《物联网技术基础》PPT课件
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物联网技术基础第3章-传感器与传感网技术可修改全文
24
3.1 传感器概述
3.1.4 传感器的性能指标
对于阶跃输入信号，传感器的响应称 为阶跃响应或瞬态响应，是指传感器 在瞬变的非周期信号作用下的响应特 性。
对于正弦输入信号，传感器的响应称 为频率响应或稳态响应，是指传感器 在振幅稳定不变的正弦信号作用下的 响应特性。
25
3.1 传感器概述
3.1.4 传感器的性能指标
建立微分方程是对传感器动态特性进行数学描述的基本方 法。可将传感器作为线性定常系统来考虑，因而其动态数 学模型可用线性常系数微分方程来表示。能用一、二阶线 性微分方程来描述的传感器分别称为一、二阶传感器。
26
3.2 常用传感器
3.2 常用传感器
不同类别的传感器，其工作原理是不同的。下面介绍几种常用的传感器，包括温度传 感器、光电传感器、气敏传感器、力敏传感器、磁敏传感器、超声波传感器、激光传 感器、生物传感器等。
15
3.1 传感器概述
3.1.3 传感器的分类
表3-3为传感器按被测量进行分类。
物理量 传感器
化学量 传感器 生理量 传感器
表3-3 传感器按被测量进行分类
力学量 热学量
压力传感器、力传感器、力矩传感器、速度传感器、 加速度传感器、流量传感器、位移传感器、位置传感 器、尺度传感器、密度传感器、黏度传感器、硬度传 感器、浊度传感器
28
3.2 常用传感器
3.2.1 温度传感器
温度传感器是指能感受温度并转换成 可用输出信号的传感器。温度传感器 利用热敏元件的参数随温度变化而变 化的特性来达到测量温度的目的。常 见温度传感器如图3-3所示。
图3-3 温度传感器
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3.2 常用传感器
3.2.1 温度传感器
3.1 传感器概述
3.1.4 传感器的性能指标
对于阶跃输入信号，传感器的响应称 为阶跃响应或瞬态响应，是指传感器 在瞬变的非周期信号作用下的响应特 性。
对于正弦输入信号，传感器的响应称 为频率响应或稳态响应，是指传感器 在振幅稳定不变的正弦信号作用下的 响应特性。
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3.1 传感器概述
3.1.4 传感器的性能指标
建立微分方程是对传感器动态特性进行数学描述的基本方 法。可将传感器作为线性定常系统来考虑，因而其动态数 学模型可用线性常系数微分方程来表示。能用一、二阶线 性微分方程来描述的传感器分别称为一、二阶传感器。
26
3.2 常用传感器
3.2 常用传感器
不同类别的传感器，其工作原理是不同的。下面介绍几种常用的传感器，包括温度传 感器、光电传感器、气敏传感器、力敏传感器、磁敏传感器、超声波传感器、激光传 感器、生物传感器等。
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3.1 传感器概述
3.1.3 传感器的分类
表3-3为传感器按被测量进行分类。
物理量 传感器
化学量 传感器 生理量 传感器
表3-3 传感器按被测量进行分类
力学量 热学量
压力传感器、力传感器、力矩传感器、速度传感器、 加速度传感器、流量传感器、位移传感器、位置传感 器、尺度传感器、密度传感器、黏度传感器、硬度传 感器、浊度传感器
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3.2 常用传感器
3.2.1 温度传感器
温度传感器是指能感受温度并转换成 可用输出信号的传感器。温度传感器 利用热敏元件的参数随温度变化而变 化的特性来达到测量温度的目的。常 见温度传感器如图3-3所示。
图3-3 温度传感器
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3.2 常用传感器
3.2.1 温度传感器
物联网技术基础教程(PPT 48页)
1.2.2 物联网定义及组成
2.物联网的发展与形成 物联网的发展跟互联网是分不开的，主要两
个层面的意思： • 物联网的核心和基础仍然是互联网，它是在互联
网基础上的延伸和扩展; • 第二，物联网是比互联网更为庞大的网络，其网
络连接延伸到了任何的物品和物品之间，这些物 品可以通过各种信息传感设备与互联网络连接在 一起，进行更为复杂的信息交换和通信。
1.1 物联网的起源与发展
• 欧盟委员会提出物联网的三方面特性： • 第一，不能简单的将物联网看做互联网的延伸，
物联网建立在特有基础设施上，将是一系列新的 独立系统，当然，部分基础设施仍要依存于现有 的互联网。 • 第二，物联网将伴随新的业务共同发展； • 第三，物联网包括了多种不同的通信模式，物与 人通信，物与物通信，其中特别强调了包括机对 机通信（M2M）。
1.2.2 物联网定义及组成
3 物联网的三大特征 一般认为,物联网具有以下的三大特征:
