物联网核心技术和知识体系共49页
物联网技术
物联网技术物联网（TheInternetofthings）通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
物联网被视为互联网的应用拓展，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。
物联网（TheInternetofthings）的概念是在1999年提出的。
即通过射频识别（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。
简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。
这一概念有两层含义：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，进行信息交换和通讯。
[1]和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。
首先，它是各种感知技术的广泛应用。
物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。
传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。
其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。
物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。
在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。
第三，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。
物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。
从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。
物联网四大部署方式私有物联网一般面向单一机构内部提供服务。
《物联网》课件完整版
CONTENTS 目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全与隐私保护问题探讨 • 典型应用场景分析 • 未来发展趋势预测与挑战应对
CHAPTER 01
物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网（Internet of Things，IoT）是指通过信息传感设备，按约定的协议， 对任何物体进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管 理的一种网络。
包括数据泄露、篡改、 损坏以及非法访问等。
身份认证威胁
包括身份伪造、冒充和 重放等攻击手段。
加密算法和身份认证机制介绍
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对称加密算法
如AES、DES等，加密和解密 使用相同的密钥。
非对称加密算法
如RSA、ECC等，加密和解密 使用不同的密钥，具有更高的
安全性。
散列算法
如SHA-256、MD5等，用于 数据完整性校验和数字签名。
典型应用案例介绍
选取几个典型的工业自动化应用案例，如智能制造、工业机器人、自 动化生产线等，详细介绍其应用场景、功能需求及技术实现。
关键技术与挑战
探讨工业自动化领域应用物联网技术所面临的关键技术挑战，如实时 性要求、数据安全性、系统稳定性等，并提出相应的解决方案。
未来发展趋势
展望工业自动化领域物联网应用的未来发展趋势，包括个性化定制、 柔性生产、数字化双胞胎等。
关键技术
物联网涉及的关键技术包括传感器技术、RFID技术、无线通信技术、云计算技术 、大数据技术等。这些技术在物联网中发挥着重要作用，共同支撑着物联网的发 展和应用。
物联网应用领域及前景展望
物联网技术基础架构体系和概论
技术的研究到人类的技术共 享使用
所有的人
芯片多技术的平台应用过程 人和物，人即信息体，物即信息体
核心的技术 主流的操作系统和语言开发 芯片技术开发和标准制定
创新的空间 技术手段
主要内容的创新和体验的创 新
网络协议，web 2.0
技术就是生活，想象就是科技，让所有 物品都有智能
数据采集，传输介质，后台计算
2.3.5 遇到的问题
1、知识产权
2、技术标准
3、产业链条
4、行业协作
5、盈利模式
6、使用成本
7、安全问题
2.3.6 中国物联网“十二五”发展规划简述
1、产业发展基础
2、产业发展目标
3、主要任务
