物联网简介及应用38

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物联网简介及应用38
物联网的具体应用
• 问题: 方便监控重要的数据,使家庭病房的患 者接受健康照顾
现在可以... 组合使用ZigBee和蜂窝网技术，方便 地实时监视远程患者信息。 自动生成mesh网络方便无IT经验的病 人 多重加密和认证机制保证数据安全 自动重发和相应确保关键数据的传输 设备可以移动，适用于不同的病人
•2
•物联网的概念、产生环 境
•物联网的原理
•3 •物联网的构架、支撑网络和业务群
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物联网概念
•物联网概念
• 通过激光扫描器、 射频识别、红外感应器、 全球定位系统等信息传感 设备,物联网技术按相关协 议,将互联网与一些设备连 接,实现智能化定位、识别 、追踪、监控及管理,进行 一系列的信息交换与通讯 。
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物联网的具体应用
•ZigBee适用的应用场合
•工业、农 业和商业
•监视 •传感器 •自动化 •控制
•个人健康 监护
•监听 •诊断 •传感器
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•玩具 和游戏
•低速无线 设备
•游戏器具
•消费电 子
•TV •VCR •DVD •CD
•PC机的 外围设备
•鼠标 •键盘 •操作杆
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三、物联网的安全问题研究
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•感知 网络 的安 全问
题
物联网的安全问题研究
•安全问题 •研究
•核心 网络的 传输和 信息安 全性问
题
•物联网业务的 安全性问题
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•感知节点的 安全性问题
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物联网的安全问题研究
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物联网的具体应用
•采用ZigBee技术的条件 设备成本很低、传输的数据量很小 设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块 没有充足的电源支持，只能使用一次性电池 频繁地更换电池或者反复地充电无法做到或者很困难 需要较大范围的通信覆盖，网络中的设备非常多，但仅 仅用于监测或控制
✓ 案例三：ZigBee
•ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数 据速率、低成本的无线网络技术。
主要用于近距离无线连接。它依据IEEE 802.15.4标准 ，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。 802.15.4强调的就是省电、简单、成本又低的规格。
•ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性 电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备 控制等。
•传感网
•M2M
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二、物联网的应用
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二、物联网的应用
•
•1
•2
•关键技术 •具体应用
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物联网的关键技术
•M2M技术
•通过实现机器与机器、人与人 、人与机器之间的通信，与操作 者共享了使机器设备、应用处理 过程与后天信息系统提供的信息 。
•网络上的数据处 理能力较低
•必须建立大规模数据中心，数据在市场 上的运行模式需要数据运营商来运作， 针对物联网的搜索引擎将被开发 。
•网络安全保障较 低
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•互联网病毒肆虐，在涉及面更广的物联 网上，安全保障就得更加重要。另一道 影响普及的原因是个人隐私问题，谁也 不愿意把自身行为完全暴露 ，而物联网 的目的又是把所有事物及其属性连入网 中。这两点存在明显的矛盾，需要找到 一个平衡点才能让物联网真正普及 。
ZigBee的网络拓扑结构 •网状型
•星型 •簇状型
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•网络协调器
•全功能设备 (FFD,Router):可以支持任何 一种拓扑结构，可以作为网络协商者和普 通协商者，并且可以和任何一种设备进行 通信
•精简功能设备 (RFD)：只支持星型结构， 不能成为任何协商者，可以和网络协商者 进行通信，实现简单。
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•四、物联网发展面临的问题及解决措施
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物联网发展面临的问题及解决措施
•
•物联网相关标准 制定的不统一
•只能由各国物联网相关标准工作 组织 加强合作加强协调，围绕物联网发展需 求，建立健全相关的 物联网标准体系， 积极推进全球物联网标准化工作。
•传感器在传感网中具有两个方面的功能:
•一、数据的处理及采集 ;
•二、数据的路由和融合，综合来自本节点和其他节点采集来的数 据，然后再将综合处理后的数据信息转发路由到网关节点。
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物联网的关键技术
•网络通信 •技术
•物联网数据是通过传感器的 网络通信技术来提供传送通 道的。
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物联网的具体应用
✓案例二：平安城市
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•利用部署在大街 小巷的传感器， 实现图像敏感性 智能分析并与110 、119、120等交 互，实现探头与 探头之间、探头 与人、探头与报 警系统之间的联 动，从而构建和 谐安全的城市生 活环境。
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物联网的具体应用
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物联网产生环境
物联网产生环境
•1
•2
•3
•设 •想 •阶 •段
•技 •术 •研 •发 •阶
•实 •验 •阶 •段
•段
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物联网原理
物联网原理
• 其实质是利用射频自动识别 （RFID）技术， 通过计算机互联网实现物品（商品）自动识别和信 息的互联与共享。其目的是物与物、物与人，所有 的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
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•五、结束语
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结束语
