物联网工程技术第一章25.pptx

第一章 绪论;1.1 物联网的基本概念;物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。国际电联曾预测，未来世界是无所不在的物联网世界，到2017年将有7万亿传感器为地球上的70亿人口提供服务。一方面物联网可以用于提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟等都在投入巨资，深入研究探索物联网。中国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。 ;1.1.1 物联网与互联网;;;1.1.2 物联网的相关概念;2．无线传感器网络 定义1：无线传感器网络是由若干具有无线通信能力的传感器节点自组织构成的网络。 定义2：泛在传感器网络（Ubiquitous Sensor Network）是由智能传感器节点组成的网络，可以以“任何地点、任何时间、任何人、任何物”的形式被部署。 定义3：传感器网络以对物理世界的数据采集和信息处理为主要任务，以网络为信息传递载体，实现物与物、物与人之间的信息交互，提供信息服务的智能网络信息系统。 ;;1.2.1 物联网的体系结构;1．感知层：主要包括二维码（含IC卡、磁卡、一维码等）和识读器、RFID标签和读写器、摄像头（多媒体信息设备）、GPS（实时定位设备）、传感器、传感器网络和传感器网关以及执行器等，实现对物体的感知与识别，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。 感知层主要负责对其工作范围内的环境变化进行监视，采集数据的方式主要分为两种： 主动式采集：主要用于人们所设定的日常工作中 被动式采集：主要用于获取一些特定的数据来满足特殊的需要 2．网络层：实现更加广泛的互连功能，能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送。网络层包括各种通信网络与互联网形成的融合网络，是相对成熟的部分。网络层是物联网成为普遍服务的基础设施，有待突破的方向是向下与感知层的结合，向上与应用层的结合。 ;3．应用层：将物联网技术与行业专业领域技术相结合，实现广泛智能化应用的解决方案，利用现有的手机、PC、PDA等终端实现应用，即主要功能是物联网的数据处理与应用。应用层的关键问题在于信息的社会化共享，以及信息安全的保障。另外，物联网管理中心、信息中心、云计算平台、专家系统等对海量信息进行智能处理亟待突破。 物联网体系结构中的三层分别对应着物联网的三个基本特征： 全面感知，即利用传感器、RFID等随时随地获取物体的信息； 实时传递，通过各种网络传输手段将物体的信息实时准确地传递出去； 全面应用，包括资源的共享和交换、对海量数据和信息进行分析和处理、对各种方案实施智能化的决策等。 ;;1.2.2 物联网技术体系结构;1.2.3 物联网的特征;1.3 物联网关键技术分析;3．通信技术 要解决海量物体通信问题的技术。要应对以下挑战：提供一个完整的端到端系统；网络连接的范围将成指数增长，可测量性，互操作性；如何确保网络运营商的投资回报；新的射频技术和需要满足新设备的连接需求等以及多通信协议标准的融合和互操作。 4．网络技术 集合了有线和无线方式的网络技术，实现物体无缝和透明接入。新的网络技术应该能支持现有网络结构；组网系统间可扩展、跨平台兼容；支持芯片级的组网；减小开销并为物体提供有效连接的解决方案；芯片通信结构中参数可动态配置；通信基础设施随网络负荷而变化；通过功率感知来进行自适应；可能以IP为基础组成满足新需求的网络。 5．软件服务与算法 该类技术实现不同软件的统一与互操作。满足以下需求：如何在大量无关软件模块中建立一个固有应用软件；将不同环境下的软件整合成一个系统；互联网之上，定义一个新的协议来描述和解决服务实例；解决可扩展性的关键——分布式智能等。 ;6．硬件 低功耗多处理系统中的自适应硬件和并行处理等。新的硬件要满足以下挑战：对配置进行动态修改和设置；处理自适应和自配置设计时的不可预测问题；根据具体应用和上下文的通信需求按需调整基础设施之间的互联情况等。 7．物联网能量技术 让传感设备从环境中获取能量，这些物体的电池可以自动地进行充电。目前面临的问题有：能量收集技术仍然不够；微功率技术的应用；大能量存储设备的小型化问题；能源高效利用等。 8．安全和隐私技术 目的是保护个人隐私、商业机密和国际安全。应对的挑战：阻止非授权实体的识别和跟踪；阻止未授权信息的访问；需要考虑物体位置、数据所有性等必威体育官网网址问题。 ;9．标准 物联网应用系统会数不胜数，要确保不同系统间的信息能畅通地交互，就必须订立标准，使异构设备可通过标准接口和数据模型来交互信息。目前面临的挑战：物联网的异构设备互联的接口标准与数据模型；目前已有多种