物联网技术及其应用(PPT 37张)
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物联网技术及应用-课件
物联网技术及应用
教材适应范围
➢ 《物联网技术及应用》（第2版）是一本关于物联网基础技 术及应用的普通高等学校教材
➢ 可以作为高等院校电气信息类专业物联网技术基础、导论或 物联网技术相关课程的教材或教学参考书
➢ 也可以作为相关机构物联网技术培训教材 ➢ 同时，对有一定信息网络基础并希望在物联网技术方面有所
物联网技术及应用
《物联网技术及应用》(第2版) 教材简介
物联网技术及应用
主要内容
引言 教材基本情况 第1版教材内容及特点 第2版修订原则 第2版教材内容及特点 本教材适应范围
物联网技术及应用
引言
从新世纪初，物联网就已经悄悄地进入了人们的视野， 并在各行各业“初露锋芒”。
➢从射频识别到传感网技术 ➢从移动通信到网络通信 ➢从“智慧地球”到“感知中国” ➢从“E-社会”到“U-社会” ➢从“人-人相通”到“物-物相联” ……
物联网技术及应用
第2版修订原则
✓ 去除个别略显过时的概念和提法 ✓ 更新相关统计数据 ✓ 适当整合教材内容 ✓ 增加近几年发展和新出现的先进技术和新应用。如5G、大
数据、边缘计算、人工智能以及智能制造等 ✓ 配套资料在原有多媒体课件的基础上，增加了复习思考题
及参考答案的内容
物联网技术及应用
第2版教材内容及特点
➢ 第1版共7章内容，包括：物联网概述、感知与识别技术、无 线传感网技术、通信与网络技术、智能处理技术、物联网应用 系统设计和物联网的典型应用。
➢ 本书自2012年出版发行以来，受到广大师生及社会读者的普 遍青睐，反响较好。根据物联网及信息技术不断飞速发展的实 际情况以及广大教师、学生和读者的教学和学习需求，2020 年予以重新修订。
物联网技术及应用
《物联网及其应用》课件
智能安防
智能环境监测
利用物联网技术，实现家居安全监控、门 窗报警、火灾预警等功能，提高家庭安全 防范能力。
通过物联网传感器，实时监测室内环境参 数，如温度、湿度、空气质量等，为家庭 成员提供舒适的生活环境。
智能农业
智能化种植养殖
通过物联网技术，实现农业种植和养殖的 智能化管理，包括环境监测、生长过程控
边缘计算是指在网络边缘进行数据处理 和分析的技术，能够提高数据处理效率 ，降低网络负载和延迟。
VS
详细描述
在物联网中，由于传感器节点数量庞大且 分布广泛，中心服务器处理所有数据会导 致延迟较大且效率低下。边缘计算技术可 以将数据处理和分析的任务转移到靠近数 据源的边缘设备上，从而降低网络负载和 延迟，提高数据处理效率。
智能工业
总结词
物联网在智能工业领域的应用 ，旨在提高工业生产效率和质
量，降低生产成本和能耗。
工业自动化生产
通过物联网技术，实现工业自 动化生产线的智能化控制和管 理，提高生产效率和产品质量 。
工业设备监测与维护
利用物联网技术，实现工业设 备的远程监测、故障诊断和预 测性维护，降低设备故障率和 维修成本。
为全球信息产业的重要组成部分。
物联网的体系结构
总结词
物联网体系结构包括感知层、网络层和应用层三个层次。
详细描述
物联网体系结构包括感知层、网络层和应用层三个层次。感知层主要负责物品信息的采集和感知，包括传感器、 RFID等设备；网络层主要负责将采集到的物品信息传输到应用层，包括互联网、移动通信网等网络；应用层主要 负责对传输过来的物品信息进行处理和应用，包括各种物联网应用系统和服务。
工业能耗管理
通过物联网技术，实现工业能 耗的智能化管理，包括能源监 测、节能控制和能源优化等。
物联网技术与应用PPT课件
▪ 然而目前，虚拟世界的入口主要是计算机终端，虚拟世界的活动 方式以人为的浏览网页、收发邮件、聊天等为主。虚拟世界只是 现实世界的一个镜像，一个存放数据的仓库。随着互联网业务的 发展、通信能力的不断增强、现代社会寻找创新动力的需求出现 ，人们开始希望能够随时随地进入这个信息畅通的虚拟世界，同 时希望能在虚拟世界中从事更多现实世界中的活动。这种更深度 的融合趋势催生了物联网。
对互联网领域来说，物联网就是互联网的延伸， 就是物物相连的互联网。
对无线传感器网络领域来说，物联网就是一个 广域的传感网
从层次的维度
业务和应用网络:把感知网络和传输网络获取的信息进行分析和处理 作出正确控制和决策，实现智能化管理应用和服务。
传输网络:利用移动通信系统、互联网将感知层获取信息进行处理传递
感知网络:利用RFID、摄像头、传感器、GPS等识别物体、采集信息
通过物联网与传感网、互联网、泛在网等相似概念的
辨析进一步明晰物联网的基本特征
1．物联网与传感网——传感网是物联网的组成部分
传感网指由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，通过自组织方式构成的网络。一般指无线传感网WSN。
第二个方向是虚拟世界向现实世界的融入——
包括通过传感器网络、RFID等技术使得现实物理世界中 的物体能够可感知、可识别、可控制，从而形成对物理 世界的自动识别、控制、监控、管理等，为人类创造一 个智能的环境，我们称之为“物理世界智能化”。
在“数字世界泛在化”和“物理世界智能化” 的融合过程中，物联网被赋予多个维度的内涵， 具有多重含义。
▪ 物联网正是因为代表了这种融合的趋势，蕴含着融合所带来的巨 大创新空间，以及融合后产生的巨大价值，才成为了当下的热点 ，成为了包括我国在内的多个国家的重大科技战略。
对互联网领域来说，物联网就是互联网的延伸， 就是物物相连的互联网。
对无线传感器网络领域来说，物联网就是一个 广域的传感网
从层次的维度
业务和应用网络:把感知网络和传输网络获取的信息进行分析和处理 作出正确控制和决策，实现智能化管理应用和服务。
传输网络:利用移动通信系统、互联网将感知层获取信息进行处理传递
感知网络:利用RFID、摄像头、传感器、GPS等识别物体、采集信息
通过物联网与传感网、互联网、泛在网等相似概念的
辨析进一步明晰物联网的基本特征
1．物联网与传感网——传感网是物联网的组成部分
传感网指由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，通过自组织方式构成的网络。一般指无线传感网WSN。
第二个方向是虚拟世界向现实世界的融入——
