物联网技术第4章物联网通信与网络技术PPT课件
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物联网技术简单介绍ppt课件
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
物联网的概念--前期概念历程
1990年，施乐公司推出的网络可乐贩售机--Networked Coke Machine，是物联网最早的实践。 1991年，美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。 1995年，比尔·盖茨在《未来之路》中，提及"物互联"这一概念。 1999年，美国麻省理工学院(MIT)建立了"自动识别中心(Auto-ID)"，提出"万物皆可通过网络互联"，阐明 了物联网的基本含义。将Internet与射频标识(RFID)技术有机结合，通过对物品贴上电子标识牌，实现物 品与Internet的连接，即可在任何时间、任何地点，实现对任何物品的识别与管理 2003年，美国《技术评论》提出传感网技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。 2004年，日本总务省(MIC)提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希 望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会。 2005年，国际电信联盟(ITU)在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上提出"物联网IoT"的概念，并发布 《ITU互联网报告2005:物联网》。 2006年，韩国确立了u-Korea计划，该计划旨在建立无所不在的社会(ubiquitous society)，在民众的生 活环境里建设智能型网络(如IPv6、BcN、USN)和各种新型应用(如DMB、Telematics、RFID)，让民众可 以随时随地享有科技智慧服务
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
《物联网》课件完整版
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CONTENTS 目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全与隐私保护问题探讨 • 典型应用场景分析 • 未来发展趋势预测与挑战应对
CHAPTER 01
物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网（Internet of Things，IoT）是指通过信息传感设备，按约定的协议， 对任何物体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。
包括数据泄露、篡改、 损坏以及非法访问等。
身份认证威胁
包括身份伪造、冒充和 重放等攻击手段。
加密算法和身份认证机制介绍
01
02
03
04
对称加密算法
如AES、DES等，加密和解密 使用相同的密钥。
非对称加密算法
如RSA、ECC等，加密和解密 使用不同的密钥，具有更高的
安全性。
散列算法
如SHA-256、MD5等，用于 数据完整性校验和数字签名。
典型应用案例介绍
选取几个典型的工业自动化应用案例，如智能制造、工业机器人、自 动化生产线等，详细介绍其应用场景、功能需求及技术实现。
关键技术与挑战
探讨工业自动化领域应用物联网技术所面临的关键技术挑战，如实时 性要求、数据安全性、系统稳定性等，并提出相应的解决方案。
未来发展趋势
展望工业自动化领域物联网应用的未来发展趋势，包括个性化定制、 柔性生产、数字化双胞胎等。
关键技术
物联网涉及的关键技术包括传感器技术、RFID技术、无线通信技术、云计算技术 、大数据技术等。这些技术在物联网中发挥着重要作用，共同支撑着物联网的发 展和应用。
物联网应用领域及前景展望
CONTENTS 目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全与隐私保护问题探讨 • 典型应用场景分析 • 未来发展趋势预测与挑战应对
CHAPTER 01
物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网（Internet of Things，IoT）是指通过信息传感设备，按约定的协议， 对任何物体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。
包括数据泄露、篡改、 损坏以及非法访问等。
身份认证威胁
包括身份伪造、冒充和 重放等攻击手段。
加密算法和身份认证机制介绍
01
02
03
04
对称加密算法
如AES、DES等，加密和解密 使用相同的密钥。
非对称加密算法
如RSA、ECC等，加密和解密 使用不同的密钥，具有更高的
安全性。
散列算法
如SHA-256、MD5等，用于 数据完整性校验和数字签名。
典型应用案例介绍
选取几个典型的工业自动化应用案例，如智能制造、工业机器人、自 动化生产线等，详细介绍其应用场景、功能需求及技术实现。
关键技术与挑战
探讨工业自动化领域应用物联网技术所面临的关键技术挑战，如实时 性要求、数据安全性、系统稳定性等，并提出相应的解决方案。
未来发展趋势
展望工业自动化领域物联网应用的未来发展趋势，包括个性化定制、 柔性生产、数字化双胞胎等。
关键技术
物联网涉及的关键技术包括传感器技术、RFID技术、无线通信技术、云计算技术 、大数据技术等。这些技术在物联网中发挥着重要作用，共同支撑着物联网的发 展和应用。
物联网应用领域及前景展望
物联网PPT演示课件
下班前先煮好饭，因为您家的电饭煲学会"上网了" 如果外出旅行，家里不幸被小偷"光顾"，您可以在千里之外选择报
警......
