(好)桂小林主编《物联网技术导论》课件V1
物联网技术导论讲义
物联网技术导论讲义一、什么是物联网在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）正逐渐成为我们生活中不可或缺的一部分。
简单来说，物联网就是将各种物理设备、物品通过网络连接起来，实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理。
这些设备可以小到一个智能手环、一个家用摄像头，大到一辆汽车、一座工厂的生产设备。
它们都配备了传感器和网络连接功能，能够收集数据并将其传输到云端或其他处理中心，然后通过数据分析和处理，为我们提供有价值的信息和服务。
想象一下，你早上醒来，智能床垫感知到你的睡眠质量，自动调整室内的温度和光线；你出门上班，汽车能与交通信号灯通信，优化你的行车路线；你在办公室，智能办公设备根据你的工作习惯自动调整设置。
这一切的实现，都依赖于物联网技术。
二、物联网的关键技术（一）传感器技术传感器是物联网的“触角”，负责感知物理世界的各种信息，如温度、湿度、压力、位置等。
它们将这些信息转换成电信号，然后传输给其他设备进行处理。
（二）通信技术物联网中的设备需要通过网络进行通信，这就涉及到多种通信技术，如 WiFi、蓝牙、Zigbee、NBIoT 等。
不同的通信技术适用于不同的场景，例如 WiFi 适用于室内高速数据传输，NBIoT 适用于低功耗、远距离的设备连接。
（三）云计算和大数据技术物联网产生的海量数据需要强大的计算和存储能力来处理和分析。
云计算提供了弹性的计算资源和存储空间，大数据技术则帮助我们从海量数据中挖掘出有价值的信息。
（四）人工智能技术人工智能在物联网中发挥着重要作用，例如通过机器学习算法对设备收集的数据进行预测和分析，实现智能控制和决策。
三、物联网的应用领域（一）智能家居智能家居让我们的家变得更加舒适、便捷和安全。
通过智能门锁、智能家电、智能安防系统等设备的联网，我们可以远程控制家中的设备，实时了解家中的情况。
（二）智能交通在交通领域，物联网可以实现车辆之间的通信、交通信号灯的智能控制、智能停车等，提高交通效率，减少拥堵和事故。
物联网导论ppt
案例 2
Glucose Buddy是一 款免费血糖监测应用。 用户可以手动输入血 糖水平、碳水化合物 消耗水平、胰岛素摄 入量、每日活动量， Glucose Buddy便会 自动记录用户的血糖 水平，可以用于配合 医生进行治疗。
制作人： 孔维力 吕春情 刘璐璐 倪怀仁 韩笑
案例 1
• 元江县民族医院，院方自己投 资购买了一套彩超设备，因没 有专业的彩超医生，不能很好 的使用设备，结果既给疾病诊 治带来了困难又造成设备的闲 置。2006年医院设立了远程诊 疗中心并开通了远程B超诊断业 务。远程B超业务自2006年11 月份开通后，截至2007年12月， 就诊的患者就已超过1500多例， 平均每天4-5例，全年为医院带 来16万元的收益。该项业务不 仅为医院创造了效益，留住了 病人，又充分利用了设备、培 养了专业操作人员。
（2）. 智能医疗发展现状
智能医疗的发展分为七个层次： 1）业务管理系统 2）电子病历系统 3）临床应用系统 4）慢性疾病管理系统 5）区域医疗信息交换系统 6）临床支持决策系统 7）公共健康卫生系统
（3）. 智能医疗的作用
2.