包括通过传感器网络、RFID等技术使得现实物理世界中 的物体能够可感知、可识别、可控制，从而形成对物理 世界的自动识别、控制、监控、管理等，为人类创造一 个智能的环境，我们称之为“物理世界智能化”。
在“数字世界泛在化”和“物理世界智能化” 的融合过程中，物联网被赋予多个维度的内涵， 具有多重含义。
▪ 物联网正是因为代表了这种融合的趋势，蕴含着融合所带来的巨 大创新空间，以及融合后产生的巨大价值，才成为了当下的热点 ，成为了包括我国在内的多个国家的重大科技战略。
物联网技术与应用ppt
➢ M2M 技术的目标就是使所有机器设备都具备联网和通信 能力，其核心理念就是网络一切（Network Everything）。
应用层-云计算
➢ 云计算通过共享基础资源（硬件、平台、软件）的方法， 将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT 服务，这样企业 与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过 互联网来租赁计算力等资源。用户可以在多种场合，利用 各类终端，通过互联网接入云计算平台来共享资源。
物”的识别； ➢ 传输网络，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等
实现数据的传输； ➢ 智能处理，即利用云计算、人工智能等技术实现对物品的
自动控制与智能管理等。
物联网体系架构
感知层
感知层关键技术： ➢ 传感器技术； ➢ 物品标识技术：RFID技术、二维码技术； ➢ 短距离无线传输技术：蓝牙（Bluetooth）。
感知层-二维码技术
➢ 二维码（2-dimensional bar code）是用某种特定的几 何形体按一定规律在平面上分布（黑白相间）的图形来记 录信息的应用技术。从技术原理来看，二维码在代码编制 上利用构成计算机内部逻辑基础的“0”和“1”比特流的 概念，使用若干与二进制相对应的几何形体来表示数值信 息，并通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现 信息的自动处理。
感知层-传感器技术
➢ 传感器是一种检测装置，能感受到被测的信息，并能将检测 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。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
感知层-RFID技术
➢ RFID 是射频识别（Radio Frequency Identification） 的英文缩写，其工作原理为：电子标签进入读写器产生的 磁场后，读写器发出的射频信号，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（无源标签或被动标 签），或者主动发送某一频率的信号（有源标签或主动标 签）；读写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。
应用层-云计算
➢ 云计算通过共享基础资源（硬件、平台、软件）的方法， 将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT 服务，这样企业 与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过 互联网来租赁计算力等资源。用户可以在多种场合，利用 各类终端，通过互联网接入云计算平台来共享资源。
物”的识别； ➢ 传输网络，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等
实现数据的传输； ➢ 智能处理，即利用云计算、人工智能等技术实现对物品的
自动控制与智能管理等。
物联网体系架构
感知层
感知层关键技术： ➢ 传感器技术； ➢ 物品标识技术：RFID技术、二维码技术； ➢ 短距离无线传输技术：蓝牙（Bluetooth）。
感知层-二维码技术
➢ 二维码（2-dimensional bar code）是用某种特定的几 何形体按一定规律在平面上分布（黑白相间）的图形来记 录信息的应用技术。从技术原理来看，二维码在代码编制 上利用构成计算机内部逻辑基础的“0”和“1”比特流的 概念，使用若干与二进制相对应的几何形体来表示数值信 息，并通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现 信息的自动处理。
感知层-传感器技术
➢ 传感器是一种检测装置，能感受到被测的信息，并能将检测 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。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
感知层-RFID技术
➢ RFID 是射频识别（Radio Frequency Identification） 的英文缩写，其工作原理为：电子标签进入读写器产生的 磁场后，读写器发出的射频信号，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（无源标签或被动标 签），或者主动发送某一频率的信号（有源标签或主动标 签）；读写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。
物联网技术与应用PPT
JINHUA POLYTECHNIC
物联网技术及其应用
寿康
背景
*2011年9月2日至4日中国(宁波)智慧城市技术与应用产品博览会(以下简称“智博会”) 隆重举办，浙江省政府、工业和信息化部、国家标准化委员会签署了战略合作框架协 议，三方将联合开展“智慧城市”建设试点工作，并支持宁波成为“智慧城市”国家 综合试点城市。
国家和地方政府支持物联网发展要点
关键技术突破
1
l 传感器技术和部件 l 移动通信技术和芯片 l 数字信号处理技术
2
应用服务导向
l 政府事务应用 l 社会公共服务应用 l 行业和企业专业应用
试点示范带动 3
l 公共安全、交通、环境 l 生活服务、医疗卫生 l 安全溯源、电网、物流
4 基础设施先行
l 政策法规和标准建设 l 移动和宽带网络建设 l 计算中心建设