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。 ②可靠传递 • 通过无线网络与互联网的融合，将物体的信息
实时准确地传递给用户。
1.2.2 物联网定义及组成
③智能处理 • 利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智
能技术，对海量的数据和信息进行分析和处理， 对物体实施智能化的控制。
物联网概念模型
1.2.2 物联网定义及组成
4. 物联网认识方面的误区 • 误区之一，把传感器网络或RFID网等同于物
联网。 • 误区之二，把物联网பைடு நூலகம்成互联网的无边无际的
无限延伸，把物联网当成所有物的完全开放、 全部互连、全部共享的互联网平台。
1.1 物联网的起源与发展
物联网技术基础
物联网技术基础“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。
因此，物联网技术的定义是：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，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技术叫做物联网技术。
诞生发展1999年诞生，2005年普及，2009年大发展。
物联网(Internet of Things)这个词，国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton 教授1999年在研究RFID时最早提出来的。
在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID 技术的物联网。
自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。
物联网的概念与其说是一个外来概念，不如说它已经是一个“中国制造”的概念，他的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。
英译别称“The Internet of things”是物联网的英文名称。
在中国把物联网称之为“传感网”。
中科院早在1999年，就启动了传感网的研究，并已建立了一些实用的传感网。
与其它国家相比，我国技术研发水平处于世界前列，具有同发优势和重大的影响力。
在世界传感网领域，中国、德国、美国、韩国等国成为国际标准制定的主导国之一。
2005年，11月27日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》的报告，正式提出了物联网的概念。
第3章_标识技术-《物联网技术基础教程》
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，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，线性度好等优点。
• 温差电偶则是利用温差电现象，把被测端的温度 转化为电压和电流的变化；温差电偶，能够在比较 大的范围内测量温度，例如-200℃ ~ 2000℃。
3.1.4 传感器技术
（3）光电式传感器 • 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占
有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和 光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、 浓度等参数的测量。 （4）电势型传感器 • 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔 效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、 速度、光强、热辐射等参数的测量。
3.1.3 射频识别技术
射频识别技术的基本原理
主 应用系统
指令 应答
从
阅读器 主
数据流
指令 应答
应答器(射频卡) 从
3.1.3 射频识别技术
3. 各类RFID电子标签 • 根据RFID电子标签在各种不同场合使用时的需
要,电子标签可以封装成不同的形态,下面是被封装 成不同类型的RFID电子标签的外观图像。
3.1.4 传感器技术
2. 常见传感器 • 作为物联网中的信息采集设备，传感器利用各种
机制把被观测量转换为一定形式的电信号，然后 由相应的信号处理装置来处理，并产生响应的动 作。 • 常见的传感器包括温度，压力，湿度，光电，霍 尔磁性传感器，等等。
3.1.4 传感器技术
（1） 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
3.1.2 磁卡
• 磁卡（magnetic card）：一种卡片状的磁性记录 介质，利用磁性载体记录字符与数字信息，用来 识别身份或其他用途。
• 热敏电阻主要是利用各种材料电阻率的温度敏感 性，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，线性度好等优点。