医院管理信息化2）医院事务管理功能 3）在线医疗咨询预约、远程医疗培训与远 程医疗服务功能
(3). 远程医疗技术研究的发展
远程医疗技术研究的发展分为三个阶段： 1）第一代远程医疗技术：基于电视双向 传输的远程医疗技术 2）第二代远程医疗技术：基于卫星信息 网与综合业务数字网的远程医疗技术 3) 第三代远程医疗技术：基于互联网的 远程医疗技术
(4).远程医疗技术的应用范围
远程医疗通常可用于放射科、病例科、 皮肤科、心脏科、内诊镜与神经科等多种 病例，具有巨大的发展空间。
(3).医院信息系统与医疗保险系统的关系
《物联网工程导论》PPT课件 认识物联网系统结构
1.8 认识物联网工程
1.8.3 物联网工程施工 • 定义
物联网工程施工，是指物联网工程项目通过立项、招标、设计等一系列的工作程序后，施工单 位根据设计要求对建设工程进行新建、扩建、改建的活动。
• 工作内容Байду номын сангаас
物联网工程施工所涵盖的工作内容主要有：熟悉和审查施工图纸；编制施工方案；督促施工材料 及设备合格并按时进场；施工费用的核算；现场施工调试及配合验收等。
• 验收内容
物联网工程的验收内容主要包括：工程的建设内容、工程质量、工程设备、工程经费、系统 性能和过程文件等。
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1.8 认识物联网工程
1.8.5 物联网工程项目管理 • 定义
所谓项目管理，就是项目的管理者，在有限的资源约束下，运用专门的知识、技能、工具 和方法，对项目涉及的全部工作进行有效地管理。
单元一 探寻物联网世界
任务二 认识物联网系统结构
引导案例
走进物联网世界
1
引导案例
走进物联网世界
讨论
以上视频中实现了哪些智能化功能？ 这些功能实现要经历哪些过程？
2
目标与任务
1
知识准备
2
目录
3
任务实施
4
任务评价
1
PART.1
目标与任务
2
任务目标
知识目标
• 掌握物联网的层级结构 • 了解物联网典型的应用场景 • 了解物联网典型的关键技术 • 认识物联网工程的设计与实施流程
5
1.7 认识物联网的关键技术
1.7.2 网络层——通信与网络技术
物联网的网络层建立在现有的通信网络、互联网、广电网基础上，将感知层采集的信息通过各 种接入设备与网络相连，实现物体信息的传输。
物联网技术导论讲义
物联网技术导论讲义一、物联网的概念物联网，简单来说，就是让各种物品能够“开口说话”，并且相互交流、传递信息的网络。
它通过各种传感器、射频识别（RFID）、全球定位系统（GPS）等技术手段，实时采集物品的各种信息，然后借助网络将这些信息传递出去，实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理。
想象一下，您的冰箱能够自动检测里面食物的种类和数量，当某种食物快用完时，它会自动向您的手机发送提醒，甚至直接帮您下单购买；您的汽车能够与交通信号灯和其他车辆进行通信，提前预知路况，选择最优的行驶路线。
这些都是物联网在我们生活中的应用场景。
二、物联网的关键技术（一）传感器技术传感器就像是物联网的“眼睛”和“耳朵”，负责感知和收集各种物理世界的信息，比如温度、湿度、压力、光照等。
常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光电传感器等。
这些传感器能够将物理量转换为电信号，然后通过接口电路传输给微处理器进行处理。
（二）射频识别（RFID）技术RFID 是一种非接触式的自动识别技术，它通过无线电波来识别和读取附着在物品上的标签信息。
RFID 系统由标签、阅读器和天线组成。
标签存储着物品的相关信息，阅读器通过天线发送无线电波来激活标签，并读取其中的信息。
RFID 技术广泛应用于物流、仓储、零售等领域，能够实现快速、准确的物品识别和跟踪。
（三）网络通信技术物联网中的物品需要通过网络进行通信，将采集到的信息传递到数据中心或者其他终端设备。
常见的网络通信技术包括有线网络（如以太网、光纤通信等）和无线网络（如 WiFi、蓝牙、ZigBee、移动网络等）。
不同的网络通信技术适用于不同的场景，比如 WiFi 适用于家庭和办公场所，蓝牙适用于短距离的设备连接，移动网络则适用于广域范围内的物品通信。
（四）云计算和大数据技术物联网会产生海量的数据，这些数据需要进行存储、处理和分析。
云计算提供了强大的计算和存储能力，能够满足物联网对数据处理的需求。
桂小林主编《物联网技术导论》课件V1
反馈控制定义
反馈——把取出输出量送回到输入端，并与输入信号相比较产生偏 差信号的过程，称为反馈。分为负反馈和正反馈。 反馈控制——就是采用负反馈并利用偏差进行控制的过程，而且， 由于引入了被控量的反馈信息，整个控制过程成为闭合过程，因此 反馈控制也称闭环控制。
反馈控制原理
反馈控制系统组成
测量元件：检测被控制的物理量，并将其转换为电量。 给定元件：给出与期望的被控量相对应的系统输入量。 比较元件：把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的参据 量进行比较，求出它们之间的偏差。 放大元件：将比较元件给出的偏差信号进行放大，用来推动执行元 件去控制被控对象。 执行元件：直接推动被控对象，使其被控量发生变化。 校正元件：也叫补偿元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，以 改善系统性能。