第一大推动力：政府
2009.8.7 中国国务院总理温家宝调研无锡时，对无锡传感中心高度 关注，提出把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法并指出：在传感 网发展中 早一点 谋划未来 --- 早一点攻破核心技术。
温家宝2009年11月3日上午在人民大会堂首 都科技大会上强调要着力突破传感网、物联 网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研 发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈 向信息社会的“发动机”。
2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域 2010－2015年实现物与物之间的互联 2015－2020年进入半智能化 2020年之后实现全智能化。
第一大推动力：政府
日本u-Japan战略，希望实现从有线到无线、从网络到终端 、包括认证、数据交换在内的无缝链接泛在网络环境， 100％的国民可以利用高速或超高速网络。
物联网技术及其应用
寿康
背景
*2011年9月2日至4日中国(宁波)智慧城市技术与应用产品博览会(以下简称“智博会”) 隆重举办，浙江省政府、工业和信息化部、国家标准化委员会签署了战略合作框架协 议，三方将联合开展“智慧城市”建设试点工作，并支持宁波成为“智慧城市”国家 综合试点城市。
国家和地方政府支持物联网发展要点
关键技术突破
1
l 传感器技术和部件 l 移动通信技术和芯片 l 数字信号处理技术
2
应用服务导向
l 政府事务应用 l 社会公共服务应用 l 行业和企业专业应用
试点示范带动 3
l 公共安全、交通、环境 l 生活服务、医疗卫生 l 安全溯源、电网、物流
4 基础设施先行
l 政策法规和标准建设 l 移动和宽带网络建设 l 计算中心建设
第一大推动力：政府
2009.8.7 中国国务院总理温家宝调研无锡时，对无锡传感中心高度 关注，提出把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法并指出：在传感 网发展中 早一点 谋划未来 --- 早一点攻破核心技术。
温家宝2009年11月3日上午在人民大会堂首 都科技大会上强调要着力突破传感网、物联 网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研 发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈 向信息社会的“发动机”。
2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域 2010－2015年实现物与物之间的互联 2015－2020年进入半智能化 2020年之后实现全智能化。
第一大推动力：政府
日本u-Japan战略，希望实现从有线到无线、从网络到终端 、包括认证、数据交换在内的无缝链接泛在网络环境， 100％的国民可以利用高速或超高速网络。
《物联网技术》ppt课件完整版
物联网在智慧城市中的关键作用
数据采集与感知
物联网设备能够实时采集城市运行中的各种数据，如环境监测、 交通流量、能源消耗等，为智慧城市提供丰富的数据源。
智能化决策支持
基于物联网大数据的分析和处理，能够为城市管理者提供智能化的 决策支持，提高管理效率和响应速度。
便捷化公共服务
物联网技术能够推动城市公共服务的便捷化，如智能停车、智能照 明、智能安防等，提升城市居民的生活品质。
案例分析三
某物流配送中心通过物联 网技术实现了对货物的实 时追踪和管理，提高了物 流配送的效率和准确性。
07
物联网在智慧城市领域应用
智慧城市概念及体系架构
智慧城市定义
利用先进的信息通信技术，实现城市运营、管理和服务的智能化，提升城市可持续 发展能力。
智慧城市体系架构
包括感知层、网络层、平台层和应用层，各层级之间协同工作，实现数据采集、传 输、处理和应用的全流程。
《物联网技术》ppt课件完整版
目 录
• 物联网技术概述 • 物联网感知层技术 • 物联网网络层技术 • 物联网应用层技术 • 物联网在智能家居领域应用 • 物联网在工业自动化领域应用 • 物联网在智慧城市领域应用 • 物联网技术挑战与未来发展
01
物联网技术概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网是通过射频识别、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，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、追踪、监控和管理的一种网络。
发展历程
物联网概念最早出现于1999年，由美国麻省理工学院提出。随着技术的不断发 展和应用需求的增加，物联网逐渐从概念走向实践，成为全球范围内的研究热 点。
物联网技术发展及其应用PPT课件
按感知技术分类：光电传感器、生物传感、混合传感器、 MEMS（Microelectro Mechanical Systems）传感器……
温度传感器
• 常见的温度传感器包括热敏电阻，半导体温度传感器，以及温差电偶。 • 热敏电阻主要是利用各种材料电阻率的温度敏感性，根据材料的不同，热敏
电阻可以用于设备的过热保护，以及温控报警等等。 • 半导体温度传感器利用半导体器件的温度敏感性来测量温度，具有成本低廉，
RFID标准
目前，世界一些知名公司各自推出了自己的很多标准，这些标准 互不兼容，表现在频段和数据格式上的差异。
目前全球有两大RFID标准阵营：欧美的Auto-ID Center与日本的 Ubiquitous ID Center（UID）。
欧美的EPC标准采用UHF频段，为860MHz～930MHz，日本RFID 标准采用的频段为2.45GHz和13.56MHz；日本标准电子标签的信 息位数为128位，EPC标准的位数则为96位。
民众可以随时随地享有科技智慧服务。 • 2009年
