物联网感知层
物联网感知层
物联网感知层在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）正逐渐融入我们生活的方方面面，从智能家居到智能交通，从工业自动化到医疗健康。
而在物联网的架构中，感知层作为数据采集的源头，发挥着至关重要的作用。
那么，什么是物联网感知层呢？简单来说，感知层就像是物联网的“触角”，负责感知和收集物理世界中的各种信息。
它是由大量的传感器、执行器、智能终端等设备组成，这些设备能够实时监测和获取环境中的温度、湿度、光照、压力、位置等各种数据，并将其转化为数字信号，以便后续的传输和处理。
传感器是感知层的核心组件之一。
它们种类繁多，功能各异。
比如，温度传感器可以精确测量环境温度的变化，湿度传感器能够感知空气中的湿度水平，光照传感器能够检测光线的强度，压力传感器则用于测量物体所受到的压力。
这些传感器就像是我们的“眼睛”和“耳朵”，让物联网系统能够“看到”和“听到”物理世界的各种信息。
除了传感器，执行器在感知层中也扮演着重要的角色。
执行器与传感器相反，它能够根据接收到的控制信号，对物理世界进行操作和控制。
例如，智能门锁中的电动执行器可以根据指令实现开锁和关锁的动作，智能路灯中的执行器可以根据光照和时间自动调节路灯的亮度。
智能终端也是感知层的重要组成部分。
智能手机、平板电脑、智能手表等设备都可以作为物联网的感知终端。
它们不仅能够收集用户的个人信息和行为数据，还可以通过与其他设备的连接，实现更广泛的感知和控制功能。
感知层的工作原理其实并不复杂。
传感器首先对物理世界中的各种信息进行感知和测量，然后将这些模拟信号通过模数转换（A/D 转换）电路转换为数字信号。
这些数字信号经过预处理和编码后，通过通信模块传输到网络层。
在传输过程中，为了保证数据的准确性和可靠性，通常会采用一些纠错和加密技术。
在实际应用中，感知层面临着许多挑战。
首先是数据质量的问题。
由于传感器的精度、环境干扰等因素的影响，采集到的数据可能存在误差和噪声，这就需要在数据处理过程中进行有效的滤波和校准。
物联网的技术架构详解
物联网的技术架构详解物联网（Internet of Things，IoT）是指将各种物理设备、物品、传感器、执行器等通过互联网连接起来，实现信息的交互和共享，从而实现智能化管理和服务的一种技术。
物联网的技术架构包括感知层、网络层、平台层和应用层，下面将对每个层次进行详细解释。
一、感知层感知层是物联网的第一层，它的主要功能是收集各种数据和信息。
感知层可以通过各种传感器和执行器来收集物品的数据和信息，例如温度、湿度、位置、重量等等。
这些数据和信息可以通过感知网、短距离无线通信技术等手段传输到网络层。
感知层还需要考虑如何实现低功耗、低成本、高可靠性等需求，以便实现物联网的长期监测和控制。
在感知层中，传感器是核心设备之一。
传感器是一种能够感受外界信号并将其转化为电信号的装置，它可以将温度、湿度、压力、重量、光等物理量转化为电信号，从而实现物理世界和数字世界的连接。
传感器技术的发展是物联网发展的重要基础之一，它能够提高物联网系统的精度和可靠性。
另外，感知层还需要考虑执行器的设计。
执行器是一种能够将数字信号转化为物理量的装置，例如电机、控制阀等。
执行器需要满足快速响应、高精度、高稳定性等要求，以便实现物联网系统的控制和调节。
二、网络层网络层是物联网的第二层，它的主要功能是将感知层收集到的数据和信息进行传输和通信。
网络层需要支持各种通信协议和网络协议，例如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等等，同时还需要考虑如何实现数据的安全传输和可靠性保障。
在网络层中，无线通信技术是关键技术之一。
无线通信技术可以通过无线电波、微波等方式实现数据的传输和通信。
在物联网系统中，无线通信技术需要满足低功耗、低成本、高可靠性等要求，以便实现物联网系统的长期监测和控制。
另外，网络层还需要考虑数据的安全性和可靠性。
物联网系统需要面对各种安全威胁，例如黑客攻击、数据泄露等。
因此，网络层需要采用各种安全机制和技术手段，保障物联网系统的安全性。
物联网核心技术感知层：RFID、GPS、传感器和MEMS
物联网核心技术感知层：RFID、GPS、传感器和MEMS射频识别（RFID）技术射频识别（Radio Frequency Identification，简称RFID）是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。
在国内，RFID已经在身份证件、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛的应用。
RFID技术市场应用成熟，标签成本低廉，但RFID一般不具备数据采集功能，多用来进行物品的身份甄别和属性的存储，且在金属和液体环境下应用受限，RFID技术属于物联网的信息采集层技术。
GPS技术GPS又称为全球定位系统（Global Positioning SystemGPS），是具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
GPS是由空间星座、地面控制和用户设备等三部分构成的。
GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通（船舶、飞机、汽车等）导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活（人员跟踪、休闲娱乐）等不同领域。
GPS作为移动感知技术，是物联网延伸到移动物体采集移动物体信息的重要技术，更是物流智能化、可视化重要技术，是智能交通重要技术。
传感器技术传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。
