无线传感网络与物联网课件

第五章无线传感器网络与物联网2023/7/241目录传感器网络概述传感器网络应用物联网概述物联网应用2023/7/242计算机网络

计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

所谓无线网络，就是利用无线电波作为信息传输的媒介构成的无线局域网（WLAN），与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，可以和有线网络互为备份。2023/7/243网络概念911历史事件寻找拉登藏身之处应用需求引发研究热潮综观计算机网络技术的发展史，应用需求始终是推动和左右全球网络技术进步的动力与源泉。无线网络有基础设施网无基础设施网移动Adhoc网络无线传感器网络无线网络无线传感器网络概念WSN-WirelessSensorNetworks

无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户。2023/7/248传感器网络的三个基本要素：传感器，感知对象，观察者传感器网络的基本功能协作地感知、采集、处理和传输和发布感知信息2023/7/249传感器技术计算机技术通信技术感官大脑神经现代信息技术信息系统无线传感器网络无线传感器网络技术原理无线传感器网络节点组成物理层数据链路层网络层传输层应用层能量分配移动管理应用优化无线传感器网络协议构成无线传感器网络节点实物无线传感器网络常用逻辑结构传感器1传感器2传感器N无线链路无线接口模块…监控主机第一阶段最早可以追溯二十世纪70年代越战时期使用的传统的传感器系统。胡志明小道胡志明小道传感器网络发展历史热带树热带树轰炸机传感器接近感知对象传感器仅产生数据流传感器无计算能力

传感器间无通信能力SensorsObject信号分析传统的感知方法特征有线/无线连接2023/7/2417感知能力＋计算能力＋通信能力1999年商业周刊将传感器网络列为二十一世纪最具影响的21项技术之一。二十世纪80年代至90年代之间

第二阶段21世纪开始至今2001911事件2002橡树岭实验室提出“网络就是传感器”。20032006美国《技术评论》杂志评出深远影响人类未来生活的十大新兴技术，传感器网络列为第一。我国发布《国家中长期科学与技术发展规划纲要》。第三阶段现代感知方法特征SensingAreaObjectUser端

传感器网络覆盖感知对象区域每个传感器完成其临近感知对象的观测

多传感器协同完成感知区域的大观测任务使用多跳路由算法向用户报告观测结果SinkInternet或通信卫星SensornetworkUser端20无线传感网络模型传感器网络的网络结构sensornode-传感器节点sink-汇聚点sensorfield-监测区域2023/7/2422传感器网络的实体传感器节点功能：采集、处理、控制和通信等网络功能：兼顾节点和路由器资源受限：存储、计算、通信、能量Sink节点功能：连接传感器网络与Internet等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，发布管理节点的监测任务，转发收集到的数据。特点：连续供电、功能强、数量少等2023/7/2423无线传感节点的组成：电池、传感器、微处理器、无线通信芯片；相比于传统传感器，无线传感节点不仅包括传感器部件，还集成了微型处理器和无线通信芯片等，能够对感知信息进行分析处理和网络传输。无线传感器节点结构无线传感器节点功能传感器模块：信息采集、数据转换处理器模块：控制、数据处理、网络协议无线通讯模块：无线通信，交换控制信息和收发采集数据能量供应模块：提供能量2023/7/2425现代微型传感器感知能力＋计算能力＋通信能力体积小能耗小2023/7/2426传感器网络的特点大规模网络：地理区域大；部署密集提高信噪比；提高监测精度；增强容错性；减少盲区自组织网络：不确定性；拓扑结构变化资源受限：计算、存储、通讯、能量动态拓扑：节点故障；通讯故障；移动性；节点加入可靠网络：适应环境条件；鲁棒性、容错性应用相关：没有统一的通信协议平台以数据为中心2023/7/2427

功耗的制约：无线传感节点一般被部署在野外，不能通过有线供电。其硬件设计必须以节能为重要设计目标。价格的制约：无线传感节点一般需要大量组网，以完成特定的功能。其硬件设计必须以廉价为重要设计目标。体积的制约：无线传感节点一般需要容易携带，易于部署。其硬件设计必须以微型化为重要设计目标。制约传感器性能提升的因素电源能量有限；通信能力有限；计算和存储能力有限

ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。ZigBee采取了IEEE802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点：省电、简单、成本低的规格；ZigBee增加了逻辑网络、网络安全和应用层。ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。典型网络Zigbee数据传输速率低：10KB/秒-250KB/秒，专注于低传输应用功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使用6~24个月成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本网络容量大：网络可容纳65,000个设备。时延短：典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。安全：

ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128加密算法（美国新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一）,各个应用可灵活确定其安全属性。有效范围小：有效覆盖范围10-75米，具体依据实际发射功率大小和各种不同的应用模式而定工作频段灵活：使用频段为2.4GHz、868MHz（欧洲）和915MHz（美国），均为免执照（免费）的频段Zigbee的特点版本ZigBee04ZigBee06ZigBee07指令集无无ZigBeeZigBeePRO无线射频标准802.15.4802.15.4802.15.4802.15.4地址分配无CSKIPCSKIP随机拓扑星状树状、网状树状、网状网状大网络不支持不支持不支持支持自动跳频是，3个信道否否是PANID冲突解决支持否可选支持数据分割支持否可选可选多对一路由否否否是高安全支持支持支持，1密钥支持，1密钥支持，多密钥应用领域消费电子(少量节点)住宅(300个节点以下)住宅(300个节点以下)商业(1000个节点以上)Zigbee的发展网关

大规模、自组织、随机部署、环境复杂、传感器节点资源有限、网络拓扑经常变化内网与外网连接无线传感器网络无线传感器网络无线传感器网络无线传感器网络无线传感器网络研究方向与关键技术研究方向与关键技术军事（入侵检测，，……）智能家庭医疗护理（远程监护，，……）工业自动化智能交通，汽车自动化观测、预报（气象，火山，，……）……无线传感网络应用例1.环境的监测和保护

随着人们对于环境问题的关注程度越来越高，需要采集的环境数据也越来越多，无线传感器网络的出现为随机性的研究数据获取提供了便利，并且还可以避免传统数据收集方式给环境带来的侵入式破坏。例如，英特尔研究实验室研究人员曾经将32个小型传感器连进互联网，以读出缅因州"大鸭岛"上的气候，用来评价一种海燕巢的条件。无线传感器网络还可以跟踪候鸟和昆虫的迁移，研究环境变化对农作物的影响，监测海洋、大气和土壤的成分等。此外，它也可以应用在精细农业中，来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。无人干扰监测鸟巢海燕大鸭岛大鸭岛生态环境监测系统大鸭岛生态环境监测系统2005年，澳洲的科学家利用无线传感器网络来探测北澳大利亚蟾蜍的分布情况。由于蟾蜍的叫声响亮而独特，因此利用声音作为检测特征非常有效。科研人员将采集到的信号在节点上就地处理，然后将处理后的少量结果数据发回给控制中心。通过处理，就可以大致了解蟾蜍的分布、栖息情况。澳洲蟾蜍分布情况监测系统澳洲蟾蜍分布情况监测系统海洋表面污染监测森林环境监测例2医疗护理

无线传感器网络在医疗研究、护理领域也可以大展身手。罗彻斯特大学的科学家使用无线传感器创建了一个智能医疗房间，使用微尘来测量居住者的重要征兆（血压、脉搏和呼吸）、睡觉姿势以及每天24小时的活动状况。英特尔公司也推出了无线传感器网络的家庭护理技术。该技术是做为探讨应对老龄化社会的技术项目CenterforAgingServicesTechnologies（CAST）的一个环节开发的。该系统通过在鞋、家具以家用电器等家中道具和设备中嵌入半导体传感器，帮助老龄人士、阿尔茨海默氏病患者以及残障人士的家庭生活。利用无线通信将各传感器联网可高效传递必要的信息从而方便接受护理。而且还可以减轻护理人员的负担。基于无线传感器网络技术的人体行为监测系统例3军事领域