• 欧盟委员会颁布：《物联网:欧洲行动计划》 • 温家宝总理视察无锡，提出"感知中国"计划，拉开中国物联网发展的帷幕 • IBM提出“智慧地球”概念；美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。 • 2011年，工业和信息化部印发《物联网“十二五”发展规划》，明确了我国物联网发展 原则、发展目标，主要任务，重点工程，保障措施等。 • 2014年1月，谷歌32亿美金收购Nest，正式吹响物联网进军家庭号角。国内互联网巨 头纷纷跟风投入智能家居大潮。
磁卡
接触式IC卡 （integrated circuit card）
也叫做智能卡（smart card），它是通过在集成电路芯片上写 的数据来进行识别的。IC卡与IC卡读写器，以及后台计算机管理 系统组成了IC卡应用系统。
温度传感器
• 常见的温度传感器包括热敏电阻，半导体温度传感器，以及温差电偶。 • 热敏电阻主要是利用各种材料电阻率的温度敏感性，根据材料的不同，热敏
电阻可以用于设备的过热保护，以及温控报警等等。 • 半导体温度传感器利用半导体器件的温度敏感性来测量温度，具有成本低廉，
RFID标准
目前，世界一些知名公司各自推出了自己的很多标准，这些标准 互不兼容，表现在频段和数据格式上的差异。
目前全球有两大RFID标准阵营：欧美的Auto-ID Center与日本的 Ubiquitous ID Center（UID）。
欧美的EPC标准采用UHF频段，为860MHz～930MHz，日本RFID 标准采用的频段为2.45GHz和13.56MHz；日本标准电子标签的信 息位数为128位，EPC标准的位数则为96位。
民众可以随时随地享有科技智慧服务。 • 2009年
• 欧盟委员会颁布：《物联网:欧洲行动计划》 • 温家宝总理视察无锡，提出"感知中国"计划，拉开中国物联网发展的帷幕 • IBM提出“智慧地球”概念；美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。 • 2011年，工业和信息化部印发《物联网“十二五”发展规划》，明确了我国物联网发展 原则、发展目标，主要任务，重点工程，保障措施等。 • 2014年1月，谷歌32亿美金收购Nest，正式吹响物联网进军家庭号角。国内互联网巨 头纷纷跟风投入智能家居大潮。
磁卡
接触式IC卡 （integrated circuit card）
也叫做智能卡（smart card），它是通过在集成电路芯片上写 的数据来进行识别的。IC卡与IC卡读写器，以及后台计算机管理 系统组成了IC卡应用系统。
物联网技术及其应用PPT37页
踪，信息自动采集， 仓储应用，港口应用， 邮政，快递。
• 商品的销售数据实时
统计，补货，防盗
物流
零售
• 生产数据的实时监控，
质量追踪，自动化生 产
• 自动化生产，仓储管
理，品牌管理，单品 管理，渠道管理
制造业
服装业
• 医疗器械管理，病人
身份识别，婴儿防盗
医疗
• 电子护照，身份证，
学生证等各种电子证 件。
制、国际对话、环境问题、统计数据和进展监督等一系列工作。
2009年-日本 i-Japan战略
•i-Japan战略。在u-Japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用。2004年，日本信息通信产业的主管 机关总务省（MIC）提出2006～2010年间IT发展任务——u-Japan战略。该战略的理念是以人为本，实现所有 人与人、物与物、人与物之间的连接，即所谓4U=ForYou（Ubiquitous,Universal, User-oriented, Unique），希 望在2010年将日本建设成一个“实现随时、随地、任何物体、任何人（anytime, anywhere, anything, anyone） 均可连接的泛在网络社会”。
若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起电 子标签内部电荷泵提升工作电压，提供电压擦 写E2PROM。若经判断其对应密码和权限不符， 则返回出错信息。
IT·服务·创新
物联网核心技术：RFID RFID主要频段标准及特性
IT·服务·创新
物联网核心技术：RFID
RFID应用领域
IT·服务·创新
• 物流过程中的货物追
RFID系统组成
• 电子标签：由芯片和标签天线或线圈组成，通过电感耦合或电磁 反射原理与读写器进行通信；
• 商品的销售数据实时
统计，补货，防盗
物流
零售
• 生产数据的实时监控，
质量追踪，自动化生 产
• 自动化生产，仓储管
理，品牌管理，单品 管理，渠道管理
制造业
服装业
• 医疗器械管理，病人
身份识别，婴儿防盗
医疗
• 电子护照，身份证，
学生证等各种电子证 件。
制、国际对话、环境问题、统计数据和进展监督等一系列工作。
2009年-日本 i-Japan战略
•i-Japan战略。在u-Japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用。2004年，日本信息通信产业的主管 机关总务省（MIC）提出2006～2010年间IT发展任务——u-Japan战略。该战略的理念是以人为本，实现所有 人与人、物与物、人与物之间的连接，即所谓4U=ForYou（Ubiquitous,Universal, User-oriented, Unique），希 望在2010年将日本建设成一个“实现随时、随地、任何物体、任何人（anytime, anywhere, anything, anyone） 均可连接的泛在网络社会”。
若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起电 子标签内部电荷泵提升工作电压，提供电压擦 写E2PROM。若经判断其对应密码和权限不符， 则返回出错信息。
IT·服务·创新
物联网核心技术：RFID RFID主要频段标准及特性
IT·服务·创新
物联网核心技术：RFID
RFID应用领域
IT·服务·创新
• 物流过程中的货物追
RFID系统组成
• 电子标签：由芯片和标签天线或线圈组成，通过电感耦合或电磁 反射原理与读写器进行通信；
2-4、物联网技术及其应用ppt课件
提取工作所需的电能。采用电感耦合方式的应答器多为 无源应答器。
半无源应答器 ：内装有电池，起辅助作用，对维
持数据的电路供电或对应答器芯片工作所需的电压 作辅助支持，用于传输通信的射频能量源自阅读器。
