物联网导论 _原创精品文档.pdfVIP

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物联网是一个基于互联网，传统电信网的信息载体，让能够被独立寻址的普通物理对象实现

互联互通的网络，它具有普通对象设备化，自制终端互联化，普适服务智能化三个特征，

根据信息生成，传输，处理和应用的原则，物联网核心技术分为四层：感知识别层，网络构

建层，管理服务层，综合应用层

感知识别是物联网核心技术，联系物理世界和信息世界,包括RFID,无线传感器

网络构建层把感知识别层数据接入互联网，供上层使用

管理服务层将大规模数据高效可靠的组织起来

物联网技术和应用主要特点：

感知识别普适化

异构设备互联化

联网终端规模化

管理调控智能化

应用服务链条化

应用：智能物流，交通，建筑，电网，环境监测，医疗

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感知识别

条形码缺点：读取速度慢，存储能力小，工作距离近，穿透能力弱，适应性不强，不能进行

写操作。

RFID优势：防水，防磁，穿透性强，读取速度快，识别距离远，存储数据能力大，可加密，

可读可写

自动识别技术：光符合识别，语音识别，生物计量识别虹膜指纹

IC卡特点：存储容量大，安全必威体育官网网址性好，数据处理能力强

射频识别技术：RFID利用射频信号通过空间耦合，实现无接触信息传递并通过传递的信息

达到自动识别的目的，明显的优点是阅读器和标签不需要接触

分为传送器，接收器，微处理器，天线，标签

阅读器：主动向标签询问标识信息

天线：在标签和阅读器之间传递射频信号，每次只能激活一个天线

标签：耦合元件，芯片及微型天线组成，有电子编码

RFID比条形码的优点：体积小形状多样，适应环境性强，可重复使用，穿透性强，数据安

全性（通过冗余校验方法保证数据准确性）

主动式标签内部携带电源

被动式标签内部不携带电源

半主动式标签具有被动和主动标签所有优点可以携带传感器

频率分为低频高频和超高频

随着阅读器通信距离增加当多个标签同时发送标识信号时无法解析

解决冲突方法

空间分多址码分多址频分多址时分多址

时分多址：让标签在阅读器指挥下在不同时间片内发送识别信号基于ALONHA算法

纯ALOHA算法：阅读接受到信号后检测是否有冲突，发生冲突，阅读器发送冲突确认，标

签接收到冲突确认后随机独立等待一段时间再重新发送避免冲突，直到成功信道利用率18。

4%低，时间不需要同步，碰撞概率大

S-ALONA分时隙算法：将时间分为若干时隙每个时隙大于等于标签标识符发送的时间长度，

每个标签只能在时隙开始时刻发送标识符，信道利用率36.8%，需要时间同步，避免了一些

碰撞的发生

基于帧的分时隙ALOHA防冲突算法FSA：将若干个时隙组成为一帧，阅读器按帧为单元进

行读取，帧内只随机发送一次，降低了碰撞概率，优点逻辑简单，电路设计简单，所需内存

小，

局限性在于当标签数远大于帧的个数时冲突发生概率大，识别时间增长，当远小于时，浪费

时隙，

Q算法：在一帧中出现过多冲突时，阅读器会提前结束该帧并重新发送一个更大的帧，自适

应调整帧数，根据前面发生冲突和空时隙数目来决定下一帧长度，

随堂练习题：

Q算法的基本原理是什么？进行调优的过程和思想是什么？

纯A算法和基于帧的分时隙A算法有何区别？后有哪些改进？

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传感器：能感受被测量，并按一定规律转化成可用输出信号，

传感器技术通信技术，计算机技术信息技术三大支柱

微型化，智能化，网络化

无线传感节点的组成：电源，传感器，为处理器，无线通信芯片

微处理器：负责计算的核心集成了内存，闪存模数转换器，数字IO，

影响性能：功耗特性，唤醒时间，供电电压，运算速度，内存大小

通信芯片，最重要的组成部分，耗能最大，

制约传感器性能提升的因素：功耗的制约，价格的制约，体积的制约

传感器设计需求：

低成本与微型化低成本的结点才能被大规模部署微型化的，结点才能使部署更加绒容易

低功耗实现长时间部署

灵活性与扩展性被用于不同的应用中，软件设计可剪裁，标准IO接口

鲁棒性保证保证结点长时间工作增加冗余性，

结点操作系统：TINYOS结点操作系统是微型化的

TINYOS使用nesc语言编写

是为资源有限，平台多样设计的，

核心使用了单线程任务调度机制，任意时刻只能执行一个任务，在任务中不能有IO等阻塞

的调用。

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GPSGLONASS伽利略北斗

位置信息三大要素：所在地理位置处在该地理位置的时间处在该地理位置的对象

GPS组成部分：

宇宙空间部分24颗工作卫星

地面监控部分一个主控中心6个监视站

用户接受部分和卫星通信天线，和计算的微处理器，高精度时钟，GPS接收机。

定位技术

优点：