14
物联网的家庭应用
2、BA(Building Automation)打造低碳环保生活
15
物联网的家庭应用
低碳生活从这里开始：
、当您驾车驶入小区时，不需要再停车刷卡了； 、上班不需要记着打卡了，走进办公室的一刻就自动登记到考勤信息系
九、物联网在农业方面的应用
案例一
在北京大兴精准农业示范区，处处体验到物联网“感知” 精准农业技术。采育镇鲜切花生产基地中控室，温室环境 监控大屏挂在墙上。数字频闪的表格中，59栋温室内的温 度、湿度、光照、二氧化碳浓度一目了然。突然，A1棚湿 度显示由绿变红：85%！技术员立刻开启一旁的网络视频 语音监控系统，点击“一排温室”发令：“湿度大了，请 开风口和天窗！”视频画面上，一名农民操作员立即行动 起来。10分钟后，系统传来语音回复：“全部打开。”大 屏幕上，红色数字随即下滑，很快恢复成绿色：70%。 “这些实时监控的环境指标可以自动报警，绿色表示正常， 红色即为报警。”
8
三个架构层的含义
感知层
是物联网的皮肤和5官识别物体,采集信息。 感知层包括条码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传 感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中 皮肤和5官的作用相似。
网络层
是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处置。 网络层包括通信与互联网的融合网络、网络治理中心、信息中心和智 能处置中心等。网络层将感知层获取的信息停止传递和处置,相似于人 体结构中的神经中枢和大脑。
4
三、物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据 通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”， 而无需人的干预。 实质：利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网 实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
警......
14
物联网的家庭应用
2、BA(Building Automation)打造低碳环保生活
15
物联网的家庭应用
低碳生活从这里开始：
、当您驾车驶入小区时，不需要再停车刷卡了； 、上班不需要记着打卡了，走进办公室的一刻就自动登记到考勤信息系
九、物联网在农业方面的应用
案例一
在北京大兴精准农业示范区，处处体验到物联网“感知” 精准农业技术。采育镇鲜切花生产基地中控室，温室环境 监控大屏挂在墙上。数字频闪的表格中，59栋温室内的温 度、湿度、光照、二氧化碳浓度一目了然。突然，A1棚湿 度显示由绿变红：85%！技术员立刻开启一旁的网络视频 语音监控系统，点击“一排温室”发令：“湿度大了，请 开风口和天窗！”视频画面上，一名农民操作员立即行动 起来。10分钟后，系统传来语音回复：“全部打开。”大 屏幕上，红色数字随即下滑，很快恢复成绿色：70%。 “这些实时监控的环境指标可以自动报警，绿色表示正常， 红色即为报警。”
8
三个架构层的含义
感知层
是物联网的皮肤和5官识别物体,采集信息。 感知层包括条码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传 感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中 皮肤和5官的作用相似。
网络层
是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处置。 网络层包括通信与互联网的融合网络、网络治理中心、信息中心和智 能处置中心等。网络层将感知层获取的信息停止传递和处置,相似于人 体结构中的神经中枢和大脑。
4
三、物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据 通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”， 而无需人的干预。 实质：利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网 实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
物联网技术课件
传感器原理
介绍传感器的工作原理，如热电效应、光 电效应等。
传感器应用
列举传感器在物联网中的应用场景，如智 能家居、农业、工业等。
无线传感器网络技术
无线传感器网络结构
无线传感器网络应用
介绍无线传感器网络的基本结构，包 括传感器节点、网关节点和控制中心 等。
列举无线传感器网络在物联网中的应 用场景，如环境监测、智能交通等。
居、智能医疗等。
03
物联网传输层技术
有线传输技术
有线以太网
以太网是当前应用最广泛的局域 网技术，具有传输速度快、可靠 性高、成本低等优点。
有线串口通信
串口通信是一种广泛使用的数据 传输方式，具有简单、可靠、成 本低等优点。
无线传输技术
无线局域网（WLAN）
WLAN是一种利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，具有灵活、 方便、高速等优点。
云计算技术
通过虚拟化计算资源，实现资源的动态管 理和调度。
大数据存储技术
采用分布式存储架构，提高数据的存储容 量和可靠性。
大数据处理技术
对大规模数据进行处理和分析，挖掘数据 的潜在价值。
大数据安全技术