① 提升感知技术水平
② 推进传输技术突破
③ 加强处理技术研究
④ 巩固共性技术基础
4、师范工程建设
《 物联网“十二五”发展规划》圈定9大领域重点示范工程，分别
④ 加强物联网国际国内标准，保障发展。
2、财政部提供物联网发展专项资金支持
物联网专项基金总计50亿元，预计5年内发放完毕。
2.3.4 机构介绍
1、机构建设
中国电子商会物联网技术产品应用专业委员会
2、主要任务
企业政府桥梁作用
协调企业与企业之间的关系
推进物联网技术和产品的应用，推动物联网新技术的不断发展，可穿戴设备已不仅仅是佩戴在消费者手腕上
的一个日常活动追踪器，可穿戴设备是目前发展最快的技术领域之一，其不仅
可以记录我们的锻炼状况，还可以追踪我们的情绪、睡眠习惯，甚至我们宠物
的一举一动，”美国消费技术协会消费电子展及企业运营战略高级副总裁凯
伦·查布卡女士说。“这一类产品的发展前景不可估量，而可穿戴设备也正在
物联网体系结构PPT通用课件
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，在计算机互联网的基础上，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：
2.3.5 产品电子代码EPC
• EPC系统（物联网）是在计算机互联网和射频技术 RFID的基础上，利用全球统一标识系统编码技术 给每一个实体对象一个唯一的代码，构造了一个实 现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”。
2.3.5 产品电子代码EPC
• EPC 系统主要由如下六方面组成： （1） EPC编码标准 （2） EPC 标签 （3） 识读器 （4） Savant (神经网络软件) （5） 对象名解析服务(Object Naming Service：ONS) （6） 实体标记语言（Physical Markup Language PML）
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： ① 要有相应信息的接收器； ② 要有数据传输通路； ③ 要有一定的存储功能； ④ 要有CPU；
1.2 物联网定义
⑤ 要有操作系统； ⑥ 要有专门的应用程序； ⑦ 要有数据发送器； ⑧ 遵循物联网的通信协议； ⑨ 在世界网络中有可被识别的唯一编号。
2.3.1 RFID技术
RFID标签打印机
2.3.1 RFID技术
感应式读写器
2.3.1 RFID技术
• RFID工作原理 标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感 应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息 (Passive Tag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某 一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签)；解读 器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据 处理。
物联网知识：物联网技术的核心算法分析
物联网知识：物联网技术的核心算法分析物联网是一个融合了传感技术、通信技术、计算机技术和人工智能等多种技术的计算机技术体系，旨在将万物互联，实现数据的共享和智能化决策。
作为计算机领域的一个重要分支，物联网技术的核心算法是实现物联网系统智能化决策的基础。
一、物联网技术的核心算法1.机器学习算法机器学习算法是物联网技术中的重要算法，它利用计算机自动学习和优化算法，以应对数据量巨大、处理速度迅速、信息传输量大的特点。
机器学习算法具有很高的自适应性和智能化水平，可以对海量数据进行分析和提炼，在短时间内作出决策。
在物联网应用中，机器学习算法可以用于数据的预测、分类、关联、聚类和异常检测等方面。
2.模糊逻辑算法模糊逻辑算法是物联网技术中的另一个重要算法，它是一种类比神经网络的算法，能够处理不确定、模糊或难以量化的信息。
在物联网应用中，模糊逻辑算法可以用于建立复杂的人机交互模型、处理语音和图像数据、建立精细的规则系统等方面。
3.数据挖掘算法数据挖掘算法是物联网技术中的另一个重要算法，它主要用于从大数据中挖掘数据的规律、趋势和模式，为决策提供支持。
在物联网应用中，数据挖掘算法可以应用于数据的预测、分类、关联、聚类和异常检测等方面。
二、物联网技术的应用实例1.工业智能化物联网技术在工业智能化中的应用具有广泛的前景，可以利用物联网技术对生产过程进行智能化控制和调度，提高产能和效益。
例如，可以利用物联网技术进行设备状态监测和预测性维护，实现故障预警和预防，提高设备的可靠性和安全性。