从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的大脑，把通信系统看成传递信息的神经系统的话，那么传感器就是感觉器官。
传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器（又称换能器）、信息处理和识别的规划设计、开发、制/建造、测试、应用及评价改进等活动。
获取信息靠各类传感器，它们有各种物理量、化学量或生物量的传感器。
按照信息论的凸性定理，传感器的功能与品质决定了传感系统获取自然信息的信息量和信息质量，是高品质传感技术系统的构造第一个关键。
物联网感知层
物联网感知层⒈简介⑴背景⑵目的⑶范围⒉定义和术语⑴物联网⑵感知层⑶传感器⑷数据采集⑸数据传输⒊架构概述⑴感知层的作用⑵感知层的组成部分⒊⑴传感器接口⒊⑵传感器节点⒊⑶数据采集和处理⒊⑷数据传输⑶数据安全性考虑⒋传感器选择与部署⑴传感器选择准则⑵传感器分类与特点⒋⑴温度传感器⒋⑵湿度传感器⒋⑶光照传感器⒋⑷压力传感器⒋⑸加速度传感器⑶传感器部署策略⒋⑴位置选择⒋⑵网络拓扑⒋⑶传感器密度⒌数据采集与处理⑴数据采集方法⒌⑴主动采集⒌⑵被动采集⑵数据预处理⒌⑴数据滤波⒌⑵数据校准⒌⑶数据聚合⒍数据传输与通信⑴传输协议选择⒍⑴有线传输⒍⑵无线传输⑵网络通信技术⒍⑴ Wi-Fi⒍⑵ ZigBee⒍⑶ LoRaWAN⒍⑷ NB-IoT⑶数据传输安全性考虑⒎数据存储与分析⑴存储方式选择⒎⑴云存储⒎⑵边缘存储⑵数据分析方法⒎⑴实时分析⒎⑵批处理分析⒎⑶机器学习算法⒏节能考虑⑴节能技术选择⒏⑴睡眠模式⒏⑵按需采样⒏⑶能量回收⑵电池寿命计算与管理⒐故障检测与维护⑴故障检测方法⒐⑴自检⒐⑵异常数据检测⑵维护策略⒐⑴定期维护⒐⑵预测维护⒑附件⑴附加文档⑵示例代码⑶数据格式定义附件：⒈数据传输示例图⒉传感器数据采集实验报告法律名词及注释：⒈物联网：指将日常用品、工业设备等物体与互联网连接，实现信息的物理对象之间的互联互通的网络。
⒉传感器：一种能够感知环境、收集相关数据并将其转化为可用信号的装置或设备。
⒊数据采集：将传感器感知到的数据进行采集、记录和存储的过程。
⒋数据传输：将采集到的数据通过网络进行传输和交换的过程。
物联网感知层的组成
具体来说，物联网的体系自下而上可以分成五个层级，分别是感知层、接入层、网络层、服务管理层以及应用层。
（1）感知层感知层是物联网的初始层级，也是数据的基础来源。
这一层级的基础元件是传感器，人才将各种各样的传感器装在不同的物品合设备上，使之感知这些物质的属性，判断它们的材质是属于金属、塑料、皮革还是矿石等。
同时，这些异常敏感的传感器还能对物品所处的内在环境状态合外在环境状态进行数据采集，比如采集环境的空气湿度、温度、污染度等信息。
另外，这些传感器还能对物质的行为状态跟踪监控，观察它们是静态的，还是动态的，并将这些信息全部以电信号的形式存储起来。
实现物物信息相连的庞大物联网，就需要这些传感器的分布密集度更高、覆盖范围更广以及更加灵敏合高效。
这样，传感器对物质信息获取的规模才能更大，对物质状态的辨识度才能更加精密，当网络形成后，其数据流才更具参考价值。
一般来说，对于不同的感知任务，传感器会根据具体情况协同作战。
比如要获取一台机器设备的内部工作动态视频，就需要感光传感器、声音传感器、压力传感器等协同工作，形成一幅有声音、有画面、有动感的机械内部工作动态视频。
感知层的传感器能全方位、多角度地获取数据信息，为物联网提供充足的数据资源，从而实现各种物质信息的在线计算合统一控制。
另外，传感器不仅可以通过无线传输，还可以利用线传输接入设备，人们利用传感器传输刀设备中的信息可以与网络资源进行交互合共享。
（2）接入层接入层的作用是连接传感器和互联网，而这种连接的过程需要借助较多的网络基础设施才能实现。
例如，人们可以利用移动通信网中的GSM网和TD-SCDMA网来实现感知层向互联网的信息传输，也可以利用无线接入网（WiMAX）和无线局域网（WiFi）来实现感知层向互联网的信息传输。
另外，通过卫星网进行信息传输也是一种可行方案。
（3）网络层网络层指的其实就是互联网，建立互联网需要利用两种IP，分别是IPv6/IPv4和后IP （Post-IP）。
物联网的架构和关键技术
物联网的架构和关键技术物联网（Internet of Things, IoT）是指将各种物理设备与传感器通过互联网连接，实现信息的传输与交互。
它的出现使得各种设备可以实现相互联通，不再是孤立的存在。
本文将介绍物联网的架构和关键技术。
一、物联网的架构1.感知层：感知层是物联网的基础，它包括各种传感器、执行器和物理设备。
这些设备负责感知环境中的信息，并将数据采集传输给物联网平台。
2.网络层：网络层负责将感知层中采集到的数据进行传输并连接各个设备。
其中包括无线传输技术、有线传输技术和卫星通信等。
3.平台层：平台层是物联网的核心部分，它负责数据的处理和存储，并提供给上层应用使用。
常见的物联网平台包括云计算平台、大数据平台等。
4.应用层：应用层是物联网最终对用户提供服务的一层，它通过对物联网平台的访问，实现各种应用功能。
比如智能家居、智慧物流、智慧城市等。
二、物联网的关键技术1.传感技术：物联网依赖于各种传感器来获取环境中的信息。
传感技术包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
这些传感器能够将环境中的参数转化为电信号，并通过无线或有线传输技术传输给其他设备。
2.通信技术：物联网中各个设备之间需要进行数据的传输和通信。
常见的通信技术包括蓝牙、WiFi、ZigBee等。
这些技术能够实现设备之间的无线连接，使得数据能够快速地传输和交互。
3.云计算技术：云计算技术在物联网中起到了重要的作用。
