第7章 物联网支撑技术解剖
物联网层次结构PPT课件
物联网层次结构模型
• 物联网可分为感知层、网络层、应用层
农业
应用层
工业监测 公共安全
城市管理
智能家电
智能交通
GSM CDMA
CDMA2000 WCDMA TDSCDMA
LTE LTE-Advanced
网络层 2G网络
3G网络
4G网络
感知层 传感器
RFID
5 汽车
汽车
WSN
WSN
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物联网感知层
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物联网的层次结构
物联网工作过程与人的智能处理问题过程比较
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物联网的层次结构
• 设计一个复杂的、庞大的系统必然要采用 “化整为零，分而治之”的“分层结构” 思想。
• 物联网是一个形式多样、涉及社会生活各 个领域的复杂系统。从实现技术角度看， 物联网的特点是：网络的异构性，规模的 差异性，接入的多样性。
物联网的层次结构
• 如果将人对问题智慧处理的能力形式与物 联网工作过程做一个比较，不难看出两者 也有惊人的相似之处。
• 人的感官用来获取信息，人的神经用来传 输信息，人的大脑用来处理信息，使人具 有智慧处理各种问题的能力。
• 物联网处理问题同样也要经过三个过程： 全面感知、可靠传输、智能应用（处理）
• 感知层位于物联网层次结构中的最底层，主要用于采集物理世界中发生的物理事 件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据等。
• 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。
• 数据采集技术有多种，主要包括传感器、RFID、多媒体信息采集、实时定位等。
物联网体系结构(共74张PPT)
1.2 物联网定义
• 物联网中的“物〞的涵义要满足以下条件才能够被纳 入“物联网〞的范围：
一个Zigbee网络由一个协调器节点、多个路由器和多个终端设备 节点组成。
WIFI无线网络
• Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备〔如PDA、 〕 等终端以无线方式互相连接的技术。
•WIFI突出优势：
•其一，无线电波的覆盖范围广 •其二，传输速度非常快
•其三，厂商进入该领域的门槛比较低
WIFI无线网络
1.1 物联网概念
• 物联网的概念是由麻省理工学院Auto-ID研究中心于 1999年提出的。当时基于互联网、RFID技术、EPC 标准，在计算机互联网的根底上，利用射频识别技 术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物 品信息实时共享的实物互联网。
1.2 物联网定义
目前较为公认的物联网的定义是： 通过射频识别〔RFID〕装置、红外感应器、 全球定位系统GPS、激
2.3 物联网感知层关键技术
1. RFID技术 2. 条形码
3. 传感器技术 4. 无线传感器网络技术 5. 产品电子代码EPC
RFID技术
• RFID(Radio Frequency Identification)， 即射频识别，俗称电 子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，可识
具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象； • 2〕阅读器(Reader)或读写器：读取(有时还可以写入
物联网技术的基本原理和架构
物联网技术的基本原理和架构随着科技的不断发展，物联网技术已经成为了一个备受瞩目的领域。
物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网将各种物理设备连接起来，实现设备之间的信息交流和数据共享。
它的基本原理和架构是实现物联网技术的关键。
一、物联网技术的基本原理物联网技术的基本原理是通过传感器、通信技术和云计算等技术手段，将各种物理设备连接到互联网上，实现设备之间的信息交流和数据共享。
首先，传感器是物联网技术的基础。
传感器可以感知周围的环境和物体的状态，并将感知到的信息转化为数字信号。
传感器的种类繁多，包括温度传感器、湿度传感器、光线传感器等。
通过传感器，物理设备可以感知到周围环境的变化，并将这些信息传输到云端。
其次，通信技术是物联网技术的关键。
物联网中的设备需要通过通信技术与互联网进行连接。
目前常用的通信技术包括无线局域网（Wi-Fi）、蓝牙、ZigBee等。
通过这些通信技术，设备可以与云端进行数据交换和远程控制。
最后，云计算是物联网技术的支撑。