2.农业智能化物联网技术在农业智能化中的应用也具有很大的前景，可以利用物联网技术对农作物进行监测和管理，为农业生产提供更好的技术和资源保障。
例如，可以利用物联网技术对农田的土壤、气象、水资源等进行监测和分析，为农业生产提供有针对性的决策建议。
3.城市智能化物联网技术在城市智能化中的应用也具有很大的前景，可以利用物联网技术对城市内的各种设施进行监测和管理，实现城市内部的智能化协调和管理。
2024版物联网技术与应用全套ppt课件完整版
物联网应用领域
深入探讨智能家居、智慧城市、工业物联网 等典型应用场景。
物联网安全与隐私保护
重点讲解物联网面临的安全挑战及隐私保护 策略。
学员心得体会分享交流
学习收获
学员分享学习物联网技 术与应用课程的心得体 会，包括知识掌握、技 能提升等方面。
实践经验
结合项目实践，学员分 享在实际应用中遇到的 问题及解决方案，为其 他同学提供参考。
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04
温湿度传感器
监测室内温湿度，实现自动调 节和舒适居住。
烟雾传感器
检测烟雾浓度，预防火灾事故。
门窗传感器
监测门窗开关状态，提高家庭 安全性。
红外传感器
检测人体活动，实现智能照明 和节能控制。
远程控制实现方法和案例分析
远程控制方法
通过手机APP、微信小程序等方式实 现远程控制，方便用户随时随地管理 智能家居设备。
04
物联网在工业生产中创 新实践
工业4.0背景下物联网需求
实现设备间互联互通
通过物联网技术，将生产设备、传感器、执行器等连接起来，实 现数据的实时采集和传输。
提升生产智能化水平
借助物联网技术，对生产流程进行优化，提高生产效率和产品质 量。
强化供应链协同管理
通过物联网技术，实现供应链各环节的信息共享和协同作业，提 高供应链的响应速度和灵活性。
组网方案
物联网的组网方案包括无线传感器网络、移动通信网络、卫星 通信网络等，这些网络可以互相协作，实现信息的可靠传输。
应用层平台架构及功能实现
应用层平台架构
应用层是物联网的最终实现目标，负责处理和分析数据，提供智能化服务。应用层平台架构包括数据处理、数据 存储、数据分析、应用接口等模块。
物联网知识点总结大全
物联网知识点总结大全物联网（Internet of Things, IoT）是指利用射频识别、红外传感器、全球定位系统、无线通信等信息通信技术对日常生活中的各种物品进行感知、识别、定位、追踪和管理的网络。
物联网技术的应用范围非常广泛，涵盖了智能家居、智慧城市、智能交通、工业自动化、农业、医疗保健等领域。
在物联网技术的发展过程中，涉及到了许多相关的知识点，下面将对物联网的相关知识点进行总结。
一、物联网的基本概念1. 物联网的定义物联网是指利用移动通信技术、互联网技术、无线传感器网络技术等手段，将所有物理对象连接成一个庞大的网络，实现信息的采集、处理、传输和应用的一种新型网络体系。
物联网实质上是一个信息网络，通过物体之间的信息交换和通信，实现对物品及其环境的智能化感知、管理和控制。
2. 物联网的特点a. 大规模连接：物联网可以同时连接数亿个物理对象，构建起一个庞大的网络，实现信息的全面感知和传播。
b. 智能化感知：通过各类传感器和识别技术，实现对环境和物体的智能化感知和识别。
c. 实时交互：物联网能够实现物体之间的实时信息交互，实现自主决策和响应。
d. 跨行业性：物联网技术可以在各个行业领域得到应用，实现智能化管理和服务。
3. 物联网的发展趋势随着5G、人工智能、大数据等技术的不断发展，物联网的发展也将日益加速，未来物联网将更加智能化、个性化和普及化，涌现出更多的创新应用和商业模式，推动各个行业的变革和升级。
二、物联网的关键技术1. 无线传感网络技术无线传感网络是物联网的基础技术之一，它通过无线传感器节点将环境中的物理信息转换成数字信号，并通过网络传输到后端系统进行处理和分析。
2. 射频识别技术射频识别（RFID）技术是一种利用电磁场自动识别目标对象的技术，它可以实现对物品的远程识别和跟踪，广泛应用于物联网中的物品管理和追踪。
3. 云计算技术云计算是物联网的重要支撑技术之一，它通过虚拟化技术将计算、存储、网络等资源通过互联网提供给用户使用，实现物联网中海量数据的存储和分析。
物联网体系架构与技术体系
物联网形态结构
1、开放式物联网形态结构 感知信息：物理环境的信息 物理环境对系统的反馈信息 对实时性要求不高
2、闭环式物联网形态结构 构成闭环系统、实时性要求高、通信确定性高、环境适应性高
3、融合式物联网形态结构 物联网应用的深度互连和跨域网络 管理
信息安全
测试
安全技术
一致性测 试
互操作
安全管理
测试
参考架构
组网
标识
需求 分析
安全评价 系统测试
需求分 析
目录服务
