第3讲物联网传输层技术
物联网传输技术有哪些
随着万物互联时代的到来，物与物之间的连接方式也在不断发展和更新。
如果说，传感器是物联网的触觉，那么，无线传输就是物联网的神经系统，将遍布物联网的传感器连接起来。
在物联网出现以前，网络的接入需求主要体现在PC、移动终端对互联网的接入需求。
如今，随着物联网技术的发展，无线接入不仅仅体现在PC、移动终端对网络的连接需求，还有工业生产环境下物与物之间的连接需求。
近距离无线传输技术包括WIFI、蓝牙、UWB、MTC、ZigBee、NFC，信号覆盖范围则一般在几十厘米到几百米之间。
近距离无线传输技术主要应用在局域网，比如家庭网络、工厂车间联网、企业办公联网。
WiFi:Wi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例，最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。
然而，它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。
WiFi技术并不是为了取代蓝牙或者其他短距离无线电技术而设计的，两者的应用领域完全不同，虽然在某些领域上会有重叠。
WiFi设备一般都是设计为覆盖数百米范围的，若是加强天线或者增设热点的话，覆盖面积将会更大，甚至是整幢办公大楼都不成问题。
WiFi无线技术主要为移动设备接入LAN（局域网）、WAN（广域网），以及互联网而设计。
基本上来说，在WiFi标准中，移动设备扮演的是客户端角色，而服务端是网络中心设备;与NFC、蓝牙技术的两移动设备互联互通在点对点（peertopeer）结构上有着巨大的区别。
支持拓扑结构：星型结构使用距离：近、中距离（数百米）应用场景：移动设备等蓝牙Bluetooth:蓝牙是一种通用的短距离无线电技术，蓝牙5.0蓝牙理论上能够在最远100 米左右的设备之间进行短距离连线，但实际使用时大约只有10米。
其比较大的特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑，在不借助电缆的情况下联网，并传输资料和讯息。
目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。
支持拓扑结构：点对点结构使用距离：近距离（《100 m）应用场景：移动设备、智慧穿戴设备等UWB:超宽带UWB是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，其传输距离通常在10M以内，使用1GHz以上带宽，通信速度可以达到几百兆bit/s 以上，UWB的工作频段范围从3.1GHz到10.6GHz，最小工作频宽为500MHz。
物联网核心技术之传输层
物联网核心技术之传输层1、通信网通信网是一种使用交换设备，传输设备,将地理上分散用户终端设备互连起来实现通信和信息交换的系统。
通信最基本的形式是在点与点之间建立通信系统,但这不能称为通信网,只有将许多的通信系统(传输系统)通过交换系统按一定拓扑结构组合在一起才能称之为通信.也就是说,有了交换系统才能使某一地区内任意两个终端用户相互接续,才能组成通信网通信网由用户终端设备,交换设备和传输设备组成.交换设备间的传输设备称为中继线路(简称中继线),用户终端设备至交换设备的传输设备称为用户路线(简称用户线)。
2、3G网络3G是英文the 3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。
相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机(2G)，第三代手机（3G）一般地讲，是指将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与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。
为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的传输速度（此数值根据网络环境会发生变化)。
3 、GPRS网络这是是一种基于GSM 系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP 连接。
通俗的讲，GPRS 是一项高速数据处理的科技，方法是以“分组”的形式传送资料到用户手上。
虽然GPRS 是作为现有GSM 网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具有显著的优势。
4、广电网络种广电网通常是各地有线电视网络公司（台）负责运营的，通过HFC（光纤+同轴电缆混合网）网向用户提供宽带服务及电视服务网络，宽带可通过CableModem连接到计算机，理论到户最高速率38M，实际速度要视网络具体情况而定。
《物联网应用技术》教学教案(全)
《物联网应用技术》教学教案(一)章节名称：物联网概述教学目标：1. 了解物联网的定义和发展历程。
2. 掌握物联网的基本组成和关键技术。
3. 理解物联网的应用领域和未来发展趋势。
教学内容：1. 物联网的定义和发展历程。