它能够提供数据的存储和处理能力，使得物联网中的大量数据能够被有效地处理和存储。
同时，云计算技术还可以为上层应用提供强大的计算能力。
4.安全技术：由于物联网中涉及到的设备和数据非常庞大，因此安全问题成为物联网发展的重要考虑因素。
安全技术包括身份认证、数据加密、物理安全等。
这些技术能够保护物联网中的数据和设备不受到恶意攻击和非法访问。
5.大数据技术：物联网中产生的数据非常庞大，对数据的处理和分析成为了一个重要的问题。
大数据技术能够对物联网中的数据进行高效的存储、分析和挖掘，从中发现有价值的信息，为决策提供支持。
物联网感知层
物联网感知层1-引言●目的和范围●定义缩写词和术语●本文档的读者和相关方2-物联网感知层概述●感知层的定义和功能●感知层的架构和组成●感知层的主要特征和要求3-感知节点设计●节点硬件设计要求和规范●节点软件设计要求和规范●对节点的能耗管理和优化4-传感器选择和配置●传感器的种类和功能●传感器的性能指标和选择要求●传感器的配置和调试方法5-网络连接和通信●网络连接的实现方式和技术●通信协议的选择和配置●数据传输和安全性的考虑6-数据采集和处理●数据采集的方法和流程●数据处理和分析的算法和技术●数据质量和准确性的保证7-资源管理和优化●能源管理的策略和技术●节点资源的分配和利用●故障检测和修复机制8-安全和隐私保护●感知数据的安全性和隐私性需求●安全措施的设计和实施●数据传输和存储的加密和认证9-测试和验证●感知节点的测试方法和标准●网络连接和通信的测试方法和标准●数据采集和处理的测试方法和标准10-部署和维护●感知节点的部署策略和方法●网络的规模和拓扑设计●系统的运维和维护流程11-附件●参考文献列表●图表和示意图●代码和配置文件样例法律名词及注释：●物联网：指通过互联网连接智能设备，实现设备间的信息传递和协同工作的网络系统。
●感知层：物联网中最底层的部分，负责采集环境信息和设备状态，并将其传输到上层。
●节点：物联网感知层中的单个设备，包括传感器、处理器、通信模块等组件。
●传感器：感知层中用于感知和检测环境的设备，例如温度传感器、光敏传感器等。
●通信协议：节点之间进行通信时采用的协议，例如WiFi、蓝牙、LoRa等。
●资源管理：对感知节点的能量、计算、存储等资源进行有效分配和利用的管理手段。
●隐私保护：在物联网中对感知数据和个人信息进行保护和管理的措施。
物联网感知层
物联网感知层
感知层是物联网系统中的基础层，负责物理环境中的数据采集和感知。
本文档将详细介绍物联网感知层的相关内容，包括感知技术、感知设备、感知数据的处理与传输等。
感知技术
1、RFID技术
1.1 原理与工作方式
1.2 应用场景
1.3 优势与局限性
2、传感器技术
2.1 分类与原理
2.2 常见传感器类型及其应用
2.3 传感器数据处理与校准
感知设备
1、RFID读写器
1.1 功能与特点
1.2 工作原理
1.3 应用案例
2、传感器节点
2.1 硬件组成
2.2 系统架构
2.3 能耗管理
感知数据的处理与传输1、数据处理
1.1 数据预处理
1.2 数据清洗与过滤 1.3 数据压缩与降维
1.4 数据聚合与分析
2、数据传输
2.1 传输协议介绍 2.2 传输安全与加密 2.3 数据存储与管理附件
本文档附有以下附件：
1、RFID技术相关论文
2、传感器节点原理图
法律名词及注释
1、物联网：指将各种物理设备通过互联网连接起来，实现信息的交互和共享的技术系统。
2、RFID技术：Radio Frequency Identification，通过射频信号进行识别和追踪物体的技术。
3、传感器：能够感知环境物理量并将其转化为可用输出信号的装置。
4、数据预处理：对原始数据进行清洗、去噪等操作，以提高数据质量和可用性。
5、数据聚合：将来自多个传感器节点的数据进行合并和汇总，以得到更全面的环境信息。
物联网之感知层和传输层
物联网之感知层和传输层物联网（Internet of Things）是指通过各种传感器、识别技术和网络通信技术，将各种物体与互联网连接起来，实现设备之间的信息交互和智能化管理的网络系统。
在物联网系统中，感知层和传输层起着至关重要的作用。
本文将深入探讨物联网中的感知层和传输层，并分析其在物联网系统中的功能和作用。
一、感知层感知层是物联网系统中最底层的部分，负责采集和感知现实世界中的信息。
感知层通过各类传感器和探测设备，将物体的状态和环境信息转化为数字信号，以便于后续处理和传输。
常见的感知设备包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光线传感器等。
这些设备能够实时监测和收集各类物体的信息，为物联网系统提供数据基础。
感知层的主要功能包括数据采集、数据处理和信号转换。
首先，感知层通过传感器对物体的各种参数进行采集，并将采集到的数据传输到上层。
其次，感知层对采集到的数据进行初步处理，如滤波、去噪等，确保数据的准确性和可靠性。
最后，感知层将处理后的数据转化为数字信号，并传送至传输层。
二、传输层传输层是物联网系统中的中间层，负责将感知层采集到的数据传输至应用层。
传输层是实现设备之间通信的桥梁，其主要功能是将感知层采集到的数据进行处理、封装和传输。
传输层可以使用多种通信协议和技术，如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等，实现设备之间的数据传输。
传输层的主要作用是数据传递和通信管理。
首先，传输层负责将感知层采集到的数据传送至应用层，以满足不同应用的需求。
其次，传输层需要对数据进行可靠的传输，保证数据的完整性和安全性。
此外，传输层还需要管理设备之间的通信连接，确保设备的稳定运行和互联互通。
三、感知层和传输层的关系感知层和传输层在物联网系统中密切相关，两者共同协作，实现设备之间的信息交互和数据传输。
