第3章 感知层技术(新版)
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。
物联网技术基础第3章-传感器与传感网技术可修改全文
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。
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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
智能科学与技术导论课件第3章
3.1 机器感知基础
3.1.3 机器感知的特性与要求
6.学习和适应力
人脑的感知系统在出生时并未完全发育。尽管某些模式需要通过遗传密码进行预定义，但是 许多与感知有关的概念和相关性只有在生命周期中才能学会。
对于机器感知模型而言，极具挑战性的问题是在系统启动之前需要预定义哪些内容，可以从 示例和经验中学到什么，以及如何进行这种学习。
第3章 机器感知及其应用
目录
3.1 机器感知基础 3.2 视觉感知 3.3 听觉感知 3.4 机器感知应用
3.1 机器感知基础
3.1.1 机器感知的概念
人类通过“拟人化”的方式使得机器具备了视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等感知能力。由于敏感 域、敏感度和分辨力等突破了人类感官局限，机器感知能够帮助人类获得了超越自身感官的感知能力。
3.1 机器感知基础
3.1.2 机器感知的物理原理
4.机器嗅觉
机器嗅觉是指机器通过敏感的化学传感器阵列和适当的模式识别算法，实现对气味的测量与 识别，它是一种模拟生物嗅觉工作原理的仿生技术。
机器嗅觉的基本工作原理：气味分子被机器嗅觉系统中的传感器阵列吸附，产生电信号，然 后对该信号进行加工处理与传输，并使用模式识别系统对其做出判别。
在感知时，触摸感可能需要与其它感知方式（例如视觉和听觉感知）融合在一起，以便机器 能够获得外界物体更加完整的属性信息。
机器触觉在临床诊断、健康评估、健康监控、虚拟电子、柔性触摸屏、服务机器人等领域拥有很大的 应用潜力。例如，柔性触觉传感器不仅能提供外界物体的尺寸、形状、纹理等特性，还能提供安全和友好的 交互体验，实现类似于人类皮肤的功能，因此它也被称为电子皮肤。
以图像的方式对观测场景或目标做出描述和解释的行为，在广义上被认为是机器视觉感知。 所以，工作在电磁波其它频段的微波成像雷达、激光成像雷达，可以被认为是机器视觉感知的新 手段。
《感知识别层》课件
卷积层
卷积层通过卷积核和步长的操作对图像进行特 征提取，帮助网络学习图像中的空间关系。
全连接层
全连接层将前面的特征提取层与输出层相连接， 用于对特征进行分类和预测。
感知识别层的应用
图像分类
感知识别层在图像分类任务中 可以帮助识别图像中的物体和 场景，并进行准确的分类。
《感知识别层》PPT课件
欢迎来到《感知识别层》PPT课件。本课件将介绍计算机视觉中的感知识别层， 它在图像处理中起着非常重要的作用。
什么是感知识别层？
感知识别层是计算机视觉的核心组成部分，它用于处理和理解图像数据，并 提取其中的特征信息。
感知识别层的组成
神经元
神经元是感知识别层的基本单元，它通过激活 函数和权重来对输入数据进行处理和转换。
要优化感知识别层的性能，我们需要学习率调整、权重初始化、梯度下降法 和正则化等优化技术。
目标检测
通过感知识别层，计算机可以 快速准确地检测出图像中的目 标物体，实现自动化目标检测。
图像分割
感知识别层可以将图像分成不 同的区域，对其中的每个区域 进行独立的分析和处理。
感知识别层的优化
1 学习率调整
调整学习率可以控制网络的收敛速度和准确 性，提高网络的训练效果。
2 权重初始化
合理的权重初始化可以避免网络陷入局部最 优，并提高网络的稳定性和泛化能力。
3 梯度下降法
使用梯度下降法可以更新网络中的权重和偏 置，帮助网络逐步优化并提升性能。
4 正则化
正则化技术可以有效地减小网络的过拟合现 象，提高网络的泛化能力和鲁棒性。
总结
感知识别层是计算机视觉任务中至关重要的一部分，它由神经元、卷积层、 池化层和全连接层组成。
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。
精品文档-物联网工程导论(王志良)-第3章
方式的比较。
第3章 物联网的技术基础
(a) 传统的接线方式
(b) 现场总线接线方式
图3.11 传统控制系统接线方式和现场总线系统接线方式的比较
第3章 物联网的技术基础
2) 现场总线的特点 现场总线技术实际上是采用串行数据传输和连接方式代替 传统的并行信号传输和连接方式的方法。 3) 现场总线的应用领域 控制系统分为不同的层次，图3.12简明地表示出控制系统 的金字塔结构。
第3章 物联网的技术基础 图3.14 Ad-Hoc拓扑结构
第3章 物联网的技术基础
Infrastructure是一种整合有线与无线局域网络架构的应 用模式，通过此种网络结构，同样可实现网络资源的共享，此 应用需通过AP。
此种网络的拓扑结构如图3.15所示。
第3章 物联网的技术基础 图3.15 Infrastructure拓扑结构
第3章 物联网的技术基础 图3.20 典型的PLC系统应用示意图
第3章 物联网的技术基础