保障大数据的安全性和隐私性，防止数据 泄露和攻击。
人工智能与机器学习技术
机器学习技术
通过训练模型自动识别模 式并进行预测，提高系统 的智能化水平。
边缘计算的发展
边缘计算技术使得数据处理和分析更加高效，减少了数据传输的延 迟。
技术挑战与解决方案
数据安全与隐私保护
随着物联网设备的普及，数据安全和隐私保护成为了一个 重要的问题。解决方案包括加强数据加密、访问控制和数 据脱敏等技术。
网络连接稳定性
物联网设备需要稳定的网络连接来保证其正常工作。解决 方案包括采用低功耗广域网技术、加强网络覆盖和优化网 络协议等。
介绍传感器的工作原理，如热电效应、光 电效应等。
传感器应用
列举传感器在物联网中的应用场景，如智 能家居、农业、工业等。
无线传感器网络技术
无线传感器网络结构
无线传感器网络应用
介绍无线传感器网络的基本结构，包 括传感器节点、网关节点和控制中心 等。
列举无线传感器网络在物联网中的应 用场景，如环境监测、智能交通等。
居、智能医疗等。
03
物联网传输层技术
有线传输技术
有线以太网
以太网是当前应用最广泛的局域 网技术，具有传输速度快、可靠 性高、成本低等优点。
有线串口通信
串口通信是一种广泛使用的数据 传输方式，具有简单、可靠、成 本低等优点。
无线传输技术
无线局域网（WLAN）
WLAN是一种利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，具有灵活、 方便、高速等优点。
云计算技术
通过虚拟化计算资源，实现资源的动态管 理和调度。
大数据存储技术
采用分布式存储架构，提高数据的存储容 量和可靠性。
大数据处理技术
对大规模数据进行处理和分析，挖掘数据 的潜在价值。
大数据安全技术
保障大数据的安全性和隐私性，防止数据 泄露和攻击。
人工智能与机器学习技术
机器学习技术
通过训练模型自动识别模 式并进行预测，提高系统 的智能化水平。
边缘计算的发展
边缘计算技术使得数据处理和分析更加高效，减少了数据传输的延 迟。
技术挑战与解决方案
数据安全与隐私保护
随着物联网设备的普及，数据安全和隐私保护成为了一个 重要的问题。解决方案包括加强数据加密、访问控制和数 据脱敏等技术。
网络连接稳定性
物联网设备需要稳定的网络连接来保证其正常工作。解决 方案包括采用低功耗广域网技术、加强网络覆盖和优化网 络协议等。
物联网介绍PPT课件
农业信息化
精准农业管理
物联网技术可实时监测土壤、气候等数据，为农民提供精准的种 植和管理建议。
智能农机装备
物联网技术可将农机设备与传感器相连，实现自动化播种、施肥、 灌溉等作业，提高生产效率。
农产品溯源
物联网技术可记录农产品的生长、加工、流通等环节的信息，实 现农产品的溯源和质量保障。
智能交通
减少交通拥堵
物联网介绍PPT课件
汇报人：XXX
CONTENTS
01 物联网概述 02 物联网的组成与工作原理 03 物联网的应用场景 04 物联网的技术支持 05 物联网的挑战与解决方案 06 物联网的未来展望
物联网概述
物联网的定义
物与物相连的网络
物联网是通过互联网将各种物品相互连接，实现信息的交换和共 享，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网设备可以方便地扩展和集成新的设备和系统， 提高了系统的灵活性和可扩展性。
通过物联网技术的应用，可以实现能源和资源的节 约，提高生产效率，降低运营成本。
物联网的组成与工作原理
物联网的硬件组成
传感器
传感器是物联网的重要硬件组成 之一，用于采集各种环境参数和
数据。
嵌入式系统
嵌入式系统负责将传感器采集的 数据进行处理和存储，并通过网
01
02
提升智能化水平
物联网与人工智能的融合将推动智能化水 平的大幅提升，实现更智能的设备和服务。
创造全新应用场景
物联网与人工智能的结合将创造出全新的 应用场景，如智能家居、智能交通等。
03
助力数字化转型
物联网与人工智能的融合将为企业数字化 转型提供有力支持，促进产业升级和创新 发展。
智慧城市
精品文档-物联网通信技术(曾宪武)-第4章
(4.1.5)
22
第4章 信源编码 量化后输出
xq(nTs)=qi, 当qi－1<x(t)≤qi 量化值xq的取值一般按照“四舍五入”的原则来取， 即
(4.1.6)
23
第4章 信源编码 量化会产生量化误差， 量化误差的最大值为Δ/2， 这
种误差对数字通信来说是有害的， 它是以量化噪声的形式出 现的， 量化噪声的信噪比为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ21
第4章 信源编码 1. 把输入信号的取值区域按等距离分割的量化称为均匀量化。
在均匀量化中， 每个量化区间的量化电平在各区间的中点。 量 化间隔（量化台阶）Δ取决于输入信号的变化范围和量化电 平数。 当信号的变化范围和量化电平数确定后， 量化间隔也就 确定。 如果输入信号的最小值和最大值分别用xmin和xmax表示， 量化电平数用M表示， 则均匀量化间隔Δ为
18
第4章 信源编码 利用预先规定的有限个电平来表示模拟样值的过程称为量化。
抽样把一个时间和幅度连续的信号变成了离散信号， 量化把连 续的抽样值变成了幅度上离散的值。
图4.1.3是量化过程的示意图。 图中的1、 2、 3是量化 后可能输出的3个电平值。 图中的虚线是各样值量化后的取 值。 xs(0Ts)=2, xs(1Ts)=1, xs(2Ts)=1, xs(3Ts)=2, xs(4Ts)=3, xs(5Ts)=3, xs(6Ts)=2。
35
第4章 信源编码
36
第4章 信源编码 非均匀量化通常用于信号的幅度分布不均匀的情况。 如在