3.1 传感器概述 3.2 传感器分类 3.3 传感器技术原理 3.4 常见传感器介绍 3.5 本章小结
3.1 传感器概述
➢ 3.1.1 传感器的功能
物理世界的“感觉器官”
从狭义角度来看，传感器是一种将测量信号转换 成电信号的变换器
从广义角度来看，传感器是指在电子检测控制设 备输入部分中起检测信号作用的器件
位移
涡流去磁效应
涡流传感器
位移、厚度、含水量
利用压磁效应
改变互感
改变谐振回路中的固有参 数
利用莫尔条纹 改变互感 利用拾磁信号 利用数字编号 温差电动势 霍尔效应 电磁感应 光电效应
压磁传感器 差动变压器 自整角机 旋转变压器 振弦式传感器 振筒式传感器 石英谐振传感器 光栅 感应同步器 磁栅 角度编码器 热电偶
应
变
片
U
电桥
电路
3.3 传感器的技术原理
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述物联网应用技术导论_第1章_物联网概述本章主要介绍物联网的概念和发展背景。
本章内容包括以下几个方面：物联网定义与特点、物联网的发展历程、物联网的应用领域和前景展望。
一、物联网定义与特点物联网是指通过互联网将各种物品连接起来，实现信息的传递和共享的网络。
它的核心是将传感器、智能设备等与互联网相连接，实现物与物之间的交互和智能化控制。
物联网的特点包括：1.大规模连接：物联网可以实现大量的物品互连，覆盖广泛的应用领域。
2.安全可靠：物联网需要保障数据传输的安全和稳定性，保护用户隐私不被侵犯。
3.智能化控制：物联网可以实现物品之间的智能化控制，提高生产效率和用户体验。
二、物联网的发展历程物联网的概念最早可以追溯到20世纪90年代。
随着信息技术和通信技术的发展，物联网逐渐从概念转为现实。
物联网的发展历程可以分为以下几个阶段：1.物联网的起步阶段：在这个阶段，物联网的应用局限于一些特定行业，如工业自动化和军事领域。
2.物联网的拓展阶段：随着通信技术和互联网的快速发展，物联网的应用开始拓展到更多的行业领域，如农业、交通、医疗等。
3.物联网的普及阶段：随着物联网技术的成熟和成本的降低，物联网开始进入大规模应用阶段。
三、物联网的应用领域物联网的应用领域广泛，涵盖了各个行业和领域。
以下是物联网的几个典型应用领域：1.工业领域：物联网可以实现工厂设备的监测和控制，提高生产效率和质量。
2.农业领域：物联网可以实现农田的智能化管理，实时监测和调控农作物的生长环境。
3.交通领域：物联网可以实现交通工具的智能管理和交通信息的实时传输，提高交通效率和安全性。
4.医疗领域：物联网可以实现医疗设备的远程监测和患者健康数据的传输，提高医疗服务的质量和效率。
四、物联网的前景展望物联网作为一种新兴的技术和应用模式，具有巨大的发展潜力。
未来，物联网将在以下几个方面取得进一步的发展：1.应用领域的拓展：物联网的应用领域将进一步拓展，涵盖更多的行业和领域。
物联网技术导论--第01章
《物联网技术导论(第二版)》
35
物联网的关键技术
二维码技术： 二维码是采用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二 维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息；在
代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、
“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形 体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设 备自动识读以实现信息自动处理；二维条码/二维码能够在 横向和纵向两个方位同时表达信息，能在很小的面积内表
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物联网的应用
智能会展
企业介绍 产品信息 重要公告 公益信息 其他信息 管理员 企业服务中心 企业 介绍 产品 信息
2楼
信息服务中心
N楼
控制终端
控制终端
控制终端
控制终端
4号展位
控制终端
5号展位
控制终端
N号展位
会展大厅
控制终端
1号展位
控制终端
2号展位
控制终端
三号展位
机房
公共 信息区 数据服务器 信息发布服务器
移动无线电台、天线、关口站、基站）。若要同某移动台
通信，移动交换局通过各基台向全网发出呼叫，被叫台收 到后发出应答信号，移动交换局收到应答后分配一个信道 给该移动台并从此话路信道中传送一信令使其振铃
《物联网技术导论(第二版)》
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物联网的关键技术
互联网（Internet）： 即广域网、局域网及单机按照一定的通讯协议组成的国际
挖掘技术、数据管理与控制等多种现代计算机技术。
《物联网技术导论(第二版)》
15
物联网系统结构
应用层:
应用层中包括各类用户界面显示设备以及其它管理设备等，
物联网导论ppt
(3).医院信息系统与医疗保险系统的关系
医院信息系统是构成社会医疗保险系统 的基础，医院信息系统的水平与提高全民 健康水平和生活质量直接相关。
2021/3/15
(4).区域智能医疗网络平台的作用
通过区域智能医疗网络平台，方便地实 现大型医院与专科医院之间的远程会诊、 远程手术指导、远程手术观摩与学术交流 ；方便地实现大型医院与、专科医院与社 区医院双向转诊、远程会诊、远程手术指 导。
物联网导论ppt
1. 智能医疗的基本概念
2.