2) PLC的关键技术 目前国际上高速电力线通信采用的调制技术主要有扩展频 谱类和OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing， 正交频分复用)调制技术。 3) PLC的特点 电力线路作为通信媒介带来的噪声干扰远比电信线路大得 多，如图3.21所示。
第3章 物联网的技术基础 图3.16 蓝牙标志与蓝牙耳机
第3章 物联网的技术基础
2) 蓝牙技术的系统参数和技术指标 蓝牙技术产品采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数 据和视频的传输。 蓝牙的系统参数与技术指标见表3.3。
第3章 物联网的技术基础
物联网技术3.2 感知层
4.2.1 感知现实物理世界
传感器节点的现实约束
（1）能量受限
传感器节点携带电池能量十分有限，第一，由于传感器节点分布区域广，环境复杂， 许多区域甚至人员不可达，因此能源难以补充；第二，受限于节点尺寸与成本，现有 传感器节点通常无法采用大容量电池或者太阳能电池。因此，高效使用能量以最大化 网络生存时间是传感网络设计的重要目标。
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3.2 感知互动层
感知现实物理世界
4.2.1
4.4.2
执行反馈决策
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感知互动层的功能
感知互动层功能主要是采集物品和周围环境的数据，通 过这些基础数据获取用户感兴趣的信息和知识，完成对 现实物理世界的认知和识别，与此同时，物联网经常需 要根据用户的需要，形成对物理世界的反馈控制。 简而言之，分为感知现实世界和执行反馈决策两部分。
-7-
4.2.2 执行反馈决策
应用案例 – 远程医疗
在远程医疗中，监测人体的各种生理数据， 跟踪患者病理特征变化，如在病人身上佩戴 具有监测心率和血压功能的探测节点，能实 现对病人生理参数的监测，通过医院的医生 服务平台对这些数据进行分析，判断病人现 在的情况以进行诊治，或者对病人服药过程
中的反应进行跟踪，对不良反应给予意见，
这样病人足不出户也能看病，给病人带来极 大的方便。
图片来自：羊城晚报
ห้องสมุดไป่ตู้-8-
4.2.2 执行反馈决策
应用案例 – 智能交通
在智能交通系统中，通过在一些城市路面布设 传感器节点，对采集到的车流量信息进行传输 ，通过物联网的分析系统，将当前的道路情况 发布给附近的车主，或者规划出最省时的交通 路线。这样不仅为用户节省了出行的时间，同
传感器_智能传感器与无线传感器网络技术课件
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身边的传感器
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图像传感器
• iPhone7的主摄 像头为1200万 像素，传感器 尺寸为1/2.6， f/1.9光圈以及 1.3μm 的像素 尺寸。。
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声音传感器
• 俗名麦克风。手 机上常用的是驻 极体话筒（电容 式），通过声音 的振动，引起电 容量的改变，来 得到声音的电量。
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流速传感器
• 空气流量传感器，是电喷发动机的重要传感器之 一。它将吸入的空气流量转换成电信号送至电控 单元(ECU），作为决定喷油的基本信号之一，是 测定吸入发动机的空气流量的传感器。
• 卡曼涡旋式空气流量计，是在进气道中安装涡旋 发生管，流经的空气速度不同，在管的出口端附 近产生频率不同的涡旋，在涡旋附近安装一金属 薄片。薄片随涡旋发生振动。薄片上涂有反光材 料，对发光二极管发出的光线进行反射，当反射 光线经过光电晶体管时产生电脉冲信号。通过计 算脉冲的频率可以知道涡旋的频率，从而得到空 气的流速。
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光学指纹传感器
• 当你把手指放上去的时候， 采集端发出来的光线会被 你的手指挡回来。由于指 纹上有脊（凸起的部分） 有谷（凹下的部分），光 线遇到它们后会发生不同 的反射原理，导致返回的 光线有明暗之分。反射回 来的光线再经过三棱镜的 折射，打在感光元件上， 就可以成像。
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（1）力传感器
• 力传感器是能感受外力并将其转换成可用输出信 号的传感器。
• 力传感器的种类繁多，常用的力与压力传感器有 电阻应变式、半导体应变式、压阻式、电感式、 电容式、谐振式压力传感器，以及光纤压力传感 器等
物联网感知层技术
引言：物联网（InternetofThings，IoT）是指通过互联网将各种物理设备（如传感器、智能设备等）连接起来，实现数据的交互和共享，从而实现智能化的生活和工作。
而在物联网中，感知层技术发挥着至关重要的作用，它能够让物体具备感知、采集和传输数据的能力，为物联网提供基础数据支持。
本文将从引言概述、正文内容、总结几个方面，详细阐述物联网感知层技术的相关内容。