首先，感知层通过采集和感知设备，将物体的信息转化为数字信号，并传输至传输层。
感知层将物理世界的信息进行转换和处理，为传输层提供数据源。
物联网的四个层次
物联网的四个层次
1.感知层
感知层是物联网的最底层，其主要功能是收集数据，通过芯片、蜂窝模组/终端和感知设备等工具从物理世界中采集信息。
感知层主要参与者是传感器厂商、芯片厂商和终端及模块生产商，产品主要包括传感器、系统级芯片、传感器芯片和通信模组等底层元器件。
2.传输层
传输层是物联网的管道，主要负责传输数据，将感知层采集和识别的信息进一步传输到平台层。
传输层的参与者是通信服务提供商，提供通信网络，其中通信网络可以分为蜂窝通信网络和非蜂窝网络。
3.平台层
平台层负责处理数据，在物联网体系中起承上启下作用，主要将来自感知层的数据进行汇总、处理和分析，主要包括PaaS平台、AI平台等。
平台层的参与者是各式的平台服务提供商，所提供的产品与服务可以分为物联网云平台和操作系统，完成对数据、信息进行存储和分析。
4.应用层
应用层是物联网的最顶层，主要基于平台层的数据解决具体垂直领域的行业问题，包括消费驱动应用、产业驱动应用和政策驱动应用。
目前，物联网已实际应用到家居、公共服务、农业、物流、服务、工业、医疗等领域，各个细分场景都具备巨大的发展潜力。
物联网感知层技术
汇报人：
目录
添加目录标题
01
物联网感知层概述
02
物联网感知层技术架 构
03
物联网感知层关键技 术
04
物联网感知层应用场 景
05
物联网感知层面临的 挑战与未来发展趋势
06
添加章节标题
物联网感知层概 述
定义与作用
物联网感知层定义：感知层是物联网三层架构中的最底层，主要负责数据的采集和传输
传感器技术
传感器类型：包括温度、湿度、压力、光照等多种类型 传感器工作原理：基于物理或化学效应，将待测量转换为电信号 传感器应用：在物联网中，传感器用于数据采集、环境监测、智能控制等领域 传感器技术发展趋势：高精度、高可靠性、低功耗、微型化等
无线传感器网络技术
定义：由一组能够自组织形成网络的低功耗、微型、低成本传感器节点组成的网络 特点：可自组织、自修复、容错性强、覆盖范围广、可扩展性强 应用：环境监测、智能家居、智能交通、工业自动化等领域 发展趋势：低功耗、低成本、高精度、高可靠性、智能化等方向发展
物联网感知层的主要任务
感知物体：通过传感器、 RFID等技术手段，感知物 体并获取相关信息。
数据采集：将感知到的数据 采集并传输到网络中，为后 续处理和分析提供数据支持。
数据传输：将采集到的数据通过 无线网络、有线网络等传输到数 据中心或云端进行存储和处理。
数据处理：对采集到的数据 进行清洗、整合、分析和挖 掘，提取有价值的信息。
未来发展趋势
感知层技术不断升级，实现更精准、 更快速的数据采集和处理
感知层技术将不断拓展应用领域， 从工业、家居等领域向更多领域延 伸
添加标题网络层、应用层融合，形 成更高效、更智能的物联网系统
物联网感知层
物联网感知层物联网本身的结构复杂，主要包括三大部分：首先是感知层，承担信息的采集，可以应用的技术包括智能卡、RFID电子标签、识别码、传感器等；其次是网络层，承担信息的传输，借用现有的无线网、移动网、固联网、互联网、广电网等即可实现；第三是应用层，实现物与物之间，人与物之间的识别与感知，发挥智能作用。
具体的核心，是感知层中的技术，从现在阶段来看，物联网发展的瓶颈就在感知层。
国际电信联盟（ITU）将射频技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术列为物联网关键技术。
射频识别（radiofrequencyidentification，RFID）射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种非接触式自动识别技术，该技术的商用促进了物联网的发展。
它通过射频信号等一些先进手段自动识别目标对象并获取相关数据，有利于人们在不同状态下对各类物体进行识别与管理。
射频识别系统通常由电子标签和阅读器组成。
电子标签内存有一定格式的标识物体信息的电子数据，是未来几年代替条形码走进物联网时代的关键技术之一。
该技术具有一定的优势：能够轻易嵌入或附着，并对所附着的物体进行追踪定位；读取距离更远，存取数据时间更短；标签的数据存取有密码保护，安全性更高。
RFID目前有很多频段，集中在13.56MHz频段和900MHz 频段的无源射频识别标签应用最为常见。
短距离应用方面通常采用13.56MHzHF频段；而900MHz频段多用于远距离识别，如车辆管理、产品防伪等领域。
阅读器与电子标签可按通信协议互传信息，即阅读器向电子标签发送命令，电子标签根据命令将内存的标识性数据回传给阅读器。
RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。
但其技术发展过程中也遇到了一些问题，主要是芯片成本，其他的如FRID反碰撞防冲突、RFID天线研究、工作频率的选择及安全隐私等问题，都一定程度上制约了该技术的发展。
传感器技术传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。
(完整)物联网感知层技术
物联网感知层的关键技术感知层是物联网的基础,是联系物理世界与信息世界的重要纽带。
感知层是由大量的具有感知、通信、识别（或执行）能力的智能物体与感知网络组成.其主要技术有：传感器技术、RFID技术、二维码技术、Zig-Bee 和蓝牙技术。