2. 物联网的基本组成：感知层、传输层和应用层。
3. 物联网的关键技术：RFID、传感器技术、云计算、大数据等。
4. 物联网的应用领域：智能家居、智能交通、智能医疗等。
5. 物联网的未来发展趋势。
教学方法：1. 讲授：讲解物联网的定义、发展历程、基本组成、关键技术、应用领域和未来发展趋势。
2. 互动：提问和回答，让学生更好地理解和掌握物联网的相关知识。
3. 案例分析：分析具体的物联网应用案例，让学生更好地了解物联网的实际应用。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对物联网的基本概念和关键技术的理解。
《物联网应用技术》教学教案(二)章节名称：RFID技术1. 了解RFID技术的原理和分类。
2. 掌握RFID系统的组成和应用。
3. 理解RFID技术在物联网中的应用和优势。
教学内容：1. RFID技术的原理和分类：被动式RFID、半主动式RFID、主动式RFID。
2. RFID系统的组成：标签、读写器、天线和数据处理系统。
3. RFID技术的应用：物流管理、商品防伪、身份识别等。
4. RFID技术在物联网中的应用和优势。
教学方法：1. 讲授：讲解RFID技术的原理、分类、系统组成和应用。
2. 互动：提问和回答，让学生更好地理解和掌握RFID技术的相关知识。
3. 实验演示：演示RFID技术的实际应用，让学生更好地了解RFID技术的实际操作。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对RFID技术的原理和应用的理解。
《物联网应用技术》教学教案(三)章节名称：传感器技术教学目标：1. 了解传感器的基本原理和分类。
2. 掌握常见传感器的特性和应用。
3. 理解传感器技术在物联网中的应用和重要性。
1. 传感器的基本原理和分类：物理传感器、化学传感器、生物传感器等。
物联网传输层技术
物联网传输层技术
1：引言
a：背景介绍：在物联网中，传输层技术起着关键的作用，它负责物联设备之间的数据传输和通信。
b：目的：本文档旨在介绍物联网传输层技术的各种方案和
应用。
2：传输层技术概述
a：传输层的定义和功能：传输层是物联网通信架构中的一
个关键组件，它负责在不同物联设备之间建立可靠的数据传输通道。
b：传输层的特点和要求：物联网传输层技术需要具备低延迟、高可靠性和灵活性等特性。
c：传输层的标准和协议：介绍物联网传输层常用的标准和
协议，如MQTT、CoAP等。
3：传输层技术方案
a：无线传输技术：介绍物联网中常用的无线传输技术，如Wi-Fi、蓝牙、LoRaWAN等。
b：有线传输技术：介绍物联网中常用的有线传输技术，如
以太网、RS485等。
c：混合传输技术：介绍物联网中常用的混合传输技术，如Zigbee + Wi-Fi。
4：传输层技术应用案例
a：智能家居系统：介绍物联网传输层技术在智能家居领域的应用案例。
b：工业自动化系统：介绍物联网传输层技术在工业自动化领域的应用案例。
c：基础设施监测系统：介绍物联网传输层技术在基础设施监测领域的应用案例。
5：总结
a：总结物联网传输层技术的特点和应用。
b：展望：对物联网传输层技术的未来发展进行展望，并提出建议。
附件：
- 附录A：传输层协议参数表
- 附录B：传输层技术应用示意图
法律名词及注释：
- 注解1: 物联网传输层技术的使用需遵守相关隐私保护法律。
- 注解2: 物联网传输层技术的商业化利用需符合法律法规。
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。
物联网讲义-第3章 物联网设备与标识
DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器，对系 统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行数字 信号处理（Digital Signal Processing，DSP）算法，编 译效率较高，指令执行速度也较高。在数字滤波、 FFT、谱分析等方面数字信号处理算法正在大量进入 嵌入式领域，DSP应用正从在通用单片机中以普通指 令实现过渡到采用嵌入式DSP处理器来实现。
电源 模块 时钟
外围电路 微处理器
Flash
RAM
MPU
复位 ROM
外设
USB LCD Keyboard Other
嵌入式系统的软件部分
嵌入式系统的软件部分 包括操作系统和应用软 件。应用软件决定了系 统的运作和行为；而操 作系统控制着应用软件 与系统硬件的交互。 多数嵌入式设备的应用 软件和操作系统都是紧 密结合的，这也是嵌入 式系统和通用PC系统的 主要区别之一。
应用软件
嵌入式 操作系统
输入 处理器 存储器 输出
嵌入式 软件
嵌入式 硬件
1．嵌入式处理器
嵌入式系统由软件和硬件两个部分构成，从硬件角度来 说，嵌入式处理器是嵌入式硬件中最核心的部分。
嵌入式处理器
嵌入式处理器与通用型处理器最大的不同是嵌入
式处理器大多工作在为特定用户群设计的系统中，它 通常都具有功耗低、体积小、集成度高等特点，能够
嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义。一个手持的 MP3和一个PC104的微型工业控制计算机都可以认为是嵌入 式系统。 嵌入式系统已经有了近30年的发展历史，它是硬件和 软件交替发展的双螺旋式发展。 第一款微处理器是Intel的4004，它出现在1971年， 然后是是Intel公司的8048，它出现在1976年。Motorola 同时推出了68HC05，Zilog公司推出了Z80系列，这些早期 的单片机均含有256字节的RAM、4K的ROM、4个8位并口、1 个全双工串行口、两个16位定 时 器。 之后在80年代初，Intel又进一步完善了8048，在它 的基础上研制成功了8051。
物联网网络层技术
协议性能分析 各种协议的性能对比 协议选择的重要性
通信协议的优劣 蓝牙、Wi-Fi、LoRa等协议对比 适用场景和优劣分析
未来应用场景
智能家居
01 家庭设备联网，实现智能控制
智慧城市
02 城市基础设施智能化，提升生活质量
工业物联网
03 生产环节自动化，提高生产效率
结束语
在物联网快速发展的时代，物联网网络层技术 作为关键部分，将持续演化和创新，为各行业 带来更多可能性和便利。
THANKS 感谢观看
总结内容
物联网网络层技术介绍
详细介绍物联网网络层 的相关技术
研究现状分析
分析物联网网络层技 术当前的研究状况
关键技术点
列举物联网网络层技术 的重要技术特点
未来展望
未来物联网网络层技术将迎来更多创新，应用 场景将不断扩展和深化，为物联网技术的发展 带来新的可能性。
研究方向比较
AI在网络层的应用 AI技术将如何影响物联网网络层 AI对网络层性能的优化
边缘计算优势分析
02 降低数据传输成本
边缘计算在物联网中的应用案例
03 智能家居系统
智能物联网系统
智能感知技术 传感器技术 环境监测 数据采集
智能控制技术 远程控制 自动化调节 智能执行
智能推荐与优化算法
个性化推荐 自适应算法 智能优化
未来发展趋势与展望
物联网网络层技术将继续发展，随着5G和6G的 普及，物联网将变得更加快速和稳定。人工智 能与物联网的合作将更加紧密，共同推动各行 各业的发展。物联网网络层技术的应用前景广 阔，涉及到生活、绝服务攻击
网络资源可能受到拒绝 服务攻击
物联网体系结构与技术分析
物联网体系结构与技术分析物联网（Internet of Things，IoT）指的是基于互联网的智能化事物互联，是由智能化硬件、软件、通信网络、数据存储与处理中心等构成的一个复杂的系统。
物联网的体系结构物联网的体系结构包括感知层、网络传输层、数据处理层和应用层。
感知层感知层是指通过各种传感器和感知节点将物理世界的信息采集并进行初步处理，转化为数字信号，传输到网络传输层。
感知层的主要组成部分包括传感器、控制器、执行器、嵌入式芯片、数据采集设备等。
网络传输层网络传输层是指将感知层采集的数据通过无线传输或有线传输技术传输到云端，实现数据的实时传输和通信。
网络传输层的主要组成包括局域网、无线传感网、移动通信网、互联网等。
数据处理层数据处理层是指对传入的数据进行分析、计算、存储和处理，提供各种技术支持和服务，便于用户进行数据分析和决策。
数据处理层的主要组成部分包括云计算平台、数据存储系统、大数据分析软件和人工智能算法等。
应用层应用层是指用户通过互联网对数据进行访问和使用的界面，完成对物联网的各项功能的使用和管理。
应用层的主要组成包括各种智能终端、软件应用程序和管理系统等。
物联网的技术分析物联网核心技术主要包括感知技术、通信技术、云计算和大数据分析技术、人工智能技术等。
感知技术感知技术是物联网的基础技术，主要是通过传感器和控制器实现对物理信号、声音、光线、温度、湿度等各种变化的采集。
传感器技术的发展已经发展成强大的商业市场，大量的厂商在骨感传感器、图像传感器、红外传感器等方面进行大量的开发工作。
通信技术通信技术是物联网的沟通桥梁，在实际的应用过程中，无线传感网络和蓝牙等技术，长距离通信技术有WiFi、LTE和NarrowBand-Internet of Things (NB-IoT)等技术。
这些技术可以满足不同场景下的链接与通信需求，方便数据的交换和共享。
随着5G技术的逐渐成熟，其将成为物联网通信技术的重要发展方向。
物联网网络层技术
物联网网络层技术
汇报人：目录P来自RT One添加目录标题
PART Two
物联网网络层概述
PART Three
物联网网络层关键 技术
PART Five
物联网网络层面临 的挑战与解决方案
PART Four
物联网网络层应用 场景
PART Six
物联网网络层未来 发展前景
单击添加章节标题
物联网网络层概述
物联网网络层面临 的挑战与解决方案
数据安全与隐私保护
数据安全挑战：确保数据传输 和存储的安全性
隐私保护挑战：保护用户隐私， 防止数据泄露
解决方案：采用加密技术、访 问控制、数据脱敏等技术手段
未来发展：加强法律法规建设， 推动技术进步，提高数据安全 与隐私保护水平
网络稳定性与可靠性
网络稳定性：物联网网络层需要保证网络连接的稳定性，避免因网络波动或中断导致的设 备连接问题
物联网网络层与5G/6G通信技术的融合 物联网网络层与云计算、大数据技术的融合 物联网网络层与人工智能、机器学习的融合 物联网网络层与区块链技术的融合
THANK YOU
汇报人：