概述：物联网感知层技术是构建物联网的基础，它能够将物理世界和数字世界进行连接，实现物体间的智能交互。
感知层技术主要包括传感器技术、嵌入式系统技术、通信技术等。
在感知层技术中，传感器技术是最核心的一部分，它能够将物理世界的信息转化为数字信号，并通过通信技术将数据传输到云端或其他设备中进行处理和分析。
正文内容：一、传感器技术：1.传感器的基本原理：传感器是物联网感知层的核心设备，它能够将物理量转化为电信号，并输出给其他设备进行处理。
传感器技术的基本原理是根据物理量与电信号之间的相互作用关系来实现的，常见的传感器类型包括温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等。
2.传感器的分类：根据传感器的工作原理和测量对象的不同，传感器可以分为接触式传感器和非接触式传感器。
接触式传感器需要与测量对象直接接触进行测量，非接触式传感器则不需要直接接触。
3.传感器的应用场景：传感器广泛应用于智能家居、智能工厂、智能交通等领域，能够实现环境监测、智能安防、智能物流等功能。
二、嵌入式系统技术：1.嵌入式系统的定义：嵌入式系统是指在其他系统中嵌入的计算机系统，通常包括硬件和软件两个部分。
嵌入式系统通过感知层设备上的嵌入式芯片来实现数据的采集和处理。
2.嵌入式系统的特点：嵌入式系统具有体积小、功耗低、响应速度快等特点，能够适应物联网中大规模的传感、控制和通信需求。
3.嵌入式系统的应用领域：嵌入式系统广泛应用于智能方式、智能家电、智能汽车等领域，能够实现智能化的数据处理和控制。
三、通信技术：1.通信技术的作用：物联网感知层需要通过通信技术将感知到的数据传输到云端或其他设备中进行处理和分析。
物联网感知层技术
物联网感知层技术在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，IoT）已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
从智能家居到智能交通，从工业自动化到医疗保健，物联网的应用无处不在。
而在物联网的体系结构中，感知层技术无疑是最为基础和关键的部分，它就像是物联网的“眼睛”和“耳朵”，负责采集和获取各种物理世界的信息。
感知层技术主要包括传感器技术、射频识别（RFID）技术、二维码技术、全球定位系统（GPS）技术等。
这些技术相互配合，使得物联网能够感知到物理世界的各种变化和状态。
传感器技术是感知层中最为核心的技术之一。
传感器是一种能够将物理量、化学量或生物量等转换成电信号的装置。
它就像是我们人体的感觉器官，能够感知温度、湿度、压力、光照、声音、振动等各种物理参数。
例如，在智能家居中，温度传感器可以实时监测室内温度，并将温度数据传输给智能控制系统，从而实现自动调节空调温度的功能；在工业生产中，压力传感器可以监测机器设备的运行状态，及时发现潜在的故障。
传感器的种类繁多，按照被测量的类型可以分为物理量传感器、化学量传感器和生物量传感器等；按照工作原理可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、光电式传感器等。
不同类型的传感器具有不同的特点和适用场景，我们可以根据具体的需求选择合适的传感器。
射频识别（RFID）技术也是感知层中非常重要的一项技术。
RFID系统由标签、阅读器和天线组成。
标签中存储着物品的相关信息，当标签进入阅读器的识别范围时，阅读器通过天线发送射频信号，激活标签并读取其中的信息。
RFID 技术具有非接触式、快速读取、可重复使用等优点，被广泛应用于物流管理、库存控制、智能交通等领域。
例如，在超市中，商品上的 RFID 标签可以帮助收银员快速完成结账，提高工作效率；在图书馆中，RFID 标签可以实现图书的自助借还，方便读者借阅。
二维码技术是一种能够存储大量信息的编码技术。
03第三章___多层感知器网络
( m) 2
（3.8）
但实际上 w 是未知的，所以用小正数 δ 取代 w z
*T
( m)
，即
η=
δ + w ( m )T z ( m )
z (m)
2
（3.9）
上述算法也称松弛算法。实际上，δ 的选取也是很困难的，因此（3.8）式中的 w z
*T
(m)
干脆用 w
( m )T
z ( m ) 取代，得： 2 w ( m) z (m) z (m)
若这次输入的 z
2
（3.3）
(m)
被正确分类，则无权植修正。若 z
2
(m)
分类错误，则由上式：
w ( m +1) − w * = w ( m ) − w *
[注意 ( d
(m)
+ η 2 z ( m)
2
+ 2η (d ( m ) − y ( m ) )( w ( m ) − w * ) T z ( m ) （3.4）
n
T
矩阵为 W = wij
[ ] ∈R
n× m
，其中 wij 为输入节点 i 到输出神经元 j 的连接权。显然，由于
对不同的输出单元，其连接权是相互独立的，因而可将一个多输出两层感知器分解成多 个单输出两层感知器，即讨论单个感知器的两分类问题。
物联网完整版复习资料
《物联网》复习提纲第一章绪论1、物联网的定义是什么？中国物联网校企联盟对物联网的定义和国际电信联盟(ITU)的定义。
