物联网工程实践课件：2 物联网关键技术.ppt

1、物联网工程简介物联网工程简介 物联网的关键技术主要分为三个方面：物联网的关键技术主要分为三个方面： 第一，终端的数据采集、处理、传输、终端网络的部署第一，终端的数据采集、处理、传输、终端网络的部署和协同等，以无线传感器网络的和协同等，以无线传感器网络的RFID为代表；为代表； 第二，异构的接入网络和基础的核心网络，包括基础的第二，异构的接入网络和基础的核心网络，包括基础的NGN核心网和核心网和3G、Wi-Fi、蓝牙等接入技术；、蓝牙等接入技术； 第三，由中间件、信息开放平台和服务支撑子层以及物第三，由中间件、信息开放平台和服务支撑子层以及物联网应用领域示范系统等。联网应用领域示范系统等。1.3

2、.1感知层的核心技术感知层的核心技术1.感知节点感知节点（1）传感器的静态特性。）传感器的静态特性。（2）传感器的动态特性。）传感器的动态特性。（3）传感器的线性度。）传感器的线性度。1.3.1感知层的核心技术感知层的核心技术2. 无线传感器网络技术无线传感器网络技术 无线传感器网络是一种由独立分布的节点和网关构成的传无线传感器网络是一种由独立分布的节点和网关构成的传感器网络。感器网络。 通常，一个典型的无线传感器网络节点的硬件结构包括：通常，一个典型的无线传感器网络节点的硬件结构包括：传感器接口、传感器接口、ADC、微处理器、电源以及无线收发装置。、微处理器、电源以及无线收发装置。 构建一个

3、典型的无线传感器网络，必须要考虑以下四个重构建一个典型的无线传感器网络，必须要考虑以下四个重要的因素：网络选择、拓扑结构、功耗以及兼容性。要的因素：网络选择、拓扑结构、功耗以及兼容性。1.3.1感知层的核心技术感知层的核心技术3.射频识别技术射频识别技术RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通射频识别是一种非接触式的自动识别技术，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，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。别高速运

4、动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统。只有两个基本器件，该是一种简单的无线系统。只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体，系统由一个读写器和很系统用于控制、检测和跟踪物体，系统由一个读写器和很多应答器（或标签）组成。多应答器（或标签）组成。1.3.1感知层的核心技术感知层的核心技术4.条码技术条码技术条码是一种机器识读语言，由一组规则排列的条、空条码是一种机器识读语言，由一组规则排列的条、空及其对应字符组成的标记，用以表示一定的信息。及其对应字符组成的标记，用以表示一定的信息。1.3.1感知层的核心技术感知层的核心技术4.条码技术条码技术条码识读原理是

5、利用条码的宽窄和反射率不同进行识条码识读原理是利用条码的宽窄和反射率不同进行识读的。由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上读的。由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面，光强信号在光电转换器上产生电信号，再经过滤波、面，光强信号在光电转换器上产生电信号，再经过滤波、整形，被译码器解释为计算机可以直接接受的数字信号。整形，被译码器解释为计算机可以直接接受的数字信号。1.3.1感知层的核心技术感知层的核心技术4.条码技术条码技术条码可分为一维条码和二维条码。一维条码也就是我条码可分为一维条码和二维条码。一维条码也就是我们通常所说的传统条码，按照应用可分为商品条码和物流们通常所说的传统条

6、码，按照应用可分为商品条码和物流条码。商品条码包括条码。商品条码包括EAN码和码和UPC码，物流条码包括码，物流条码包括128码、码、ITF码、码、39码、库德巴码等。码、库德巴码等。1.3.1感知层的核心技术感知层的核心技术4.条码技术条码技术二维条码根据构成原理、结构形状的差异，可分为行二维条码根据构成原理、结构形状的差异，可分为行排式二维条码和矩阵式二维条码。排式二维条码和矩阵式二维条码。1.3.1感知层的核心技术感知层的核心技术5.智能智能IC卡技术卡技术IC卡的基本工作原理是：射频读写器向卡的基本工作原理是：射频读写器向IC卡发一组固卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个定频率的电磁

7、波，卡片内有一个LC串联协振电路，其频串联协振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC串联协振电路产生共振，从而使电容有了电荷；在这个电串联协振电路产生共振，从而使电容有了电荷；在这个电荷的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到2V时，时，此电容可作为电源为其他电路提供工作电压，将卡内数据此电容可作为电源为其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。发射出去或接受读写器的数

8、据。1.3.1感知层的核心技术感知层的核心技术6.光学字符识别技术光学字符识别技术光学字符识别（光学字符识别（Optical Character Recognition，简称，简称OCR）是指对文本资料进行扫描，然后对图像文件进行）是指对文本资料进行扫描，然后对图像文件进行分析处理，获取文字及版面信息的过程。分析处理，获取文字及版面信息的过程。1.3.1感知层的核心技术感知层的核心技术7.声音识别声音识别/语音识别技术语音识别技术语音识别技术也被称为自动语音识别（语音识别技术也被称为自动语音识别（Automatic Speech Recognition，简称，简称ASR），其目标是将人类语音）