• 温差电偶则是利用温差电现象，把被测端的温度 转化为电压和电流的变化；温差电偶，能够在比较 大的范围内测量温度，例如-200℃ ~ 2000℃。
3.1.4 传感器技术
（3）光电式传感器 • 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占
有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和 光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、 浓度等参数的测量。 （4）电势型传感器 • 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔 效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、 速度、光强、热辐射等参数的测量。
3.1.3 射频识别技术
射频识别技术的基本原理
主 应用系统
指令 应答
从
阅读器 主
数据流
指令 应答
应答器(射频卡) 从
3.1.3 射频识别技术
3. 各类RFID电子标签 • 根据RFID电子标签在各种不同场合使用时的需
要,电子标签可以封装成不同的形态,下面是被封装 成不同类型的RFID电子标签的外观图像。
3.1.4 传感器技术
2. 常见传感器 • 作为物联网中的信息采集设备，传感器利用各种
机制把被观测量转换为一定形式的电信号，然后 由相应的信号处理装置来处理，并产生响应的动 作。 • 常见的传感器包括温度，压力，湿度，光电，霍 尔磁性传感器，等等。
3.1.4 传感器技术
（1） 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
3.1.2 磁卡
• 磁卡（magnetic card）：一种卡片状的磁性记录 介质，利用磁性载体记录字符与数字信息，用来 识别身份或其他用途。
《初识物联网》课件
监控和预警。
智能环境
通过智能空调、智能空 气净化器等设备，改善
家庭环境。
智能家电
如智能冰箱、智能洗衣 机等，实现远程控制和
智能化管理。
智能农业
01
02
03
04
智能监测
利用物联网技术实时监测土壤 、气象等条件，为农业生产提
供科学依据。
智能控制
通过智能灌溉、智能施肥等手 段，实现农业生产的自动化和
智能化。
STEP 02
STEP 01
位置追踪问题
数据泄露风险
物联网设备收集的个人信 息可能被非法获取和使用 ，导致个人隐私泄露。
STEP 03
强制数据共享
物联网设备之间的信息共 享可能导致个人隐私数据 被强制共享给第三方。
物联网设备可能被用于追 踪个人的位置和行为，侵 犯个人隐私。
物联网安全与隐私保护技术
2
领域的自动化水平提升，
提高效率，减少人力成本
。
创新应用涌现
3 随着技术的进步，将出现
更多具有创新性的物联网 应用，满足人们不断增长 的需求。
物联网的挑战与机遇
技术标准与协议的统一
物联网发展面临不同设备间互操作性的挑战 ，需要制定统一的技术标准和协议。
商业模式创新
物联网发展需要探索新的商业模式，以实现 商业价值。
Part
02
物联网技术基础
感知层技术
传感器技术
条形码与二维码技术
传感器是物联网感知层的重要组成部 分，能够感知和测量各种物理量，并 将数据传输到网络层。
条形码和二维码技术是物联网中常用 的信息标识技术，能够为物品提供唯 一的标识符。
射频识别技术
射频识别技术通过无线电波识别目标 ，可实现非接触式、快速、准确的物 品识别和数据采集。
智能环境
通过智能空调、智能空 气净化器等设备，改善
家庭环境。
智能家电
如智能冰箱、智能洗衣 机等，实现远程控制和
智能化管理。
智能农业
01
02
03
04
智能监测
利用物联网技术实时监测土壤 、气象等条件，为农业生产提
供科学依据。
智能控制
通过智能灌溉、智能施肥等手 段，实现农业生产的自动化和
智能化。
STEP 02
STEP 01
位置追踪问题
数据泄露风险
物联网设备收集的个人信 息可能被非法获取和使用 ，导致个人隐私泄露。
STEP 03
强制数据共享
物联网设备之间的信息共 享可能导致个人隐私数据 被强制共享给第三方。
物联网设备可能被用于追 踪个人的位置和行为，侵 犯个人隐私。
物联网安全与隐私保护技术
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领域的自动化水平提升，
提高效率，减少人力成本
。
创新应用涌现
3 随着技术的进步，将出现
更多具有创新性的物联网 应用，满足人们不断增长 的需求。
物联网的挑战与机遇
技术标准与协议的统一
物联网发展面临不同设备间互操作性的挑战 ，需要制定统一的技术标准和协议。
商业模式创新
物联网发展需要探索新的商业模式，以实现 商业价值。
Part
02
物联网技术基础
感知层技术
传感器技术
条形码与二维码技术
传感器是物联网感知层的重要组成部 分，能够感知和测量各种物理量，并 将数据传输到网络层。
条形码和二维码技术是物联网中常用 的信息标识技术，能够为物品提供唯 一的标识符。
