物联网工程设计与实施 模块1 认知物联网工程
《物联网工程设计和实施》课程内容教学资源建设
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2.2 智能楼宇工程项目需求分析 业务需求分析
6.信息发布系统 为了发布集团办公、业务信息动态、公告、通知等视
频、文字、动画信息，为大楼办公的工作人员及来访者 提供一个现代化、电子化的宣传展示窗口，介绍大楼的 概况、各建筑的功能分布、导向、办公信息、办事指南 和流程的信息发布、组织机构和相关管理人员信息的电 子发布，提供各类时事信息、服务信息等。设置多媒体 信息导引及发布系统可以大大提升集团大楼服务高科技 现代化形象，同时为宣传集团大楼和提升集团形象提供 了最直观的平台，大大提高了集团高科技的综合形象。
安全防范系统主要包括防盗报警、门禁、人行通道管 理、车库管理、无线巡更、视频监控等子系统。
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2.2 智能楼宇工程项目需求分析 业务需求分析
4.一卡通系统 根据机电大厦的使用要求，为了满足机电大厦的办公
及管理要求，在机电大厦设一卡通集成系统。该系统主 要包括：门禁控制子系统、考勤管理子系统、车库管理 子系统、消费子系统和巡更子系统等。 5.公共广播系统
1.需求分析的任务 简言之,需求分析的任务就是解决"做什么"的问题,就是
要全面地理解用户的各项要求,并准确地表达所接受的用 户需求. 2.需求分析的过程
需求分析阶段的工作,可以分为四个方面:问题识别,分 析与综合,制订规格说明,评审. 1）问题识别
就是从系统角度来理解软件,确定对所开发系统的综合 要求,并提出这些需求的实现条件,以及需求应该达到的标 准.这些需求包括：功能需求(做什么),性能需求(要达到什 么指标),环境需求(如机型,操作系统等),可靠性需求(不发生 故障的概率）,安全保密需求,用户界面需求,资源使用需求( 软件运行时所需的内存,CPU等),软件成本消耗与开发进度 需求,预先估计以后系统可能达到的目标.
物联网工程课程标准
精心整理《物联网工程实施与管理》课程标准课程编码：课程类型：理论+实践课程性质：必修课适用专业：计算机网络技术 学时：48学分：3 课程负责人：谢品章 1.课程定位《物联网工程设计与实施》是物联网技术与应用专业的专业必修课程和核心课程，通过本课程的学习，RFID 传2.学生在教学中，3.3．1●●● ●能根据设计方案和验收标准对工程进行测试和验收； ●能够进行成本估算和效益分析。
3.1.2职业能力将职业能力的强化训练贯穿在课程教学的全过程。
包括制定完成工作任务的策略能力，制定工作计划能力，确定工作方法能力，发现问题、分析问题和解决问题等。
3.1.3发展能力将培养学生职业素质、强化学生的职业意识，包括沟通表达、团队协作、敬岗爱业的职业道德、安全操作规程、社会环保意识、信息保密意识等能力。
3．2知识目标●能够进行物联网项目的需求分析；●能够撰写物联网项目的设计说明书；●能够进行传感设备、RFID设备、网络、嵌入式系统的选型；●能够组建和维护无线传感网；●具备系统集成的能力；5.1教学模式学生以小组的形式在完成专业知识学习和技能训练，强调学习过程的最终目的是对所学知识的应用，在学习过程中，应针对不同的学习情境选用不同特点的教学方法，应着重实践和实地考核，着重学生的动手能力，在操作与练习过程中掌握知识应用。
完成工作任务的过程中，保证学生物联网信息技术的处理能力培养，强化学生计划、策略、自学等方法能力和团队合作、沟通等社会能力的培养，提升学生的综合素质，突出“以学生为中心”的原则，达到“知识内化”的目的。
5.2教学方法教学方法以实现课程标准规定的教学目标为依据，应有助于学习对教学内容的理解，并能激发学生的学习热情，提高自己的操作动手能力。
建议采用教学方法如下表2：表2教学方法描述年下企业锻炼时间不少于40天，专业教师要进一步强化与企业和实践课题的联系。
6.2学习与实训条件实践教学条件是完成课程学习情境教学的重要场所，应充分利用现有多媒体教室、实训室和网络教学环境相结合的形式进行理论实践一体化教学。
物联网工程设计与实施课程设计
计算机科学与技术学院“课程设计”项目报告项目名称：室内环境监测系统专业：物联网工程班级：1301学号：133921038 姓名：杨飞成绩：学号：133921001 姓名：聂红梅成绩：学号：133921033 姓名：聂鑫鑫成绩：学号：133921039 姓名：王茹雪成绩：学号：133921042 姓名：刘亚成绩：学号：133921047 姓名：李英伦成绩：指导教师：陈洪生申请日期：2015年秋学期湖北科技学院计算机科学与技术学院制7．功能优点1.实时的监测室内的温度，湿度以及人员状况。
2.Zigbee芯片能耗低，符合节能环保的政策。