有源应答器：工作电源完全由内部电池供给，同时内
2019/12/4部电池能量也部分地转换ppt为课件应答器与阅读器通信所需的 32 射频能量。
27
反向散射方式RFID的工作原理
换能器的作用是将电信号转换为声波。它利 用压电衬底在电场作用下的膨胀和收缩效应。
指状电极上的电位差形成电场。射频信号引 起压电衬底的振动，从而沿其表面产生声波， 经反射返回换能器在转换成射频脉冲的序列 的电信号，经偶极子天线回传至阅读器；
声表面波RFID系统的作用距离主要取决于阅
2019观/12/4事物的有线、无线接p入pt课的件 传感器网络；
3
什么是传感网（物联网）？
物联网，基本上就是我们以前称为传感网的 网络。IBM在前年提出，美国总统奥巴马上 台以后，为了解决经济危机，接过这一事物， 提出“智慧地球”的概念；
温家宝总理2009，8视察江苏无锡时，提出 把“智慧中国”的中心建在无锡。江苏省委 和省政府非常重视。正在全力贯彻落实。
物联网应该有更规范的内涵，例如物联
网也包括网络控制为目的，而传感网更强调
2019以/12/4感知为目的；
ppt课件
6
什么是物联网？
物联网将各种信息传感设备、控制设备，例如射频 识别装置（RFID）、红外感应装置、全球定位系统 （GPS）、激光扫描器等与互联网结合起来形成一 个不仅仅是人在使用，也可以把各种其它信息（不 仅仅是文字、语言、数字、图像）通过互联网进行 传递、处理、存储、检测等。以提高人类社会的信 息化、自动化水平。物联网的用途广泛，遍及智能 交通、环境保护、政府政务、公共安全、平安家居、 智能消防、工业检测、病老护理、个人健康等多个 领域。
半无源应答器 ：内装有电池，起辅助作用，对维
持数据的电路供电或对应答器芯片工作所需的电压 作辅助支持，用于传输通信的射频能量源自阅读器。
有源应答器：工作电源完全由内部电池供给，同时内
2019/12/4部电池能量也部分地转换ppt为课件应答器与阅读器通信所需的 32 射频能量。
27
反向散射方式RFID的工作原理
换能器的作用是将电信号转换为声波。它利 用压电衬底在电场作用下的膨胀和收缩效应。
指状电极上的电位差形成电场。射频信号引 起压电衬底的振动，从而沿其表面产生声波， 经反射返回换能器在转换成射频脉冲的序列 的电信号，经偶极子天线回传至阅读器；
声表面波RFID系统的作用距离主要取决于阅
2019观/12/4事物的有线、无线接p入pt课的件 传感器网络；
3
什么是传感网（物联网）？
物联网，基本上就是我们以前称为传感网的 网络。IBM在前年提出，美国总统奥巴马上 台以后，为了解决经济危机，接过这一事物， 提出“智慧地球”的概念；
温家宝总理2009，8视察江苏无锡时，提出 把“智慧中国”的中心建在无锡。江苏省委 和省政府非常重视。正在全力贯彻落实。
物联网应该有更规范的内涵，例如物联
网也包括网络控制为目的，而传感网更强调
2019以/12/4感知为目的；
ppt课件
6
什么是物联网？
物联网将各种信息传感设备、控制设备，例如射频 识别装置（RFID）、红外感应装置、全球定位系统 （GPS）、激光扫描器等与互联网结合起来形成一 个不仅仅是人在使用，也可以把各种其它信息（不 仅仅是文字、语言、数字、图像）通过互联网进行 传递、处理、存储、检测等。以提高人类社会的信 息化、自动化水平。物联网的用途广泛，遍及智能 交通、环境保护、政府政务、公共安全、平安家居、 智能消防、工业检测、病老护理、个人健康等多个 领域。
物联网的技术与应用专题(PPT 37张)
目前，随着网络接入多样化、IP宽带化和计算机软件技术的飞跃发展，基于海量 信息收集和分类处理的能力大大提高。
3
第一部分：物联网简介
1. 物联网的定义 1995年，比尔盖茨在其《未来之路》一书中第一次
提及物联网(IoT, Internet of Things)概念。简而言之，物 联网就是物物相连的互联网，其中包含两层意思：
15
第二部分：物联网应用
1. 物联网的应用实施步骤
一般来讲，应用实施物联网主要应包括如下几个步骤： ●对物体属性进行标识，其中，属性包括静态和动态的属性， 静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器 实时探测； ●利用识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适 合网络传输的数据格式； ●将物体的信息通过网络传输到信息处理中心，由处理中心 完成物体通信的相关计算。
9
第一部分：物联网简介
（2）国内物联网发展历程
● 1999年，中科院就启动了传感网研究，分别在无线智能传 感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站 等方面取得重大进展； ●2008年11月，无锡市与中科院上海微系统所共建成立中科 院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心； ● 2009年8月7日，温家宝在无锡视察中科院物联网技术研发 中心时指出，要尽快建立中国的传感信息中心，并形象地称 为“感知中国”中心； ● 2010年3月，上海物联网中心成立。
“智慧地球”提出：把感应器嵌入和装备到电网、铁 路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管 道等各种物体之中,并且被普遍连接，形成所谓“物联 网”，并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来， 实现人类社会与物理系统的无缝结合。
5
第一部分：物联网简介
1. 物联网的定义（Cont.） 国际电信联盟(ITU)关于物联网的正式定义：通过射
3
第一部分：物联网简介
1. 物联网的定义 1995年，比尔盖茨在其《未来之路》一书中第一次
提及物联网(IoT, Internet of Things)概念。简而言之，物 联网就是物物相连的互联网，其中包含两层意思：
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第二部分：物联网应用
1. 物联网的应用实施步骤