1.传感器技术传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,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.它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感官来感知外界的信息，感知的信息输入大脑进行分析判断（即人的思维）和处理，再指挥人作出相应的动作，这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的本能。
但是通过人的五官感知外界的信息非常有限，例如,人总不能利用触觉来感知超过几十甚至上千度的温度吧,而且也不可能辨别温度的微小变化，这就需要电子设备的帮助。
同样，利用电子计算机特别象计算机控制的自动化装置来代替人的劳动，那么计算机类似于人的大脑，而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不足够的，中央处理系统也还需要它们的“五官"——即传感器。
基于传感器的传感器技术是对感知节点的不同定义与探索.比如一个温度传感器可以实时地传输它所测量到得环境温度，这是基于温度利用汞的液态与温差变化而形成的；声控灯安装在楼道之间,有人路过就亮，这是基于人走路时声音的分贝大小来进行控制；高速路上的收费站人们开车经过时，在地面的称重传感器会将车辆重量反馈给电脑，以便确认其是否超重，这是基于弹簧弹性收缩变化的张力长度来进行测量。
未来传感器技术可能是温度、湿度、声音、压力等物理参数，亦可以是氧气、二氧化碳等化学成分的含量等化学参数.把这些物理与化学集合而成的传感器是现在人们追求的技术，及机器人得目标。
2.RFID技术RFID（射频识别技术）是一门独立的将不同的跨学科的专业技术综合在一起，如高频技术、微波与天线技术、电磁兼容技术、半导体技术、数据与密码学、制造技术和应用技术等。
第四章、物联网感知层安全
4.2.1 RFID安全威胁
1.RFID系统所带来的团体隐私效果 2.RFID系统所带来的平安效果 1〕自动攻击包括： 〔1〕取得的射频标签实体，经过物理手腕在实验室环境中去除芯片封装，运用微 探针获取敏感信号，从而停止射频标签重构的复杂攻击； 〔2〕经过过软件，应用微处置器的通用接口，经过扫描射频标签和照应读写器的 探寻，寻求平安协议和加密算法存在的破绽，进而删除射频标签内容或窜改可重 写射频标签内容； 〔3〕经过搅扰广播、阻塞信道或其他手腕，构建异常的运用环境，使合法处置器 发作缺点，停止拒绝效劳攻击等。 2〕主动攻击主要包括： 〔1〕经过采用窃听技术，剖析微处置器正常任务进程中发生的各种电磁特征，来 取得射频标签和读写器之间或其他RFID通讯设备之间的通讯数据； 〔2〕经过读写器等窃听设备，跟踪商品流通静态。自动攻击和主动攻击都会使 RFID运用系统面临庞大的平安风险。
第4章 物联网感知层平安 第1节 感知层平安概述
4.1.2 感知层安全威胁
1.增强对传感网秘密性的平安控制 2.增强节点认证 3.增强入侵监测 4.增强对传感网的平安路由控制 5.应构建和完善我国信息平安的监管体系
第4章 物联网感知层平安 第1节 感知层平安概述
4.2 RFID平安
4.2.1 RFID平安要挟 4.2.2 RFID平安技术
4.3.2 传感器网络安全威胁分析
2.技术分类
1〕物理层攻击 〔1〕信号搅扰和窃听攻击。〔2〕窜改和物理破坏攻击。〔3〕仿冒节点攻击。 2〕链路层平安要挟 〔1〕链路层碰撞攻击。〔2〕资源消耗攻击。〔3〕非公允竞争。 3〕网络层的平安要挟 〔1〕虚伪路由攻击。〔2〕选择性地转发。〔3〕Sinkhole槽洞攻击。 〔4〕DoS拒绝效劳攻击。〔5〕Sybil女巫攻击。〔6〕Wormholes虫洞攻击。 〔7〕HELLO洪泛攻击。〔8〕确认诈骗。〔9〕主动窃听。 4〕传输层攻击 〔1〕洪泛攻击。〔2〕重放攻击。
典型物联网感知层的相关知识点总结
典型物联网感知层的相关知识点总结一、物联网的定义物联网：当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间，环境以及状态信息实时的实时共享以及智能化的收集、传递、处理和执行。
（广义物联网：当下涉及到信息技术的应用，都可以纳入物联网的范畴。
）二、物联网架构及组成物联网架构可分为三层：感知层、网络层、应用层。
感知层：由各种传感器构成，包括“温湿度传感器、二维码标签、RFID标签、读写器、摄像头、红外线、GPS”等感知终端，感知层是物联网识别物体、采集信息的来源。
感知层功能：主要的功能和作用“完成信息采集和信号处理工作”，这类设备中多采用“嵌入式系统软件”与之适应，由于需要感知的地理范围和空间范围比较大，包含的信息也比较多。
该层中的设备还需要通过自组织网络技术，以协同工作的方式组成一个自组织的多节点网络进行数据传递。
网络层：由各种网络，包括互联网、光电网、网络管理系统和云计算平台等组成，是整个物联网的中枢，负责传递和处理感知层获取的信息。
网络层功能：主要功能是“直接通过现有互联网（IPv4 / IPv6网络）、移动通信网（eg: GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、无线接入网、无线局域网等）、卫星通信网”等基础网络设施，对来自感知层的信息进行接入和传输。
应用层：是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。
应用层功能：应用层主要包括“各类用户界面显示设备以及其它管理设备”等，它是物联网体系结构的最高层。
应用层根据用户的需求可以面向各类行业实际应用的管理平台和运行平台，并根据各种应用的特点集成相关的内容服务。
三、RFID系统组成及示意图RFID系统组成主要分为四个部分：1、标签（Tag）：由“耦合元件”及“芯片”组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象，用于阅读器识别。