中间 件功 能和 接口
条形码技术 射频识别技术 机器视觉识别技术 生物识别技术
自动识别技术
物联网三层技术模型
网络参考模型
OSI参考模型
TCP/IP参考模型及协议集
应用层 表示层 会话层 传输层
应用层
Telnet，FTP，SMTP， DNS，HTTP
以及其他应用协议
传输层
TCP，UDP
网络层
网络层 IP，ARP，RARP，ICMP
数据链路层 物理层
网络接口层
各种通信网络接口
物联网知识体系
信息技术4个组成部分
信息获取
信息传输
信息处理
信息应用
物联网标准体系
公共安全 精细化农业
环境保护
医疗和家庭看护
工业控制
智能交通
智能建筑
太空探索
应用子集（轮廓）标准
军事领域
能源 与智能 电网
基础平台标准
通信与信 服务支 协调信息
通用规范
接口
息交互
持
处理
术语
物理接口
物理层
信息描述
支持 服务 及接 口
物联网技术与应用复习知识点
物联网技术与应用复习知识点物联网（Internet of Things，简称 IoT）作为新一代信息技术的重要组成部分，正以惊人的速度改变着我们的生活和工作方式。
在对物联网技术与应用进行复习时，以下是一些关键的知识点需要掌握。
一、物联网的概念与特点物联网简单来说，就是将各种设备、物品通过网络连接起来，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
其特点包括：1、全面感知：通过各种传感器，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等，获取物理世界的信息。
2、可靠传输：利用多种通信技术，如蓝牙、Zigbee、WiFi、移动网络等，确保数据的稳定传输。
3、智能处理：对采集到的数据进行分析和处理，以实现智能化的决策和控制。
二、物联网的关键技术1、传感器技术传感器是物联网感知层的核心组件，能够将物理量转化为电信号。
常见的传感器有光电传感器、霍尔传感器、超声波传感器等。
2、射频识别技术（RFID）通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无需直接接触。
RFID 标签分为有源标签和无源标签，广泛应用于物流、仓储等领域。
3、无线通信技术（1）蓝牙：短距离无线通信技术，适用于手机、耳机等设备之间的连接。
（2）Zigbee：低功耗、短距离的无线通信技术，常用于智能家居等场景。
（3）WiFi：广泛应用于家庭和公共场所的无线网络连接。
（4）移动网络：如 4G、5G 等，为物联网设备提供广域覆盖的通信支持。
4、云计算与大数据技术物联网产生的海量数据需要依靠云计算平台进行存储和处理，大数据技术则用于挖掘数据中的价值。
三、物联网的体系架构物联网通常分为感知层、网络层和应用层三个层次。
1、感知层负责采集物理世界的信息，包括传感器、RFID 标签、摄像头等设备。
2、网络层将感知层获取的数据传输到应用层，包括各种通信网络和互联网。
3、应用层对数据进行分析和处理，为用户提供各种应用服务，如智能交通、智能医疗、智能农业等。
四、物联网的应用领域1、智能家居通过物联网技术，实现家庭设备的智能化控制，如智能灯光、智能家电、智能安防等。
(完整版)5G和物联网知识点归纳
5G技术1、5G 的三大场景国际标准化组织3GPP 定义了5G 的三大场景。
其中，eMBB指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务，mMTC指大规模物联网业务，URLLC指如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。
2、5G 的六大基本特点1）高速度：5G 的基站峰值要求不低于20Gb/s(一说为100G)；移动速度500KM/h 2）泛在网：一是广泛覆盖，一是纵深覆盖3）低功耗：5G 要支持大规模物联网应用，就必须要有功耗的要求。
NB-IoT的能力是大大降低功耗，为了满足5G 对于低功耗物联网应用场景的需要，和eMTC 技术一样，是5G 网络体系的一个组成部分。
4）低时延：5G 对于时延的最低要求是1 毫秒5）万物互联（连接密度）：每一平方公里:连接100 万个移动终端；流量密度数十Tbps 6）重构安全：智能互联网的基本精神是安全、管理、高效、方便。
安全是5G 之后的智能互联网第一位的要求。
3、5G 关键技术1）基于OFDM 优化的波形和多址接入，具有高频谱效率和较低的数据复杂性。
2）实现可扩展的OFDM 间隔参数配置，支持多种部署模式的不同信道宽度，适应同一部署下不同的参数配置，在统一的框架下提高多路传输效率。
3）OFDM 加窗提高多路传输效率，提升频率局域化，应对大规模物联网的挑战。
4）灵活的框架设计，进一步提高5G 服务多路传输的效率，满足5G 的不同服务和应用场景。