射频识别技术
射频识别技术通过无线电波识别目标 ，可实现非接触式、快速、准确的物 品识别和数据采集。
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。
《物联网工程导论》PPT课件 认识物联网系统结构
5
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。
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。
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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？
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目标与任务
1
知识准备
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目录
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任务实施
4
任务评价
1
PART.1
目标与任务
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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
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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。
第5章 网络技术-物联网技术基础教程(第3版)-李联宁-清华大学出版社
出范围之外时，电子标签处于无源状态，在阅 读器的读出范围之内时，电子标签从阅读器发 出的射频能量中提取其工作所需的电源。 • 无源电子标签一般均采用反射调制方式完成电 子标签信息向阅读器的传送。
5.1.2 RFID射频电子标签
• 无源电子标签在接收到阅读器发出的微波信号后， 将部分微波能量转化为直流电供自己工作，
• 标签内部电池的作用主要在于弥补标签所处位 置的射频场强不足，标签内部电池的能量并不 转换为射频能量。
5.1.2 RFID射频电子标签
4. 降低电子标签成本举措 • EPC 标签能在单品追踪中发挥作用的关键之
一就是大幅度降低标签的成本。 • ①缩小芯片 • ②开发新型天线 • ③寻找硅的替代品
5.1.3 RFID阅读器
• 无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID），即射频识别。
• 射频识别技术的基本原理是电磁理论。 • RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，
它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数 据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣 环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识 别多个标签，操作快捷方便。
• 射频识别系统中，阅读器又称为读出装置，扫描器、 通信器、阅读器（取决于电子标签是否可以无线改 写数据）。
5.1.2 RFID射频电子标签
2. 各类标签 • 采用不同的天线设计和封装材料可制成多种形式
的标签，如车辆标签、货盘标签、物流标签、金 属标签、图书标签、液体标签、人员门禁标签、 门票标签、行李标签等。客户可根据需要选择或 定制相应的电子标签。
5.1.2 RFID射频电子标签
3.电子标签工作原理 ①有源电子标签 • 又称主动标签，标签的工作电源完全由内部电
5.1.2 RFID射频电子标签
• 无源电子标签在接收到阅读器发出的微波信号后， 将部分微波能量转化为直流电供自己工作，
• 标签内部电池的作用主要在于弥补标签所处位 置的射频场强不足，标签内部电池的能量并不 转换为射频能量。
5.1.2 RFID射频电子标签
4. 降低电子标签成本举措 • EPC 标签能在单品追踪中发挥作用的关键之
一就是大幅度降低标签的成本。 • ①缩小芯片 • ②开发新型天线 • ③寻找硅的替代品
5.1.3 RFID阅读器
• 无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID），即射频识别。
• 射频识别技术的基本原理是电磁理论。 • RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，
它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数 据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣 环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识 别多个标签，操作快捷方便。