答辩情况记录表课题名称：室内环境监测系统时间：2015.12.28地点：理工楼2 栋FPGA实验室人员：杨飞，聂红梅，聂鑫鑫，王茹雪，刘亚，李英伦答辩表1.室内环境监测系统的主要功能是什么？答：室内环境监测系统主要以环境监测为主，通过在房间内架设传感器节点和不同的传感器来采集室内的环境数据，如温度，湿度，是否有人在等数据2.该系统有那些优点？答：（1）实时的监测室内的温度，湿度以及人员状况。
（2）Zigbee芯片能耗低，符合节能环保的政策。
（3）采用无线传输数据，减少了排线与布线的困难，节约成本。
（4）可拓展性强，后续可继续开发以满足使用者的需求。
3.该系统主要由那些模块组成？答：室内环境监测系统由人体红外热释电传感器、温湿度传感器、信号发射接收模块以及PC数据接收软件组成。
4.该系统如何实现人体感应？答：该系统采用了HC-SR501 人体感应模块，是基于红外线技术的自动控制模块，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，是一种广泛应用于各类自动感应电器设备，尤其是干电池供电的自动控制产品。
5.功耗情况？答：微功耗: 静态电流<50 微安，特别适合干电池供电的自动控制产品。
记录人签字：指导老师签字：。
物联网工程设计与实施
8.3物联网的安全
8.3.2网络层安全
1.来自物联网本身的架构、接入方式和各种设备的安全问题； 2.进行数据传输的网络相关安全问题。
路漫漫其悠远
8.3物联网的安全
8.3.3应用层安全
1.业务控制和管理； 2.中间件； 3.隐私保护。
路漫漫其悠远
8.4物联网的安全机制
8.4.1 RFID安全机制
节点能量资源耗尽，例如当有些算法试图重传分组时， 攻击者将不断干扰其发送，直至节点耗尽能源。
在协议实现的时候，制定一些执行策略，对过度频繁 的请求不予理睬，或者对同一个数据包的重传次数据进 行限制，以免恶意节点无休止干扰导致能源耗尽。
路漫漫其悠远
8.2物联网面临的威胁
8.2.2数据链路层攻击
3.非公平竞争 非公平竞争是指恶意节点滥用高优先级的报文占据信
路漫漫其悠远
8.2物联网面临的威胁
8.2.1物理层攻击
1.拥塞攻击 解决方法是重传发生冲突的数据，增加节点能量消耗。
拥塞攻击通过发出无线干扰射频信号，实现破坏无线通信 的目的，分为全频段拥塞干扰和瞄准式拥塞干扰。
传感器网络可采用诸如跳频、调节节点占空比等技术来 防范拥塞攻击。
路漫漫其悠远
8.2物联网面临的威胁
物联网工程设计与实施
路漫漫其悠远
2020/3/29
模块八 物联网工程的 信息安全
路漫漫其悠远
主要内容
8.1物联网ห้องสมุดไป่ตู้程的安全概述 8.2物联网面临的威胁 8.3物联网的安全 8.4物联网的安全机制
重点
掌握物联网工程信息 安全的对策
路漫漫其悠远
导入案例
智慧物联网在陆军战场上的应用
物联网实施工程(3篇)
第1篇一、项目规划与可行性研究在物联网实施工程开始之前，首先要进行项目规划与可行性研究。
这一阶段主要包括以下工作：1. 明确项目目标：确定物联网项目的具体目标，如提高生产效率、优化资源配置、提升用户体验等。
2. 可行性分析：对项目的技术、经济、市场等方面进行综合评估，判断项目是否具备实施条件。
3. 制定项目计划：根据项目目标，制定详细的项目实施计划，包括时间表、预算、人员配置等。
二、需求分析与系统设计在项目规划阶段完成后，进入需求分析与系统设计阶段。
这一阶段主要包括以下工作：1. 需求分析：深入了解用户需求，包括功能需求、性能需求、安全需求等。
2. 系统设计：根据需求分析结果，设计物联网系统的架构、组件、接口等。
3. 设备选型：根据系统设计要求，选择合适的传感器、控制器、通信模块等设备。
三、网络部署与系统集成在系统设计完成后，进行网络部署与系统集成。
这一阶段主要包括以下工作：1. 网络部署：根据系统设计，搭建物联网网络，包括有线网络和无线网络。
2. 设备安装：将选定的设备安装到现场，并进行初步调试。
3. 系统集成：将各个设备、组件、模块等进行集成，确保系统正常运行。
四、测试与优化在系统集成完成后，进行测试与优化。
这一阶段主要包括以下工作：1. 功能测试：验证系统功能是否符合需求。
2. 性能测试：评估系统性能，如响应时间、处理能力等。
3. 安全测试：确保系统具备良好的安全性，防止恶意攻击和数据泄露。
4. 优化调整：根据测试结果，对系统进行优化调整，提高系统性能和稳定性。
五、运维与升级在系统正式投入使用后，进入运维与升级阶段。
这一阶段主要包括以下工作：1. 监控与维护：对系统进行实时监控，确保系统稳定运行。
2. 故障处理：及时发现并解决系统故障，降低系统故障率。
3. 系统升级：根据用户需求和技术发展，对系统进行升级，提高系统功能和性能。
总之，物联网实施工程是一个涉及众多技术和环节的复杂项目。
在实施过程中，要注重项目规划、需求分析、系统设计、网络部署、系统集成、测试优化、运维升级等关键步骤，确保项目顺利实施并达到预期目标。
物联网工程设计与实施(PPT 27张)
模块八 物联网工程的 信息安全
主要内容
8.1物联网工程的安全概述