语音通信的信号中， 小信号出现的概率较大， 大信号出现的概 率较小， 为了减小量化噪声的平均功率， 采用非均匀量化， 以减小小信号的量化噪声， 适当提高大信号的量化噪声， 并使 大小信号的信噪比大体相当， 从而改善整体的通信性能。
22
第4章 信源编码 量化后输出
xq(nTs)=qi, 当qi－1<x(t)≤qi 量化值xq的取值一般按照“四舍五入”的原则来取， 即
(4.1.6)
23
第4章 信源编码 量化会产生量化误差， 量化误差的最大值为Δ/2， 这
种误差对数字通信来说是有害的， 它是以量化噪声的形式出 现的， 量化噪声的信噪比为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ21
第4章 信源编码 1. 把输入信号的取值区域按等距离分割的量化称为均匀量化。
在均匀量化中， 每个量化区间的量化电平在各区间的中点。 量 化间隔（量化台阶）Δ取决于输入信号的变化范围和量化电 平数。 当信号的变化范围和量化电平数确定后， 量化间隔也就 确定。 如果输入信号的最小值和最大值分别用xmin和xmax表示， 量化电平数用M表示， 则均匀量化间隔Δ为
18
第4章 信源编码 利用预先规定的有限个电平来表示模拟样值的过程称为量化。
抽样把一个时间和幅度连续的信号变成了离散信号， 量化把连 续的抽样值变成了幅度上离散的值。
图4.1.3是量化过程的示意图。 图中的1、 2、 3是量化 后可能输出的3个电平值。 图中的虚线是各样值量化后的取 值。 xs(0Ts)=2, xs(1Ts)=1, xs(2Ts)=1, xs(3Ts)=2, xs(4Ts)=3, xs(5Ts)=3, xs(6Ts)=2。
35
第4章 信源编码
36
第4章 信源编码 非均匀量化通常用于信号的幅度分布不均匀的情况。 如在
语音通信的信号中， 小信号出现的概率较大， 大信号出现的概 率较小， 为了减小量化噪声的平均功率， 采用非均匀量化， 以减小小信号的量化噪声， 适当提高大信号的量化噪声， 并使 大小信号的信噪比大体相当， 从而改善整体的通信性能。
物联网技术第4章物联网通信与网络技术44
2020/11/22
物联网技术第4章物联网通信与网络 技术44
• 4. 点对点通信及点对多点通信技术 • 点对点通信实现网内任意两个用户之间的信息交 换。电台收到带有点对点通信标识信息的数据后， 比较系统号和地址码，系统号和地址码都与本地相 符时，将数据传送到用户终端，否则将数据丢弃， 不传送到用户终端。点对点通信时，只有1个用户可 收到信息。 • 点对点连接是两个系统或进程之间的专用通信链 路，可想象成是直接连接两个系统的一条线路。两 个系统独占此线路进行通信。点对点通信的对立面 是广播，在广播通信中一个系统可以向多个系统传 输。
2020/11/22
物联网技术第4章物联网通信与网络 技术44
• （3）短距离无线通信网 • 短距离无线通信（Short Range Wireless，SRW）是指可以 在室内、办公室或封闭的公共场提供近距离通信的技术。一 般，SRW可以在100m以内实现传输速度为10～100Mb/s的低功 率近距离通信。SRW可分为两种：一种是传输范围在10m内， 低成本、低功耗的短距离无线连接（Connectivity）的无线 个人局域网（WPAN）；另一种是以更快传输速度和更大覆盖 范围为目标的无线局域网（WLAN）。总而言之，通过SRW技术 、手机、Headset、PDA、Notebook、数码相机、摄像机、健 身器材管理设备等在没有电缆连接的情况下可以实现无线通 信或操作，而且用户可以通过SRW直接接入建筑物内的局域网 （LAN）及语音及数字信息网络。
物联网技术第4章物联网 通信与网络技术44
2020/11/22
物联网技术第4章物联网通信与网络 技术44
• 第4章 物联网通信与网络技术
• 4.1 无线通信与网络概述
• 4.3无线局域网
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。
物联网通信与网络技术概述(PPT 44张)
2019年2月23日Байду номын сангаас
物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
3.分区制、越区切换和频率复用技术 通信系统的容量问题是移动通信所要解决的基本问题，即 大量用户与有限频带之间的矛盾。由于分配给移动通信的带 宽有限，提供的信道满足不了用户的需要，必须用空间的分 区制来加以补偿，也就是将通信空间划分成许多通信小区， 常用六边形表示，形象地称为蜂窝。这种移动通信称作蜂窝 移动通信，是移动通信的主流。 频率复用也称频率再用，就是重复使用频率，在GSM网络中 频率复用就是使同一频率覆盖不同的区域（一个基站或该基 站的一部分(扇形天线)所覆盖的区域），这些使用同一频率 的区域彼此需要相隔一定的距离（称为同频复用距离），以 满足将同频干扰抑制到允许的指标之内。
2019年2月23日
物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
2.移动性和个人化 现代无线通信的重要成果之一是通信的移动性。早在19世 纪末期，赫兹发明无线电后，马可尼演示海上航行船舶间的 通信，这可以说是开创了无线移动通信先河。进入20世纪20 年代，有些国家的海军舰船和陆地公安部门开始正式使用移 动无线电调度系统。在第二次世界大战中，有些国家军队中 的通信部队利用数字编码的话音通信实现了保密通信，这包 括了话音编码和脉码调制（PCM）技术。事实上，1946年开始 建立了第一批商用移动电话系统，但需由话务员负责接通。 其后不久，蜂窝网方式发明问世，一个适当大的地区设置多 个半径约1km的蜂窝小区，互相紧密邻近排列，其中心基站可 使用较低的射频发射功率，每隔几个蜂窝就可使用相同的频 率，节约了无线电频谱资源的利用。