（答：国际电信联盟( ITU) 发布的ITU 互联网报告，对物联网做了如下定义：通过二维码识读设备、射频识别(RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统和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。
中国物联网校企联盟将物联网的定义为所有技术与计算机、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共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。
广义上说，当下涉及到信息技术的应用，都可以纳入物联网的范畴。
）2、物联网的技术特征是什么？（1）物联网集合了各种感知技术（2）物联网是建立在互联网上的泛在网络（3）物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。
3 物联网的发展历程物联网在我国的如何发展，关注2009 年8 月温家宝视察无锡。
第二章物联网的体系结构1、物联网的基本组成物联网分为四层，分别是哪四层，每一层包含哪些内容，每一层的主要功能是什么？（物联网的4层结构：感知识别部分、网络传输部分、应用支撑部分、应用接口部分。
1、感知识别层的功能：•（1）是解决对客观世界的数据获取的问题•（2）形成对客观世界的全面感知和识别•（3）在该层中涉及了众多的技术层面，核心是要解决智能化、低能耗、低成本和小型化的问题（案例：四旋翼无人机）•（4）感知一般包括数据采集和数据短距离传输两部分2、网络传输层•物联网网络传输层建立在现有的移动通讯网和互联网基础上。
•物联网网络传输层与目前主流的移动通信网、国际互联网、企业内部网、各类专网等网络一样，主要承担着数据传输的功能。
•通信网络按地理范围从大到小分为体域网、个域网、局域网、城域网、广域网。
3、应用支撑层•网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。
基于物联网的农产品供应链管理系统优化方案
基于物联网的农产品供应链管理系统优化方案第1章绪论 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 研究内容与方法 (3)1.3.1 研究内容 (3)1.3.2 研究方法 (3)第2章物联网与农产品供应链管理概述 (3)2.1 物联网基本概念 (3)2.2 农产品供应链管理基本理论 (4)2.3 物联网在农产品供应链管理中的应用 (4)第3章农产品供应链管理系统现状分析 (5)3.1 我国农产品供应链管理现状 (5)3.1.1 发展现状 (5)3.1.2 政策支持 (5)3.2 存在的问题与挑战 (6)3.3 优化需求分析 (6)第四章物联网技术体系构建 (6)4.1 感知层技术 (6)4.1.1 传感器技术 (7)4.1.2RFID技术 (7)4.1.3 图像识别技术 (7)4.2 网络层技术 (7)4.2.1 无线通信技术 (7)4.2.2 传输层技术 (7)4.2.3 数据处理与存储技术 (8)4.3 应用层技术 (8)4.3.1 数据挖掘与分析技术 (8)4.3.2 人工智能技术 (8)4.3.3 用户界面与交互技术 (8)4.3.4 安全保障技术 (8)第五章农产品供应链管理信息平台设计 (8)5.1 平台架构设计 (8)5.2 数据采集与处理 (9)5.2.1 数据采集 (9)5.2.2 数据处理 (9)5.3 信息共享与协同管理 (9)5.3.1 信息共享 (9)5.3.2 协同管理 (9)第6章农产品追溯体系构建 (10)6.1 追溯体系设计原则 (10)6.1.1 完整性原则 (10)6.1.2 可靠性原则 (10)6.1.3 易用性原则 (10)6.1.4 安全性原则 (10)6.2 追溯信息编码与标识 (10)6.2.1 编码规则 (10)6.2.2 标识技术 (10)6.3 追溯系统实现与应用 (11)6.3.1 系统架构 (11)6.3.2 数据采集与处理 (11)6.3.3 数据传输与交换 (11)6.3.4 数据存储与管理 (11)6.3.5 应用层功能 (11)第7章农产品冷链物流优化 (11)7.1 冷链物流现状分析 (12)7.2 冷链物流设备优化 (12)7.3 冷链物流信息管理 (12)第8章农产品供应链风险管理 (13)8.1 风险识别与评估 (13)8.2 风险防范与应对 (13)8.3 风险监控与预警 (14)第9章政策与法规支持 (14)9.1 政策环境分析 (14)9.1.1 国家政策导向 (14)9.1.2 地方政策支持 (14)9.1.3 政策环境对农产品供应链管理的影响 (14)9.2 法律法规建设 (15)9.2.1 法律法规现状 (15)9.2.2 法律法规建设需求 (15)9.2.3 法律法规建设重点 (15)9.3 政策与法规实施 (15)9.3.1 政策与法规实施的重要性 (15)9.3.2 政策与法规实施的措施 (15)9.3.3 政策与法规实施的效果 (16)第10章结论与展望 (16)10.1 研究结论 (16)10.2 不足与展望 (16)第1章绪论1.1 研究背景我国经济的快速发展，人民生活水平的提高，农产品供应链管理在农业生产和流通领域中的地位日益凸显。
神经网络及应用第三章感知器神经网络