医院管理信息化的研究 与发展
3.
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远程医疗技术的研究与 发展
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（3）. 智能医疗的作用
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2.
医院管理信息化的 研究与发展
No Image
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2021/3/15Fra bibliotek制作人： 孔维力 吕春情 刘璐璐 倪怀仁 韩笑
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(4).远程医疗技术的应用范围
远程医疗通常可用于放射科、病例科、 皮肤科、心脏科、内诊镜与神经科等多种 病例，具有巨大的发展空间。
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物联网技术概论.pptx
物联网技术概论.pptx一、什么是物联网技术在当今科技飞速发展的时代，物联网技术正逐渐走进我们的生活，并深刻地改变着我们的世界。
那么，究竟什么是物联网技术呢？简单来说，物联网技术就是通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程的信息。
这些信息通过网络接入，实现物与物、人与物之间的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
物联网技术的核心在于“联”，它不仅仅是让物体能够连接到网络，更重要的是实现物体之间的智能交互和协同工作。
通过物联网，我们可以将原本孤立的设备、物品和系统连接起来，形成一个庞大而智能的网络，从而实现更高效、更便捷、更智能的生活和工作方式。
二、物联网技术的架构物联网技术通常由感知层、网络层和应用层三个主要层次构成。
感知层是物联网的基础，负责采集物理世界的各种信息。
这就好比人的五官，通过各种传感器感知周围环境的温度、湿度、光照、声音等数据。
网络层则承担着信息传输的重任，就像人体的神经系统，将感知层采集到的数据快速、准确地传输到应用层。
它包括各种通信网络，如移动通信网络、卫星通信网络、互联网等。
应用层是物联网的“大脑”，对传输来的数据进行分析、处理和决策，并实现各种具体的应用功能。
比如智能家居系统根据环境数据自动调节室内温度、湿度，智能交通系统根据路况信息优化交通流量等。
三、物联网技术中的关键技术1、传感器技术传感器是物联网感知层的关键设备，能够将物理量转化为电信号。
例如，温度传感器能够将温度变化转化为电信号，压力传感器能够将压力变化转化为电信号。
这些传感器的精度和可靠性直接影响着物联网系统的性能。
2、射频识别（RFID）技术RFID 技术通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无需接触即可完成识别。
它广泛应用于物流、仓储、零售等领域，能够实现快速、准确的物品识别和跟踪。
3、云计算技术由于物联网产生的数据量巨大，云计算技术为数据的存储和处理提供了强大的支持。
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无线传感网
无线传感器网络的相关技术可以作为物联网开发的基础
互联网
互联网连接的是虚拟世界，而物联网则是实现物理世界的互联互通
2.1 物联网体系结构概述
➢ 2.1.1 意义和功能
Hale Waihona Puke 异构屏蔽性 互联互通 安全性
图 物联网的三层结构
2.1 物联网体系结构概述
➢ 2.1.2 设计原则
21世纪高等学校规划教材 IBM大学合作项目书籍出版资助
物联网技术导论
桂小林 主编
陕西省计算机网络重点实验室 西安交通大学网络技术与工程研究所
2013.2
第一章 绪 论
1.1 物联网的概念 1.2 物联网的起源与发展 1.3 物联网的应用 1.4 本章小结
1.1 物联网的概念
➢ 1.1.1 物联网的定义
➢ 2.1.1 意义和功能
图 物联网
物联网的最终目的是建立一个满足 人们生产、生活以及对资源、信息更高 需求的综合平台，管理跨组织、跨管理 域的各种资源和异构设备，为上层应用 提供全面的资源共享接口，实现分布式 资源的有效集成，提供各种数据的智能 计算、信息的及时共享以及决策的辅助 分析等。
2.1 物联网体系结构概述
定位技术
✓定位技术是测量目标的位置参数、时间参数、运动参数等时空信息的技术，它 利用信息化手段来得知某一用户或者物体的具体位置。
2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.2 感知控制层
图 定位技术
2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.3 数据传输层
短距离通信技术 广域网通信技术
图 数据传输技术
2.2 物联网体系结构
1.3 物联网的应用
智能交通 智能物流 环境监测 智能电网 医疗健康 智能家居
1.4 小结
第二章 物联网体系结构
2.1 物联网体系结构概述 2.2 物联网体系结构 2.3 物联网关键技术 2.4 已有物联网相关应用架构 2.5 物联网的反馈与控制 2.6 本章小结
