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第08章

物联网技术第08章物联网技术1第03章物联网技术内容提要:物联网的核心技术及体系结构物联网的标识技术物联网所涉及的通信技术物联网涉及的网络技术网络定位和发现技术物联网的应用第03章物联网技术内容提要:28.1物联网的起源与发展8.1.1物联网的出现2019年至2019年,物联网方面的工作在实验室中,主要工作集中在物品身份的自动识别,如何减少识别错误和提高识别效率是重点。2019年,“EPC决策研讨会”召开。作为物联网方面第一个国际会议,得到全球90多个公司的大力支持。物联网相关工作开始走出实验室。以后,物联网获得跨越式发展,美国、中国等一些国家将发展物联网列为国家战略发展计划的重要内容。8.1物联网的起源与发展8.1.1物联网的出现38.1.2物联网在国外的发展IBM提出了“智慧地球”的构想,2009年,美国将物联网提升到国家战略。欧盟委员会提出物联网的三方面特性:(1)物联网建立在特有基础设施上,将是一系列新的独立系统,基础设施要依存于现有的互联网;(2)物联网将伴随新的业务共同发展;(3)物联网的通信模式:物与人通信、物与物通信等,特别强调了包括机对机通信(M2M)。8.1.2物联网在国外的发展IBM提出了“智慧地球”的构想4物联网示意图物联网示意图58.1.3物联网在国内的发展2009年8月,温家宝“感知中国”的讲话将我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮,无锡市率先建立了“感知中国”研究中心,中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院。截至2019年,发改委、工信部等部委会同有关部门,在新一代信息技术方面开展研究,以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施。2019年中国物联网产业市场规模达到2600多亿元。8.1.3物联网在国内的发展2009年8月,温家宝“感知中68.1.4物联网的概念与定义网络结构:物联网就是通过Internet将众多信息传感设备与应用系统连接起来,在广域网范围内对物品身份进行识别的分布式系统。物联网:是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。具有智能、先进、互联这三个重要特征。8.1.4物联网的概念与定义网络结构:物联网就是通过In7物联网描述如下通过二维码识读设备、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统和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相连接,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。物联网描述如下通过二维码识读设备、射频识别(RFID)装置88.1.5物联网的特征与认识物联网具有以下三大特征:(1)全面感知利用RFID、传感器、二维码等技术可随时随地获取物体的信息。(2)可靠传递通过无线网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递给用户。(3)智能处理利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化控制。8.1.5物联网的特征与认识98.2物联网的核心技术及体系结构

8.2.1物联网的技术体系1.感知、网络通信和应用关键技术2.支撑技术3.共性技术8.2物联网的核心技术及体系结构8.2.1物联网的技101.感知、网络通信和应用关键技术(1)传感和识别技术(2)网络通信技术(3)海量信息智能处理(4)面向服务的体系架构1.感知、网络通信和应用关键技术(1)传感和识别技术11