5）先进的新型无线技术：（1）大规模MIMO：通过天线的二维排布，可以实现3D 波束成型，提高信道容量和覆盖（2）毫米波：将频率大于24GHz 以上频段（通常称为毫米波）应用于移动宽带通信，大量可用的高频段频谱可提供极致数据传输速度和容量（3）频谱共享：用共享频谱和非授权频谱，可将5G 扩展到多个维度，实现更大容量、使用更多频谱、支持新的部署场景（4）先进的信道编码设计：LDPC 的传输效率远超LTE Turbo，且易平行化的解码设计，能以低复杂度和低时延，扩展达到更高的传输速率（5）超密集异构网络：5G 需要做到每平方公里支持100 万个设备，这个网络必须非常密集，需要大量的小基站来进行支撑，需要采用一系列措施来保障系统性能：不同业务在网络中的实现、各种节点间的协调方案、网络的选择以及节能配置方法等（6）网络的自组织：网络部署阶段的自规划和自配置；网络维护阶段的自优化和自愈合。
物联网核心技术和知识体系
2.4GHZ天线 设计和选择
*
讲电路 讲设计方法 无线网络节点电路板和模块硬件设计和高频设计知识；
“微功耗简单无线网络”课堂演示
需要器材PC机1套，基础RF-1试验箱中RF2510模块 现场演示 所见所得 实际感受无线网络； 实验系统结构 PC软件直观观察和演示 基础RF-1实验箱
我们已经初步建立了一个物联网教育体系和知识体系的框架；并且以《物联网技术概论》为起步，开始了12本物联网专业教材的编辑准备工作。
*
物联网技术教学体系要解决教什么？
物联网初级教育
物联网技术概论，
无线传感器网基础
RFID技术基础
教学设备开发生产企业提供支撑平台包括： 教学用物联网实验箱，大型物联网演示系统，物联网开发系统，实验实训系统和教师培训，技术支持
典型无线网络协议栈 解剖麻雀
*
物联网技术教学知识体系知识点11－15
11 ZIGBEE
ZIGBEE的物理层和网络拓扑； ZIGBEE的协议栈
12无线通讯加密
13 高频RFID
14 超高频RFID
15 无线定位
WIFI/ZIGBEE 无线定位
电子标签国际标准 电子标签原理 读写器原理和设计；
做
协议栈C代码2－3万行源代码； 理解如何使用C语言代码实现一个完整的无线网络协议栈功能；
协议栈C典型源代码分析
SimpliciTI组网流程图
SimpliciTI协议栈源代码结构
*
大量实验实训让学生动手做软件硬件 设计自己的无线网络协议栈
打
使用基础RF,理想RF,感知RF进行各种动手实验实训； 目前规划4组实验，每组3－8个实验； 通过实验，让学生能够自己设计无线网络协议栈和相关应用；
掌握物联网技术的核心概念与基本原理
掌握物联网技术的核心概念与基本原理随着科技的不断发展，物联网技术逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
物联网技术的核心概念和基本原理是我们理解和应用这一技术的基础。
本文将介绍物联网技术的核心概念和基本原理，帮助读者更好地了解和应用这一技术。
一、物联网的核心概念物联网，即物联网（Internet of Things），是指通过互联网连接和交互的各种物体，使其能够感知、收集和传输数据，实现智能化的互联互通。
物联网的核心概念包括物体、感知、连接和智能化。
1. 物体：物联网的基础是各种物体，可以是传感器、设备、车辆、建筑等。
这些物体通过感知环境和收集数据，与互联网进行连接和交互。
2. 感知：物联网中的物体通过各种传感器感知环境的变化，例如温度、湿度、光照等。
感知是物联网实现智能化的关键，通过感知环境的数据，物体可以做出相应的反应和决策。
3. 连接：物联网通过互联网将各种物体连接在一起，实现数据的传输和交互。
物体之间的连接可以是有线的，也可以是无线的，例如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。
4. 智能化：物联网通过对感知到的数据进行分析和处理，实现智能化的功能。
例如，通过分析温度数据，控制家中的温度；通过分析交通数据，优化交通流量等。
智能化使物联网更加智能、高效和便捷。
二、物联网的基本原理物联网的基本原理涉及到物体感知、数据传输和数据处理三个方面。
1. 物体感知：物体感知是物联网实现智能化的关键。
物体通过各种传感器感知环境的变化，例如温度、湿度、光照等。
感知到的数据被传输到云端或本地服务器进行处理和分析。
2. 数据传输：物联网通过互联网将感知到的数据传输到云端或本地服务器。
数据传输可以是有线的，也可以是无线的。
无线传输方式包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee 等。
传输的数据可以是实时的，也可以是定时的。
3. 数据处理：传输到云端或本地服务器的数据需要进行处理和分析，以实现智能化的功能。
