接入网
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物联网概论(第2版)
无线接入网
5.2.1 ZigBee 5.2.2 蓝牙 5.2.3 UWB 5.2.4 60GHz通信 5.2.5 WLAN 5.2.6 WiMAX
2.UWB的工作原理
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物联网概论(第2版)
5.2.3 UWB
3.UWB的技术特点
4.UWB的应用场景
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物联网概论(第2版)
5.2.4 60GHz通信
尽管 UWB技术能够提供百 Mbit/s的无线数据传输速率,但依旧不能 满足人们对日益增长的数据业务需求。目前众多室内无线应用需要高速 互 联 网 接 入 和 实 时 数 据 传 输 , 所 需 的 数 据 传 输 速 率 大 约 在 1Gbit/s ~
2.ZigBee的技术特点
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物联网概论(第2版)
5.2.1 ZigBee
3.ZigBee的网络特点
ZigBee支持3种拓扑结构:星形、网状和簇状树形结构,如图5.2所示。
ZigBee是一个最多可由65 000个节点组成的无线数据传输网络平台。
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物联网概论(第2版)
5.2.1 ZigBee
(2)其他应用
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物联网概论(第2版)
5.2.2 蓝牙
蓝牙技术的宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术,使
短程无线通信技术标准化。
1.蓝牙的起源
2.蓝牙的技术优势
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物联网概论(第2版)
5.2.2 蓝牙
3.蓝牙的各种技术 蓝牙技术支持点对点、点对多点的业务,采用灵活的无基站组网 方式,所有设备的地位都是平等的。蓝牙微微网一个主设备(master) 可以同时与7个从设备(slave)进行通信。
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物联网概论(第2版)
电 子
教
案
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第5章 物联网通信
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物联网概论(第2版)
通信是物联网的主要功能,物联网通信构成了物与物、物 与人互联的基础。 物联网通信几乎包含了现在所有的通信技术, 形成了大规模的信息化网络。本章将介绍无线通信网络,包括 无线接入网和移动通信网。本章将介绍有线通信网络,包括有 线接入网和光网络。
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物联网概论(第2版)
1.无线通信网络
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物联网概论(第2版)
1.无线通信网络 (1)WPAN
(2)WLAN
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物联网概论(第2版)
1.无线通信网络 (3)WMAN
(4)WWAN
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物联网概论(第2版)
2.频谱的划分 由于应用领域众多,对频谱的划分有多种方式。较为通用的 IEEE频谱分段法见表5.2。
3Gbit/s。这就促使人们寻找新的技术解决方案, 60GHz通信技术就是在
这种背景下产生的。
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物联网概论(第2版)
5.2.4 60GHz通信
1.60GHz通信的起源
2.60GHz通信的特点和应用
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物联网概论(第2版)
5.2.4 60GHz通信
3.60GHz通信的标准化工作
60GHz通信技术和标准。工业界有WirelessHD和WiGig联盟,标准化组织有 ECMA、IEEE 802.15.3c(TG3c)和IEEE 802.11ad(TG ad)小组。
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物联网概论(第2版)
5.2.5 WLAN
无线局域网(WLAN)是一种利用无线 信号在空中传输数据、话音和视频的技术。 1.WLAN的起源 1990年IEEE成立802.11 WLAN标准工 作组。1997年,WLAN第一个标准IEEE 802.11诞生了。1999年,工业界成立了Wi-Fi 联盟。工作在2.4GHz,5.8GHz。
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物联网概论(第2版)
5.1
无线通信网络概述 无线接入网 移动通信网络 有线接入网
5.2
5.3
5.4
5.5
光网络
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物联网概论(第2版)
5.1
无线通信网络概述
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物联网概论(第2版)
1.无线通信网络 迄今为止,没有任何一种单
一的无线通信网络能够满足所有
的场合和应用需要,因而技术的 多元性是无线网络的一个基本特 征。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 ) 、 无 线 局 域 网 ( WLAN ) 、 无 线 城 域 网 ( WMAN ) 和 无 线 广 域 网 ( WWAN )。无线网络覆盖的范 围如图5.1所示。