8.2.2物联网的结构

从物联网的功能上来说,应该具备四个特征:全面感知能力数据信息的可靠传递可以智能处理建成应用解决方案8.2.2物联网的结构从物联网的功能上来说12物联网的技术体系框架物联网的技术体系框架131.感知识别层感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层的主要技术。感知层由传感器节点接入网关组成,智能节点感知(温度、湿度、图像等)信息,并自行组网传递到上层网关接入点,由网关将收集到的感应信息通过网络层提交到后台处理。1.感知识别层感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技14传感器组成的感知结构传感器组成的感知结构152.网络构建层网络是物联网最重要的基础设施之一物联网在网络构建层存在各种网络形式,有如下几种:(1)互联网(2)无线宽带网(3)无线低速网(4)移动通信网2.网络构建层网络是物联网最重要的基础设施之一16网络构建层网络构建层173.管理服务层管理服务层位于感知识别和网络构建层之上,综合应用层之下,智慧就来自这一层(1)数据库(2)海量信息存储(3)数据中心(4)搜索引擎(5)数据挖掘技术3.管理服务层管理服务层位于感知识别和网络构建层之上,综合184.综合应用层物联网应用以“物”或者物理世界为中心,涵盖物品追踪、环境感知、智能物流、智能交通、智能电网等(1)智能物流(2)智能交通(3)绿色建筑(4)智能电网(5)环境监测4.综合应用层物联网应用以“物”或者物理世界为中心,涵盖物198.2.3未来的物联网架构技术物联网体系结构有以下几点:物联网需要一个开放的架构、最大限度的满足不同系统和分布式资源之间的互操作性需求。未来的物联网的架构还需要有良好的、明确定义的、呈现为粒度形式的层次划分。8.2.3未来的物联网架构技术物联网体系结构有以下几点:208.3物联网的主要特点标识技术物联网所涉及的通信技术物联网涉及的网络技术网络定位和发现技术8.3物联网的主要特点标识技术218.3.1标识技术条形码技术磁卡(magneticcard)技术IC卡(集成电路卡、智能卡)技术射频技术传感器技术光学字符识别技术语音识别技术生物计量识别技术遥感技术机器人智能感知技术8.3.1标识技术条形码技术221.条形码技术条形码是一种信息图形化表示方法,可以把信息制作成条形码,然后用相应的扫描设备把其中的信息输入到计算机中。条形码分为一维条码和二维条码。1.条形码技术条形码是一种信息图形化表示方法,可以把信息制232.磁卡(magneticcard)技术磁卡是一种卡片状的磁性记录介质,利用磁性载体记录字符与数字信息,用来识别身份或其他用途。按照使用基材的不同,磁卡可分为PET卡、PVC卡和纸卡三种;按照视磁层构造的不同,又可分为磁条卡和全涂磁卡两种。2.磁卡(magneticcard)技术磁卡是一种卡片状243.IC卡(集成电路卡、智能卡)技术IC卡是将一个微电子芯片嵌入符合ISO7816标准的卡基中,做成卡片形式。IFD内CPU通过一个接口电路与IC卡相连并进行通信。非接触式IC卡又称射频卡,采用射频技术与IC卡的读卡器进行通讯,3.IC卡(集成电路卡、智能卡)技术IC卡是将一个微电子25IC卡工作的基本原理是射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波,卡片内有一个IC串联谐振电路,其频率与读写器发射的频率相同,这样在电磁波激励下,LC谐振电路产生共振,从而使电容内有了电荷;IC卡工作的基本原理是射频读写器向IC卡发一组固定频率的电264.射频技术RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,主要用来为各种物品建立唯一的身份标识,是物联网的重要支持技术。RFID的系统组成包括:电子标签、读写器(阅读器)、以及作为服务器的计算机。其中,电子标签中包含RFID芯片和天线。RFID的系统组成4.射频技术RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,275.传感器技术传感器网络是一种由传感器节点组成的网络,其中每个传感器节点都具有传感器、微处理器以及通信单元,节点之间通过通信联络组成网络,共同协作来监测各种物理量和事件。传感器是各种信息处理系统获取信息的一个重要途径。是物联网中获得信息的主要设备。(1)常见的传感器(2)微机电(MEMS)传感器(3)智能传感器5.传感器技术传感器网络是一种由传感器节点组成的网络,其中28(1)常见的传感器作为物联网中的信息采集设备,传感器利用各种机制把被观测量转换为一定形式的电信号,然后由相应的信号处理装置来处理,并产生相应的动作。常见的传感器包括温度、压力、湿度、光电、霍尔磁性传感器等。(1)常见的传感器作为物联网中的信息采集设备,传感器利用各种29(2)微机电(MEMS)传感器微机电简称MEMS,是一种由微电子、微机械部件构成的微型器件,多采用半导体工艺加工。目前出现的微机电器件包括压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷嘴和硬盘驱动头等。微机电压力传感器(2)微机电(MEMS)传感器微机电简称MEMS,是一种由微30(3)智能传感器智能传感器是一种具有一定信息处理能力的传感器目前把传统的传感器与微处理器结合的方式来制造。传统的传感器与智能传感器构成的应用系统对比(3)智能传感器智能传感器是一种具有一定信息处理能力的传感器316.光学字符识别技术光学字符识别OCR技术:是指电子设备(例如扫描仪或数码相机)检查纸上打印的字符,通过检测暗、亮的模式确定其形状,然后用字符识别方法将形状翻译成计算机文字的过程。OCR识别系统的工作流6.光学字符识别技术光学字符识别OCR技术:是指电子设备32