云计算通过将数据存储在云端服务器上，实现对数据的集中管理和分析处理。
云计算提供了强大的计算和存储能力，使得物联网设备可以实现大规模数据的处理和分析。
同时，云计算还提供了灵活的服务模式，使得物联网设备可以根据实际需求进行资源调配。
二、物联网技术的架构物联网技术的架构包括感知层、传输层、应用层和支撑层。
感知层是物联网技术的基础，它包括传感器和物理设备。
传感器通过感知周围的环境和物体状态，将感知到的信息转化为数字信号。
物理设备通过传感器获取到的信息，进行数据处理和传输。
传输层是物联网技术的核心，它负责将感知层获取到的信息传输到云端。
传输层包括无线通信技术和有线通信技术。
无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等，它们可以实现设备之间的无线连接。
有线通信技术包括以太网、光纤等，它们可以实现设备之间的有线连接。
应用层是物联网技术的应用场景，它包括智能家居、智能交通、智能医疗等。
物联网技术架构概述.pptx
以及中间件技术
感知层顾名思义就是感知系统的一个层面，这里的 感知主要就是指系统信息的采集。感知层包括就是把所有
物品通过一维/二维条码、射频识别（RFID）、传感器、 红外感应器、全球定位系统等信息传感装置自动采集到与 物品相关的信息，并传送到上位端，完成传输到互联网前 的准备工作。比如在供应链管理、工业控制、智能交通、
网应用。
感知层作为物联网架构的基础层面， 主要是达到信息采集并将采集到的数据上 传的目的，感知层的主要包括：自动识别 技术产品和传感器（条码、RFID、传感器、 等），无线传输技术（WLAN、Bluetooth、 ZigBee、UWB），自组织组网技术和中间 件技术。
2、自动识别 自动识别技术系统是指将物品有关代码采用
行业用户基于行业信息及流程的保密性、安全性等 考虑，将在物联网的产业价值链中扮演着完全不同 的角色。大规模产业化必须打破原有的电信产业价 值链形式及思维模式，实现商业模式创新
物联网标准与行业内标准仍旧存在标准化空白，这 些因素的存在也阻碍了物联网的快速规模产业化
核心：“自治组网、协同感知”
物联网作为一个系统网络，与其他网络一样， 也有其内部特有的架构。你知道物联网的架构分 为几层么？
一般的，人们按照结构将条码分为一维条码和二维 条码。一维条码是通常我们所说的传统条码，按照应用 又可将其分为商品条码和物流条码。其中，商品条码包 括EAN条码和UPC条码等，物流条码包括128条码、ITF 条码、39条码、库德巴条码等。二维条码根据构成原理、 结构形状的差异，一般可分为两大类型：一类是行排式 或层排式二维条码（2D Stacked or Tiered Barcode），如PDF417、Code49、Code16K等；另 一类是棋盘式或矩阵式二维条码（2D Checkerboard or Dot Matrix Barcode），如汉信码、QR Code、 Data Matrix、Code One、Maxi Code等。关于条码 的简单分类如图4-3所示
物联网体系结构PPT幻灯片课件
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经过近几年的快速发展，各国不同的单位和机构 均初步建立了各自的物联网技术方案。例如，欧盟于 2009年9月发布的《欧盟物联网战略研究路线图》白 皮书中列出了13类物联网关键技术，它包括物联网体 系结构技术、标识技术、通信技术、网络技术、发现 与搜索引擎技术、软件和算法技术、硬件技术、数据 和信号处理技术、关系网络管理技术、电源和能量储 存技术、安全与隐患技术、标准化与相关技术等。物 联网的关键技术如图2.5所示。
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2.2 物联网的体系结构 2.2.1 物联网的组成
物联网作为一种形式多样的聚合性复杂系统， 涉及了信息技术自上而下的每一个层面，其体 系架构一般可分为感知层、网络层、应用层三 个层面。其中公共技术不属于物联网技术的某 个特定层面，而是与物联网技术架构的三层都 有关系，它包括标识与解析、安全技术、网络 管理和服务质量QoS（Quality of Service， QoS）管理等内容。物联网体系结构图如图2.1 所示。
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2.4.2中国物联网产业的基本架构
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思考与练习题 一、简答题 1、简述物联网的功能特征与基本功能。 2、简述物联网感知层的组成与作用。 3、物联网在传输网络层存在各种网络形式，通常使
用的网络形式有哪几种？ 4、简述应用层相关技术?