• 射频识别系统中，阅读器又称为读出装置，扫描器、 通信器、阅读器（取决于电子标签是否可以无线改 写数据）。
5.1.2 RFID射频电子标签
2. 各类标签 • 采用不同的天线设计和封装材料可制成多种形式
的标签，如车辆标签、货盘标签、物流标签、金 属标签、图书标签、液体标签、人员门禁标签、 门票标签、行李标签等。客户可根据需要选择或 定制相应的电子标签。
5.1.2 RFID射频电子标签
3.电子标签工作原理 ①有源电子标签 • 又称主动标签，标签的工作电源完全由内部电
物联网主要通讯技术(PPT 31张)
5.3 蓝牙技术
5.3 蓝牙技术
5.3 蓝牙技术
• 蓝牙技术的主要运用
– – – – 居家 电子 工作 军事
– 娱乐
5.4 3G技术
• 第三代移动通信技术（The Third Generation， 3G）指 无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通 信系统。 • 3G是指在第一代模拟制式手机(1G )和第二代GSM、TDMA 等数字手机(2G )的基础上发展起来的第三代移动通信技术。 • 相对于第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数 字手机(2G)，3G的一个突出特点是，在未来移动通信系统 中实现个人终端用户能够在全球范围内的任何时间，任何 地点，与任何人，用任意方式，高质量地完成任何信息之 间的移动通信与传输。
5.2 WLAN技术
• WLAN又称为无线局域网络，利用无线射频 技术实现数据传输，WLAN用户通过一个或 多个无线接收器接入WLAN。WLAN具有移 动行、便捷性、较高的带宽等特点。 • WLAN技术是提升城市信息化水平的重要手 段，是3G环境下热点区域中对3G数据业务 覆盖的重要补充，现已广泛应用在商务区、 大学、机场等公共区域 。
•
•
5.4 3G技术
• 中国3G的000年5月，国际电信联盟正式公布第三代移动通信标准，我国提交的TD-SCDMA 正式成为国际标准，与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术之 一。 在中国，2008年5月24日，工业和信息化部、国家发改委、财政部联合发布《关于 深化电信体制改革的通告》，鼓励中国电信收购中国联通CDMA网（包括资产和用户）， 中国联通与中国网通合并，中国网通的基础电信业务并入中国联通，中国铁通并入中 国移动，国内电信运营商由5家变为3家。 2008年6月2日，中国联通和中国网通两家公司实施合并。同时，中国电信将以总 价1100亿元收购联通CDMA网络。 2008年7月29日，中国电信集团宣布未来三年投资800亿元发展CDMA业务，并提出 在三年内把CDMA用户数由目前约4300万增至1亿，届时在中国移动通信市场的占有率 将达15%。 2008年8月，工信部发布《关于同意中国移动通信集团公司开展试商用工作的批 复》，同意中国移动在全国建立TD网络并开展试商用。 2008年12月22日，中国电信发布移动业务品牌“天翼”，189号段在部分省市投入 试商用，全面转型为全业务运营商。 2008年12月31日，国务院常务会议通过决议，同意启动3G牌照发放工作。
物联网概论第三章 物联网技术基础
12
3.1.2 传感器的分类
根据传感 器的工具 原理划分
物理传感器：应用的是物理效应，诸如 压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、 热电、光电、磁电等效应。被测信号量 的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器：包括那些以化学吸附、电 化学反应等现象为因果关系的传感器， 被测信号量的微小变化也将转换成电信 号。
25
3.2.5 MEMS的加工材料
MEMS技术采用的材料一般可分为衬底材 料和附加材料两类。 目前微机械加工采用的衬底材料以硅为 主。 衬底材料则可以是其他非半导体材料， 包括金属、玻璃、石英、其他晶态绝缘 体、陶瓷、塑料、高聚物以及其他有机 和无机材料。
26
3.2.6 MEMS器件的分类与应用
18
3.1.4 传感器的应用
在航天领域的应用
在航空航天领域，空中管制、导航、飞机的飞行管理 和自动驾驶着陆系统等，都需要大量的传感器。人造卫星 的遥感遥测等都与传感器紧密相关。
“阿波罗10”的运载火箭部分，检测加速度、声学、 温度、压力、振动、流量、应变等参数的传感器共有 2077个，宇宙飞船部分共有各种传感器1218个。
尽管21世纪的人们并没有实现科幻小说中的某些预言。然而更为 奇妙的场景很快便会成为现实：只需一台电脑，一切尽在掌控之中。 你可以一边从个人pc中调控欣赏在平面电视上播放的影片，一边控制 烤箱的温度，等待享受美味的下午茶，同时密切地监控与了解一切需 要关注的信息：工作室里机器的运行，实验室里研究的进度，家中饮 用水的成分和空气中或许可能出现有毒物质的示警，酒窖里不同位置 的温度与湿度，私家公路的灯光调控，各类仪表的数据变更……不会 再有过火而败味的美食，更不会有《小鬼当家》中入室的匪徒，火灾 和毒气泄漏都将最大程度地被防止，博物馆的馆长则不再担惊受怕地 忧虑古董名画的命运。