7.语音识别技术语音识别技术自动语音识别目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入例如按键、二进制编码或者字符序列。7.语音识别技术语音识别技术338.生物计量识别技术生物识别技术就是,通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特性(如指纹、脸像、红膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。生物识别技术比传统的身份鉴定方法更具有安全性、保密性和方便性。8.生物计量识别技术生物识别技术就是,通过计算机与光学、349.遥感技术通过遥感器在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标,获取其反射、辐射或散射的电磁波信息,并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。遥测:将对象参量的近距离测量值传输至远距离的测量站点来实现远距离测量的技术。遥感技术9.遥感技术通过遥感器在远离目标和非接触目标物体条件下3510.机器人智能感知技术机器感知:由一连串复杂程序组成的大规模信息处理系统,信息通常由很多常规传感器采集,经过这些程序的处理后,得到一些非基本感官能得到的结果。机器感知技术:重点研究生物特征、以自然语言和动态图像的理解为基础的“以人为中心”的智能信息处理和控制技术、中文信息处理;用于研究生物特征识别、智能交通等相关领域的系统技术。10.机器人智能感知技术机器感知:由一连串复杂程序组成368.3.2物联网所涉及的通信技术物联网背景下连接的物体,有智能的也有非智能的。为适应物联网中那些能力较低的节点低速率、低通信半径、低计算能力和低能量的要求,操作前提就是先将他们连接起来,低速网络协议是实现全面互联互通的前提。典型的无线低速网络协议有蓝牙(802.15.1协议)紫蜂ZigBee(802.15.4协议)红外及近距离无线通信NFC等无线低速网络技术。8.3.2物联网所涉及的通信技术物联网背景下连接的物体,378.3.3物联网涉及的网络技术1.非接触射频识别系统(RFID)无线射频识别技术,即射频识别。RFID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。RFID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。RFID电子标签网络系统由三部分组成:标签阅读器数据传输处理系统8.3.3物联网涉及的网络技术1.非接触射频识别系统(382.EPC信息网络系统以RFID系统为基础,结合网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成且比Internet更为庞大的物联网,成为技术发展的趋势。EPC物联网:系统结构2.EPC信息网络系统以RFID系统为基础,结合网络技39表8.2EPC系统构成

EPC网络的特点是:EPC系统由产品电子代码、射频识别系统和信息网络系统构成。表8.2EPC系统构成EPC网络的特点是:403.无线传感器网络无线传感器网络是:大量部署在作用区域内的具有与计算能力的微小传感器节点无线通信功能的通过自组织方式构成的能根据环境自主完成指定任务的分布式智能化网络系统。传感器网络综合传感器技术嵌入式计算技术现代网络及无线通信技术分布式信息处理技术等。3.无线传感器网络无线传感器网络是:414.无线局域网(WiFi)(1)无线局域网概述(2)无线局域网标准(3)无线局域网的主要类型(4)无线网络接入设备(5)无线网络架设(6)个人局域网(7)无线城域网(8)超宽带技术UWB(9)无线网格式网络4.无线局域网(WiFi)(1)无线局域网概述42无线局域网的主要类型①红外线局域网②扩频无线局域网③窄带微波无线局域网无线局域网的主要类型①红外线局域网43个人局域网1.蓝牙技术2.IrDA3.HomeRF4.超宽带UWB个人局域网1.蓝牙技术448.3.4网络定位和发现技术1.位置服务(LBS,LocationBasedServices)2.GPS全球定位系统3.蜂窝基站定位4.AGPS定位5.无线室内环境定位6.传感器网络节点定位技术7.传感器网络时间同步技术8.3.4网络定位和发现技术1.位置服务(LBS,Lo451.位置服务