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感知层示意图 8
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2.2.3 物联网网络层 第二层是网络层。网络是物联网最重要的基础设施之一。
网络层在物联网模型中连接感知层和应用层，具有强大的纽 带作用，高效、稳定、及时、安全地传输上下层的数据。 网络层，即异构融合的泛在通信网络，它包括了现有的互联 网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网，通信网络对 采集到的物体信息进行传输和处理。
物联网支撑技术
物联网支撑技术在当今科技飞速发展的时代，物联网正以惊人的速度融入我们的生活，从智能家居到工业自动化，从智能交通到医疗健康，物联网的应用无处不在。
而支撑这一庞大网络运行的背后，是一系列关键技术的协同作用。
首先，传感器技术是物联网的“触角”。
它就像是物联网的感官器官，能够感知和收集各种物理世界的信息，比如温度、湿度、压力、光照、声音等等。
传感器的种类繁多，从简单的热敏电阻到复杂的图像传感器，它们的精度和性能不断提升，使得物联网能够获取更加准确和丰富的数据。
无论是在环境监测中捕捉细微的气候变化，还是在工业生产中检测设备的运行状态，传感器都发挥着至关重要的作用。
通信技术则是物联网的“神经网络”，负责将传感器收集到的数据传输到云端或其他终端进行处理和分析。
其中，无线网络技术如 WiFi、蓝牙、Zigbee 等在近距离通信中广泛应用，满足了家庭和办公场景中设备互联的需求。
而对于大范围的物联网部署，如城市级的智能交通系统或农业监测网络，移动通信技术如 4G、5G 以及未来的 6G 则提供了强大的支持，确保数据能够快速、稳定地传输。
云计算和大数据技术是物联网的“大脑”。
大量的物联网设备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。
云计算平台提供了弹性的资源分配和高效的计算服务，使得企业和开发者无需自行构建昂贵的服务器基础设施。
大数据技术则能够从海量的数据中挖掘出有价值的信息，为决策提供依据。
通过对物联网数据的分析，我们可以优化生产流程、提高能源利用效率、改善交通拥堵状况等。
此外，物联网还依赖于安全技术来保障数据的保密性、完整性和可用性。
随着物联网设备的普及，网络攻击的风险也日益增加。
因此，加密技术、身份认证技术、访问控制技术等安全手段必不可少，以防止数据泄露和恶意攻击，保护用户的隐私和权益。
边缘计算技术在物联网中也逐渐崭露头角。
它将计算能力推向更靠近数据源的边缘设备，减少了数据传输的延迟和带宽消耗。
例如，在工业自动化中，边缘计算可以实时处理生产线上的传感器数据，实现快速的故障检测和响应，而无需将数据全部传输到云端。
物联网讲座07WSN支撑技术
在所有位置点 中取最小值、所有 中取最大值，则交集矩形取作： 三个锚点共同形成交叉矩形，矩形质心即为所求节点的估计位置。
4.2.3 无需测距的定位技术
无需测距的定位技术不需要直接测量距离和角度信息。
2、基本术语
(1) 锚点：指通过其它方式预先获得位置坐标的节点，有时也称作信标节点。网络中相应的其余节点称为非锚点。 (2) 测距：指两个相互通信的节点通过测量方式来估计出彼此之间的距离或角度。 (3) 连接度：包括节点连接度和网络连接度两种含义。 节点连接度是指节点可探测发现的邻居节点个数。网络连接度是所有节点的邻居数目的平均值，它反映了传感器配置的密集程度。 (4) 邻居节点：传感器节点通信半径范围以内的所有其它节点，称为该节点的邻居节点。
3、定位性能的评价指标
衡量定位性能有多个指标，除了一般性的位置精度指标以外，对于资源受到限制的传感器网络，还有覆盖范围、刷新速度和功耗等其它指标。 位置精度是定位系统最重要的指标，精度越高，则技术要求越严，成本也越高。定位精度指提供的位置信息的精确程度，它分为相对精度和绝对精度。 绝对精度指以长度为单位度量的精度。 相对精度通常以节点之间距离的百分比来定义。
将第前n-1个等式减去最后等式：
பைடு நூலகம்
用矩阵和向量表达为形式Ax=b，其中：