2、阅读器（Reader）: 读取（或写入）含有标签信息的设备。
3、天线（Antenna）: 在“标签”和“读写器”间传递射频信号。
物联网感知层技术
物联网感知层技术物联网感知层技术1、引言1.1 背景1.2 目的1.3 范围2、感知层技术概述2.1 感知层的定义2.2 感知层的作用2.3 感知层的基本原理2.4 感知层的组成部分3、无线通信技术3.1 无线传感器网络（WSN）3.2 低功耗广域网（LPWAN）3.3 蓝牙技术3.4 ZigBee技术3.5 Wi-Fi技术4、传感器技术4.1 传感器的定义和分类4.2 常见的传感器技术4.3 传感器数据的采集和处理5、数据传输与处理5.1 数据传输协议5.2 数据压缩与优化5.3 数据处理与分析6、安全与隐私保护6.1 安全威胁与防范6.2 数据加密与解密6.3 隐私保护技术7、能源管理7.1 能源获取与存储7.2 能源管理策略7.3 能量回收与自供能8、应用案例8.1 智能家居8.2 智能交通8.3 工业自动化8.4 农业物联网8.5 医疗健康9、附录9.1 附件一、示例代码9.2 附件二、数据通信协议说明附：法律名词及注释1、广域网（LPWAN）：一种面向广域范围的低功耗无线通信技术，用于物联网设备间的远程通信。
2、传感器网络（WSN）：一种由大量分布式传感器节点组成的网络，用来感知和采集环境信息。
3、ZigBee技术：一种低功耗、短距离通信技术，适用于低速率、低功耗的物联网应用。
4、Wi-Fi技术：一种基于无线局域网的通信技术，用于提供高速、大容量的数据传输。
5、蓝牙技术：一种短距离无线通信技术，适用于低功耗设备间的数据传输。
本文档涉及附件：附件一、示例代码附件二、数据通信协议说明。
物联网系统的大致组成
物联网系统的大致组成物联网系统是由物理设备、传感器、网络连接和云平台等组成的，它允许物理对象通过网络进行通信和交互。
物联网系统的组成可以大致分为以下几个方面：一、感知层感知层是物联网系统中最基础的组成部分，其作用是通过各种传感器和探测器感知和采集现实世界中的各种物理信息。
这些传感器可以监测温度、湿度、光照、气体浓度、运动等各种参数，并将采集到的数据转换为电子信号。
二、传输层传输层是将感知到的信息传输到云平台或其他节点的关键组成部分。
传输层可以通过有线或无线网络技术来实现数据的传输，常见的技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等。
传输层还可以通过网关设备将数据从局部网络传输到广域网络。
三、网络层网络层是连接各种物理设备和云平台的桥梁，在物联网系统中起到了关键的作用。
网络层可以将感知到的信息进行传输和路由，确保信息能够准确地传递到目标节点。
网络层可以采用各种网络协议，如IP协议、MQTT、CoAP等。
四、应用层应用层是物联网系统中提供各种应用服务的层级，可以根据需求开发各种应用程序，实现对物联网系统的管理和控制。
应用层可以包括数据分析、数据存储、数据可视化等功能，提供给用户直观的用户界面和操作体验。
五、安全层物联网系统中的安全问题是一个重要的考虑因素。
安全层主要负责保护物联网系统中的通信和数据传输安全，防止信息被篡改、泄露或恶意攻击。
安全层可以采用加密技术、访问控制、身份认证等手段来保障物联网系统的安全性。
六、云平台云平台是物联网系统的重要组成部分，可以实现对物联网数据的存储、处理和分析。
云平台可以提供大数据分析、机器学习、人工智能等功能，进一步挖掘和利用物联网系统中的数据价值。
同时，云平台还可以提供数据接口和开发工具，便于开发者进行二次开发和扩展。
总之，物联网系统的大致组成包括感知层、传输层、网络层、应用层、安全层和云平台。
这些组成部分相互协作，共同构建了一个完整的物联网系统，实现了物理设备之间的互联互通，为人们带来了便利和智能化的生活体验。
物联网感知层
物联网感知层一、概述物联网是“传感网”在国际上的通称，是传感网在概念上的一次拓展。
通俗地讲，物联网就是万物都接入到互联网，物体通过装入射频识别设备、红外感应器、GPS 或其他方式进行连接，然后通过移动通信网络或其他方式接入到互联网，最终形成智能网络，通过电脑或手机实现对物体的智能化管理和信息采集分析。
物联网应该具备三个特征，一是全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。
在业界，物联网大致被公认为有三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。
其中感知层由各种具有感知能力的设备组成，主要用于感知和采集物理世界中发生的物理事件和数据。
感知层至关重要,是物物相连的基础,是实现物联网的最底层技术。
物联网感知层是物联网络建立的基础，深入的了解物联网感知层的网络层部分为建立低成本、高效、灵敏的物联网络提供一定的一局。
感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。
物联网与传统网络的主要区别在于，物联网扩大了传统网络的通信范围，即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与物、物与物之间的通信。
作为下一代信息浪潮的新热点，国内外政府公司和研究机构对物联网投入了极大的关注，IBM 公司提出“智慧地球”，日本和韩国分别提出了“U-japan”和“U-Korea”战略，这都是从国家工业角度提出的重大信息发展战略。
中国针对物联网到来的信息浪潮，提出了“感知中国”的发展战略。
二、感知层技术1．传感器技术人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感觉来感知外界的信息，感知的信息输入大脑进行分析判断和处理，大脑再指挥人做出相应的动作，这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的能力。