一般来讲，应用实施物联网主要应包括如下几个步骤： ●对物体属性进行标识，其中，属性包括静态和动态的属性， 静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器 实时探测； ●利用识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适 合网络传输的数据格式； ●将物体的信息通过网络传输到信息处理中心，由处理中心 完成物体通信的相关计算。
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第一部分：物联网简介
（2）国内物联网发展历程
● 1999年，中科院就启动了传感网研究，分别在无线智能传 感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站 等方面取得重大进展； ●2008年11月，无锡市与中科院上海微系统所共建成立中科 院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心； ● 2009年8月7日，温家宝在无锡视察中科院物联网技术研发 中心时指出，要尽快建立中国的传感信息中心，并形象地称 为“感知中国”中心； ● 2010年3月，上海物联网中心成立。
“智慧地球”提出：把感应器嵌入和装备到电网、铁 路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管 道等各种物体之中,并且被普遍连接，形成所谓“物联 网”，并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来， 实现人类社会与物理系统的无缝结合。
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第一部分：物联网简介
1. 物联网的定义（Cont.） 国际电信联盟(ITU)关于物联网的正式定义：通过射
物联网技术与应用37
• 智能电网是未来电网的发展趋势
• 智能电网的作用
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物联网技术与应用37
4.5.2 智能电网
据中国电力科学研究院透露，智能电网的建设规划思路是： 在2020年之前分三个阶段实施，第一个阶段为2009-2010年，主 要是研究和试点，第二个阶段是2011-2015年，智能电网将大规模 实施，第三个阶段是2016-2020年，实现整体的完善和提升。
• 物联网在电力系统已经得到了广泛应用，国家电网公司设立过 很多物联网的项目，如变电站的巡检、高压气象状态检测、高 压电器设备检测及智能用电和智能家居等。
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物联网技术与应用37
4.5.2 智能电网
• 概念：按照美国能源部的定义，智能电网是指一个完全自动化 的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证 从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电 能的双向流动，其构成包括数据采集、数据传输、信息集成、 分析优化和信息展现5个方面。
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第四章 目录
• 4.1 物流业 • 4.2 城市市政管理 • 4.3 交通方面 • 4.4 工业方面 • 4.5 电力行业 • 4.6 其他方面
物联网技术与应用37
4.3.1 概述
• 随着社会经济的发展，道路和车辆的增加，交通拥挤、交通事 故频发等造成了越来越巨大的时间浪费、财产损失和环境污染 ，交通问题已成为包括我国在内的世界各国政府共同面临的重 要难题之一。
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物联网技术与应用37
4.2.3 物联网与城市信息化
• 3.物联网在城市信息化管理中的应用挑战
•物联网是一个具有挑战性的领域，其涉及器件、设备、系统、 网络、服务、商业模式等诸多方面，要实现物联网在产业经济 和应用方面的目标，尚需做许多深入细致的工作。 •(1)标准体系的建立和完善 •(2)泛在网络的资源共享和信息安全 •(3)创新网络体制和网络业务研究 •(4)商业模式的探讨及建立健全
• 智能电网的作用
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物联网技术与应用37
4.5.2 智能电网
据中国电力科学研究院透露，智能电网的建设规划思路是： 在2020年之前分三个阶段实施，第一个阶段为2009-2010年，主 要是研究和试点，第二个阶段是2011-2015年，智能电网将大规模 实施，第三个阶段是2016-2020年，实现整体的完善和提升。
• 物联网在电力系统已经得到了广泛应用，国家电网公司设立过 很多物联网的项目，如变电站的巡检、高压气象状态检测、高 压电器设备检测及智能用电和智能家居等。
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4.5.2 智能电网
• 概念：按照美国能源部的定义，智能电网是指一个完全自动化 的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证 从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电 能的双向流动，其构成包括数据采集、数据传输、信息集成、 分析优化和信息展现5个方面。
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第四章 目录
• 4.1 物流业 • 4.2 城市市政管理 • 4.3 交通方面 • 4.4 工业方面 • 4.5 电力行业 • 4.6 其他方面
物联网技术与应用37
4.3.1 概述
• 随着社会经济的发展，道路和车辆的增加，交通拥挤、交通事 故频发等造成了越来越巨大的时间浪费、财产损失和环境污染 ，交通问题已成为包括我国在内的世界各国政府共同面临的重 要难题之一。
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4.2.3 物联网与城市信息化