Neural Networks & Application1第3章感知器神经网络z 单层感知器z 多层感知器z 基本BP 算法z 标准BP 算法的改进z 基于BP 算法的多层感知器设计基础z 基于BP 算法的多层感知器应用与设计实例z课件下载：:8080/aiwebdrive/wdshare/getsh are.do?action=exhibition&theParam=liangjing@zzu.e Neural Networks & Application23.1 单层感知器z 1958年，美国心理学家Frank Rosenblatt 提出一种具有单层计算单元的神经网络，称为Perceptron, 及感知器。
z感知器研究中首次提出了自组织、自学习的思想，而且对于所能解决的问题存在着收敛算法，并能从数学上严格证明，因而对神经网络的研究起了重要推动作用。
z单层感知器的结构与功能都非常简单，所以在解决实际问题时很少被采用，但在神经网络研究中具有重要意义，是研究其他网络的基础，而且较易学习和理解，适合于作为学习神经网络的起点。
Neural Networks & Application33.1 单层感知器z3.1.1 感知器模型单层感知器：只有一层处理单元的感知器12(,,...,)Tm o o o =O 单层感知器输入层（感知层）输出层（处理层）12(,,...,)Tn x x x =X 12(,,...,),1,2,...,T j j nj w w w j m==j W Neural Networks & Application43.1 单层感知器对于处理层中任一节点，其净输入net ’j 为来自输入层各节点的输入加权和离散型单层感知器的变换函数一般采用符号函数1'nj ij ii net w x ==∑0sgn(')sgn()sgn()nT j j j ij i j i o net T w x ==−==∑W XNeural Networks & Application53.1 单层感知器z 3.1.2 感知器的功能z单计算节点感知器就是一个M-P 神经元模型，采取符号变换函数，又称为符号单元。
第三章 多层感知器神经网络(1)
络来实现“异或”运算。
10
神经网络的发展历程
神经网络的发展历性的热潮，
分别是1943年的神经网络的诞生、1983年的神经网络的复兴及2006年的深度学习
的崛起。
➢ 神经网络的诞生（1943—1969年）
➢ 在1943年，心理学家Warren McCulloch和数学家Walter Pitts和最早
➢ 我们主要关注采用误差反向传播进行学习的神经网络，神经元之间的连接权重就是 需要学习的参数，可以在机器学习的框架下通过梯度下降法来进行学习。作为对人 工神经网络的初步认识，本章主要介绍感知器神经网络和反向传播网络。
2
第一节
感知器及其发展过程
3.1
感知器及其发展过程
感知器及其发展过程
➢ 1943年，McCulloch和Pitts发表了他们关于人工神经网络的第一个系统研究。 ➢ 1947年，他们又开发出了一个用于模式识别的网络模型——感知器，通常就叫作
➢ Rosenblatt [1958]最早提出可以模拟人类感知能力的神经网络模型，
并称之为感知器（Perceptron），并提出了一种接近于人类学习过程
（迭代、试错）的学习算法。
11
神经网络的发展历程
神经网络的发展历程（二）
神经网络之后经历了长达10年的冷落期，主要由于当时基本感知机无法处理异或 回路，并且计算机处理能力还非常有限。1974年，哈佛大学的Paul Webos发明反向 传播算法，但当时没有收到重视。随后几年，反向传播算法引起了新的复兴。
描述了一种理想化的人工神经网络，并构建了一种基于简单逻辑运算的
计算机制。他们提出的神经网络模型称为MP模型。
➢ 阿兰·图灵在1948年的论文中描述了一种“B型图灵机”。(赫布型学习)
感知层的主要技术
感知层的主要技术嘿，朋友们！今天咱就来聊聊感知层的那些主要技术，可别小瞧了它们，这就像是给我们的生活开了一扇神奇的窗户呀！你想想看，图像识别技术不就像是我们的眼睛嘛！它能让机器看懂这个丰富多彩的世界。
不管是美丽的花朵、可爱的小动物，还是各种奇奇怪怪的形状，它都能一下子认出来。
这多厉害呀！以前我们得自己睁大眼睛去分辨，现在机器都能帮我们做啦，而且还又快又准呢！还有语音识别技术，这简直就是给机器安上了耳朵呀！我们说话，它就能听懂，然后按照我们的要求去做事。
你说神奇不神奇？就好像我们有了一个随叫随到的小助手，只要我们一声令下，它就能明白我们的意思。
比如说，我们可以对着手机说“给我放首好听的歌”，嘿，马上就有美妙的音乐响起啦！再说说传感器技术，这就像是机器的神经末梢一样。
它们能感受到周围环境的各种变化，温度啦、湿度啦、压力啦等等。
这可太重要啦，没有它们，机器怎么能知道周围发生了什么呢？就好像我们人如果没有了感觉，那可就糟糕啦，都不知道该怎么应对周围的情况了。
这些感知层的主要技术，让我们的生活变得更加智能和便捷啦。
你看现在的智能家居，不就是靠这些技术嘛。
我们可以在外面就远程控制家里的灯光、空调，这在以前简直是不敢想象呀！而且呀，这些技术还在不断发展和进步呢。
以后说不定机器能比我们还厉害地感知这个世界呢！那时候会是什么样的景象呢？我们可以大胆地想象一下呀！它们会不会更懂我们的心思？会不会给我们带来更多的惊喜和便利？这真的很让人期待呢！总之，感知层的主要技术就像是一把神奇的钥匙，打开了通往智能世界的大门。
它们让我们的生活变得更加丰富多彩，也让我们对未来充满了希望。