数据处理可以包括数据清洗、数据分析、数据挖掘等。
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
物联网关键技术及应用知识
▪ 服务管理：该层的主要功能是通过具有超级计算能力的中
心计算机群，对网络内的海量信息进行实时的管理和控制， 并为上层应用提供一个良好的用户接口。
WSN的体系结构
▪ 大规模网络、自组织网络、动态性网络、可靠的网络、应 用相关的网络、以数据为中心的网络
3.2.2 WSN体系结构
图3-2平面拓扑结构
图3-3 逻辑分层结构
2020/6/9
LOGO
河南科技大学电子信息工程专业074班
WSN的体系结构
图3-4 传感器节点体系结构
图3-5 传感器网络协议栈
RFID介绍
或电磁反射原理与读写器进行通信； 读写器：读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备 ； 天线：可以内置在读写器中，也可以通过同轴电缆与读写 器天线接口相连。
▪ RFID系统组成图示：
天线
标签
2020/6/9
阅读器
LOGO
河南科技大学电子信息工程专业074班
3.1.3 RFID的工作频率
▪ 无线传感器网络（WSN）
无线传感器网络（WSN）是由大量传感器节点通过无 线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是 协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息， 它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输应用。
3.2.1 WSN的特征
▪ 与现有无线网络的差别 1. WSN是集成了监测、控制以及无线通信的网络系统，节
3.1 RFID
3.1.1 RFID的定义
RFID（Radio Frequency Identification ）即射频识别技术， 俗称电子标签，通过射频信号自动识别目标对象，并对其 信息进行标志、登记、储存和管理。
物联网体系架构知识总结
物联网体系架构知识总结物联网作为当前科技领域的热门话题，是指通过互联网连接和通信技术，将各种物理设备和对象实现互联互通的一种技术体系。
在物联网的建设中，物联网体系架构扮演着重要的角色，它是整个物联网系统的基础和框架。
本文将对物联网体系架构的基本概念、关键特点以及各层次的具体内容进行总结和探讨。
一、物联网体系架构的基本概念物联网体系架构是指建立在互联网和物联网技术基础上，构成物联网系统的各个组成部分、功能模块和技术要素的结构化组织。
物联网体系架构主要包括物理层、感知层、网络层、应用层四个层次。
1. 物理层：物理层是物联网体系架构的最底层，包括一系列的传感器、设备和物理连接。
它负责将各种物理物体连接到网络中，实现信息的采集、传输和存储。
2. 感知层：感知层是对物理层信息的处理和解析，能够将物理世界的信息转化为数字信号。
感知层的核心是传感器技术，它可以对环境、设备和对象进行感知和监测。
3. 网络层：网络层是连接物联网中各个设备、服务器和节点的综合网络，它负责信息的传递和转发。
网络层采用IP协议，使得不同设备之间可以相互通信和交互。
4. 应用层：应用层是物联网体系架构的最高层，承载着各种物联网应用和服务。
它通过数据的处理和分析，为用户提供相应的功能和服务，实现物联网的智能化和人性化。
二、物联网体系架构的关键特点1. 开放性：物联网体系架构具有开放性，能够适应不同的应用需求和技术发展。
它采用开放标准和协议，使得不同设备和平台可以相互兼容和扩展。
2. 可靠性：物联网体系架构具有高可靠性，能够实现信息的安全传输和存储。
它采用多重备份和冗余设计，保证数据的完整性和稳定性。
3. 扩展性：物联网体系架构具有良好的扩展性，能够适应大规模的设备连接和数据处理。
它采用分布式架构和云计算技术，实现资源的共享和优化。
4. 实时性：物联网体系架构具有高实时性，能够实时响应和处理各种物联网应用和服务。
它采用实时数据采集和传输技术，提供即时的信息反馈和控制能力。
IOT物联网简介(PPT 45张)
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市场应用-生命状态监测系统
该系统实现了对人体运动状态的实时监测及报警等系 统功能。实验表明，该系统传输速率可达毫秒级，能够满足数 据传输的实时性要求；有效传输距离为20 m左右，足够支持家 庭及敬老院等社区环境。系统对于静止状态的判断准确率为 99％，而对于运动状态或者突发性的状态的判断稍微欠佳，约 为84％．这是因为在判断运动状态或者突发性状态时，受到较 多外界因素的影响。