数据安全与隐私保护：确保 数据安全和隐私保护的措施
物联网网络层应用 场景
智能家居
智能家居概述
智能家居技术实现
智能家居应用场景 智能家居市场前景
智能交通
交通信号控制：通过 物联网技术实现交通 信号的智能化控制， 提高交通运行效率
车辆监测与管理：利 用物联网技术对车辆 进行实时监测和管理， 提高道路安全性和交 通流畅度
5G技术在物联网网络层的应用场景：5G技术可以应用于智能家居、智慧城市、工业自动化等领域，提高物联网设备 的连接速度和稳定性。 5G技术在物联网网络层的优势：5G技术可以提供更快的网络速度和更低的延迟，提高物联网设备的响应速度和可靠 性。
物联网之感知层和传输层
感知中国：物联网掀起信息革命第三次浪潮之系列专栏文章第五期：物联网之感知层和传输层周洪波1.物联网DCM三驾马车之感知层前期文章中把物联网产业链分为DCM三个大业务层面，同时DCM也是一个物联网系统的典型技术架构。
本期将介绍DCM三层架构的感知层（Device）和传输层（Connect）。
感知层由传感器和部分与传感器连成一体的传感网（无源传感器）组成，处于三层架构的最底层，这也是物联网最基础的联接和管理对象。
最广义来说，传感器是把各种非电量转换成电量的装置，非电量可以是物理量、化学量、生物量等等。
一说到传感器，可能大家就会往“小”的方面想，如前文提到的“电子尘埃”。
在物联网的大概念下，一个泛在的物联网系统，随着参照物的不同，传感器可以是一个“大”的“智能物件”，它可以是一个机器人，一台机床，一列火车，甚至是一个卫星或太空探测器。
这也是为什么在笔者DCM划分中我们用“Device”，即设备或装置，来描述物联网底层的原因，笔者认为，这样描述更符合物联网目前的战略地位。
传统的、狭义的传感器种类已有很多，有很多种分类方法，例如，可分为有源和无源两大类。
有源传感器将非电量转换为电能量，无源程序传感器不起能量转换作用，只是将被测非电量转换为电参数的量。
每一类传感器又可做进一步细分，如上图所示的生物传感器，纳米传感器的细分。
物联网关注传感器的实际应用，下表是我们按应用方式的一个分类。
2009年中国传感器市场研究报告指出，据不完全统计，目前我国已有1688家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用，其中从事MEMS（因为在iPhone和Wii等产品中的成功使用得到广泛关注和大力发展）研制生产的企业已经有50多家。
我国的传感器同国外水平相比，新品研制仍落后国际水平5-10年，而规模生产技术则落后10-15年。
传感器解决的是“上行”的感知和监测问题，要实现控制，还需要“下行”的执行器（Actuator），如阀门等，实现完整的“管控一体化”。
物联网硬核知识点总结
物联网硬核知识点总结一、物联网的概念物联网是指通过各种传感器、识别技术、嵌入式系统等设备，在互联网的支持下实现物品与物品、物品与人的互联互通，从而实现信息的采集、传输、处理和应用的一种技术体系。
物联网将传统的物品和生活环境数字化，并通过互联网进行信息交换，进一步提高了生产力和生活质量。
二、物联网的技术原理1.感知层技术：感知层技术是物联网的基础，通过各种传感器和识别设备获取周围环境的信息。
这些传感器可以测量温度、湿度、压力、光线等物理量，也可以检测声音、图像、位置等非物理量。
2.传输层技术：传输层技术将感知层获取的数据传输给网络层进行处理。
传输层技术包括无线通信技术、移动通信技术、有线通信技术等。
3.网络层技术：网络层技术负责将感知层获取的数据进行处理和分析，并将分析结果传送给应用层。
网络层技术包括数据存储、数据传输、数据处理等。
4.应用层技术：应用层技术是物联网的最终目的地，它将网络层处理的数据应用到实际生活和生产中。
应用层技术包括数据分析、可视化、智能控制等。
三、物联网的应用场景1.智能家居：通过物联网技术，可以实现家里的各种设备的智能化，比如智能家电、智能安防、智能环境控制等。
2.智能医疗：物联网技术可以用于实现健康监测、远程医疗、智能医疗设备等，提高医疗服务的质量和效率。
3.智能交通：物联网技术可以实现交通信号控制、车辆监测、智能导航等，提高交通运输的安全和效率。
4.智能制造：物联网技术可以用于实现智能生产线、智能仓储、智能物流等，提高制造业的生产力和效率。
四、物联网的发展趋势1.大数据和人工智能技术的结合：物联网技术将产生大量的数据，结合人工智能技术可以实现数据的分析和挖掘，为实际生产和生活提供更加智能化的服务。
2.边缘计算技术的应用：边缘计算技术可以将数据处理和分析的工作从云端转移到网络边缘，减少数据传输和存储的成本，提高数据处理的速度和效率。
3.安全和隐私保护技术的加强：随着物联网规模的不断扩大，相关安全和隐私问题也变得越来越重要，需要加强相关技术的研究和应用。
物联网传输层技术
物联网传输层技术⒈引言●背景介绍：物联网的快速发展和广泛应用带来了大量数据的传输需求，传输层技术成为保障数据可靠传输的重要环节。
●目的：本文档旨在详细介绍物联网传输层技术的相关知识和应用。
⒉传输层概述●定义：传输层是物联网通信协议栈中的一个层级，负责提供可靠的数据传输服务。
●功能：传输层主要包括数据分段、数据重组、流量控制和拥塞控制等功能。