(LBS,LocationBasedServices)1994年,美国学者Schilit首先提出了位置服务的三大目标:你在哪里(空间信息)你和谁在一起(社会信息)附近有什么资源(信息查询)。这也成为了LBS最基础的内容。1.位置服务

(LBS,LocationBasedSe462.GPS全球定位系统GPS是英文GlobalPositioningSystem(全球定位系统)的简称GPS全球定位系统由空间部分、地面控制系统和用户设备部分三部分组成。接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。2.GPS全球定位系统GPS是英文GlobalPosi473.蜂窝基站定位GSM网络的基础结构:由一系列的蜂窝基站构成的,这些蜂窝基站把整个通信区域划分成一个个蜂窝小区。这些小区小则几十米,大则几千米。在GSM中通信时,总是需要和某一个蜂窝基站连接的,或者说是处于某一个蜂窝小区中的。那么GSM定位,就是借助这些蜂窝基站进行定位。3.蜂窝基站定位GSM网络的基础结构:由一系列的蜂窝基站构484.AGPS定位AGPS定位技术通过网络的辅助,有多种可能性,以GSM蜂窝网络为例,一般是通过GPRS网络进行辅助。4.AGPS定位AGPS定位技术通过网络的辅助,495.无线室内环境定位室内定位技术解决方案,从总体上可归纳为几类即GNSS技术(如伪卫星等)无线定位技术(无线通信信号射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技术等其它定位技术(计算机视觉、航位推算等)、GNSS和无线定位组合的定位技术(A-GPS)。5.无线室内环境定位室内定位技术解决方案,从总体上可归纳为506.传感器网络节点定位技术WSN中需要定位的节点称为未知节点,而已知自身位置并协助未知节点定位的节点称为锚节点(anchornode)。WSN的定位就是未知节点通过定位技术获得自身位置信息的过程。在WSN定位中,通常使用三边测量法、三角测量法和极大似然估计法等算法计算节点位置。6.传感器网络节点定位技术WSN中需要定位的节点称为未知节517.传感器网络时间同步技术时钟同步对于无线传感器网络非常重要:如安全协议中的时间戳数据融合中数据的时间标记带有睡眠机制的MAC层协议等都需要不同程度的时间同步。7.传感器网络时间同步技术时钟同步对于无线传感器网络非常重528.4物联网的应用(1)智慧社区(建设时间:2019-2019)(2)智能家居(建设时间:2019-2019)(3)智能环境监测(建设时间:2019)(4)智能楼宇(建设时间:2019-2019)(5)智能电网(建设时间:2019-2019)(6)智能交通(建设时间:2019-2019)(7)智能监控(建设时间:2019)(8)特种车辆监控(建设时间:2019)(9)精准农业(建设时间:2019)(10)重点污染源监(建设时间:2019-2019)1.上海嘉定物联网工程示范项目8.4物联网的应用(1)智慧社区(建设时间:2019-20532.医疗健康护理传感器网络基于无线传感器网络的医疗健康护理系统主要由:无线医疗传感器节点(体温、脉搏、血氧等传感器节点)若干具有路由功能的无线节点基站、PDA、具有无线网卡的笔记本、PC机等组成。2.医疗健康护理传感器网络基于无线传感器网络的医疗健康护理543.电子不停车收费系统电子不停车收费(ETC)实现高速公路电子不停车收费系统应用。收费系统车道设备包括微波天线、触发线圈、路旁控制器、电动栏杆、报警装置等。ETC收费系统车道设备包括微波天线、触发线圈、路旁控制器、电动栏杆、报警装置等。ECT原理3.电子不停车收费系统电子不停车收费(ETC)实现高速公路55