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市场应用-生命状态监测系统
可做的进一步研究： a)考虑更多的外部因素对判断所产生的误差的影响。 b)ZigBee网络自身有它的优点和缺点，如果能够将ZigBee 网络与其他的网络(如蓝牙、Wi-Fi等)连接在一起，通过优势 互补，将成为ZigBee网络研究的重点之一。因此，如何设计一 个混合网络，将是一个非常值得研究的课题。 c)能量问题是传感器研究很莺要的方面，如何在保证正 常通信的基础上，通过跨层优化技术来达到节省节点能量，从 而延长网络的生命周期，可以作为今后研究的一个方向。
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市场应用-智能电网
主要的研究方向 （1）物联网在电力系统应用的关键技术研究； （2）电力物联网安全体系研究； （3）物联网测试、检测评价体系研究、 基于物联网技术线路监测技术研究； （4）电气设备状态检测物联网技术研究； （5）基于物联网的电力生产、作业及资产的智能化管理研究； （6）面向智能用电及信息采集的物联网技术研究； （7）基于物联网的电动汽车信息平台研究； （8）物联网在绿色智能机房管理中的应用研究； （9）智能电网传感网络应用软件； （10）电力物联网标准与安全体系。
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市场，衍生出全新应用；手持，轻薄，网 络化，微功耗是主要特点和主要卖点；
轻松实现WIFI无线传感器网络
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无线SOC－GS1010 嵌入软件实现WIFI传感器网络在芯片
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无线SOC－GS1010 需要完备的软件编译开发平台
• USE UCOS-II 实时操作系统； • KEIL 编译和调试平台； • 加上完备的源代码包和软件资源；
振动收集供电路由节点示意图
• 荒漠，草原，农 业环境监测，滴 灌，根灌等野外 传感器网，物联 网应用将逐步实 现；
太阳能供电路由节点示意图
植物收集为无线网络 路由器供电， 实现能量收集
无线传无线感器网络 示意图
可以监视野外环境 火灾报警等
9
超高频电子标签（节点）微型化：
推动UHF EPC技术新应用－1
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长距离有源电子标签和网络 扩展RFID范围和功能
读卡器和唤醒基站
标签具有网络 和定位功能
读卡器
网络化有源标签
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长距离有源电子标签和网络： 标签结构性能和软件
UHF 有源标签工作距离： 10 - 2000 m (1.2 mi)
频率：433 MHz 速率：28 kbps 标签容量：数千个 标签具有 multi-hop, sensors, security, IPv6和很多功能
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WI-FI 网状网实际应用举例：
输液器标签 WIFI SOC GS1010
智慧医院急诊室无线定位系统
802.11S 路由器
1 5
802.11S 路由器－2
2
工作人员标签
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WIFI SOC GS1010
病人标签
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WIFI SOC GS1010
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物联网技术趋势研究之三
无线SOC结构越来越复杂
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物联网核心技术和知识体系主要内容
• 第一部分为全球物联网技术4大趋势及其 代表性技术的深度分析；附带介绍美国和 国外相关典型最新应用和市场；
• 第二部分为物联网技术教学知识体系的思 考：教什么？如何教？并具体示范其中一 课教学－－“微功耗无线简单网络”；
4
物联网 核心技术/技术趋势研究/最新应用
有源标签电路板
软件协议C语言 代码1万行
编译后执行代码 典型8 - 16KB
典型UHF 有源标签硬件和协议软件
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长距离有源电子标签和网络 广阔的应用范围和全球市场