3.1.2 传感器的分类
根据传感 器的工具 原理划分
物理传感器：应用的是物理效应，诸如 压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、 热电、光电、磁电等效应。被测信号量 的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器：包括那些以化学吸附、电 化学反应等现象为因果关系的传感器， 被测信号量的微小变化也将转换成电信 号。
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3.2.5 MEMS的加工材料
MEMS技术采用的材料一般可分为衬底材 料和附加材料两类。 目前微机械加工采用的衬底材料以硅为 主。 衬底材料则可以是其他非半导体材料， 包括金属、玻璃、石英、其他晶态绝缘 体、陶瓷、塑料、高聚物以及其他有机 和无机材料。
26
3.2.6 MEMS器件的分类与应用
18
3.1.4 传感器的应用
在航天领域的应用
在航空航天领域，空中管制、导航、飞机的飞行管理 和自动驾驶着陆系统等，都需要大量的传感器。人造卫星 的遥感遥测等都与传感器紧密相关。
“阿波罗10”的运载火箭部分，检测加速度、声学、 温度、压力、振动、流量、应变等参数的传感器共有 2077个，宇宙飞船部分共有各种传感器1218个。
尽管21世纪的人们并没有实现科幻小说中的某些预言。然而更为 奇妙的场景很快便会成为现实：只需一台电脑，一切尽在掌控之中。 你可以一边从个人pc中调控欣赏在平面电视上播放的影片，一边控制 烤箱的温度，等待享受美味的下午茶，同时密切地监控与了解一切需 要关注的信息：工作室里机器的运行，实验室里研究的进度，家中饮 用水的成分和空气中或许可能出现有毒物质的示警，酒窖里不同位置 的温度与湿度，私家公路的灯光调控，各类仪表的数据变更……不会 再有过火而败味的美食，更不会有《小鬼当家》中入室的匪徒，火灾 和毒气泄漏都将最大程度地被防止，博物馆的馆长则不再担惊受怕地 忧虑古董名画的命运。
物联网技术基础资料
北斗使命
➢ 为保证国防、经济、社会发展安全使用，所建成的北 斗卫星导航系统必须是高质量的；
➢ 为最大限度地满足国防、经济、社会发展的需求，所 建成的北斗卫星导航系统必须是技术一流的；
➢ 为使国家获取更大的经济利益，所建成的北斗卫星导 航系统，必须在核心技术领域掌握自主知识产权。
14
北斗导航系统建设的基本原则
27
智能服务的安全
高安全性是智能服务的基础，没有安全保障的 服务是没有意义的，只有通过端到端的安全技术和 法律法规实现了对用户信息的保护，才能建立用户 对服务的信任，进而形成持续消费和服务升级。
28
智能服务的现实需求
和数字地球相比，智能服务立足于中国行业服务发 展趋势，站在用户角度，强调按需和主动特征，更 加具体和现实。
在定位导航方面，GPS的使用对象主要是汽 车、船舶、飞机等运动物体。对于警察、消防及 医疗等部门的紧急救援、追踪目标和个人旅游及 野外探险的导引等。
7
3.3.3 GPS技术
➢GPS的应用 • 下图为车 GPS技术
GPS民用信号精度在 全球范围内得到改善
前景一
作为先进的测量手段 和新的生产力，已经 融入了国民经济建设、 国防建设和社会发展 的各个应用领域。
24
智能服务： 是指能够自动辨识用户的显性和隐性需
求，并且主动、高效、安全、绿色地满足其 需求的服务。
25
智能服务的产生
人类社会已经历了农业化、工业化、信息化阶段， 正在跨越智能化时代的门槛。
物联网、移动互联网、云计算方兴未艾，面向个人 、家庭、集团用户的各种创新应用层出不穷，代表 各行业服务发展趋势的“智能服务”应运而生。
第3章 物联网技术基础
1
物联网技术基础第3章 传感器与传感网技术
8
3.1 传感器概述 3.1.1 传感器的概念
总之，在物联网中，传感器主要负责接收物品“讲话”的内容，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 图3-1为各种类型的传感器。
压力传感器
霍尔传感器
电压传感器
电流传感器
气敏传感器
温湿度传感器 振动传感器
无线温度传感器
压电加速度传感器
光敏传感器
图3-1 各种类型的传感器
12
3.1 传感器概述
在图3-2中，
3.1.2 传感器的组成
敏感元件是直接感 受被测量，并输出 与被测量成一定关 系的其他物理量的 元件；
转换元件也叫换能 元件，是将敏感元 件的输出量转换成 电参量的元件；
转换电路将转换元 件输出的电参量转 换成电压、电流或 频率等电量；
辅助电源为转换元 件和转换电路提供 电源。
15
3.1 传感器概述
3.1.3 传感器的分类
表3-3为传感器按被测量进行分类。
物理量 传感器
化学量 传感器 生理量 传感器
表3-3 传感器按被测量进行分类
力学量 热学量