8.2物联网面临的威胁 8.3物联网的安全 8.4物联网的安全机制
重点
掌握物联网工程信息 安全的对策
导入案例
智慧物联网在陆军战场上的应用
[思考题] 根据本项目给出物联网工程的安全策略。
8.1物联网工程的安全概述
8.3物联网的安全
8.3.2网络层安全
1.来自物联网本身的架构、接入方式和各种设备的安全问题； 2.进行数据传输的网络相关安全问题。
8.3物联网的安全
8.3.3应用层安全
1.业务控制和管理； 2.中间件； 3.隐私保护。
8.4物联网的安全机制
8.4.1 RFID安全机制
1.射频识别系统的保密机制 在射频识别应用系统上主要是用三种传输信息保护方 式，即认证传输方式、加密传输方式和混合传输方式。
8.2物联网面临的威胁
8.2.4传输层攻击
2.失步攻击 失步攻击是指当前连接断开。例如，攻击者向节点发 送重放的虚假信息，导致节点请求重传丢弃的数据帧。利 用这种方式，攻击者能够削弱甚至完全削夺节点进行数据 交换的能力，并浪费能量，缩短节点的生命周期。
8.3物联网的安全
8.3物联网的安全
8.3.1感知层安全
8.4物联网的安全机制
8.4.3无线传感器网络的安全机制
1.无线传感器网络的安全目标 （1）能量限制。（2）有限的存储、运行空间和计算能力。 （3）通信的不可靠性。（4）节点的物理安全无法保证。 （5）节点布置的随机性。 （6）安全需求与应用相关。
8.4物联网的安全机制
8.4.3无线传感器网络的安全机制
8.2物联网面临的威胁
物联网工程设计与实施第一章 PPT
• 缺点：比较死板，不灵活。因为在项目完成之前，用户的
需求经常会发生变化，使得已完成的部分需要经常修改
物联网工程设计与实施第一章
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六阶段周期
需求分析
监测及性能 优化
逻辑设计
实施及测试
物理设计
设计优化
• 偏重于网络的测试和优化，侧重于网络需求的不
物联网工程设计与实施第一章
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四阶段周期
构思与规划阶段
分析与设计阶段
实施与构建阶段
运行与维护阶段
时间轴
• 成本较低、灵活性高
• 适用于网络规模较小、需求较为明确、网
络结构简单的物联网工程
物联网工程设计与实施第一章
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五阶段周期
需求分析
通信分析
逻辑网络设计
物理网络设计
实施
• 优点：所有的计划在较早的阶段完成，该系统的所有负责
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1.2物联网工程设计的目标与约束条件
不同系统的目标差异
• 在设计之初，就应该制定明确、具体的设计目
标，用以指导、约束和评估设计的全过程及最 终结果。
• 目标应具体，尽可能量化，用具体的参数表示
出来，比如带宽、数据丢失率、差错率、数据 传输延迟、感知数据量及响应时间、存储空间 大小、可扩展的范围（节点数、距离、数据量） 等。
期目标。 (6)协助用户进行测试和验收。
物联网工程设计与实施第一章
12
1.2物联网工程设计的目标与约束条件
物联网工程设计的目标
• 在系统工程科学方法指导下，根据用户需求，
设计完善的方案，优选各种技术和产品，科学 组织工程实施，保证建设成一个可靠性高、性 价比高、易于使用、满足用户需求的系统。
物联网工程设计与实施课程教学大纲（新版）
物联⽹⼯程设计与实施课程教学⼤纲（新版）物联⽹⼯程设计与实施课程教学⼤纲（新版）课程名称：物联⽹⼯程设计与实施学分及学时：1学分 18学时适⽤专业：物联⽹⼯程开课学期：第六学期开课部门：计算机与互联⽹学院先修课程：计算机⽹络、传感器技术、ZigBee⽹络原理与应⽤、嵌⼊式系统等课程考核要求：考查使⽤教材及主要参考书：物联⽹⼯程技术，伍新华、陆丽萍，清华⼤学出版社物联⽹⼯程概论，王良民、熊书明. 清华⼤学出版社⼀、课程性质和任务本课程的教学⽅法注重理论和实践相结合，运⽤多媒体等教学⼿段，注重学⽣实际动⼿能⼒，理论课和计算机软件操作相结合。
⼆、课程教学⽬的与要求物联⽹被称为信息社会的第三次浪潮，物联⽹技术将⼈类⽣存的物理世界⽹络化、信息化，将分离的物理世界和信息空间互联整合，代表了未来⽹络的发展⽅向。
物联⽹技术称为未来社会经济发展、社会进步和科技创新的重要基础设施。
本课程的⽬的是使学⽣掌握物联⽹技术的定义和基本原理及应⽤，了解物联⽹技术的发展，了解物联⽹的关键技术和⽅法。
其中包括：物联⽹基本概念，物联⽹体系结构；物联⽹关键技术：射频技术、传感器及检测技术、⽆线传感器⽹⽹络、⽆线通信技术、数据融合技术、云计算技术等。
本课程的学习将帮助学⽣初步了解物联⽹⼯程规程、设计的基本内容与⽅法，为将来从事物联⽹⼯程的规划、设计、开发与应⽤打下基础。