根据最小均方估计（Minimum Mean Square Error, MMSE）的方法原理，可以求得解为： ，当矩阵求逆不能计算时，这种方法不适用，否则可成功得到位置估计 。从上述过程可以看出，这种定位方法本质上就是最小二乘估计。
4.2 定位技术
4.2.1 传感器网络节点定位问题
1、定位的含义
在传感器网络的很多应用问题中，没有节点位置信息的监测数据往往是没有意义的。无线传感器网络定位问题的含义是指自组织的网络通过特定方法提供节点的位置信息。 这种自组织网络定位分为节点自身定位和目标定位。节点自身定位是确定网络节点的坐标位置的过程。目标定位是确定网络覆盖区域内一个事件或者一个目标的坐标位置。 节点自身定位是网络自身属性的确定过程，可以通过人工标定或者各种节点自定位算法完成。目标定位是以位置已知的网络节点作为参考，确定事件或者目标在网络覆盖范围内所在的位置。
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。
物联网技术概述(PPT66页)
• 智能处理层关键技术：智能处理层是“智慧”的来源，智 能 处理层对下层网络传输层的网络资源进行认知，进而达到 自适应传输的目的。对上层的应用接口层提供统一的接口 与虚拟化支撑，虚拟化包括计算虚拟化和存储虚拟化等内 容。而智能处理层本层则要完成信息的表达与处理，最终 达到语义互操作和信息共享的目的。
目前只是在企业物流系统中，部分物流 系统还可以做到与企业生产管理系统无缝结合， 智能运作；在部分全智能化和自动化的物流中 心的物流信息系统，可以做到全自动化与智能 化物流作业。
物联网三层技术模型
• 物联网的关键在“网”而不在“物”，因为“物”只有有 了“网”才会在任何地点、任何时间变得有“智慧”，只 有有了支撑层中的“智能信息处理平台”，“物”才会变 得“智能”。在三层模型中，没有突出“物联接入”中的 “网”，也没有突出“智能处理”中的“智能”。因此， 在物联网的架构中必须突出物联接入层和智能处理层。
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5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
RFID系统工作原理
RFID主要频段标准及特性
RFID应用领域
中国RFID发展思路
WSN
WSN体系结构
WSN体系结构：平面拓扑结构
WSN体系结构：逻辑分层结构
WSN体系结构
信息技术拓展课件-物联网技术认知
人人互联 人和物（静态信息）
生活\娱乐\信息化
网络、智能泛在 物体变得有生命 推动各行业发展
物联网连接对象
物理对象(不论是智能的或非智能的物体)数量非常巨大，需要联网互动、通信、控 制以便参与业务流程或管理的物件其数量也比人口多百倍。
物联网的概念
欧盟关于物联网的定义 （Internet of Things: Strategic ResearchRoadmap,CERP-IoT SRA , first pres
强调传感等感知技术的应用，提出建设智慧型基础设施
欧盟：2009年6月 物联网行动计划
具体而务实，强调RFID的广泛应用，注重信息安全
日本： 2009年8月 u-Japan战略
在u-Japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用
关注点1：全面感知
传感器和RFID 智能嵌入技术 (如智能家庭)
关注点2：可靠传送
智能交通 智能物流 智能农业 智能电网 医疗健康 智能家居
物联网的支撑技术
识别技术
全球识别方案、识别管 理、识别编码/加密、识 别和寻址方案及其认证 和储存管理、全球查号 业务和发现业务
体系技术
基于节点对等通信的无 中心自治体系、事件驱 动体系、断连操作与同 步
数据和信号处理技 术
数据共享与合作、自治 代理、人机接口、边缘 处理、过滤和集成、QO S和流处理
息传感设备，按照约定的协议，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。它是在互联网基础 上延伸和扩展的网络。
物联网产业关注的核心要素
中国：2009年8月 感知中国
以中科院和中国移动为先导，强调自主创新的传感技术和TD结合
物联网的技术架构详解