• 3.物联网在城市信息化管理中的应用挑战
•物联网是一个具有挑战性的领域，其涉及器件、设备、系统、 网络、服务、商业模式等诸多方面，要实现物联网在产业经济 和应用方面的目标，尚需做许多深入细致的工作。 •(1)标准体系的建立和完善 •(2)泛在网络的资源共享和信息安全 •(3)创新网络体制和网络业务研究 •(4)商业模式的探讨及建立健全
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物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不同行业需求千差万别，如何满足终端产 品的多样化需求，对运营商来说是一大挑战。
物联网核心技术：RFID
IT·服务·创新
物联网核心技术：RFID
系统工作原理
IT·服务·创新
物联网核心技术：RFID RFID主要频段标准及特性
IT·服务·创新
羊肉的种类、产地、 出栏时间？
因特网
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物联网应用
IT·服务·创新
27
物联网应用
个人保健
IT·服务·创新
人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到 相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过手机，提醒您去医院检查身体。
健康参数： 1）体温 2）血压 3）心电图 4）血氧监测
物联网（IOT）的特征
IT·服务·创新
感知
传输
智能
全面感知
利用RFID、传感器、二维码等 能够随时随地采集物体的动态
信息。
可靠传输
通过网络将感知的各种 信息进行实时传送。
智能处理
利用计算机技术，及时地对海量的 数据进行信息控制，真正达到了 人与物的沟通、物与物的沟通。
物联网（IOT）结构示意图
IT·服务·创新
医院
因特网
28
物联网应用
平安城市建设
IT·服务·创新
利用部署在大街小巷的全球眼监控探头，实现图像敏感性智能分析并与110、
119、112等交互，实现探头与探头之间、探头与人、探头与报警系统之间的联动，
从而构建和谐安全的城市生活环境。
网络存储单 元
数字显示墙 （电视墙）
控制台
客户监控中心
10M/100M专线/VPN
IT·服务·创新
物联网核心技术：WSN融合
IT·服务·创新
WSN和其它无线通信技术的融合
物联网核心技术
RFID侧重于识别，能够实现 对目标的标识和管理，同时RFID 系统具有读写距离有限、抗干扰 性差、实现成本较高的不足； WSN侧重于组网，实现数据的传 递，具有部署简单，实现成本低 廉等优点，但一般WSN并不具有 节点标识功能。RFID与WSN的 结合存在很大的契机。
IT·服务·创新
物联网应用示意图
IT·服务·创新
物联网应用
畜牧溯源
IT·服务·创新
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。
种类：山羊 产地：宁夏香山 出栏时间：09年9月
RFID与WSN可以在两个不 同的层面进行融合：物联网架构 下RFID与WSN的融合，传感器 网络架构下RFID与WSN的融合。
RFID和WSN融合
IT·服务·创新
物联网架构下RFID与WSN的融合
物联网核心技术
RFID和WSN融合
IT·服务·创新
传感器网络架构下RFID与WSN的融合：智能基站
物联网应用示意图
物联网核心技术：RFID
RFID应用领域
IT·服务·创新
物联网核心技术：WSN
IT·服务·创新
物联网核心技术：WSN体系结构 WSN体系结构：平面拓扑结构
IT·服务·创新
WSN体系结构：逻辑分层结构
物联网核心技术：WSN体系结构 传感器节点体系结构
传感器网络协议栈
IT·服务·创新
物联网核心技术：WSN的特征
各国物联网战略或计划
IT·服务·创新
物联网（IOT）的特征
IT·服务·创新
感知
传输
智能
全面感知
利用RFID、传感器、二维码等 能够随时随地采集物体的动态
信息。
可靠传输
通过网络将感知的各种 信息进行实时传送。
智能处理
利用计算机技术，及时地对海量的 数据进行信息控制，真正达到了 人与物的沟通、物与物的沟通。
数字矩阵
视频分发单元
中心管理服务器
网络存储单元
监控管理平台
视频监控网
互联网/专线/VPN
报警输出 报警输入 采集点1
POWERFAULT DATA ALARM
全球眼视频服务器 （本地录像）
监控点
采集点n
互联网/专线/VPN
…
互联网/VPN
访问客户端
报警输出 报警输入 采集点1
POWERFAULT DATA ALARM
IOT基本理论模型
IT·服务·创新
智能卡 二维码
跟踪定位
条形码
近距离通信
传感器技术
网关设备
高速数 据网络
GPS
因特网
智慧星球
IT·服务·创新
面临五个主要技术问题
IT·服务·创新
（1）技术标准问题 世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于2006年成立了无线传感器网络标准项目组。
2009年9月，传感器网络标准工作组正式成立了PG1(国际标准化)、PG2(标准体系与系统架构)、PG3(通信与信 息交互)、PG4(协同信息处理)、PG5(标识)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(电力行业应用调研)等8个专项组， 开展具体的国家标准的制定工作。 （2）安全问题
信息采集频繁，其数据安全也必须重点考虑。 （3）协议问题
物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于TCP/IP，但在接入层面，协议类别五花八门， GPRS/CDMA、短信、传感器、有线等多种通道，物联网需要一个统一的协议栈。 （4）IP地址问题
每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址，IPv4资源即将耗尽，那就 需要IPv6来支撑。IPv4向IPv6过渡是一个漫长的过程，因此物联网一旦使用IPv6地址，就必然会存在与IPv4的兼 容性问题。 （5）终端问题。
全球眼视频服务器 （本地录像）
监控点
采集点n
.