4.战场监测与指挥传感器网络

无线传感器网络的研究推动以网络技术为核心的新军事革命,诞生了网络中心战的思想和体系。主要包含:(1)战场侦查与监控(2)目标定位(3)毁伤效果评估(4)核生化监测(5)高速运动目标识别及抗冲突能力。4.战场监测与指挥传感器网络无线传感器网络的56战场监测与指挥战场监测与指挥575.矿用射频识别人员定位系统

系统采用了射频识别技术具有以下特点:(1)全员实时精确定位:定位精度±10米以内;(2)无线移动瓦斯监测:能够实时显示井下人员周边瓦斯浓度;(3)双向无线寻呼:系统可向目标发出呼叫信息;5.矿用射频识别人员定位系统系统采用了射频识别技术58本章小结物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,与互联网结合而形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人、所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。本章小结物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控59本章习题1.物联网的概念与其三大特征?2.网络是物联网最重要的基础设施之一。物联网在网络构建层存在各种网络形式,通常使用的网络形式有哪些种?并简要说说其含义。3.4G是第四代移动通信及其技术的简称,4G移动系统网络结构可以分为几层?每层的作用是什么?4.无线局域网的主要类型?如何构建无线城域网?本章习题1.物联网的概念与其三大特征?60本章习题5.GPS全球定位系统与AGPS定位的区别。6.非接触射频识别系统(RFID)、EPC信息网络系统与无线传感器网络三个系统的优点与缺点?并简要说明各系统应用的环境。7.三种3G标准的主要技术差别。8.EPC系统构成?本章习题5.GPS全球定位系统与AGPS定位的区别。61计算机网络通信技术第08章-物联网技术课件62谢谢!谢谢!63第08章

物联网技术第08章物联网技术64第03章物联网技术内容提要:物联网的核心技术及体系结构物联网的标识技术物联网所涉及的通信技术物联网涉及的网络技术网络定位和发现技术物联网的应用第03章物联网技术内容提要:658.1物联网的起源与发展8.1.1物联网的出现2019年至2019年,物联网方面的工作在实验室中,主要工作集中在物品身份的自动识别,如何减少识别错误和提高识别效率是重点。2019年,“EPC决策研讨会”召开。作为物联网方面第一个国际会议,得到全球90多个公司的大力支持。物联网相关工作开始走出实验室。以后,物联网获得跨越式发展,美国、中国等一些国家将发展物联网列为国家战略发展计划的重要内容。8.1物联网的起源与发展8.1.1物联网的出现668.1.2物联网在国外的发展IBM提出了“智慧地球”的构想,2009年,美国将物联网提升到国家战略。欧盟委员会提出物联网的三方面特性:(1)物联网建立在特有基础设施上,将是一系列新的独立系统,基础设施要依存于现有的互联网;(2)物联网将伴随新的业务共同发展;(3)物联网的通信模式:物与人通信、物与物通信等,特别强调了包括机对机通信(M2M)。8.1.2物联网在国外的发展IBM提出了“智慧地球”的构想67物联网示意图物联网示意图688.1.3物联网在国内的发展2009年8月,温家宝“感知中国”的讲话将我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮,无锡市率先建立了“感知中国”研究中心,中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院。截至2019年,发改委、工信部等部委会同有关部门,在新一代信息技术方面开展研究,以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施。2019年中国物联网产业市场规模达到2600多亿元。8.1.3物联网在国内的发展2009年8月,温家宝“感知中698.1.4物联网的概念与定义网络结构:物联网就是通过Internet将众多信息传感设备与应用系统连接起来,在广域网范围内对物品身份进行识别的分布式系统。物联网:是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。具有智能、先进、互联这三个重要特征。8.1.4物联网的概念与定义网络结构:物联网就是通过In70物联网描述如下通过二维码识读设备、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统和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相连接,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。物联网描述如下通过二维码识读设备、射频识别(RFID)装置718.1.5物联网的特征与认识物联网具有以下三大特征:(1)全面感知利用RFID、传感器、二维码等技术可随时随地获取物体的信息。(2)可靠传递通过无线网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递给用户。(3)智能处理利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化控制。8.1.5物联网的特征与认识728.2物联网的核心技术及体系结构