难道不是吗？让我们一起期待这些技术能给我们带来更多更好的改变吧！。
常见行业前沿技术探索
常见行业前沿技术摸索第1章：智能制造与工业4.0 (4)1.1 智能制造技术概述 (4)1.2 工业大数据分析 (4)1.3 与自动化 (4)1.4 数字孪生与虚拟仿真 (4)第2章人工智能与深度学习 (4)2.1 人工智能基础理论 (4)2.1.1 人工智能发展历程 (4)2.1.2 机器学习与深度学习 (4)2.1.3 神经网络与反向传播算法 (5)2.2 深度学习框架与应用 (5)2.2.1 主流深度学习框架概述 (5)2.2.2 深度学习在各领域的应用 (5)2.3 计算机视觉与图像识别 (5)2.3.1 图像识别基础技术 (5)2.3.2 卷积神经网络（CNN） (5)2.3.3 目标检测与分割技术 (5)2.4 自然语言处理与语音识别 (5)2.4.1 自然语言处理基础技术 (5)2.4.2 递归神经网络（RNN）与长短时记忆网络（LSTM） (5)2.4.3 语音识别技术 (6)第3章物联网与边缘计算 (6)3.1 物联网技术架构与协议 (6)3.1.1 物联网架构概述 (6)3.1.2 感知层技术 (6)3.1.3 网络层协议 (6)3.1.4 应用层协议 (6)3.2 边缘计算概念与关键技术 (6)3.2.1 边缘计算概述 (6)3.2.2 边缘计算关键技术 (6)3.2.3 边缘计算与云计算的协同 (7)3.3 智能传感器与设备接入 (7)3.3.1 智能传感器技术 (7)3.3.2 设备接入技术 (7)3.3.3 设备互联互通 (7)3.4 物联网安全与隐私保护 (7)3.4.1 物联网安全威胁 (7)3.4.2 安全防护技术 (7)3.4.3 隐私保护技术 (7)3.4.4 安全与隐私协同 (7)第4章区块链技术与应用 (7)4.1 区块链基础原理 (7)4.1.1 区块链的概念与特点 (8)4.1.2 区块链的组成结构 (8)4.1.3 共识算法与区块链的安全性 (8)4.1.4 智能合约及其在区块链中的应用 (8)4.2 数字货币与加密技术 (8)4.2.1 数字货币的起源与发展 (8)4.2.2 加密技术的原理与分类 (8)4.2.3 数字货币的安全性与隐私保护 (8)4.2.4 我国数字货币的研发与推广 (8)4.3 区块链在金融行业的应用 (8)4.3.1 区块链技术在金融领域的优势 (8)4.3.2 数字货币支付与跨境支付 (8)4.3.3 区块链在供应链金融中的应用 (8)4.3.4 区块链在保险行业的摸索与实践 (8)4.4 区块链在其他行业的拓展 (8)4.4.1 区块链在供应链管理中的应用 (8)4.4.2 区块链在医疗行业的应用前景 (8)4.4.3 区块链在版权保护与内容分发中的作用 (8)4.4.4 区块链在能源领域的创新实践 (8)4.4.5 区块链在政务与公共服务中的应用 (8)4.4.6 区块链在物联网与大数据领域的融合与发展 (8)第5章 5G技术与通信演进 (8)5.1 5G技术概述与标准体系 (8)5.2 5G关键技术与网络架构 (8)5.3 5G行业应用与产业变革 (9)5.4 6G技术展望与发展趋势 (9)第6章新能源与电动汽车 (9)6.1 新能源技术概述 (9)6.2 电动汽车关键技术 (9)6.3 动力电池与充电设施 (9)6.4 新能源汽车产业链发展 (10)第7章生物技术与基因编辑 (10)7.1 生物技术基础 (10)7.1.1 生物技术的定义与分类 (10)7.1.2 生物技术在科研领域的应用 (10)7.1.3 生物技术发展历程及现状 (10)7.2 基因编辑技术原理 (10)7.2.1 基因编辑技术的起源与发展 (10)7.2.2 CRISPRCas9系统的工作机制 (10)7.2.3 单链引导RNA的设计与优化 (10)7.2.4 基因编辑技术的关键因素与挑战 (10)7.3 基因治疗与药物研发 (11)7.3.1 基因治疗的原理与分类 (11)7.3.2 基因治疗在临床应用中的现状与挑战 (11)7.3.3 基因编辑技术在药物研发中的应用 (11)7.3.4 基因编辑技术在罕见病治疗中的作用 (11)7.4 生物技术在农业与环境保护中的应用 (11)7.4.1 生物技术在作物育种中的应用 (11)7.4.2 基因编辑技术改良农作物性状 (11)7.4.3 生物技术在环境保护中的重要作用 (11)7.4.4 基因编辑技术在生物多样性保护中的应用 (11)第8章量子计算与密码学 (11)8.1 量子计算基础 (11)8.1.1 量子位与量子逻辑 (11)8.1.2 量子算法与量子优势 (11)8.2 量子密码学与应用 (11)8.2.1 量子密码学基本原理 (11)8.2.2 量子密码学应用 (11)8.3 量子计算机发展现状与挑战 (12)8.3.1 量子计算机硬件技术 (12)8.3.2 量子计算机软件与算法 (12)8.4 量子通信与量子互联网 (12)8.4.1 量子通信技术 (12)8.4.2 量子互联网 (12)第9章：虚拟现实与增强现实 (12)9.1 虚拟现实技术概述 (12)9.1.1 发展历程 (12)9.1.2 关键技术 (12)9.1.3 发展趋势 (12)9.2 增强现实技术原理与应用 (13)9.2.1 原理概述 (13)9.2.2 应用领域 (13)9.3 沉浸式交互与感知技术 (13)9.3.1 沉浸式交互技术 (13)9.3.2 感知技术 (13)9.4 虚拟现实在行业应用中的实践 (13)9.4.1 教育行业 (13)9.4.2 医疗行业 (13)9.4.3 娱乐行业 (13)9.4.4 设计与制造业 (14)9.4.5 其他行业 (14)第10章智慧城市与数字治理 (14)10.1 智慧城市发展概述 (14)10.2 数字治理与公共服务 (14)10.3 城市大数据与智能决策 (14)10.4 智慧城市行业应用与未来展望 (14)第1章：智能制造与工业4.01.1 智能制造技术概述智能制造技术是制造业与信息技术深度融合的产物，代表了制造业发展的新趋势。