2.1 物联网体系结构概述
图 智能交通
2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.5 应用决策
扫描型应用
图 手机钱包
2.3 物联网关键技术
图 物联网关键技术
2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.1 感知标识技术
图 感知设备
2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.1 感知标识技术
传感器
无线传感网 标识技术 定位技术
2.3 物联网关键技术
✓ 数据的实时采集 ✓ 信息的有效传递 ✓ 信息的智能化处理
应用决策层
2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.2 感知控制层
传感技术
✓ 传感器是将能感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号 的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
标识技术
✓标识技术是通过RFID、条形码等设备所感知到的目标外在特征信息 来证实和 判断目标本质的技术来。
2.4 已有架构
➢ 2.4.1 无线传感网
图 WSN
2.4 已有架构
➢ 2.4.1 无线传感网
图 WSN体系结构
2.4 已有架构
➢ 2.4.2 EPC/UID
系统构成 EPC编码体系 射频识别系统
信息网格系统
名称 EPC代码 EPC标签
读写器
EPC中间件
对象名称解析服务 （Object Naming Service：ONS）
EPC信息服务 （EPICS）
图 EPC的组成
注释 原来标识目标的
特定代码 贴在物品之上或 者内嵌在物品中
识别EPC标签
EPC系统的软件 支持系统
2.4 已有架构
➢ 2.4.2 EPC/UID
图 EPC
2.4 已有架构
➢ 2.4.3 CPS
图 CPS
2.4 已有架构
➢ 2.4.4 M2M
图 M2M
反馈控制定义
2.5 物联网的反馈与控制
➢ 2.5.1自动控制的基本原理与方式
自动控制的概念及应用 反馈控制原理 反馈控制系统的基本组成 自动控制系统的基本控制方式
2.5 物联网的反馈与控制 自动控制的基本原理与方式
自动控制的概念及应用
自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利 用外加的设备或装置（称控制装置或控制器）， 使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的 某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照 预定的程序运行。
➢ 1.1.2 物联网的特征
全面感知 可靠传递 智能处理
➢ 1.1.3 “物”的含义
1.1 物联网的概念
➢ 1.1.4 物联网概念辨析 EPC系统 信息物理系统 传感器网络 M2M技术
1.2 物联网的起源与发展
➢ 1.2.1 物联网的起源
➢ 1.2.2 物联网的发展 国际发展现状 国内发展现状 物联网发展面临的问题
定义：物联网是通过使用射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、传感器、红外感 应器、全球定位系统、激光扫描器等信息采集设备，按 约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息 交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和 管理的一种网络。
1.1 物联网的概念
以“用户为中心” 互联互通 安全性 可管理性
时空性 开放性 鲁棒性
2.1 物联网体系结构
➢ 2.1.1 组成模块
图 USN结构
2.1 物联网体系结构
➢ 2.1.1 组成模块
图 物联网体系结构
2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.1 组成模块
感知控制层
数据传输层
数据的动态组织与管理层
➢ 2.2.3 数据的动态组织与管理
图 云计算架构
2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.4 数据的动态组织与管理
智能计算技术 海量数据的存储 服务计算
2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.5 应用决策
监控型应用
图 基于RFID的物流跟踪
2.2 物联网体系结构
➢ 2.2.5 应用决策
控制型应用
➢ 2.3.2 网络与通信技术
接入网技术
通信技术 三网融合技术
2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.3 云计算技术
PaaS
IaaS SaaS
2.3 物联网关键技术
➢ 2.3.4 安全技术
从安全技术角度来看，相关技术包括以确保使用者身份安 全为核心的认证技术，确保安全传输的密钥建立及分发机制， 以及确保数据自身安全的数据加密、数据安全协议等数据安全 技术。因此，在物联网安全领域，数据安全协议、密钥建立及 分发机制、数据加密算法设计以及认证技术是关键的部分。