物联网技术导论课件
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物联网技术导论
陈永
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
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。
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。
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）
1.1 物联网的概念
➢ 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
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
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。
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
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
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
➢ 2.3.2 网络与通信技术
➢ 2.1.1 意义和功能
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
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
✓ 数据的实时采集 ✓ 信息的有效传递 ✓ 信息的来自百度文库能化处理
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。
➢ 2.2.3 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
图 智能交通
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
➢ 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
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。
陈永
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
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。
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。
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）
1.1 物联网的概念
➢ 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
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
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。
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
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
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
➢ 2.3.2 网络与通信技术
➢ 2.1.1 意义和功能
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
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
✓ 数据的实时采集 ✓ 信息的有效传递 ✓ 信息的来自百度文库能化处理
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。
➢ 2.2.3 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
图 智能交通
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
➢ 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
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。