8.2.1物联网的技术体系1.感知、网络通信和应用关键技术2.支撑技术3.共性技术8.2物联网的核心技术及体系结构8.2.1物联网的技731.感知、网络通信和应用关键技术(1)传感和识别技术(2)网络通信技术(3)海量信息智能处理(4)面向服务的体系架构1.感知、网络通信和应用关键技术(1)传感和识别技术74

8.2.2物联网的结构

从物联网的功能上来说,应该具备四个特征:全面感知能力数据信息的可靠传递可以智能处理建成应用解决方案8.2.2物联网的结构从物联网的功能上来说75物联网的技术体系框架物联网的技术体系框架761.感知识别层感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层的主要技术。感知层由传感器节点接入网关组成,智能节点感知(温度、湿度、图像等)信息,并自行组网传递到上层网关接入点,由网关将收集到的感应信息通过网络层提交到后台处理。1.感知识别层感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技77传感器组成的感知结构传感器组成的感知结构782.网络构建层网络是物联网最重要的基础设施之一物联网在网络构建层存在各种网络形式,有如下几种:(1)互联网(2)无线宽带网(3)无线低速网(4)移动通信网2.网络构建层网络是物联网最重要的基础设施之一79网络构建层网络构建层803.管理服务层管理服务层位于感知识别和网络构建层之上,综合应用层之下,智慧就来自这一层(1)数据库(2)海量信息存储(3)数据中心(4)搜索引擎(5)数据挖掘技术3.管理服务层管理服务层位于感知识别和网络构建层之上,综合814.综合应用层物联网应用以“物”或者物理世界为中心,涵盖物品追踪、环境感知、智能物流、智能交通、智能电网等(1)智能物流(2)智能交通(3)绿色建筑(4)智能电网(5)环境监测4.综合应用层物联网应用以“物”或者物理世界为中心,涵盖物828.2.3未来的物联网架构技术物联网体系结构有以下几点:物联网需要一个开放的架构、最大限度的满足不同系统和分布式资源之间的互操作性需求。未来的物联网的架构还需要有良好的、明确定义的、呈现为粒度形式的层次划分。8.2.3未来的物联网架构技术物联网体系结构有以下几点:838.3物联网的主要特点标识技术物联网所涉及的通信技术物联网涉及的网络技术网络定位和发现技术8.3物联网的主要特点标识技术848.3.1标识技术条形码技术磁卡(magneticcard)技术IC卡(集成电路卡、智能卡)技术射频技术传感器技术光学字符识别技术语音识别技术生物计量识别技术遥感技术机器人智能感知技术8.3.1标识技术条形码技术851.条形码技术条形码是一种信息图形化表示方法,可以把信息制作成条形码,然后用相应的扫描设备把其中的信息输入到计算机中。条形码分为一维条码和二维条码。1.条形码技术条形码是一种信息图形化表示方法,可以把信息制862.磁卡(magneticcard)技术磁卡是一种卡片状的磁性记录介质,利用磁性载体记录字符与数字信息,用来识别身份或其他用途。按照使用基材的不同,磁卡可分为PET卡、PVC卡和纸卡三种;按照视磁层构造的不同,又可分为磁条卡和全涂磁卡两种。2.磁卡(magneticcard)技术磁卡是一种卡片状873.IC卡(集成电路卡、智能卡)技术IC卡是将一个微电子芯片嵌入符合ISO7816标准的卡基中,做成卡片形式。IFD内CPU通过一个接口电路与IC卡相连并进行通信。非接触式IC卡又称射频卡,采用射频技术与IC卡的读卡器进行通讯,3.IC卡(集成电路卡、智能卡)技术IC卡是将一个微电子88IC卡工作的基本原理是射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波,卡片内有一个IC串联谐振电路,其频率与读写器发射的频率相同,这样在电磁波激励下,LC谐振电路产生共振,从而使电容内有了电荷;IC卡工作的基本原理是射频读写器向IC卡发一组固定频率的电894.射频技术RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,主要用来为各种物品建立唯一的身份标识,是物联网的重要支持技术。RFID的系统组成包括:电子标签、读写器(阅读器)、以及作为服务器的计算机。其中,电子标签中包含RFID芯片和天线。RFID的系统组成4.射频技术RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,905.传感器技术传感器网络是一种由传感器节点组成的网络,其中每个传感器节点都具有传感器、微处理器以及通信单元,节点之间通过通信联络组成网络,共同协作来监测各种物理量和事件。传感器是各种信息处理系统获取信息的一个重要途径。是物联网中获得信息的主要设备。(1)常见的传感器(2)微机电(MEMS)传感器(3)智能传感器5.传感器技术传感器网络是一种由传感器节点组成的网络,其中91(1)常见的传感器作为物联网中的信息采集设备,传感器利用各种机制把被观测量转换为一定形式的电信号,然后由相应的信号处理装置来处理,并产生相应的动作。常见的传感器包括温度、压力、湿度、光电、霍尔磁性传感器等。(1)常见的传感器作为物联网中的信息采集设备,传感器利用各种92(2)微机电(MEMS)传感器微机电简称MEMS,是一种由微电子、微机械部件构成的微型器件,多采用半导体工艺加工。目前出现的微机电器件包括压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷嘴和硬盘驱动头等。微机电压力传感器(2)微机电(MEMS)传感器微机电简称MEMS,是一种由微93(3)智能传感器智能传感器是一种具有一定信息处理能力的传感器目前把传统的传感器与微处理器结合的方式来制造。传统的传感器与智能传感器构成的应用系统对比(3)智能传感器智能传感器是一种具有一定信息处理能力的传感器946.光学字符识别技术光学字符识别OCR技术:是指电子设备(例如扫描仪或数码相机)检查纸上打印的字符,通过检测暗、亮的模式确定其形状,然后用字符识别方法将形状翻译成计算机文字的过程。OCR识别系统的工作流6.光学字符识别技术光学字符识别OCR技术:是指电子设备95