⒊传输层协议●TCP协议：介绍TCP协议的特点、工作原理和应用场景。
●UDP协议：介绍UDP协议的特点、工作原理和应用场景。
●其他传输层协议：介绍其他常见的物联网传输层协议，如SCTP、DCCP等。
⒋物联网传输层技术●MQTT协议：介绍MQTT协议的特点、工作原理和应用场景。
●CoAP协议：介绍CoAP协议的特点、工作原理和应用场景。
●AMQP协议：介绍AMQP协议的特点、工作原理和应用场景。
⒌传输层技术应用案例●智能家居系统：介绍智能家居系统中传输层技术的应用案例。
●工业物联网：介绍工业物联网中传输层技术的应用案例。
●智慧城市：介绍智慧城市中传输层技术的应用案例。
⒍附件●附录A：传输层协议参考●附录B：传输层技术相关术语解释附加内容：⒈本文档涉及附件，请查看附件部分获取更多详细信息。
⒉本文所涉及的法律名词及注释：●物联网：指利用互联网、传感器等技术实现对物品的感知、感知信息的传递、信息的处理、智能化的终端的组织与管理的网络。
●传输层：在计算机网络体系结构中，位于网络层和应用层之间的一个层次，负责提供可靠的数据传输服务。
●TCP协议：传输控制协议，一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。
●UDP协议：用户数据报协议，一种无连接的、不可靠的传输层协议。
●MQTT协议：消息队列遥测传输协议，一种基于发布-订阅模式的、轻量级的、开放标准的物联网传输协议。
●CoAP协议：受限制应用协议，一种特殊设计用于物联网的应用层协议。
●AMQP协议：高级消息队列协议，一种用于消息中间件的开放标准的通信协议。
物联网传输层技术
物联网传输层技术1.简介1.1 研究背景1.2 目的与目标1.3 文档范围2.物联网传输层技术概述2.1 物联网架构①边缘设备②网关③云平台2.2 传输层的作用①数据传输②数据安全2.3 传输层技术分类①传统传输协议②物联网专用传输协议3.传统传输协议3.1 TCP/IP协议① TCP协议② UDP协议3.2 HTTP协议3.3 MQTT协议3.4 CoAP协议4.物联网专用传输协议 4.1 RPL协议4.2 6LoWPAN协议4.3 Zigbee协议4.4 Z-Wave协议4.5 LWM2M协议5.传输层技术的应用案例 5.1 智能家居5.2 工业物联网5.3 智慧城市6.传输层技术的挑战与未来发展6.1 安全性挑战6.2 可扩展性挑战6.3 能耗优化挑战6.4 未来发展方向附件：1.附件1、物联网传输层协议比较表格2.附件2、物联网传输层技术市场报告法律名词及注释：1.物联网：指通过互联网将各种实物与云服务器相连接，实现信息共享、数据传输和远程控制等功能的一种技术。
2.传统传输协议：指已经存在并被广泛使用的网络传输协议，如TCP/IP、HTTP等。
3.物联网专用传输协议：指为物联网场景量身定制的传输协议，如MQTT、CoAP等。
4.TCP/IP协议：是一种基于分组交换网络的通信协议，由TCP 协议和IP协议组成。
5.UDP协议：是一种无连接、不可靠的传输协议，用于将数据从一台主机发送到另一台主机。
6.HTTP协议：是一种应用层协议，用于在Web浏览器和Web服务器之间传输超文本。
7.MQTT协议：是一种轻量级的发布订阅协议，常用于物联网领域的消息传输。
8.CoAP协议：是一种应用层协议，专门为受限环境中的物联网设备设计。
9.RPL协议：是一种路由协议，用于IPv6低功耗和有损网络中的节点路由。
10.6LoWPAN协议：是一种基于IPv6的网络通信协议，用于无线传感器网络中的设备连接。
11.Zigbee协议：是一种低功耗的无线通信协议，用于短距离的个人区域网络。
物联网传输层技术
物联网传输层技术1-引言在物联网中，传输层技术起着连接和数据传输的重要作用。
本文档将详细介绍物联网传输层技术的概念、特点、协议以及应用案例。
2-物联网传输层技术概述2-1 定义和作用2-2 物联网传输层技术的特点2-3 传输层与其他网络层的关系3-传输层协议3-1 TCP/IP3-1-1 TCP协议3-1-2 UDP协议3-2 MQTT协议3-3 CoAP协议3-4 AMQP协议3-5 Websockets协议4-物联网传输层技术的应用4-1 基于TCP/IP的物联网传输层技术应用案例4-2 MQTT在物联网中的应用案例4-3 CoAP的应用案例4-4 AMQP在物联网中的应用案例4-5 Websockets的应用案例5-法律名词及注释5-1 数据隐私保护相关法律名词及注释5-2 信息安全相关法律名词及注释5-3 物联网相关法律名词及注释6-结论本文档详细介绍了物联网传输层技术的概念、特点、协议以及应用案例。
通过对传输层技术的研究和应用，可以更好地支持物联网的连接和数据传输需求。
附件：1-相关协议规范文件2-物联网传输层技术应用案例分析报告本文所涉及的法律名词及注释：1-GDPR：欧洲通用数据保护条例，旨在保护个人数据的隐私和安全。
2-CCPA：加州消费者隐私法案，旨在保护加州消费者的个人数据隐私权益。
3-CFAA：计算机欺诈和滥用法案，主要用于打击计算机系统的非法访问和滥用行为。
4-IoT Cybersecurity Improvement Act：物联网网络安全改进法案，要求联邦机构在采购物联网设备时考虑网络安全性能。