三、课程学时分配四、课程教学中应注意的问题对于⾮物联⽹⼯程专业的学⽣，应该降低课程的难度，尽量讲解的通俗易懂；对物联⽹⼯程专业的学⽣，尽量补充课本以外的知识点，帮助学⽣们拓展物流的视野，夯实专业基本功。
五、课程教学内容（⼀）绪论与引⾔1．教学基本内容：本章节主要讲解物联⽹的基本概念2．教学基本要求：了解物联⽹与互联⽹、物联⽹的相关概念。
重点掌握物联⽹的体系结构、物联⽹技术体系结构。
3．教学重点难点：物联⽹的体系结构、物联⽹技术体系结构、物联⽹的特征。
4．教学建议：物联⽹与互联⽹、物联⽹的相关概念部分粗略讲解。
物联网工程课程标准
精心整理《物联网工程实施与管理》课程标准课程编码：课程类型：理论+实践课程性质：必修课适用专业：计算机网络技术 学时：48学分：3 课程负责人：谢品章 1.课程定位《物联网工程设计与实施》是物联网技术与应用专业的专业必修课程和核心课程，通过本课程的学习，RFID 传2.学生在教学中，3.3．1●●● ●能根据设计方案和验收标准对工程进行测试和验收； ●能够进行成本估算和效益分析。
3.1.2职业能力将职业能力的强化训练贯穿在课程教学的全过程。
包括制定完成工作任务的策略能力，制定工作计划能力，确定工作方法能力，发现问题、分析问题和解决问题等。
3.1.3发展能力将培养学生职业素质、强化学生的职业意识，包括沟通表达、团队协作、敬岗爱业的职业道德、安全操作规程、社会环保意识、信息保密意识等能力。
3．2知识目标●能够进行物联网项目的需求分析；●能够撰写物联网项目的设计说明书；●能够进行传感设备、RFID设备、网络、嵌入式系统的选型；●能够组建和维护无线传感网；●具备系统集成的能力；5.1教学模式学生以小组的形式在完成专业知识学习和技能训练，强调学习过程的最终目的是对所学知识的应用，在学习过程中，应针对不同的学习情境选用不同特点的教学方法，应着重实践和实地考核，着重学生的动手能力，在操作与练习过程中掌握知识应用。
完成工作任务的过程中，保证学生物联网信息技术的处理能力培养，强化学生计划、策略、自学等方法能力和团队合作、沟通等社会能力的培养，提升学生的综合素质，突出“以学生为中心”的原则，达到“知识内化”的目的。
5.2教学方法教学方法以实现课程标准规定的教学目标为依据，应有助于学习对教学内容的理解，并能激发学生的学习热情，提高自己的操作动手能力。
建议采用教学方法如下表2：表2教学方法描述年下企业锻炼时间不少于40天，专业教师要进一步强化与企业和实践课题的联系。
6.2学习与实训条件实践教学条件是完成课程学习情境教学的重要场所，应充分利用现有多媒体教室、实训室和网络教学环境相结合的形式进行理论实践一体化教学。
《物联网工程设计》课程教学大纲
《物联网工程设计》课程教学大纲课程编号：081341272课程名称：物联网工程设计英文名称：Design for Internet of things engineering课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：32/2（讲课学时：24 实验学时：8）适用专业：计算机科学与技术一、课程性质与任务“物联网工程设计”是计算机科学与技术专业的一门专业方向选修课。
物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展，是把新一代IT技术充分运用到各行各业中。
然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，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”的状态。
本课程的目的是使学生掌握物联网技术中的概念和基本原理及应用，了解物联网技术的发展，了解物联网的关键技术和方法。
其中包括：物联网基本概念；物联网体系结构；物联网关键技术；射频技术、传感器及检测技术、网络层技术、支撑层技术等。
通过学习，使学生能设计中小型物联网工程系统方案；能正确选用各种传感设备、RFID设备和网络设备选型；能编制施工方案，对施工项目从人员、技术、安全、进度和质量等监理方面进行管理；能根据设计方案和验收标准对工程进行测试和验收；能够进行成本估算和效益分析。
本课程的学习将帮助学生初步了解物联网工程规程、设计的基本内容与方法，为将来从事物联网工程的规划、设计、开发与应用打下基础。
二、课程与其他课程的联系先修课程：计算机网络、传感器原理及应用、物联网通信技术应用等。
后续课程：毕业设计。
先修课程对本课程起概念性支撑作用，传感器技术、物联网通信技术应用等基本知识及原理为本课程提供基础理论；学生的毕业设计可以选用物联网工程方面的课题。
三、课程教学目标1. 能够掌握物联网技术的体系结构，能够将物联网工程基础知识用于解决网络等工程问题。
（支撑毕业能力要求1）。
2. 能够进行RF1D设备、网络、嵌入式系统的选型，能够组建和维护无线传感网；具备系统集成的能力，能够应用物联网工程的基本原理，表达物联网络问题。
9041111《物联网工程设计与实施》课程标准.