7.语音识别技术语音识别技术自动语音识别目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入例如按键、二进制编码或者字符序列。7.语音识别技术语音识别技术968.生物计量识别技术生物识别技术就是,通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特性(如指纹、脸像、红膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。生物识别技术比传统的身份鉴定方法更具有安全性、保密性和方便性。8.生物计量识别技术生物识别技术就是,通过计算机与光学、979.遥感技术通过遥感器在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标,获取其反射、辐射或散射的电磁波信息,并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。遥测:将对象参量的近距离测量值传输至远距离的测量站点来实现远距离测量的技术。遥感技术9.遥感技术通过遥感器在远离目标和非接触目标物体条件下9810.机器人智能感知技术机器感知:由一连串复杂程序组成的大规模信息处理系统,信息通常由很多常规传感器采集,经过这些程序的处理后,得到一些非基本感官能得到的结果。机器感知技术:重点研究生物特征、以自然语言和动态图像的理解为基础的“以人为中心”的智能信息处理和控制技术、中文信息处理;用于研究生物特征识别、智能交通等相关领域的系统技术。10.机器人智能感知技术机器感知:由一连串复杂程序组成998.3.2物联网所涉及的通信技术物联网背景下连接的物体,有智能的也有非智能的。为适应物联网中那些能力较低的节点低速率、低通信半径、低计算能力和低能量的要求,操作前提就是先将他们连接起来,低速网络协议是实现全面互联互通的前提。典型的无线低速网络协议有蓝牙(802.15.1协议)紫蜂ZigBee(802.15.4协议)红外及近距离无线通信NFC等无线低速网络技术。8.3.2物联网所涉及的通信技术物联网背景下连接的物体,1008.3.3物联网涉及的网络技术1.非接触射频识别系统(RFID)无线射频识别技术,即射频识别。RFID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。RFID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。RFID电子标签网络系统由三部分组成:标签阅读器数据传输处理系统8.3.3物联网涉及的网络技术1.非接触射频识别系统(1012.EPC信息网络系统以RFID系统为基础,结合网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成且比Internet更为庞大的物联网,成为技术发展的趋势。EPC物联网:系统结构2.EPC信息网络系统以RFID系统为基础,结合网络技102表8.2EPC系统构成