物联网传输层技术
物联网传输层技术在当今科技飞速发展的时代，物联网已经逐渐融入我们的生活，从智能家居到智能交通，从工业自动化到医疗健康，物联网的应用无处不在。
而在物联网的架构中，传输层技术起着至关重要的作用，它就像是物联网的“血管”，负责将感知层采集到的数据准确、快速地传输到应用层进行处理和分析。
物联网传输层技术主要包括有线传输和无线传输两种方式。
有线传输技术，如以太网、光纤通信等，具有传输速度快、稳定性高的优点，但受到布线限制，灵活性较差。
相比之下，无线传输技术因其无需布线、部署灵活等特点，在物联网中得到了更为广泛的应用。
无线传输技术种类繁多，其中蓝牙、WiFi、Zigbee、LoRa 和NBIoT 等是较为常见的几种。
蓝牙技术大家都不陌生，我们的手机、耳机等设备常常会用到它。
蓝牙具有低功耗、短距离传输的特点，适用于一些小型设备之间的数据传输，比如智能手环与手机的连接。
WiFi 则是我们在家庭和办公环境中常见的无线连接方式。
它能够提供较高的数据传输速率，适用于对带宽要求较高的物联网设备，如智能摄像头、智能电视等。
Zigbee 技术具有低功耗、自组网等优点，适合于大规模的传感器网络，比如在智能家居中用于控制灯光、窗帘等设备。
LoRa 是一种长距离、低功耗的无线传输技术，它的传输距离可以达到数公里，适用于对覆盖范围要求较大的物联网应用，如智能农业中的环境监测。
NBIoT 则是基于蜂窝网络的窄带物联网技术，具有深度覆盖、低功耗、大连接等特性，在智能水表、智能燃气表等领域有着广泛的应用。
在实际应用中，选择合适的传输层技术需要综合考虑多个因素。
首先是传输距离的需求。
如果设备之间的距离较近，蓝牙或 WiFi 可能是较好的选择；如果需要覆盖较大的范围，LoRa 或 NBIoT 则更为合适。
其次是数据传输量和速率的要求。
对于需要传输大量数据或对传输速率要求较高的应用，如高清视频监控，WiFi 可能是首选；而对于只需要传输少量数据的传感器，低功耗的Zigbee 或LoRa 则更能满足需求。
物联网传输层技术
物联网传输层技术在当今数字化的时代，物联网（Internet of Things，简称 IoT）正以惊人的速度改变着我们的生活和工作方式。
从智能家居中的智能家电到工业领域的自动化生产线，物联网的应用无处不在。
而在物联网的架构中，传输层技术扮演着至关重要的角色，它负责将感知层收集到的数据安全、可靠、高效地传输到应用层进行处理和分析。
传输层技术就像是物联网的“血管”，负责将各种“养分”（数据）输送到需要的地方。
如果传输层出现问题，整个物联网系统就可能会陷入混乱，就像人的血管堵塞会导致身体出现各种疾病一样。
常见的物联网传输层技术主要包括蜂窝移动通信技术（如 4G、5G）、LPWAN 技术（LowPower WideArea Network，低功耗广域网，如 LoRa、NBIoT）、蓝牙和 WiFi 等短距离通信技术。
先来说说蜂窝移动通信技术，特别是我们熟悉的4G 和新兴的5G 。
4G 网络已经在全球范围内得到了广泛的应用，为物联网设备提供了相对较高的数据传输速率和较低的延迟。
这使得诸如智能汽车、远程医疗监控等对数据传输要求较高的应用成为可能。
而 5G 技术的出现，则将物联网的发展推向了一个新的高度。
5G 具有更高的带宽、更低的延迟和更多的连接数，能够支持海量的物联网设备同时接入网络。
想象一下，未来的工厂里，无数的机器人和生产设备通过 5G 网络实现实时的协同工作，效率将得到极大的提升。
LPWAN 技术则是为了满足物联网中那些对功耗和传输距离有特殊要求的设备而诞生的。
LoRa 技术具有远距离传输、低功耗的特点，适用于一些分布范围广、电池供电且数据传输量不大的应用场景，比如智能农业中的农田环境监测。
NBIoT 则基于蜂窝网络，具有深度覆盖、低功耗、低成本等优势，在智能水表、智能燃气表等领域有着广泛的应用。
蓝牙和 WiFi 这类短距离通信技术在物联网中也不可或缺。
蓝牙技术常用于可穿戴设备、智能家居中的小型设备之间的连接。
网络传输层技术
IPv6旳地址能产生2128个IP地址， 地址资源极为丰富，其数量至多能够这么形容：假如地球表面铺 上一层沙子，那么每一颗沙子都能够拥有一种IP地址。
4.1.3 Web2.0服务：众人拾才火焰高• Web1.0时代，最突出旳问题是内容奇缺，门户网站称为互 联网旳主流，如新浪、搜狐等网站开始崭露头角。——“信 息爆炸”旳阶段。• 伴随互联网旳进一步发展，人们渐渐发觉，互联网是最大旳舞台，一种人人能够参加旳舞台，而在这个当中，“群众旳力量”还远远未被挖掘出来。至此， Web2.0悄然而至，小区、博客、消费者对消费者（C2C）电子商务大行其道，他们共同旳特点是：搭建一种平台，以便顾客旳参加——顾客参加创建内容、提供信息、进行交易、进行传播。从互联网旳发展历程来看，互联网是在不断“进化”，而在进化旳过程中，是围绕一种“中心”、一种“特征”展开旳——一种“中心”就是 “以顾客旳需求”为中心，一种“特征”就是互联网特征：开放、 平等、分享、互动、创新。• 互联网从萌芽期到Web2.0时代，越来越开放，越来越平等， 越来越强化顾客旳互动，分享和创新，人们经过互联网不断提升沟通效率，不断释放生产力。