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• 2005年1月，EAN正式更名为全球第一标准 化组织（GSI，Global standard 1st)。 • 2005年6月，UCC正式更名为GS1 US • 目前，EPCglobal就是GS1和GS1 US两大标 准联合成立 • 1970年Iterface Mechanisms公司开发出“二 维码”，组合成高密度信息图案 • 随着LED、微处理器和激光二极管的不断 发展，迎来了新的标识符号（象征学）和 其应用的大爆炸，被称之为“条码工业”
1949年10月20日提出了今日条码雏形的专利
• 该条码最大的特点是将竖直 的条码弯曲呈环形，就像是 箭靶或是公牛眼一样。公牛 眼代码的好处在于无论什么 地方都可以扫描出来，缺点 是太浪费空间，如图3-2所 示 • 伍德兰在1992年才获得美国 国家科技与发明奖的肯定 • 1959年提出能够描述数字0 - 9中每个数字可由7段平行 条码组成的条码
国际广泛使用的条码种类有：
• EAN、UPC码——商品条码，用于在世界范围内唯 一标识一种商品。我们在超市中最常见的就是EAN 和UPC条码。
3.1.3一维符号结构与代码结构
• 1. 商品编码原则
• 1）唯一性 • 唯一性是指商品项目与其标识代码一一对应，即一个商品 项目只有一个代码，一个代码只标识同一商品项目。商品 项目代码一旦确定，永不改变，即使该商品停止生产、停 止供应了，在一段时间内（有些国家规定为3年）也不得 将该代码分配给其他商品项目。 • 2）无含义 • 无含义代码是指代码数字本身及其位置不表示商品的任何 特定信息。在EAN及UPC系统中，商品编码仅仅是一种识 别商品的手段，而不是商品分类的手段。无含义使商品编 码具有简单、灵活、可靠、充分利用代码容量、生命力强 等优点，这种编码方法尤其适合于较大的商品系统。 • 3）全数字型 • 在EAN及UPC系统中，商品编码全部采用阿拉伯数字。
3.1.2条码的构成与工作原理
• 条形码是一种信息的图形化表示方法，可以把信息 制作成条形码，然后用相应的扫描设备把其中的信 息输入到计算机中。条形码分为一维条码和二维条 码，一维码比较常见，如日常商品外包装上的条码 就是一维码。它的信息存储量小，仅能存储一个代 号，使用时通过这个代号调取计算机网中的数据。 二维码是近几年发展起来的，它能在有限的空间内 存储更多的信息，包括文字、图像、指纹、签名等， 并可脱离计算机使用。 • 条码是由一组宽度不同、平行相邻的黑色条纹和空 白，按预设的格式与间距组合组合起来的符号。是 一种供光电扫描器识读、由计算机自动识别的特殊 代码，深色为条，浅色为空，条空代表的13位数字 是直观的代表特定商品相关信息。这是人与计算机 “沟通”的一种特定语言。
条码是一种信息采集的新技术
• 当光电扫描器发出的光束扫过 条码时，扫描光线照在浅色的 空上容易发射，而找到深色的 条上则不反射，这样被调考能 够发射回来的强弱、长短不同 的光信号即轮换成相应的电信 号，经过处理后变成计算机可 接收的数据，从而是读出商品 上条码的信息。商品信息输入 电子收款机的计算机中后，计 算机自动查阅商品数据库中的 价格数据，在反馈给电子收款 机，随即打印出售款清单和金 额，其速度几乎与扫描条码同 步完成。 • 印刷在商品包装袋 上的条码，像一条 条商品信息的纽带， 将世界各国制造厂 商的和形形色色的 商品有机地联系起 来，有清清楚楚地 加以识别。它使商 品在世界迅速流通， 解除了各国文字语 言的障碍，给计算 机信息采集带来很 多方便，为建立起 全球性的商品交易 网络，发挥着很大 作用。
公共感知层
无线传感网
物联网应用系统拓扑图
中间件部分 （云计算处理）
• 感知是指对客观事物的信息直接获取并进行认知 和理解的过程。感知层，承担信息的采集，可以 应用的技术包括条码和扫描器、智能卡、RFID电 子标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、传感器 网络等。其中条码和RFID标签显示身份，传感器 捕捉信息状态，摄像头记录图像，GPS进行跟踪定 位，最终实现识别物体、采集信息的目标。人类 对事物的信息需求主要是对事物的识别与辨别、 定位及状态和环境变化的动态信息。感知信息的 获取需要技术的支撑,人们对于信息获取的需求促 使其不断研发新的技术来获取感知信息,目前这些 技术应用社会实践活动中的主要有以下几种
2. 一维符号结构
• 表3-1 EAN/UCC-13代码结构分配
商品上的条码