“物联网工程设计与实施”课程标准招生对象：高中毕业生及同等学力者教学时数：60H学历层次：高职课程代码：9041111修业年限：全日制三年学分数： 3.5适用专业：通信技术制订人：颜益平一、课程概述1．课程定位物联网工程设计与实施是电气工程专业的专业课。
本课程主要涉及知识点：CDMA基本原理；信道结构与调制；信令流程分析；无线网络语音业务的评估；功率控制专题；切换专题；接入专题；掉话专题；PN规划、站点勘察规划；鼎利4.1安装与使用；DT、CQT实训；案例分析等。
主要任务让学生了解网规网优工作内容，掌握网规的理论基础和网优的工作所需的理论基础，掌握实际的操作技能，会使用鼎利前台软件进行室内测试和路测，并学会用鼎利前台后台软件对数据进行分析，为学生以后从事网规网优工作打下扎实的基础并具备后续发展的能力。
2．设计思路（1）内容设计通过岗位分析，从工作领域、工作任务、职业能力要求三个方面对网络数据进行采集和分析，并通过相关网管软件进行数据加载的学习，按照基于工作过程、任务引领知识的教学思路整合课程内容，设计学习项目，通过项目教学。
课程涉及CDMA基本原理；信道结构与调制；信令流程分析；无线网络语音业务的评估；功率控制专题；切换专题；接入专题；掉话专题；PN规划、站点勘察规划；鼎利4.1安装与使用及后台数据分析；DT、CQT实训；案例分析等内容。
使用理论实践并重的教学体验，紧密结合业界的教学手段。
（2）教学设计本书以NC-MIMPS教学法为指导，把CDMA教材的内容模块化（Modularization），组织形式是分层-交织（Interlacement）的，在教学过程中指导教师以任务为驱动力(Mission-driven)，围绕实训研究(Practical-research)的核心，辅以学生自我评价(Self-evaluation)的助推力，最终帮助教师在教学过程中真正达到提高学员技能水平，培养职业素养为目的。
物联网工程设计与实施模块工程系统测试PPT学习教案
会计学
1
学习情境6 工程系学统习情测境内试容
一
【知识准备】
6.1工程系统测试概述
6.2系统测试的基本方法
6.3智能楼宇工程系统测试
二
【评估与总结】
三
【思考与练习】
《物联网工程设计与实施》
第1页/共19页
2
6.1 系统测试概述
系统测试，是将已经在详细方案设计中确认的硬件、 软件、外设、网络等其他元素结合在一起，进行系统的各 种组装测试和确认测试，系统测试是针对整个产品系统进 行的测试，目的是验证系统是否满足了需求规格的定义， 找出与需求规格不符或与之矛盾的地方，从而提出更加完 善的方案。系统测试发现问题之后要经过调试找出错误原 因和位置，然后进行改正。是基于系统整体需求说明书的 黑盒类测试，应覆盖系统所有联合的部件。对象不仅仅包 括需测试的软件，还要包含软件所依赖的硬件、外设甚至 包括某些数据、某些支持软件及其接口等。
第5页/6共19页
6.1 系统测试概述
4.系统测试主要步骤
➢ 【Step2】 设计系统测试用例 ➢ 【Step3】 执行系统测试 ➢ 【Step4】 缺陷管理与改错 ➢ 【Step1】 制定系统测试计划
《物联网工程设计与实施》
第6页/7共19页
6.1 系统测试概述
5.系统测试的目标和方针
目标：
1）确保系统测试的活动是按计划进行的；
1.感知层测试
1）制定感知层测试计划 系统测试小组各成员共同协商测试计划。测试组长按 照指定的模板起草《感知层测试计划》。该计划主要包括： 测试范围（内容），测试方法，测试环境与辅助工具，测 试完成准则，人员与任务表，项目经理审批《感知层测试 计划》。项目经理审批《感知层测试计划》。该计划被批 准后，转向第2）步骤 2）设计系统测试用例 系统测试小组各成员依据《感知层测试计划》和指定 的模板，设计（撰写）《感知层测试用例》。测试组长邀 请开发人员和同行专家，对《感知层测试用例》进行技术 评审。该测试用例通过技术评审后，转向第3）步骤
物联网工程设计与实施第3章 网络设计
• 逻辑网络设计 • 物理网络设计
1/97
3.1 逻辑网络设计
• 逻辑网络设计的目标 • 网络拓扑与分层设计 • 网络带宽与流量分析及性能设计 • 地址和命名模型设计 • 路由协议的选择
• 网络安全策略设计 • 网络管理策略设计 • 测试方案设计
2/97
逻辑网络设计的任务与目标
18
接入方式
• 对孤立的感知系统，可以选用GPRS、3G等无 线方式接入到Internet。
• 对集中式的感知系统、用户系统，可以选用局 域网、WLAN等方式接入Internet。
• 对用户系统，可以选用WLAN、3G等方式接入 Internet。
• 对数据中心，可以选用光纤直连等方式接入 Internet。
19/97
接入层拓扑结构设计 接入层功能设计 接入层性能设计 接入层安全设计
接入层设计