• 网络传播层能够了解为搭建物联网旳网络平台，建立在既有旳移动通信网、互联网和其他专网旳基础上，经过多种接入设备与上述网络相连，如图4-2所示。如手机付费系统中由刷卡设备将内置手机旳 RFID 信息采集上传到互联网，网络传播层完毕后台鉴权认证并从银行网络划帐。
第3章 物联网传输层技术
物联网概论
现场总线与其他通信技术的区别
现场总线与RS232、RS485
RS232、RS485只能代表通信的物理介质层和链路层， 如果实现数据的双向访问，就必须自己编写通信应用 和程序 现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的，具有完整的 软件支持。
现场总线与计算机网络
现场总线是一种传输速率低、实时控制网络。短帧传 送，实时性强，可靠性高，安全性好，适应工业应用 环境。 计算机网络是一种实时性不高、高速信息网络。
物联网概论
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3.1.1 三网融合——基本概述
三网融合是一种广义的、社会化的说法，在现阶段它并不 意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合 一，而主要是指高层业务应用的融合。其表现为技术上趋 向一致，网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业 务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协 议，在经营上互相竞争、互相合作，朝着向人类提供多样 化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起， 行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。三大网络通过技术 改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通 信业务。这就是所谓的三网融合。
物联网概论
现场总线协议参考模型
为使不同厂家的智能仪表接入统一系统进行互连 操作，国际标准化组织ISO于1978年建立了一 个“开放系统互连”的技术委员会。起草了“开 放系统互连基本参考模型”（Open System Interconnection）的建议草案。1983年正 式成为国际标准（ISO7498）。1986年又对 该标准进行了进一步的完善和补充。
物联网概论
3.1.1 三网融合
有线广域网在物联网应用中的一个劣势就是众所周知的IP 地址不够的问题，在IPv6未全面实施之前，这个问题将制 约有线网在物联网业务中的使用。 而无线广域网可以通过发SIM卡（电话ID号码）的方式解 决每个智能物件对应一个ID（号码）的问题。尽管如此， 中国电信、歌华有线等以有线网络为主的营运商也都有宏 大的物联网业务计划，例如在智能家庭网关（Home Gateway）领域，歌华有线凭借机顶盒的部署基础占据一 定优势。
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3.1.2 现场总线FieldBus
第3讲物联网传输层技术
概念
v IEC61158标准定义,现场总线是指安装在制造或 过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装 置之间数字式、串行、多点通信的数据总线. §总线上的数据输入设备包括按钮、传感器、 接触器、变送器、阀门等，传输其位置状态 、参数值等数据； §总线上的输出数据用于驱动信号灯、接触器 、开关、阀门等；
第3讲物联网传输层技术
2020/11/26
第3讲物联网传输层技术
教学内容
3.1 有线通信传输层
3.1.1 三网融合 3.1.2 现场总线
3.2 无线通信传输层 3.2.1 长距离无线通信 3.2.2 短距离无线通信
3.3 协议与标准 3.3.1 IEEE 802.15.4（ZigBee） 3.3.2 IEEE 802.11b（WiFi） 3.3.3 IEEE 802.16（WiMAX） 3.3.4 ISO （Bluetooth）
第3讲物联网传输层技术
v 三网融合是指电信网、计算机网和有线电视网三 大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、 图像等综合多媒体的通信业务。
第3讲物联网传输层技术
3.1.1 三网融合—基本概述
v 三网融合是一种广义的、社会化的说法，在现阶段它并不 意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合 一，而主要是指高层业务应用的融合。其表现为技术上趋 向一致，网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业 务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协 议，在经营上互相竞争、互相合作，朝着向人类提供多样 化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起， 行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。三大网络通过技术 改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通 信业务。这就是所谓的三网融合。