• 条码是由一组宽度不同、平行相邻的黑色条纹和 空白，按预设的格式与间距组合组合起来的符号。 是一种供光电扫描器识读、由计算机自动识别的 特殊代码，深色为条，浅色为空，条空代表的13 位数字是直观的代表特定商品相关信息。这是人 与计算机“沟通”的一种特定语言。 • 标准条码是由厂商识别代码、商品项目代码、校 验码三部分组成的13位数字代码，分为四种结构。 厂商识别代码由7~10位数字组成，中国物品编码 中心负责分配和管理，厂商识别代码是由前缀码 和厂商代码构成的。前3位代码为前缀码，国际物 品编码协会已分配给中国大陆的前缀码为690~695， 分配给中国台湾的前缀码为471，分配给中国香港 特别行政区的前缀码为489。
图3 - 9 店内条码
店内条码并不是超市或企业自己 随意制定的，也必须遵循相应的 国家标准（GB/T18283—2008： 商品条码 店内条码）。譬如超市 店内条码按国家标准必须是以 “20 ~ 24”作为前缀。店内条码 的编码分为两种：不包含价格等 信息的13位代码和包含价格等信 息的13位代码
6. EAN部分已分配的前缀码
第3章 感知层技术
• 通常我们将物联网大致分为三层：感知层、网络层 和应用层，如图3-1所示。感知层相当于人体的皮肤 和五官，网络层相当于人体的神经中枢和大脑，应 用层相当于人的社会分工。
3.1 条码技术 3.2 电子标签——RFID 3.3 传感器及检测技术 3.4 智能检测系统 3.5 MEMS技术
• 商品条码的条码字符集： 0 ~ 9。条码字符：2条2 空，共7个模块。每个条或空由1～4个模块组成。 • 条码字符集: A子集、B子集、C子集。
A子集
B子集
C子集
•A子集与C子集互为反相， B子集与C子集互为镜像。 A子集中条码字符包含的条模块的个数为奇数，称奇 排列；B、C子集为偶数，称偶排列。
UPC条码有四 大优点： • 利用商店结 账机可快速 加以识别 • 从各种角度 都能识别 • 印刷成本比 较便宜 • 不需多余的 费用
• 1974年，Intermec公司推出39码，很快 被美国国防部所采纳。 • 1975年欧洲共同体在UPC条码基础上， 开发了欧洲物品编码系统（EANS, European Article Numbering System)， 简称EAN码，正式成立欧洲物品编码协 会（EAN, European Article Numbering Association)，直到1981年该组织发展为 国际性组织，称为“国际物品编码协会” （IAN, International Article Numbering Association)。并推出EAN128码和93码 （其密度均比39码高出近30%） • 1981年，建立行业标准和本业内的条码 应用系统
• 表3-1为商品标识代码之一， EAN/UCC-13代码 结构分配。例如：
13位代码结构
• 图3-5所示，前3位数字代表的是国家或地区的代码。690 代表产地为中商编号。后5 位是商品项目代码，由各厂自行确定产品号码，代表商品 的类别，如日期、年份等。最后一个数字则是校验码 • 图右所示中，这两件商品都是同一厂家出产的，其条码只 是位数相差了一位数：一个代表香辣味的，一个代表麻辣 味的
3.1 条码技术：物联网的第一代身份证 一、条码产生的背景
20世纪20年代，为了实现信件自动分拣想出在信 封上做条码标记，条码中的信息是收件人的地址，如 现在的邮政编码。使用一个条表示“1”，两个条表示 “2”，而条码识别设备：一个能够发射光并接收反射 光的扫描期；一个测定反射信号“条”和“空”的方法。 扫描器利用光电采集器来收集发射光。“空”发射回来 的是强信号，“条”反射回来的是弱信号。与当今电子 元器件应用不同的是，利用磁性线圈来测定“条”和 “空”。在接收到“空”信号的时候吸引一个开关，在接 收到“条”信号的时候，释放开关并接通电路。 1948年，条码发明人知道食品连锁店老板询问开 发自动化结账系统。
• 20世纪初，伍德兰教授致力于条码的开发，其研 究成果成为现代通用产品代码（UPC, Uniform Product Code)的码规基础。60年代末，条码的读 取开始与计算机互联 • 1970年， 条码识别用在了有轨电车和北美铁路系 统。第一次在仓库管理系统中得到应用。 • 1973年，美国统一代码委员会（UCC, Uniform Code Committee)建立了UPC条码系统，并全面实 现了该条码编码以及其所标识的商品的标准化。 UPC条码一般包括12个数字，每个字符由两个黑 线条和两个白线条组成。代码由左右两个半截线 条组成，便于实现双扫描识别。
3. 条码的符号特征
• 条与空是由标准宽度的模块组合而成。一 个标准宽度的条模块表示二进制的“1”， 而一个标准宽度的空模块表示二进制的 “0”。条码符号的放大系数：0.8～2.0 • （1）条和空分别由1～4个同一宽度的深或 浅颜色的模块组成。深色模块用“1”表示， 浅色模块用“0”表示。 • （2）数字条码字符：2条2空，共7个模块 • （3）辅助条码字符：起始、终止符、中间 分隔符
EAN-13条码构成及符号构成
4. EAN-13商品条码字符集的选用
左侧数据符
右侧数据符
A子集和B子集 C子集 EAN-13商品条码中的前置码不用条码字符表示，不包 括在左侧数据符内。
起始符、终止符为101； 中间分隔符为01010。
表3-2 左侧数据符字符集的选用规则
•选用A子集还是B子集表示左侧数据符取决于前置 码的数值。
常用的条码和条码扫描器