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802.11S WI－FI网状网络 无线网络覆盖范围越来越大
802.11S网络拓扑
802.11S都市无线网络
802.11S车载无线网络
低轨道 卫星数据通讯
Hale Waihona Puke 3G/4G电信网络802.11S WIFI网状网
有源RFID网络
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低轨道卫星数据通讯， 物联网连接更遥远
• 美国最近发射了第二代 低轨道卫星；
• 卫星接收模块实现了微 型化，容易实现全球集 装箱，交通工具实时跟 踪联网和监控；
新一代低轨道卫星系统
低轨道卫星M2M油管远程监控实例
• 我们的观点三：无线网络 通讯中的主流技术；
卫星数据通讯
6
越来越小的无线网络节点和功耗
1
物联网传感层
4
有源433MHZ电子标签 CR2032钮扣电池
直径2.2X3CM 电池工作6年
ZIGBEE传感器网络节点
AA电池X2
5
5X3CM 20-30微安电流
2
电子药丸 特殊微型电池
小于直径2.0X2CM
WIFI GS1010传感器网络节点 AA电池X1
4X3CM 电池工作5年
3
无线监控手表 微型电池 3X3CM 平均电流10微安
6
无源EPC电子标签 无需电池 直径1.6X1.6X0.001 CM 总量0.002克
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越来越小的无线网络终端节点 带来了全新的应用和市场空间
无线网络节点的微型化和微功耗化，加
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物联网核心技术
• 目前公认的概念：物联网 由传感层，网络层，应用 层组成；物联网是一个比 互联网更大的网络
• 我们的观点一：物联网的 本质是网络通讯，（网状 网络）是关键；
• 我们的观点二：物联网核 心技术是无线技术，包括 无线SOC、无线网络标准、 无线通讯的协议栈和其它 相关嵌入式软件，数据库， 中间件等；
已经可以达到30－40米 这意味着货物识别将具有 更大准确性，快捷性；
将有更多的商业应用 可以实现
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超高频电子标签（节点）微型化： 推动UHF EPC技术新应用－2
长距离标签
长距离UHF标签智慧公交系统
UHF微型标签可以在很远的地方 被准确读取
将大大加快智慧商业应用
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物联网技术趋势研究之二 无线网络覆盖范围越来越大
牙刷也上物联网
物联网上的计步器
物联网上血糖仪
物联网上的温度计
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越来越小的无线网络路由节点 逐步实现微功耗的能量收集运行
• 无线传感器网络 路由节点承担路 由转发任务，必 须要消耗一定功 率，一般设计采 用外加电源供电；
• 但是随着路由节 点功耗和体积下 降，使用最新的 能量收集技术， 作为路由节点供 电可能性逐步加 大；
• 无线单片机（无线 SOC）处理器内核 从8位到16位，到 32位到多处理器， 结构越来越复杂；
• 不仅实现了系统在 芯片，而且实现了 无线网络在芯片；
• 我们从分析 GS1010 WI－FI 无线单片机来看这 个技术趋势；
GS1010 WI-FI无线单片机结构
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无线SOC－GS1010 单芯片实现WIFI传感器网络节点
• 超高频电子标签 微型化的主要技 术原因是：
• 1、读卡器输出 功率增加；
• 2、标签芯片灵 敏度提高；
• 标签体积微型化， 将带来一系列新 应用
UHF标签小型化和微型化， 为防伪应用开辟了广阔的天地； 很多体积小，价格敏感的商品
将也很容易实现跟踪和识别
小型药瓶
放心猪肉
名酒酒瓶
目前我们在美国实验室测试， UHF EPC无源标签读写距离
物联网核心技术和 知识体系
2019年5月11日
1
我们的实训核心
• RFID (HF 和UHF EPC),ZIGBEE, 嵌入式WIFI ,蓝牙，无线定位和 卫星数据通讯系统；
2
物联网技术开发实力
• 技术资源和开发工具，从源 代码到价值数万美元的开发 设备；
• 物联网开发实验室一般都具 有齐备的高频无线测试设备 和仪器和各种开发系统和工 具。附图其中主要物联网设 计需要的高频仪器和设备。