➢该 ➢尺 ➢不➢这 而 ➢口 以➢➢高 ➢绞 用➢➢➢端 ➢➢接 建 室可 接对 寸 易➢➢➢➢➢➢8散 大 管样 保 静 确利 交 交出 线 光交 交 交 交 接0口入 筑 外一 一 一 接 用 网接以入恶 也 受2， 大 的就 证 态 保用 换 换1相 电换 换 换 换 入.层 物 设般 般 般 入 户 络入将层个劣 是 以1数 降 交M可 每 网机 机V连 收机 机 机 机 层dAL设 的 备采 不 不 层 集 如点每交数环 一 后生量 低 换以 个 络C上 之A； 发端 上 端 是 往地N备 设 应用 采 进 设 中 果一个换量境 个 基成众 网 机控 用 运行 间划如 器口 行 口 否 往址大 备 设星 用 行 备 的 形般端机级有 不 建树多 络 。制 户 行端 的分果 进密 链 是 支 采过多 间 置形 冗 路 应 环 成距口应。良 可 工协， 运各 数 安口 距等交 行度 路 否 持 用滤放 空 在结 余 由 具 境 环网划能好 忽 程议接 营个 据 全的 离技换 信是 采 为 链 固；置 间 地构 链 信 有 ， 路络分提的 略 建的入 成用 的传 小术机 号否 用 今 路 定任在 有 理路 息 良 交 ，中为供抵 的 设交设 本户 安输 于隔之 转满 光 后 聚 式意楼 限 位交 好 换 应心一端抗 问 的换备 。终 全速1离间换足 口 的 合2端0道 ， 置换 的 机 选较个口力题影层机良 因端 。率0网相和用还扩口m中因较扩应择远独M。。响交好此之应络时A传距户是展屏，稳此展提支，立C，换的可间当广，地输较电需保蔽因定网供性持而的同机可以的比播可址。远口求留等此的络堆I且V时管选互下风以EL绑，了功设区设叠E节A尽理用访行暴采EN定可冗能备域备功点分量性可，端。用；以余，应，的能分组避将网从口双端采， 开外➢接部入电层磁网干络扰管、理高还温必、须腐解蚀决和不易同燃厂易商爆设区备的 影响组。网下的网络管理问题。
物联网工程认知学习
物联网工程认知学习一、物联网工程的概念1、定义物联网是新一代信息技术的重要组成部分。
其英文名称是“The Internet of things”。
顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。
这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。
因此，物联网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，把任何物品与互联网相连接，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。
物联网是将这些局部应用网络通过互联网和通信网连接在一起,形成的人与物、物与物相联系的一个巨大网络，如图（1）所示。
图（1）物物相连，沟通物理世界与信息世界2、应用物联网应用从技术层面讲主要涉及三个部分，即对外感知、感知信息传输（可能需要节点利用无线组网实现信息传输）、信息处理与回馈控制。
智能技术贯穿整个物联网之中，是核心技术的核心。
感知可以是智能感知，可以是多节点协同感知，还可以是智能识别感知系统。
未来在在办公移动管理，室内电器智能化等都将长足发展。
同时还可以应用到智能物流、智能交通、智能建筑和环境监测的方面。
物联网及应用到现代物流中如图（2）所示图（2）为现代物流+物联网技术展示图3、意义物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。
物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。
物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。
二、物联网发展趋势1、大学生创业园——紫光物联公司参观学习记录（1）、聆听公司培训人员对物联网工程专业的核心技术、主要特点和未来的发展趋势以及物联网技术在智能家居方面主要应用。
（2）、同学们自由发言，询问自己在学习物联网工程专业中遇到的疑惑。
（3）、参观智能家居体验室，同学们自行控制家具的开和关（用手机）感受物联网技术带来的震撼。
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1.4 智能公交站牌系统工程案例简析
固定节点的数量和密度决定了公交车辆定位的精确程 度，一般根据现场需要，在每隔500m．600m的合适位置 安装。 当公交线路拐弯时，还需要在拐角处安装固定定位节 点。所安置的固定节点和车载移动终端能够自动地组成一 个Zigbee通讯网络，这个通信网络实际上就是一个定位和 信息传输网络，每一个网络节点就是一个位置信标点，车 载移动节点通过读取固定节点目标的信号强度，确定自身 的位置信息，与道路两侧固定节点交换数据信息。 各个网络节点之间中继路由传输，将公交线路上的每 辆公交车辆的车辆信息传输至协调器网关。协调器网关经 过一定的处理后，传输至调度管理中心。网络监控计算机 对数据进行进一步的处理，将其储存至数据库服务器中， 供调度管理中心查询使用。
（2）分中心数据集中器 包含两个独立的 Zigbee 硬件电路：短距离的 粮仓传感器网络Zigbee 协调器、长距离的粮食储 备区网络Zigbee路由器。
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1.3 粮库温度监测系统工程案例简析
（3）终端节点以及监控中心。 是带传感器的网络子节点，能够以分中 心数据集中器为核心组成独立的 Zigbee 传 感网络。
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图1-1 物联网系统模型图