压力传感器、力传感器、力矩传感器、速度传感器、 加速度传感器、流量传感器、位移传感器、位置传感 器、尺度传感器、密度传感器、黏度传感器、硬度传 感器、浊度传感器
电子线路用于将传感器 输出的电参量转换成电 能量。
11
3.1 传感器概述
3.1.2 传感器的组成
随着半导体器件和集成技术在传感器中的应 用，传感器的转换电路可以安装在传感器的 壳体里或与敏感元件集成在一个芯片上，因 此，转换电路和辅助电源也应作为传感器的 组成部分，如图3-2所示。
图3-2 传感器的组成
生物量 生化量
3.1 传感器概述 3.1.1 传感器的概念
总之，在物联网中，传感器主要负责接收物品“讲话”的内容，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 图3-1为各种类型的传感器。
压力传感器
霍尔传感器
电压传感器
电流传感器
气敏传感器
温湿度传感器 振动传感器
无线温度传感器
压电加速度传感器
光敏传感器
图3-1 各种类型的传感器
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3.1 传感器概述
在图3-2中，
3.1.2 传感器的组成
敏感元件是直接感 受被测量，并输出 与被测量成一定关 系的其他物理量的 元件；
转换元件也叫换能 元件，是将敏感元 件的输出量转换成 电参量的元件；
转换电路将转换元 件输出的电参量转 换成电压、电流或 频率等电量；
辅助电源为转换元 件和转换电路提供 电源。
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3.1 传感器概述
3.1.3 传感器的分类
表3-3为传感器按被测量进行分类。
物理量 传感器
化学量 传感器 生理量 传感器
表3-3 传感器按被测量进行分类
力学量 热学量
压力传感器、力传感器、力矩传感器、速度传感器、 加速度传感器、流量传感器、位移传感器、位置传感 器、尺度传感器、密度传感器、黏度传感器、硬度传 感器、浊度传感器
电子线路用于将传感器 输出的电参量转换成电 能量。
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3.1 传感器概述
3.1.2 传感器的组成
随着半导体器件和集成技术在传感器中的应 用，传感器的转换电路可以安装在传感器的 壳体里或与敏感元件集成在一个芯片上，因 此，转换电路和辅助电源也应作为传感器的 组成部分，如图3-2所示。
图3-2 传感器的组成
生物量 生化量
物联网技术基础——说课
11
教学安排
理论知识的讲解 基于常见物联网 系统的典型应用， 在具体案例中让 学生了解什么是 物联网
通过Arduino软件 编程实现对物联 网终端设备的控 制，让学生在实 践中认识物联网 系统
真实物联网系 统设计开发， 锻炼系统开发 职业能力（集 中实训）
基于案例的理论分析基于软件的实践开发基于实验的真实应用
2018/10/12
3
教材
本课程教材由本课程 负责人任第1主编，中外 教学团队专兼职老师共同 参与编写，经过校本教材 试用改进后由清华大学出 版社于2018年6月正式出 版。教材理论与实践相结 合，是典型的职业技术教 育教材。
2018/10/12
4
教学内容
第1章 物 联 网 技 术 概 述 第2章 物 联 网 硬 件 电 路 技术第3章 物 联 网 软 件 开发技术第4章 传 感 器 技 术应用 第5章 射 频 识 别 技 术 应用第6章 物 联 网 通 信技术 第7章 2018/10/12 物 联 网 技 术 应 用
2018/10/12
13
教学重点、难点
在项目活动中解决实际问题是本课程的核心
教学重点
了解常见物联网系统的工作原理 使用模拟终端搭建物联网硬件系统 通过程序代码控制终端设备
教学难点
2018/10/12
设计物联网系统并在模拟环境实现 模拟终端件设备的创新性应用 系统设计开发中涉及的道德规范
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课程特色
物联网技术基础
——说课
概述
主要内容
课程定位
相关课程
设计思想
物联网概念 典型应用介绍 系统开发环境 Arduino设计
软硬件应用
基础型课程 开发类课程 实践型课程 专业性课程 综合性课程
物联网的简介(PPT 44页)
※物联网的简介 ※物联网的发展 ※物联网的技术框架 ※物联网的关键技术 ※物联网产品应用 ※实验室装置
一、物联网的简介
“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户 端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信 的一种网络概念。其定义是：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，把任何物品与互联网相连接，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 网络概念。