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总线将分散的有通信能力的测量控制设备作为网络节点，连接 成能相互沟通信息，共同完成自控任务的控制网络
第3讲物联网传输层技术
产生的背景
v 在计算机数据传输中，长期使用低数据速率和点 对点的数据传输标准。
v 在工业控制或生产自动化领域中使用大量的传感 器、执行器和控制器，若采用星形拓扑结构，安 装成本和介质造价高。
§ 光通信技术的发展，为综合传送各种业务信息提供了必要的带宽和传输 高质量，成为三网业务的理想平台。
§ 软件技术的发展使得三大网络及其终端都通过软件变更，最终支持各种 用户所需的特性、功能和业务。
§ 最重要的是统一的TCP/IP协议的普遍采用，将使得各种以IP为基础的业 务都能在不同的网上实现互通。人类首次具有统一的为三大网都能接受 的通信协议，从技术上为三网融合奠定了最坚实的基础。
v 采用流行的LAN组件和环形、总线型拓扑结构，其 硬件和软件对应的系统造价高。
v 需要设计一种造价低、而又能经受工业现场环境 的通信系统。
第3讲物联网传输层技术
减少了接线与安装
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现场总线控制系统 FCS
v 是建立在现场总线技术基础上的网络结构 扁平化，具有开放性、可互操作性、常规 控制功能彻底分散、有统一的控制策略组 态方法的新一代的分散型控制系统。
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3.1.1 三网融合——发展
v 如果按传统的办法处理三网融合将是一个长期而艰巨的过程，如何绕 过传统的三网来达到融合的目的，那就是寻找通信体制革命的这条路， 我们必须把握技术的发展趋势，结合我国实际情况，选择我们自己的 发展道路。
v 我们的实际情况是数据通信与发达国家相比起步晚，传统的数据通信 业务规模不大，比起发达国家的多协议、多业务的包袱要小得多，因 此，可以尽快转向以IP为基础的新体制，在光缆上采用IP优化光网 络，建设宽带IP网，加速我国Internet网的发展，使之与我国传统 的通信网长期并存，既节省开支又充分利用现有的网络资源。
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3.1.1 三网融合——结合点
v 三网融合，在概念上从不同角度和层次上分析，可以涉及到技术融合、 业务融合、行业融合、终端融合及网络融合。目前更主要的是应用层 次上互相使用统一的通信协议。IP优化光网络就是新一代电信网的 基础，是我们所说的三网融合的结合点。
§ 数字技术的迅速发展和全面采用，使电话、数据和图像信号都可以通过 统一的编码进行传输和交换，所有业务在网络中都将成为统一的“0”或 “1”的比特流。
v 而无线广域网可以通过发SIM卡（电话ID号码）的方式解 决每个智能物件对应一个ID（号码）的问题。尽管如此， 中国电信、歌华有线等以有线网络为主的营运商也都有宏 大的物联网业务计划，例如在智能家庭网关（Home Gateway）领域，歌华有线凭借机顶盒的部署基础占据 一定优势。
第3讲物联网传输层技术
第3讲物联网传输层技术
3.1 有线通信传输层
v 有线通信技术可分为：
§中、长距离（WAN）的广域网络（包括PSTN、 ADSL和HFC数字电视Cable等）
§短距离的现场总线（Field Bus，也包括PLC电 力线载波等技术）
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3.1.1 三网融合
v 现有的电信网、有线电视网和计算机网是物联网 业务可以利用的中、长距离有线网络。还有一些 和这三大网络规模相当的未公开的覆盖全国的专 网，如公安系统的专网，据说国家电网的专网比 有线电视网规模还要大。
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第3章 物联网传输层
v 传输层主要分： §有线通信 §无线通信
v 两种通信方式对物联网产业来说处于同等重要、 互相补充的作用。例如，工业化和信息化“两化 融合”业务中大部分还是有线通信，智能楼宇等 领域也还是以有线通信为主。
v 有线通信将来会成为物联网产业发展的主要支撑， 但无线通信技术也是不可或缺的。
v 2010年1月13日国务院总理温 家宝主持召开国务院常务会议，决 定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合。 §
第3讲物联网传输层技术
3.1.1 三网融合
v 有线广域网在物联网应用中的一个劣势就是众所周知的IP 地址不够的问题，在IPv6未全面实施之前，这个问题将制 约有线网在物联网业务中的使用。