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1.1 物联网工程概述
2. 物联网系统集成的特点 （1）实时性 （2）大范围 （3）自动化 （4）多样化 （5）全天候 3. 物联网工程的分类 （1）私有物联网工程 （2）公有物联网工程 （3）社区物联网工程 （4）混合物联网工程 （5）医学物联网工程
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1.2 物联网工程的生命周期
物联网工程的生命周期是从用户需求开始，经过系统 开发、交付使用、在使用中不断维护等一系列相关活动的 全周期。 1. 物联网工程的要求 （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； （3）智能处理：利用云计算，模糊识别等各种智能计 算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实 施智能化的控制。
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1.3 粮库温度监测系统工程案例简析
中心数据集中器包含远距离一个Zigbee协调器和一个 RS-232接口。分中心数据集中器中包含两个独立的 Zigbee硬件电路，其中一个为短距离的粮仓传感器网络 Zigbee协调器，另一个为长距离的粮食储备区网络Zigbee 路由器。粮仓内终端节点由Zigbee EndDevice和温度传感 器DS18B20构成。监控中心的工控主机是整个系统的中 央监控设备，负责节点的数据通讯、数据分析处理和调节 设备控制，通过丰富的显示界面实现人机交互。控主机通 过RS-232接口有线连接中心数据集中器。 各粮仓内的终端节点采集各个监测点的温度数据，并 通过粮仓内Zigbee传感网络将数据传送至各粮仓分中心数 据集中器，各分中心数据集中器将收到的仓内各个监测点 的数据通过大的粮食储备区Zigbee网络上传至中心数据集 中器。中心数据集中器将数据通过RS-232送至中央监控 计算机，从而实现深入粮仓内部的多点检测、实时监测。
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1.4 智能公交站牌系统工程案例简析
图1-7 智能公交站牌系统结构图
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1.4 智能公交站牌系统工程案例简析
3. 主要设备组成
（1）车载终端模块 能够接收来自于周围传感器节点的无线电强度信号和位 置信息数据，计算出当前时刻自身位置坐标，与道路两旁的 固定节点通讯传输数据。
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1.2 物联网工程的生命周期
3. 文档 在物联网工程的全生命周期过程中，涉及的文档包括： （1）需求说明书 （2）总体方案设计说明书 （3）详细设计说明书 （4）系统实施计划 （5）系统测试报告 （6）系统安装调试说明书 （7）用户使用说明书 （8）系统试运行阶段的试运行和修改记录 （9）项目验收报告
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1.2 物联网工程的生命周期
2. 物联网工程的步骤 （1）物联网工程系统可行性 论证与分析； （2）物联网工程系统需求分 析； （3）物联网工程系统设计与 规划； （4）物联网工程系统部署与 实施； （5）物联网工程系统管理与 维护。
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图1-2 物联网工程步骤瀑布模型
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1.4 智能公交站牌系统工程案例简析
4.工程特点与优势 特点： 基于Zigbee的智能公交调度系统具有低成本、低 功耗和低速率，网络容量大，时延短，安全，部署简单快 捷。 优势： （1）定位直观； （2）每个网络节点收发模块集成度高，功耗低，工作 可靠，体积小，使用方便，安装灵活； （3）系统非常稳定可靠； （4）大大降低了系统的建设投入和运营成本。
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1.3 粮库温度监测系统工程案例简析
1. 系统主要技术思路
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1.3 粮库温度监测系统工程案例简析
如上图所示，整个系统主要分为两个独立而又 相连的无线Zigbee网络： （1）粮食储备区Zigbee网络 主要由中心数据集中器和分布在各粮库的分中 心数据集中器组成。 （2）粮库Zigbee传感网络 在粮库内部分布着Zigbee传感器网络，传感器 节点采用DS18B20一线制温度传感器结合Zigbee 低功率模块开发，通讯距离<100m。