物联网的技术架构详解物联网（Internet of Things，IoT）是指通过各种传感器、设备和互联网技术，将现实世界中的物体与互联网连接起来，实现物与物之间的互联互通。
然而，要实现物联网的无缝连接和高效运行，需要一个完善的技术架构来支撑。
本文将从物联网的核心组成部分、通信技术、数据管理和安全等方面，对物联网的技术架构进行详解。
一、物联网的核心组成部分物联网的核心组成部分包括感知层、网络层和应用层。
感知层是物联网的基础，它主要涉及到各种传感器、探测器和执行器，负责将物理世界中的信息转换为数字信号。
感知层的技术包括传感器网络、RFID（Radio Frequency Identification）、NFC（Near Field Communication）等。
网络层负责数据的传输和通信，确保各种设备和系统之间能够高效连接。
网络层的技术包括无线传输技术（如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee）、有线传输技术（如以太网、光纤）、协议标准（如IPv6）等。
应用层是物联网的最上层，通过各种应用来实现对物联网的管理和控制。
应用层的技术包括数据分析、云计算、人工智能、大数据等。
二、通信技术物联网中的通信技术主要包括无线通信技术和有线通信技术。
无线通信技术是物联网最常用的通信方式，它可以实现不同设备之间的无线连接。
其中，Wi-Fi技术适用于室内场景，具有高速传输、广域覆盖的特点；蓝牙技术适用于短距离通信，能够实现设备之间的快速连接和数据传输；ZigBee技术适用于低功耗、大规模的无线传感器网络，可以实现对物联网中大量传感器节点的管理和控制。
有线通信技术主要包括以太网和光纤通信技术，它们适用于对带宽和可靠性要求较高的场景。
以太网技术支持高速数据传输和广域网络的互联互通；光纤通信技术具有高带宽、低延迟和抗干扰等优势，适用于长距离的数据传输。
三、数据管理物联网产生的数据量庞大且多样化，如何对这些数据进行有效管理成为物联网技术架构中的关键问题。
物联网的架构设计与技术分析
物联网的架构设计与技术分析近年来，随着物联网的兴起，各种智能设备在大家的日常生活中越来越多地涌现出来。
物联网作为一种新兴的技术，其具有的联网、智能化、高效和信息化特点，使其有着广泛的应用和发展前景。
本文旨在探讨物联网的架构设计与技术分析。
一、物联网的架构设计物联网的架构设计是指物联网的整体设计框架，包括物联网的层次结构和组成部分等。
一个完整的物联网系统通常包括感知层、传输层、数据处理层和应用层。
1.感知层感知层是物联网的第一层，主要由传感器、执行器、RFID等组成。
感知层的作用是将环境中的物理指标转换成电信号，形成数据作为物联网系统的输入。
2.传输层传输层是连接感知层和应用层的桥梁，其作用是将感知层采集的数据传输到物联网系统的处理区。
传输层的技术方案通常包括有线通信和无线通信两种传输方式。
3.数据处理层数据处理层是物联网系统的核心层，主要负责数据的处理和管理。
数据处理层必须具备高可靠性、高安全性和高容错性等特征。
4.应用层应用层是物联网系统的最上层，其主要是针对用户需求开发的应用软件。
二、技术分析1.无线传感技术无线传感技术是物联网应用最重要的技术之一，其主要特点就是无线信号的传递，因此可以用于各种环境的监测和感应。
目前，无线传感技术主要包括WiFi、ZigBee、蓝牙、NFC等。
2.云计算技术云计算技术是将计算能力、存储能力和网络能力有机结合起来，实现数据、应用和服务的共享和交互。
云计算技术可以广泛应用于物联网领域，通过云平台，可以极大的提高物联网的灵活性和可靠性。
3.大数据技术大数据技术是指利用现代计算和分析技术开发出来的用于处理海量数据的技术。
大数据技术是应对物联网中生成的海量数据的必要技术手段之一。
大数据技术除了可以实现物联网数据的存储、分析之外，还可以将物联网数据进一步挖掘和分析，从而实现更多的应用。
三、安全问题由于物联网的应用范围非常广泛，因此，其安全问题是非常需要关注的。
物联网的安全问题包括数据加密、身份安全、设备安全等。
图解物联网---物联网的架构
图解物联⽹---物联⽹的架构⼆、物联⽹架构1、物联⽹的作⽤ 实现物联⽹时，物联⽹服务⼤体上发挥着两个作⽤。
第⼀是把从设备收到的数据保存到数据库，并对采集的数据进⾏分析。