9、，其目标是将人类语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入，例如按键、二进中的词汇内容转换为计算机可读的输入，例如按键、二进制编码或者字符序列。制编码或者字符序列。1.3.1感知层的核心技术感知层的核心技术8.中间件技术中间件技术中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术间共享资源。中间件位用软件借助这种软件在不同的技术间共享资源。中间件位于客户机于客户机/服务器在操作系统之上，管理计算机资源和网服务器在操作系统之上，管理计算机资源和网络通讯，是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。相络通讯，是连接两个独立应用程序或独

10、立系统的软件。相连接的系统，即使它们具有不同的接口，但通过中间件相连接的系统，即使它们具有不同的接口，但通过中间件相互之间仍能交换信息。互之间仍能交换信息。1.3.2网络层技术网络层技术1.异构网融合技术异构网融合技术网络不具有相同的传输性质和通信协议。目前，不同网络不具有相同的传输性质和通信协议。目前，不同类型的网络之间的链接大多是异构网间的链接。类型的网络之间的链接大多是异构网间的链接。1.3.2网络层技术网络层技术2.远程控制技术远程控制技术远程控制是管理人员在异地通过计算机异地拨号或双远程控制是管理人员在异地通过计算机异地拨号或双方接入方接入Internet的手段，连通需被控制的计算机

11、，将被控的手段，连通需被控制的计算机，将被控计算机的桌面环境显示到本地计算机上，通过本地计算机计算机的桌面环境显示到本地计算机上，通过本地计算机对远方计算机进行配置、软件安装程序、修改等工作。对远方计算机进行配置、软件安装程序、修改等工作。1.3.2网络层技术网络层技术3.存储资源管理技术存储资源管理技术存储资源管理是一类应用程序，它们管理和监控物理存储资源管理是一类应用程序，它们管理和监控物理及逻辑层次上的存储资源，从而简化了管理，提高了数据及逻辑层次上的存储资源，从而简化了管理，提高了数据的可用性。的可用性。1.3.2网络层技术网络层技术4.互联网技术互联网技术互联网技术指在计算机的基础上

12、开发建立的一种信息互联网技术指在计算机的基础上开发建立的一种信息技术（技术（Information Technology，简称，简称IT）。）。1.3.2网络层技术网络层技术5. 网络协议技术网络协议技术网络协议的定义：为计算机网络中进行数据交换而建网络协议的定义：为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。立的规则、标准或约定的集合。常见的网络协议：物理层网络协议、数据链路层网络常见的网络协议：物理层网络协议、数据链路层网络协议、网络层协议、传输层协议、应用层协议。协议、网络层协议、传输层协议、应用层协议。1.3.2网络层技术网络层技术6. M2M技术技术M2M是将数据从一台终

13、端传送到另一台终端，也就是是将数据从一台终端传送到另一台终端，也就是机器与机器（机器与机器（Machine to Machine）。人对机器（）。人对机器（Man to Machine）、机器对人（）、机器对人（MantoMachine）、移动网）、移动网络对机器（络对机器（Mobile to Machine）之间的连接与通信，它涵）之间的连接与通信，它涵盖了所有现实的人、机器、系统之间建立通信连接的技术盖了所有现实的人、机器、系统之间建立通信连接的技术和手段。和手段。1.3.2网络层技术网络层技术7. 无线接入技术无线接入技术无线接入技术（无线接入技术（Wireless Access）是一种

14、利用微波、卫）是一种利用微波、卫星等无线传输技术将用户终端接入到业务节点，为用户提星等无线传输技术将用户终端接入到业务节点，为用户提供各种业务的通信方式。供各种业务的通信方式。1.3.2网络层技术网络层技术8. 云计算技术云计算技术云计算的核心思想是将大量用网络连接的计算资源统云计算的核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按所需服务一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按所需服务。提供资源的网络被称为提供资源的网络被称为“云云”。云计算的产业三级分层：云软件、云平台和云设备。云计算的产业三级分层：云软件、云平台和云设备。1.3.2网络层技术网络层技术9.

15、通信技术通信技术（1）Wi-Fi技术。技术。 （6）802.15.4。（2）ZigBee技术。技术。 （7）IPv6。（3）WiMax。 （8）4G。（4）蓝牙技术。）蓝牙技术。 （9）Wireless MAN-Advanced。（5）红外技术。）红外技术。1.3.3应用应用层技术层技术1. 智能交通智能交通 5.车联网车联网2. 智能电网智能电网 6.智能农业智能农业3. 智能家居智能家居 7.智能旅游智能旅游4. 智能医疗智能医疗1.3.4共性支撑共性支撑技术技术1. 全球定位技术智能电网全球定位技术智能电网 5.嵌入式技术嵌入式技术2. GPS原理原理 6.信息安全信息安全3. 室内无线定位技术室内无线定位技术 7.海量信息存储海量信息存储4.遥感技术遥感技术 8.智能决策支持系统（智能决策支持系统（DSS）