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物联网感知层一、概述物联网是“传感网”在国际上的通称，是传感网在概念上的一次拓展。
通俗地讲，物联网就是万物都接入到互联网，物体通过装入射频识别设备、红外感应器、GPS 或其他方式进行连接，然后通过移动通信网络或其他方式接入到互联网，最终形成智能网络，通过电脑或手机实现对物体的智能化管理和信息采集分析。
物联网应该具备三个特征，一是全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。
在业界，物联网大致被公认为有三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。
其中感知层由各种具有感知能力的设备组成，主要用于感知和采集物理世界中发生的物理事件和数据。
感知层至关重要,是物物相连的基础,是实现物联网的最底层技术。
物联网感知层是物联网络建立的基础，深入的了解物联网感知层的网络层部分为建立低成本、高效、灵敏的物联网络提供一定的一局。
感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。
物联网与传统网络的主要区别在于，物联网扩大了传统网络的通信范围，即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与物、物与物之间的通信。
作为下一代信息浪潮的新热点，国内外政府公司和研究机构对物联网投入了极大的关注，IBM 公司提出“智慧地球”，日本和韩国分别提出了“U-japan”和“U-Korea”战略，这都是从国家工业角度提出的重大信息发展战略。
中国针对物联网到来的信息浪潮，提出了“感知中国”的发展战略。
二、感知层技术1．传感器技术人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感觉来感知外界的信息，感知的信息输入大脑进行分析判断和处理，大脑再指挥人做出相应的动作，这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的能力。
但是通过人的五官感知外界的信息非常有限，例如，人无法利用触觉来感知超过几十甚至上千度的温度，而且也不可能辨别温度的微小变化，这就需要电子设备的帮助。
同样，利用电子仪器特别像计算机控制的自动化装置来代替人的劳动时，计算机类似于人的大脑，而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不够的，计算机也还需要它们的“五官”—传感器。
传感器是一种检测装置，能感受到被测的信息，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。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
在物联网系统中，对各种参量进行信息采集和简单加工处理的设备，被称为物联网传感器。
传感器可以独立存在，也可以与其他设备以一体方式呈现，但无论哪种方式，它都是物联网中的感知和输入部分。
在未来的物联网中，传感器及其组成的传感器网络将在数据采集前端发挥重要的作用。
传感器的分类方法多种多样，比较常用的有按传感器的物理量、工作原理、输出信号的性质这3种方式来分类。
此外，按照是否具有信息处理功能来分类的意义越来越重要，特别是在未来的物联网时代。
按照这种分类方式，传感器可分为一般传感器和智能传感器。
一般传感器采集的信息需要计算机进行处理；智能传感器带有微处理器，本身具有采集、处理、交换信息的能力，具备数据精度高、高可靠性与高稳定性、高信噪比与高分辨力、强自适应性、低价格性能比等特点。
传感器是摄取信息的关键器件，它是物联网中不可缺少的信息采集手段，也是采用微电子技术改造传统产业的重要方法，对提高经济效益、科学研究与生产技术的水平有着举足轻重的作用。
传感器技术水平高低不但直接影响信息技术水平，而且还影响信息技术的发展与应用。
目前，传感器技术已渗透到科学和国民经济的各个领域，在工农业生产、科学研究及改善人民生活等方面，起着越来越重要的作用。
2．RFID技术RFID是射频识别（Radio Frequency Identification）的英文缩写，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，它利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息实现物体识别。
RFID既可以看做是一种设备标识技术，也可以归类为短距离传输技术。
RFID是一种能够让物品“开口说话”的技术，也是物联网感知层的一个关键技术。
在对物联网的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过有线或无线的方式把它们自动采集到中央信息系统，实现物品（商品）的识别，进而通过开放式的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。
RFID系统主要由三部分组成：电子标签（Tag）、读写器（Reader）和天线（Antenna）。
其中，电子标签芯片具有数据存储区，用于存储待识别物品的标识信息；读写器是将约定格式的待识别物品的标识信息写入电子标签的存储区中（写入功能），或在读写器的阅读范围内以无接触的方式将电子标签内保存的信息读取出来（读出功能）；天线用于发射和接收射频信号，往往内置在电子标签和读写器中。