第⼆是向设备发送指令和信息。
本章将会为⼤家介绍如何构建物联⽹服务，以及⽤于实现物联⽹的重要要素。
2、整体结构 物联⽹⼤体上有3 个构成要素，如图2.1 所⽰。
⼀个是设备，另⼀个是⽹关，再来就是服务器。
⽹关指的是能连接多台设备，并具备直接连接到互联⽹的功能的机器和软件（图2.2）。
如今，市⾯上有很多种⽹关。
在多数情况下，⽹关凭借Linux 操作系统来运⾏。
选择⽹关时有⼏项重要的标准，我们来⼀起看⼀下。
接⼝ 第⼀重要的是⽤于连接⽹关和设备的接⼝。
⽹关的接⼝决定了能连接的设备，因此重点在于选择⼀个适配设备的接⼝。
有线连接⽅式包括串⾏通信和USB 连接。
串⾏通信中经常⽤的是⼀种叫作D-SUB 9 针（pin）的连接器，⽽USB 连接中⽤到的USB 连接器则种类繁多。
⽆线连接中⽤的接⼝是蓝⽛和Wi-Fi（IEEE 802.11）。
此外，还有采⽤920 MHz 频段的Zigbee 标准，以及各制造商们的专属协议。
⽹络接⼝ 我们⽤以太⽹或是Wi-Fi、3G/LTE/5G 来连接外部⽹络硬件 相对于⼀般计算机⽽⾔，⽹关在CPU 和内存这些硬件的性能⽅⾯⽐较受限。
我们需要确定让⽹关做哪些事情，也需要考虑到它的硬件性能。
软件 使⽤Linux 操作系统来运⾏⽹关，还有⼀个叫作BusyBox 的软件，它运⾏起来占⽤内存少，集成了标准的Linux 命令⼯具。
电源 ⽹关基本上都是使⽤AC 适配器当电源的，有些⽹关本⾝会搭载电池3、服务器的结构 在功能⽅⾯，物联⽹服务⼤体上可分为3 个部分，为前端部分、处理部分，以及数据库部分（图2.3） ⾸先，前端部分包括数据接收服务器和数据发送服务器。
数据接收服务器接收设备和⽹关发来的数据，转交给后续的处理部分。
物联网技术与标准ppt课件
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
应用层标准
行业应用类标准：智能交通、智能电力、智能环境等 相关系列标准。
公众应用类标准：智能家居总体技术标准、智能家居 联网技术标准、智能家居设备控制协议技术标准等。
为物联网制定标准，应从以下几个方面入手。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
物联网标准化对象划分
从标准化对象的角度看，物联网标准涉及的标准化对 象可为相对独立、完整、具有特定功能的实体，可大 至网络、系统，可小至设备、接口、协议，另外还包 括业务。各种实体根据需要，可以制定技术要求类标 准和测试方法类标准。
多媒体信息的采集: 多媒体信息采集是对音频、视频 信息进行同步采集，并将其存储的技术。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
无线传输
无线传输用于补充和延伸接入网络，使得网络能够把 各种物体接入到网络，主要包括各种短距离无线通信 技术。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
物联网技术体系框架
物联网技术体系主要包括感知延伸层技术、网络层技 术、应用层技术和共性支撑技术体系框架。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
应用服务子层
物联网技术
物联网的技术支撑
四大关键领域： 1.RFID: 射频识别技术，RFID技术在物联网中重要起“使 能”（Enable)作用，已处于实用阶段。 2.传感网：借助于各种传感器，探测和集成包括温度、湿度、 压力、速度等物质现象的网络，基于传感网的系统处于研 究阶段的较多。 3.M2M：侧重于末端设备互联和集控管理，多种不同类型 的通信技术有机的结合在一起：机器之间通信；机器控制 通信；人机交互通信；移动互联通信。 4.两化融合：工业化和信息化是物联网产业主要推动力之一， 目前已部署的物联网系统这个领域占多数。
物联网的技术支撑
1.RFID射频识别技术
RFID主要包括产业化关键技术和应用关键技术两方面。 RFID产业化关键技术主要包括：标签芯片设计与制造, 适合标签芯片实现的新型存储技术，防冲突算法及电路实 现技术，芯片安全技术，以及标签芯片与传感器的集成技 术等。 RFID应用关键技术主要包括：应用体系架构，系统集 成与数据管理，公共服务体系，检测技术与规范 。