2019年2月23日
物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
4.1.1 无线通信技术
物联网介绍PPT课件
物联网工作流程（续）
4、Savant软件
解读器与运行Savant软件的电脑系统相连接，它将收集 的EPC传给Savant,随后Savant软件进入工作状态。系统通 过因特网向对象名解析服务（ONS）数据库发出询问，而该 数据库就像倒序式电话查号服务方式，根据收到的号码提供 对应的名称。
物联网工作流程（续）
物联网的定义(续）
物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地 说，就是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中，然 后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与 物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强 大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备 和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以 以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状 态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。
家中开关只需一个遥控板就可全部控制，再也不用冬天冒 寒下床关灯；
回家前发条短信，浴缸里就能自动放好洗澡水；
“住”的方面（续）
足不出户，就可通过手机视频同千里之外的朋友作面对面 的交谈；
不再有陌生人敲响你的家门，只为抄个水表燃气表，非常 简单的数据采集器和传感装置可通过无线通道将数据反馈到 接收端；
RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线通 信网把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识 别，进而通过开放性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。
五、物联网的产生及发展历程
物联网的概念是在1999年提出的； 过去在中国，物联网被称之为传感网。中科院早在1999年 就启动了传感网的研究； 2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改 变人们生活的十大技术之首。 2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上， 国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联 网》，正式提出了“物联网”的概念。
1.4物联网的通信(课件)-八年级信息科技上册(清华版2024)
物联网的通信
第一单元 物联网入门
1
常见的物联网通信技术
2
常见的物联网通信协议
目录
CONTENTS
导入新课
物联网开启了万物互联的时代，但要真正实现万物互联，首先要解决的就是万物之间的通信问题。虽然说物联网是互联网的延伸，但物联网的设备往往是泛在的指无所不在)、移动的，比如成千上万的需求，计算机科学家们又做了怎样的设计，发明了怎样的技术呢?
传感器的结构示意图
讲授新课
(1)蓝牙蓝牙常用于固定设备和移动设备、移动设备和移动设备之间的短距离数据传输。比如共享单车服务中对自行车车锁的开启，很多系统选择的方案就是利用手机蓝牙功能发送“开锁”指令实现干预。蓝牙网络的特点是速率快、功耗低、安全性高。如图示的是自带板载天线的蓝牙模块，它可与各种蓝牙适配器、蓝牙手机配对使用。
讲授新课
2.MQTT 协议HTTP 协议作为一个通用的文本传输协议，并没有对物联网的通信进行优化，存在很多弊端。于是计算机科学家们设计出了专用的物联网通信协议，如MQTT、COAP、XMPP 等，目前应用最为广泛的是 MQTT 协议。 MQTT(message queuing telemetry transport，消息队列遥测传输)是一种基于发布/订阅模式的“轻量级”通信协议。MQTT系统由服务器和客户端组成，服务器通常被称为“代理(broker)”，客户端可以发布(publish)或订阅(subscribe)信息。
讲授新课
1. HTTP 协议物联网是在互联网的基础上发展而来的，在当前的互联网通信协议中，HTTP 协议由于开发成本低、开放程度高，几乎占据大半江山。HTTP 协议又称为超文本传输协议，是用于浏览器与 Web 服务器之间相互通信的规则。每一次通信，先由客户端向服务器发起请求，服务器响应请求并反馈数据，待数据传输完毕后，连接随之断开。借助 HTTP 协议实现物联网设备和服务器之间的数据交换。
第一单元 物联网入门
1
常见的物联网通信技术
2
常见的物联网通信协议
目录
CONTENTS
导入新课
物联网开启了万物互联的时代，但要真正实现万物互联，首先要解决的就是万物之间的通信问题。虽然说物联网是互联网的延伸，但物联网的设备往往是泛在的指无所不在)、移动的，比如成千上万的需求，计算机科学家们又做了怎样的设计，发明了怎样的技术呢?