摄像机及云台
. . ...
. 摄像机及云台 . 含可移动摄像机
. ...
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物联网应用
未来数字家庭
信息 通信
数字家庭
IT·服务·创新 娱乐
生活
数字家庭是以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电
物联网技术 及其应用
IT·服务·创新
电 科
112
物联网技术及其应用
物联网概述
核心技术
பைடு நூலகம்
物联网应用
专业联系
IT·服务·创新
物联网（IOT）的起源
IT·服务·创新
物联网（IOT）的定义
IT·服务·创新
广义的物联网涵义
IT·服务·创新
利用条码、射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等 信息传感设备，按约定的协议，实现人与人、人与物、物与物的在任何时间、 任何地点的连接（anything、anytime、anywhere），从而进行信息交换和通 讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。
物联网核心技术：RFID
IT·服务·创新
物联网核心技术：RFID
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物联网应用
个人保健
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人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到 相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过手机，提醒您去医院检查身体。
健康参数： 1）体温 2）血压 3）心电图 4）血氧监测
物联网（IOT）的特征
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感知
传输
智能
全面感知
利用RFID、传感器、二维码等 能够随时随地采集物体的动态
信息。
可靠传输
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利用部署在大街小巷的全球眼监控探头，实现图像敏感性智能分析并与110、
119、112等交互，实现探头与探头之间、探头与人、探头与报警系统之间的联动，
从而构建和谐安全的城市生活环境。
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控制台
客户监控中心
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物联网核心技术：WSN融合
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WSN和其它无线通信技术的融合
物联网核心技术
RFID侧重于识别，能够实现 对目标的标识和管理，同时RFID 系统具有读写距离有限、抗干扰 性差、实现成本较高的不足； WSN侧重于组网，实现数据的传 递，具有部署简单，实现成本低 廉等优点，但一般WSN并不具有 节点标识功能。RFID与WSN的 结合存在很大的契机。
IT·服务·创新
物联网应用示意图
IT·服务·创新
物联网应用
畜牧溯源
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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。
种类：山羊 产地：宁夏香山 出栏时间：09年9月
RFID与WSN可以在两个不 同的层面进行融合：物联网架构 下RFID与WSN的融合，传感器 网络架构下RFID与WSN的融合。
RFID和WSN融合
IT·服务·创新
物联网架构下RFID与WSN的融合
物联网核心技术
RFID和WSN融合
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物联网应用示意图
物联网核心技术：RFID
RFID应用领域
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物联网核心技术：WSN
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物联网核心技术：WSN体系结构 WSN体系结构：平面拓扑结构
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物联网核心技术：WSN体系结构 传感器节点体系结构
传感器网络协议栈
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物联网核心技术：WSN的特征
各国物联网战略或计划
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物联网（IOT）的特征
IT·服务·创新
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POWERFAULT DATA ALARM
全球眼视频服务器 （本地录像）
监控点
采集点n
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…
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IT·服务·创新
智能卡 二维码
跟踪定位
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近距离通信
传感器技术
网关设备
高速数 据网络
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因特网
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IT·服务·创新
面临五个主要技术问题
IT·服务·创新
（1）技术标准问题 世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于2006年成立了无线传感器网络标准项目组。
2009年9月，传感器网络标准工作组正式成立了PG1(国际标准化)、PG2(标准体系与系统架构)、PG3(通信与信 息交互)、PG4(协同信息处理)、PG5(标识)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(电力行业应用调研)等8个专项组， 开展具体的国家标准的制定工作。 （2）安全问题
信息采集频繁，其数据安全也必须重点考虑。 （3）协议问题
物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于TCP/IP，但在接入层面，协议类别五花八门， GPRS/CDMA、短信、传感器、有线等多种通道，物联网需要一个统一的协议栈。 （4）IP地址问题
每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址，IPv4资源即将耗尽，那就 需要IPv6来支撑。IPv4向IPv6过渡是一个漫长的过程，因此物联网一旦使用IPv6地址，就必然会存在与IPv4的兼 容性问题。 （5）终端问题。
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物联网应用
未来数字家庭
信息 通信
数字家庭
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生活
数字家庭是以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电
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电 科
112
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物联网概述
核心技术
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物联网（IOT）的定义
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