物联网四大关键领域
物联网的技术支撑
1.RFID射频识别技术
射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称 RFID），是 20世纪90年代开始兴起的一种应用 广泛的非接触识别技术。它通过射 频信号自动识别目标对象并获取相 关数据，识别工作无须人工干预， 可工作于各种恶劣环境。RFID的无 线系统结构简单，只有两个基本器 件，一个询问器（或阅读器）和很 多应答器（或标签），用于控制、 检测和跟踪物体。
物联网的技术支撑
2.M2M的技术组成
(2)M2M硬件：是使机器获得远程通信和联网能力的 部件。主要进行信息的提取，从各种机器/设备那里获 取数据，并传送到通信网络。现在的M2M硬件共分为五 种：嵌入式硬件、可组装硬件、调制解调器(Modem)、 传感器 、识别标识(Location Tags)。
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2020/10/12
太原理工大学信息学院
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第7章 物联网应用支撑技术
⑵ 数据管理技术
云计算系统对大量数据集中进行处理和分析并向用户提供 高效的服务。因此，数据管理技术必须能够高效地管理大 数据集。对海量的数据存储，读取后进行大量的分析，数 据的读操作频率远大于数据的更新频率，云中的数据管理 是一种读优化的数据管理。
⑶ 编程模型
为了使用户能更轻松地享受云计算带来的服务，让用户能 利用该编程模型编写简单的程序来实现特定的目的，云计 算上的编程模型必须十分简单，必须保证后台复杂的并行 执行和任务调度向用户和编程人员透明。
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第7章 物联网应用支撑技术
7.1.3云计算与物联网
1．云计算与物联网的关系
品之间形成了差异，技术在不断进步，但差异却并没有因此减少。计 算机用户出于历史原因和降低风险的考虑，必然也无法避免多厂商产 品并存的局面。于是，如何屏蔽不同厂商产品之间的差异，如何减少 应用软件开发与工作的复杂性，就成为技术不断进步之后，人们不得 不面对的现实问题。
⑴一个应用系统可能跨越多种平台，如UNIX、Windows，如何屏蔽这些 平台之间的差异？
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2．云计算的关键技术 云计算是一种新型的超级计算方式，以数据为中 心，是一种数据密集型的超级计算，在数据存储、 数据管理、编程模式等多方面具有自身独特的技 术。
⑴ 数据存储技术
为保证高可用、高可靠和经济性，云计算采用分 布式存储的方式来存储数据，采用冗余存储的方 式来保证存储数据的可靠性，即为同一份数据存 储多个副本。
• 一是单中心，多终端。 • 二是多中心，大量终端。 • 三是信息、应用分层处理，海量终端。
• 云计算和物联网都是新兴事物，不过现在已经有了很多的 应用。但是两者结合的案例目前还是比较少的。
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7.2中间件 7.2.1中间件概述 • 随着计算机技术的发展，IT厂商出于商业和技术利益的考虑，各自产
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图1-2 RFID系统的组成
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2．云计算与物联网的结合方式 • 云计算与物联网各自具备很多优势，如果把云计算与物联
网结合起来，我们可以看出，云计算其实就相当于一个人 的大脑，而物联网就是其眼睛、鼻子、耳朵和四肢等。云 计算与物联网的结合方式可以分为以下几种。
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7.1云计算 7.1.1云计算的概念与特点 1．云计算的概念 • 云计算(Cloud Computing)，是一种新兴的共享基础架构的方法，可以