传感器的结构示意图
讲授新课
(1)蓝牙蓝牙常用于固定设备和移动设备、移动设备和移动设备之间的短距离数据传输。比如共享单车服务中对自行车车锁的开启，很多系统选择的方案就是利用手机蓝牙功能发送“开锁”指令实现干预。蓝牙网络的特点是速率快、功耗低、安全性高。如图示的是自带板载天线的蓝牙模块，它可与各种蓝牙适配器、蓝牙手机配对使用。
讲授新课
2.MQTT 协议HTTP 协议作为一个通用的文本传输协议，并没有对物联网的通信进行优化，存在很多弊端。于是计算机科学家们设计出了专用的物联网通信协议，如MQTT、COAP、XMPP 等，目前应用最为广泛的是 MQTT 协议。 MQTT(message queuing telemetry transport，消息队列遥测传输)是一种基于发布/订阅模式的“轻量级”通信协议。MQTT系统由服务器和客户端组成，服务器通常被称为“代理(broker)”，客户端可以发布(publish)或订阅(subscribe)信息。
讲授新课
1. HTTP 协议物联网是在互联网的基础上发展而来的，在当前的互联网通信协议中，HTTP 协议由于开发成本低、开放程度高，几乎占据大半江山。HTTP 协议又称为超文本传输协议，是用于浏览器与 Web 服务器之间相互通信的规则。每一次通信，先由客户端向服务器发起请求，服务器响应请求并反馈数据，待数据传输完毕后，连接随之断开。借助 HTTP 协议实现物联网设备和服务器之间的数据交换。
物联网ppt
探测，多种传感手段组成一个协同系统后，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭 击等攻击性入侵。上海移动的车务通将在2010年世博会期间全面运用于上海公共 交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅。
电力管理
• 江西省电网对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置，对运行状态进行
实时监测，实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高 效一体化管理，一年来降低电损1.2亿千瓦时。
物联网技术
The internet of things
物联网概述
01 物联网定义
02 03
技术构架 EPC物联网
04
核心技术
05
物联网应用
15－2
广义的物联网涵义
❖ 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。
环境保护 消防 军事
林业
水务
煤炭 金融
污染检测、报警 联动、消防栓、定位、调度 侦查、监控、定位、评估
通风、瓦斯、救灾定位
抄表、监控、节能
防火、勘察、报警
水质、水量、污染、安全
电子支付、实时信息
15
15－15
物联网的应用
机场防入侵
• 上海浦东国际机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空
传感网
RFID
物联网
两化融 合
M2M
15－11
RFID系统工作原理
读写器将要发送的信息，经编码后加载到高频 载波信号上再经天线向外发送。
电力管理
• 江西省电网对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置，对运行状态进行
实时监测，实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高 效一体化管理，一年来降低电损1.2亿千瓦时。
物联网技术
The internet of things
物联网概述
01 物联网定义
02 03
技术构架 EPC物联网
04
核心技术
05
物联网应用
15－2
广义的物联网涵义
❖ 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。
环境保护 消防 军事
林业
水务
煤炭 金融
污染检测、报警 联动、消防栓、定位、调度 侦查、监控、定位、评估
通风、瓦斯、救灾定位
抄表、监控、节能
防火、勘察、报警
水质、水量、污染、安全
电子支付、实时信息
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15－15
物联网的应用
机场防入侵
• 上海浦东国际机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空
传感网
RFID
物联网
两化融 合
M2M
15－11
RFID系统工作原理
读写器将要发送的信息，经编码后加载到高频 载波信号上再经天线向外发送。
物联网通信技术简介PPT课件
39
ETC 车道主要组成设备有：路侧读写控制器（RSU）、车载机 （OBU）、通行信号灯、报警器、字符叠加器、费额显示器、自动 栏杆机、车道计算机（含显示器、键盘、主机）、车道控制器、 雨棚信号灯、车辆检测器、地感线圈、摄像机，读卡机具等。
40
ETC技术是以IC作为数据载体，通过无线数据交换方式实现收 费计算机与IC卡的远程数据存取功能。计算机可以读取IC卡中存 放的有关车辆的固有信息（如车辆类别、车主、车牌号等）、道 路运行信息、征费状态信息。按照既定的收费标准，通过计算， 从IC卡中扣除本次道路使用通行费。当然，ETC也需要对车辆进行 自动检测和自动车辆分类。
5
红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连 接技术，被众多的硬件和软件平台所支持：
⑴ 通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数 据收发;
⑵ 主要是用来取代点对点的线缆连接； ⑶ 新的通讯标准兼容早期的通讯标准； ⑷ 小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直线数据传输， 保密性强； ⑸ 传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速 率的VFIR技术已经发布。
22
动通信系统的组成 是移动通信是移动物体之间的通信，或移动体与固 体之间的通信，移动体可以是人、火车、轮船、收音机 等在移动状态中的物体。移动通信包括无线传输，有线 传输，信息的收集、处理和存储等，使用的主要设备有 无线收发机、移动交换控制设备和移动终端设备。
23