毫无疑问，物联网有非常好的发展前景。就像 欧洲智能系统集成技术平台组织（EPOSS）在 《Internet of Things in 2020》中预测的那样， 在未来的5-10年里，物联网已广泛应用于生活 生产各领域的基础之上，将进一步实现物与物 之间的互联，智能化的程度也会逐渐提高，进 而实现整个物联系统的全智能化。我国的物联 网建设必将取得长足的发展，成为推动国民经 济的重要力量。
动设备信道接入时延为15ms。 § 安全： ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-
128加密算法（美国新加密算法，是目前最好的文本加密算法 之一）,各个应用可灵活确定其安全属性。 § 有效范围小：有效覆盖范围10~75米，具体依据实际发射功率 大小和各种不同的应用模式而定 § 工作频段灵活：使用频段为2.4GHz、868MHz（欧洲）和915MHz （美国），均为免执照（免费）的频段
•M2M产品主要由3个部分构成 ： •1.行业应用中心：对分散的行业终端进行监控，是终端上传数据的会聚点。 •2.无线终端：不是笔记本电脑或手机，而是特殊的行业应用中心。 •3.传输通道：从用户端到无线终端的行业应用中心之间的通道。
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物联网的关键技术
•传感网技术
•大规模无线传感 网络技术、 传感器及其智能处理技术的结 合便是传感网技术 。
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物联网构架
物联网构架
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物联网支撑网络
•支撑 •网络
•短距离无线通讯 • 长距离无线通讯 •长距离有线通讯
•短距离有线通讯
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物联网业务群
•RFID
• 物联网 •业务群
•两化融和
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物联网的具体应用
•ZigBee的特点
§ 数据传输速率低：10KB/秒~250KB /秒，专注于低传输应用 § 功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使用6~24
个月 § 成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了
成本 § 网络容量大：网络可容纳65,000个设备。 § 时延短：典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms，活
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物联网的具体应用
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物联网的具体应用
✓案例一：人体健康
•人身上可以安装 不同的传感器， 对人的健康参数 进行监控，并且 实时传送到相关 的医疗保健中心 ，如果有异常， 保健中心通过手 机，提醒您去医 院检查身体。
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物联网的安全问题研究
•感知 网络的 安全性
问题
•一般情况下，感知节点的操作均依 靠其 自身所带的电池供电，它的通
信能力、存储能力、计算能力会受 到节点自身所带能源的限制。
•核心网 络的传输 和信息安 全性问题
•物联网节点通常是以集群方式存在 的，且数量较大，导致了在数据传 输时，由于机器发送数据太多而造 成了网络通道拥塞 。
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/22
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•网络通信技术可以分为两类： ➢广域网络通信技术 ➢近距离通信技术
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物联网的关键技术
•射频识别 •技术
•作为一种非接触式的自动识别 技术，通过射频信号自动识别对 象，射频识别技术可以获取相关 的数据 。
• 一个典型的 RFID系统是由读写器、RFID电子标 签及信息处理系统组成的。信息处理系统根据需求承担 相应的信息处理及控制工作 。由于每个 RFID标签都有 一个唯一的识别码，如果它的数据格式有很多是互不兼 容的，在闭环 情况下，对企业的影响不是很大。
•RFID系统的安全 性较低
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•安全的 RFID系统应防止信息外泄 、 增强保密性及可可长期跟踪性，结合密 码方法和物理方法来保证安全性。 •解决方法通常有：编码 、临时识别、 敏感数据只存储在基础系统中、假名化、 使用防冲突协议等措施。
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物联网发展面临的问题及解决措施
•物联网 业务的 安全性
问题 •技术
•由于物联网节点无人看守，设备可能是 先部署后连接网络的，因而难点就成了 如何对物联网的设备进行业务信息配置 和远程签约信息等问题。
•感知节 点的安 全性问
题
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•由于通常情况下，感知节点分布在一个 较大的区域内，且数量较为庞大，使得 攻击者容易接触到这些设备，缺乏人为 的有效监控，从而对感知节点造成破坏 ，甚至可以通过本地操作更换机器的软 硬件。
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物联网发展面临的问题及解决措施
•物联网的管理平 台有待建设
•在物联网中传感是很容易的，但是感 知的信息如果没有一个庞大的网络体 系 ，不能进行管理和整合，那么，整
个物联网无法实现；需要建立更多的面 向国内外市场需求 、面向第方 、非竞 争性的 、具有公信力的物联网产业技 术创新平台。
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2020/11/22
物联网简介及应用38
主要内容
•1 •
物联网的概论
•2
•物联网的应用
•3
•物联网的安全问题研究
•4 •物联网发展面临的问题及解决措施
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•
•一、物联网概论
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一、物联网概论பைடு நூலகம்
1
•1
•家庭自 动化
•保安 •照明
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物联网的具体应用
•问题： 监控啤酒罐里的液面高度、温度和 压力。
现在你可以… 在啤酒厂精确地监控储酒罐里的准 确测量值
•构建简单的前端应用程序，允许 酿酒厂员工通过Web网站、电子邮 件或SMS定期得到数据更新以便监 控酿造工艺，并提供超出预先设置 参数范围时的实时警报功能。
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物联网的具体应用
ZigBee的频带和数据传输速率
频带 2.4 GHz 868 MHz 915 MHz
使用范围
数据传输率
ISM 全世界
250 kbps
欧洲
20 kbps
ISM 北美
40 kbps
信道数 16 1 10
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物联网的具体应用