将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务。企业与个人用户无需 再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过互联网来购买租赁计算力， 把你的计算机当做接入口，一切都交给互联网。 • 狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、 易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。提供资源的网 络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的， 并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。 • 从服务方式角度来划分的话，云计算可分为三种：为公众提供，为某个特定组织提供相应服务的“私有云”；以及 将以上两种服务方式进行结合的“混合云”。
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7.1.2云计算服务模式与关键技术 1．云计算服务模式
云计算主要分为三种服务模式。这三种服务模式是SaaS、PaaS和IaaS。对 普通用户而言，他们主要面对的是SaaS这种服务模式，而且几乎所有的云 计算服务最终的呈现形式都是SaaS。 ⑴ SaaS SaaS是Software as a Service(软件即服务)的简称，它是一种通过Internet提 供软件的模式，用户无需购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件， 来管理企业经营活动。
⑵如何处理复杂多变的网络环境，如何在脆弱的网络环境上实现可靠的 数据传送？
⑶一笔交易可能会涉及多个数据库，如何保证数据的一致性和完整性？
• 云计算是物联网发展的基石，并且从以下两个方面促进物 联网的实现。
• 首先，云计算是实现物联网的核心，运用云计算模式使物 联网中以兆计算的பைடு நூலகம்类物品的实时动态管理和智能分析变 得可能。
• 其次，云计算促进物联网和互联网的智能融合，从而构建 智慧地球。物联网和互联网的融合，需要更高层次的整合， 需要“更透彻的感知，更安全的互联互通，更深入的智能 化”。这同样也需要依靠高效的、动态的、可以大规模扩 展的技术资源处理能力，而这正是云计算模式所擅长的。
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2．云计算的特点 ⑴ 超大规模。 ⑵ 虚拟化。 ⑶ 高可靠性。 ⑷ 通用性。 ⑸ 高可扩展性。 ⑹ 按需服务。 ⑺ 极其廉价。
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3．云计算的基本原理
• 云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计 算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心 的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到 需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。这是一 种革命性的举措，它意味着计算能力也可以作为一种商品 进行流通，就像煤气、水、电一样，取用方便，费用低廉。 最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。
⑵ PaaS PaaS(Platform as a Service．平台即服务)。所谓PaaS实际上是指将软件研 发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。
⑶IaaS IaaS(Infrastructure as a Service，基础设施即服务)。消费者通过Internet可 以从完善的计算机基础设施获得服务。基于Internet的服务（如存储和数 据库）是IaaS的一部分。