RFID技术的工作原理是：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。
由于RFID具有无需接触、自动化程度高、耐用可靠、识别速度快、适应各种工作环境、可实现高速和多标签同时识别等优势，因此可用于广泛的领域，如物流和供应链管理、门禁安防系统、道路自动收费、航空行李处理、文档追踪/图书馆管理、电子支付、生产制造和装配、物品监视、汽车监控、动物身份标识等。
以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的读写器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。
3．二维码技术二维码（2-dimensional bar code）技术是物联网感知层实现过程中最基本和关键的技术之一。
二维码也叫二维条码或二维条形码，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巧妙地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。
与一维条形码相比二维码有着明显的优势，归纳起来主要有以下几个方面：数据容量更大，二维码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的信息；超越了字母数字的限制；条形码相对尺寸小；具有抗损毁能力。
此外，二维码还可以引入保密措施，其保密性较一维码要强很多。
二维码可分为堆叠式/行排式二维码和矩阵式二维码。
其中，堆叠式/行排式二维码形态上是由多行短截的一维码堆叠而成；矩阵式二维码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”，用“空”表示二进制“0”，并由“点”和“空”的排列组成代码。
二维码具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。
二维码的特点归纳如下：（1）高密度编码，信息容量大：可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍；（2）编码范围广：二维码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，并用条码表示；（3）容错能力强，具有纠错功能：二维码因穿孔、污损等引起局部损坏时，甚至损坏面积达50%时，仍可以正确得到识读；（4）译码可靠性高：比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一；（5）可引入加密措施：保密性、防伪性好；（6）成本低，易制作，持久耐用；（7）条码符号形状、尺寸大小比例可变；（8）二维码可以使用激光或CCD摄像设备识读，十分方便。
与RFID相比，二维码最大的优势在于成本较低，一条二维码的成本仅为几分钱，而RFID标签因其芯片成本较高，制造工艺复杂，价格较高。
对这两种标识技术进行了比较。
4．ZigBeeZigBee是一种短距离、低功耗的无线传输技术，是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，它是IEEE 802.15.4协议的代名词。
ZigBee的名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，即蜜蜂靠飞翔和“嗡嗡”（Zig）地抖动翅膀与同伴传递新发现的食物源的位置、距离和方向等信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。
ZigBee采用分组交换和跳频技术，并且可使用3个频段，分别是2.4GHz 的公共通用频段、欧洲的868MHz频段和美国的915MHz频段。
ZigBee主要应用在短距离范围并且数据传输速率不高的各种电子设备之间。
与蓝牙相比，ZigBee更简单、速率更慢、功率及费用也更低。
同时，由于ZigBee 技术的低速率和通信范围较小的特点，也决定了ZigBee技术只适合于承载数据流量较小的业务。
ZigBee技术主要包括以下特点：（1）数据传输速率低。
只有10～250kbit/s，专注于低传输应用；（2）低功耗。
ZigBee设备只有激活和睡眠两种状态，而且ZigBee网络中通信循环次数非常少，工作周期很短，所以一般来说两节普通5号干电池可使用6个月以上；（3）成本低。
因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本；（4）网络容量大。
ZigBee支持星形、簇形和网状网络结构，每个ZigBee网络最多可支持255个设备，也就是说每个ZigBee设备可以与另外254台设备相连接；（5）有效范围小。
有效传输距离10～75m，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境；（6）工作频段灵活。
使用的频段分别为2.4GHz、868MHz（欧洲）及915MHz（美国），均为免执照频段；（7）可靠性高。
采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个ZigBee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性；（8）时延短。
ZigBee针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短；（9）安全性高。
ZigBee提供了数据完整性检查和鉴定功能，采用AES-128加密算法，同时根据具体应用可以灵活确定其安全属性。
由于ZigBee技术具有成本低、组网灵活等特点，可以嵌入各种设备，在物联网中发挥重要作用。