第一代移动通信：模拟语音 1982年，为了解决大区制容量饱和的问题，美国贝尔实验室 发明了高级移动电话系统AMPS。AMPS提出了“小区制”、“蜂窝 单元”的概念，是第一种真正意义上的“蜂窝移动通信系统”， 同时采用频率复用技术，解决了公用移动通信系统所需要的大容 量要求和频谱资源限制的矛盾。 最早的移动通信电话用的是模拟蜂窝通信技术，这种技术只 能提供区域性语音业+务，而且通话效果差、保密性能也不好，用 户的接听范围也是很有限
ETC 车道主要组成设备有：路侧读写控制器（RSU）、车载机 （OBU）、通行信号灯、报警器、字符叠加器、费额显示器、自动 栏杆机、车道计算机（含显示器、键盘、主机）、车道控制器、 雨棚信号灯、车辆检测器、地感线圈、摄像机，读卡机具等。
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ETC技术是以IC作为数据载体，通过无线数据交换方式实现收 费计算机与IC卡的远程数据存取功能。计算机可以读取IC卡中存 放的有关车辆的固有信息（如车辆类别、车主、车牌号等）、道 路运行信息、征费状态信息。按照既定的收费标准，通过计算， 从IC卡中扣除本次道路使用通行费。当然，ETC也需要对车辆进行 自动检测和自动车辆分类。
5
红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连 接技术，被众多的硬件和软件平台所支持：
⑴ 通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数 据收发;
⑵ 主要是用来取代点对点的线缆连接； ⑶ 新的通讯标准兼容早期的通讯标准； ⑷ 小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直线数据传输， 保密性强； ⑸ 传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速 率的VFIR技术已经发布。
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动通信系统的组成 是移动通信是移动物体之间的通信，或移动体与固 体之间的通信，移动体可以是人、火车、轮船、收音机 等在移动状态中的物体。移动通信包括无线传输，有线 传输，信息的收集、处理和存储等，使用的主要设备有 无线收发机、移动交换控制设备和移动终端设备。
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第一代移动通信：模拟语音 1982年，为了解决大区制容量饱和的问题，美国贝尔实验室 发明了高级移动电话系统AMPS。AMPS提出了“小区制”、“蜂窝 单元”的概念，是第一种真正意义上的“蜂窝移动通信系统”， 同时采用频率复用技术，解决了公用移动通信系统所需要的大容 量要求和频谱资源限制的矛盾。 最早的移动通信电话用的是模拟蜂窝通信技术，这种技术只 能提供区域性语音业+务，而且通话效果差、保密性能也不好，用 户的接听范围也是很有限
《物联网技术》PPT课件
数据显示，2008年全球RFID市场规模已从2007年的 49.3亿美元上升到52.9亿美元，这个数字覆盖了RFID市场 包括标签、阅读器、其他基础设施、软件和服务等的方方 面面。RFID卡和卡相关基础设施将占市场的 57.3%，达 30.3亿美元。来自金融、安防行业的应用将推动RFID卡类 市场的增长。
感知层 网络层 应用层
感知层
感知层有各种传感器以及传感器网关构成，包括二 氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标 签、RFID标签与读写器、摄像头、GPS等感知终端。
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。
网络层
网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网 、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中 枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。
应用层
应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接 口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。
RFID——射频识别技术
作为物联网发展的排头兵，射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称 RFID）成为了市场最 为关注的技术。
环境监控和对象跟踪
利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络，可 以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监 控，如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染，通 过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度，通过GPS 标签跟踪车辆位置，通过交通路口的摄像头捕捉实时交通 流程等。
对象的智能控制
其目的是按约定的协议，实现物与物、物与 人，所有的物品与网络的连接，进行信息交换和通 信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监 控和管理的一种网络。
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2020/9/23
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物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
4.1无线通信与网络概述
通信是现代信息社会中包括能源、交通、通信在内的 三大基础结构之一，是现代信息社会运行机体的神经系 统。在通信领域，发展最快、应用最广的是无线通信及 通信网络技术，其中宽带卫星通信、蜂窝式无线网络、 移动IP、WLAN（WiFi）、ZigBee、UWB、蓝牙、WiMAX等 都是21世纪热门的无线通信技术应用。无线通信技术给 人们带来的影响是无可争议的，它作为物联网的核心技 术之一，必将更加深入到人们生活和工作的各个方面。