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1.5 停车场智能泊车引导系统工程简析
1. 工程目标设定 本系统通过建立一套智能化的停车场收费管理和引导系 统，使停车服务做到安全、简便、准确，并且使造价和经 营成本控制在适当范围，并在提高效率的同时更能解决了 人工管理的一切弊端。 2. 系统主要技术思路 在本停车场智能泊车引导系统中，主要包括智能车位 引导系统、出入口管理系统和智能反向寻车系统等几个子 系统。 通过智能车位引导系统可以帮助顾客和车辆在最短的 时间内找到合适的停车场和停车位，避免车辆找不到停车 场，进场后找不到车位，甚至互相抢车位，导致拥堵，提 高运营效率，使驾驶者感受到良好的服务和愉快的感受。
《物联网工程设计与实施》课程教学资源建设
建设院校：重庆电子工程职业学院
主要参与企业：重庆金美通信有限责任公司 西门子(中国)有限公司
物联网应用技术专业 教学资源建设
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学习情境1
一
认知物联网工程
【知识准备】
学习情境内容
1.1 物联网工程概述 1.2 物联网工程的生命周期 1.3 粮库温度监测系统工程案例简析 1.4 智能公交站牌系统工程案例简析 1.5 停车场智能泊车引导系统工程简析
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1.3 粮库温度监测系统工程案例简析 （2）分中心数据集中器 分中心数据集中器上电后，其中的远距 离Zigbee路由器搜寻中心数据集中器建立 的Zigbee数据传输网络，并申请加入。加 入后分中心数据集中器中的Zigbee协调器 建立仓内Zigbee无线传感网络，等待仓内 终端节点的加入，接收来自终端节点的温 度数据。分中心数据集中器收到温度数据 后通过粮食储备区Zigbee数据传输网络将 温度数据转发至中心数据集中器。
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1.3 粮库温度监测系统工程案例简析
2. 主要设备组成 （1）中心数据采集器 是整个监测系统通讯、控制核心。通过 RS232 串口与中央监控计算相连，通过计算机的人 机交换界面，实现整个系统的可控性和可视性。
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1.3 粮库温度监测系统工程案例简析
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Hale Waihona Puke 《物联网工程设计与实施》1.5 停车场智能泊车引导系统工程简析
3. 工程特点与优势
特点： （1）功能完善； （2）可靠性高； （3）实用性强； （4）扩展方便； （5）停电情况处理。 优势： （1）强大的抗干扰设计； （2）系统施工更简洁节能； （3）网络结构更合理可靠。
二
【任务实施】 【评估与总结】 【思考与练习】
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三 四
《物联网工程设计与实施》
1.1 物联网工程概述
物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它 利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过 网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物 、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制 、精确管理和科学决策目的。 随着物联网技术不断走向应用，对各种物联网技术进 行综合集成与创新研究及应用应当在一个整体框架下进行 ，这个框架就是物联网工程。
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1.3 粮库温度监测系统工程案例简析
各组成设备的工作流程：
（1）终端节点 从节点上电后，首先硬件初始化和协议栈初始 化，搜索仓内的无线传感Zigbee网络并申请加入 ，功加入后进入省电模式。当没有数据传输请求 时，进入睡眠模式，之后采取终端唤醒的工作机 制。当有数据传输请求时，进入工作模式，进行 温度数据采集并发送，发送完成后进入下一轮数 据采集。
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1.5 停车场智能泊车引导系统工程简析
（ 1）智能车位引导系统：是停车场智能泊车引导系统最 重要的部分，由车流量检测系统、车位探测系统、信息显 示系统、控制系统等几个部分组成。 （ 2）车流量检测系统：用于检测停车场出入口和各停车 区域出入口的进出车辆数。 （3）车位探测系统：实时检测车位上是否有车辆停放。 （4）信息显示系统：动态实时显示停车场车位数的变化 。 （ 5）控制系统：整个引导屏的车位数，并将数据实时上 传到管理电脑，在电子地图上直观反映车位使用情况。
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