物联网(Internet of Things)这个词，国内外普遍公认的 是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早 提出来的。在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告 中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较 大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。
美国：2009年1月，在奥巴马总统与美国工商界领袖举 行的一次会议上，IBM首席执行官彭明盛提出了"智慧地 球"概念，并建议美国政府投资新一代智慧型基础设施。 奥巴马对此给予积极回应："经济刺激资金将会投入到宽 带网络等新兴技术中去，毫无疑问，这就是美国在21世 纪保持和夺回竞争优势的方式。"这#34;和"物联网"列为振兴经 济的两大武器，从而引起全球的广泛关注。同时，物联 网产业引发全美工商界的高度关注，并认为"智慧地球"有 望成为又一个"信息高速公路"计划，从而在世界范围内引 起轰动。
二、物联网的发展
1、国外的发展状况
目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、 日、韩等少数国家，其最初的研发方向主要是条形码、 RFID等技术在商业零售、物流领域应用，而随着RFID、 传感器技术、近程通信以及计算技术等的发展，近年来 其研发、应用开始拓展到环境监测、生物医疗、智能基 础设施等领域。
一、物联网的简介
“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户 端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信 的一种网络概念。其定义是：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，把任何物品与互联网相连接，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 网络概念。
物联网(Internet of Things)这个词，国内外普遍公认的 是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早 提出来的。在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告 中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较 大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。
美国：2009年1月，在奥巴马总统与美国工商界领袖举 行的一次会议上，IBM首席执行官彭明盛提出了"智慧地 球"概念，并建议美国政府投资新一代智慧型基础设施。 奥巴马对此给予积极回应："经济刺激资金将会投入到宽 带网络等新兴技术中去，毫无疑问，这就是美国在21世 纪保持和夺回竞争优势的方式。"这#34;和"物联网"列为振兴经 济的两大武器，从而引起全球的广泛关注。同时，物联 网产业引发全美工商界的高度关注，并认为"智慧地球"有 望成为又一个"信息高速公路"计划，从而在世界范围内引 起轰动。
二、物联网的发展
1、国外的发展状况
目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、 日、韩等少数国家，其最初的研发方向主要是条形码、 RFID等技术在商业零售、物流领域应用，而随着RFID、 传感器技术、近程通信以及计算技术等的发展，近年来 其研发、应用开始拓展到环境监测、生物医疗、智能基 础设施等领域。
物联网简介培训PPT
物
支持。
入设备位置限制的互联手
联
段
网
物联网核心技术——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。
知识别层和管理服务层，具有强大的纽 带作用，高效、稳定、及时、安全地传 输上下层的数据。
物联网核心技术——网络构建层
各
种
ZigBee/ 蓝 牙 / 红 外 等 低 移动通信网络将成为“全 速网络协议能够适应物联 面、随时、随地”传输信
互联网 无线宽带网
网 络
网中能力较低的节点的低 息的有效平台。高速、实 速率、低通信半径、低计 时、高覆盖率、多元化处
定 义
历史进程
2005
1995 Bill Gates 《未来之路》 物物互联
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”
物联网的本质
我们应该如何理解物联网？
物联网不仅仅是一个网络， 更是一个平台，一个应用， 或者说是一个带有节点和内 容的网络。
物联网与互联网相比，其本质差异是物联网强调了 信息的自动提取。
物联网的理解误区
基于自身认识，把仅仅能 够互动、通信的产品都当 成物联网应用。如，仅仅 嵌入了一些传感器，就成 为了所谓的物联网家电； 把产品贴上了RFID标签， 就成了物联网应用等等。