2020/9/23
7
物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
4. 点对点通信及点对多点通信技术 点对点通信实现网内任意两个用户之间的信息交 换。电台收到带有点对点通信标识信息的数据后， 比较系统号和地址码，系统号和地址码都与本地相 符时，将数据传送到用户终端，否则将数据丢弃， 不传送到用户终端。点对点通信时，只有1个用户可 收到信息。 点对点连接是两个系统或进程之间的专用通信链 路，可想象成是直接连接两个系统的一条线路。两 个系统独占此线路进行通信。点对点通信的对立面 是广播，在广播通信中一个系统可以向多个系统传 输。
2020/9/23
3
物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
4.1.1 无线通信技术
无线通信(Wireless communication)是利用电磁波信号 在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。
采用通信技术来传输信息在现代社会是十分流行和重要 的，它已经成为人们生活和工作的必须，社会发展的重要 工具。特别是数字通信，推动了数字化社会的形成，使人 们进入信息化社会。现代无线通信基本上是分区通信或蜂 窝通信，它的实现基于数字化、移动性和个人通信、分区 制和频率复用、点对多点通信等基本技术。在物联网中， 可以根据不同的需要来选择使用不同的无线通信技术。
物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
《物联网技术》课件
第4章 物联网 通信与网络技术
电子工业出版社 刘化君 刘传清编著《物联网技术》教材配套课件4
2020/9/23
1
物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
第4章 物联网通信与网络技术
4.1 无线通信与网络概述 4.1.1 无线通信技术 4.1.2无线通信网络 4.1.3 无线通信网络技术发展 4.2 无线个域网 4.2.1 IEEE 802.15.4标准 4.2.2 ZigBee协议体系结构 4.2.3 ZigBee网络系统 4.2.4 蓝牙技术 4.2.5 超宽带技术
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5
物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
2.移动性和个人化 现代无线通信的重要成果之一是通信的移动性。早在19世 纪末期，赫兹发明无线电后，马可尼演示海上航行船舶间的 通信，这可以说是开创了无线移动通信先河。进入20世纪20 年代，有些国家的海军舰船和陆地公安部门开始正式使用移 动无线电调度系统。在第二次世界大战中，有些国家军队中 的通信部队利用数字编码的话音通信实现了保密通信，这包 括了话音编码和脉码调制（PCM）技术。事实上，1946年开始 建立了第一批商用移动电话系统，但需由话务员负责接通。 其后不久，蜂窝网方式发明问世，一个适当大的地区设置多 个半径约1km的蜂窝小区，互相紧密邻近排列，其中心基站可 使用较低的射频发射功率，每隔几个蜂窝就可使用相同的频 率，节约了无线电频谱资源的利用。
2020/9/23
4
物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
1.数字化技术 通信数字化现已居于绝对的优势地位。数字化技 术指的是运用0和1两位数字编码，通过电子计算机、 光缆、通信卫星等设备，来表达、传输和处理所有信 息的技术。数字化技术是信息技术的核心，信息的载 体有多种，如字符、声音、语言和图像等。这些信息 载体存在着共同的问题：一是信息量小，二是难以交 换、交流。显然，数字化带来的问题是信号的模数变 换、信源编码、数字调制、信道编码、低电压低功率 集成电路等研究与开发。因此，数字化技术一般包括 数字编码、数字压缩、数字传输、数字调制与解调EEE 802.11标准系列 4.3.2 IEEE 802.11 WLAN组成结构 4.3.3 IEEE 802.11帧结构 4.3.4 IEEE 802.11 MAC协议 4.3.5 Ad Hoc网络 4.3.6 无线局域网的构建 4.4 无线城域网 4.4.1 无线城域网标准系列 4.4.2 IEEE 802.16协议体系结构 4.4.3 WiMAX网络构建 4.5 无线广域网
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物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
3.分区制、越区切换和频率复用技术 通信系统的容量问题是移动通信所要解决的基本问题，即 大量用户与有限频带之间的矛盾。由于分配给移动通信的带 宽有限，提供的信道满足不了用户的需要，必须用空间的分 区制来加以补偿，也就是将通信空间划分成许多通信小区， 常用六边形表示，形象地称为蜂窝。这种移动通信称作蜂窝 移动通信，是移动通信的主流。 频率复用也称频率再用，就是重复使用频率，在GSM网络中 频率复用就是使同一频率覆盖不同的区域（一个基站或该基 站的一部分(扇形天线)所覆盖的区域），这些使用同一频率 的区域彼此需要相隔一定的距离（称为同频复用距离），以 满足将同频干扰抑制到允许的指标之内。
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物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
4.1.2无线通信网络
现代通信技术的一个重要标志是网络化。有线与无线通信系统的结合 构成了现代通信网。目前，在各类通信网络中最具增长潜力的是无线 通信网。
1. 现代无线通信网络的概念
至核 心网
…… 控制节点
接入节点 ……
接入节点
网桥 ……
多媒体 接口
WLAN 摄像机
手机
便携式 计算机 PDA
WPAN
多功能设备
图4-1 无线通信网的组织
9
结构示意图
物联网技术
第4章 物联网通信与网络技术
2. 无线通信网络模型
（1）移动自组织网络 移动自组织网络是对等网络，它通常包含成千上万个 可以完全移动的通信节点，每个节点可视为一种个人信息 设备（如配备有无线收发机的个人数字助理），能覆盖几 百米的范围。MANET的目的是形成并维持一个有联系关系 的多跳网络，这种网络能在节点之间传输多媒体业务。