EPC网络的特点是:EPC系统由产品电子代码、射频识别系统和信息网络系统构成。表8.2EPC系统构成EPC网络的特点是:1033.无线传感器网络无线传感器网络是:大量部署在作用区域内的具有与计算能力的微小传感器节点无线通信功能的通过自组织方式构成的能根据环境自主完成指定任务的分布式智能化网络系统。传感器网络综合传感器技术嵌入式计算技术现代网络及无线通信技术分布式信息处理技术等。3.无线传感器网络无线传感器网络是:1044.无线局域网(WiFi)(1)无线局域网概述(2)无线局域网标准(3)无线局域网的主要类型(4)无线网络接入设备(5)无线网络架设(6)个人局域网(7)无线城域网(8)超宽带技术UWB(9)无线网格式网络4.无线局域网(WiFi)(1)无线局域网概述105无线局域网的主要类型①红外线局域网②扩频无线局域网③窄带微波无线局域网无线局域网的主要类型①红外线局域网106个人局域网1.蓝牙技术2.IrDA3.HomeRF4.超宽带UWB个人局域网1.蓝牙技术1078.3.4网络定位和发现技术1.位置服务(LBS,LocationBasedServices)2.GPS全球定位系统3.蜂窝基站定位4.AGPS定位5.无线室内环境定位6.传感器网络节点定位技术7.传感器网络时间同步技术8.3.4网络定位和发现技术1.位置服务(LBS,Lo1081.位置服务

(LBS,LocationBasedServices)1994年,美国学者Schilit首先提出了位置服务的三大目标:你在哪里(空间信息)你和谁在一起(社会信息)附近有什么资源(信息查询)。这也成为了LBS最基础的内容。1.位置服务

(LBS,LocationBasedSe1092.GPS全球定位系统GPS是英文GlobalPositioningSystem(全球定位系统)的简称GPS全球定位系统由空间部分、地面控制系统和用户设备部分三部分组成。接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。2.GPS全球定位系统GPS是英文GlobalPosi1103.蜂窝基站定位GSM网络的基础结构:由一系列的蜂窝基站构成的,这些蜂窝基站把整个通信区域划分成一个个蜂窝小区。这些小区小则几十米,大则几千米。在GSM中通信时,总是需要和某一个蜂窝基站连接的,或者说是处于某一个蜂窝小区中的。那么GSM定位,就是借助这些蜂窝基站进行定位。3.蜂窝基站定位GSM网络的基础结构:由一系列的蜂窝基站构1114.AGPS定位AGPS定位技术通过网络的辅助,有多种可能性,以GSM蜂窝网络为例,一般是通过GPRS网络进行辅助。4.AGPS定位AGPS定位技术通过网络的辅助,1125.无线室内环境定位室内定位技术解决方案,从总体上可归纳为几类即GNSS技术(如伪卫星等)无线定位技术(无线通信信号射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技术等其它定位技术(计算机视觉、航位推算等)、GNSS和无线定位组合的定位技术(A-GPS)。5.无线室内环境定位室内定位技术解决方案,从总体上可归纳为1136.传感器网络节点定位技术WSN中需要定位的节点称为未知节点,而已知自身位置并协助未知节点定位的节点称为锚节点(anchornode)。WSN的定位就是未知节

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