由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，包括侦察敌情、监控兵力、装备和物资，判断生物化学攻击等多方面用途。美国国防部远景计划研究局已投资几千万美元，帮助大学进行"智能尘埃"传感器技术的研发。哈伯研究公司总裁阿尔门丁格预测：智能尘埃式传感器及有关的技术销售将从2004年的1000万美元增加到2010年的几十亿美元。美国五角大楼希望在战场上放置这种微小的无线传感器，以秘密监视敌军的行踪，美国防部已经把它列为一个重点研发项目。无线传感器网络技术预示着战场上新的电子眼和电子耳，这种能力意味着一个特殊的军事用途，可以直接侦察和定位敌军坦克和其他车辆。这种技术还能在防御技术上产生革命性效果，例如可通过传感器分析空气中的化学成分来预告生化攻击。2005年，美国军方成功测试了由美国Crossbow产品组建的枪声定位系统。如下页图所示，节点被安置在建筑物周围，能够有效地按照一定的程序组建成网络进行突发事件(如枪声、爆炸源等)的检测，为救护、反恐提供有力手段。狙击手定位系统检测区域俯瞰图红色为狙击手的位置绿色为节点位置枪声定位反恐系统美军未来战斗系统的战场警戒示意图传感器节点通行车辆在美军的未来战斗系统中，布置在道路两侧的传感器网络探测出通行的车辆目标信号，传输给士兵的手持终端设备，实现战场警戒功能。

美军“沙地直线”项目无线链路目标探测、分类和跟踪传感器节点传感器节点例4农业领域

我国是农业大国，农作物的优质高产对国家的经济发展意义重大。在这些方面，无线传感器网络有着卓越的技术优势。它可用于监视农作物灌溉情况、土壤空气变更、牲畜和家禽的环境状况以及大面积的地表检测。农业生态环境监测实例结构图土壤水分监测2002年，英特尔公司率先在俄勒冈建立了世界上第一个无线葡萄园。传感器节点被分布在葡萄园的每个角落，每隔一分钟检测一次土壤温度、湿度或该区域有害物的数量，以确保葡萄可以健康生长。研究人员发现，葡萄园气候的细微变化可极大地影响葡萄酒的质量。通过长年的数据记录以及相关分析，便能精确的掌握葡萄酒的质地与葡萄生长过程中的日照、温度、湿度的确切关系。这是一个典型的精准农业、智能耕种的实例。多温室间无线传感器网络通信的示意图浙江温州的奶牛牧场沈阳玫瑰园DigitalSun公司自动洒水系统的原理模型例4其他用途

无线传感器网络还被应用于其他一些领域。比如一些危险的工业环境如井矿、核电厂等，工作人员可以通过它来实施安全监测。也可以用在交通领域作为车辆监控的有力工具。此外和还可以在工业自动化生产线等诸多领域，英特尔正在对工厂中的一个无线网络进行测试，该网络由40台机器上的210个传感器组成，这样组成的监控系统将可以大大改善工厂的运作条件。它可以大幅降低检查设备的成本，同时由于可以提前发现问题，因此将能够缩短停机时间，提高效率，并延长设备的使用时间。尽管无线传感器技术目前仍处于初步应用阶段，但已经展示出了非凡的应用价值，相信随着相关技术的发展和推进，一定会得到更大的应用。基于无线传感器网络的桥梁结构监测系统示意图利用无线传感器网络进行水土保持研究将无线传感器网络应用在珍贵文物的保护场地煤矿安全检测与定位系统煤矿安全环境监测无线传感器网络的基本结构北京市朝阳区一氧化碳预警系统

2009年取暖季期间，朝阳区在流动人口比较集中的崔各庄乡、十八里店乡发放并调试一氧化碳探测器3万只，开展出租房屋一氧化碳无线监测预警系统的试点部署。该系统通过在房屋内安装监控探测器和无线传输模块，对空气中的一氧化碳浓度进行24小时实时监控。一旦一氧化碳浓度超标，系统就自动报警，监控人员会在第一时间通知相关部门上门处理中毒事件。2010年春节期间，各监控中心共收到一氧化碳浓度超标报警信息194例，所有报警全部按照既定流程进行了及时处置，通过防手段减少人防工作量，提高对一氧化碳中毒事件的防控水平，有效确保了百生安居乐业、社会安全稳定。水下无线传感器网络技术示意图Nike+IPod套件

2006年5月，耐克和苹果公司合作推出创新的NikeIPod系列产品，将运动与音乐完美结合起来。其中，包括一个内置于鞋中的传感器和一个与IPod连接的接收器。通过NikeIPod运动组件，就可以将Nike运动鞋与IPodnano连接，IPod就可以存储并显示运动的时间、距离、热量消耗值和步幅等数据。跑步后将IPOD与电脑相连开始同步，就可以完美地同步你的跑步和健身数据。该产品甚至还有自己的社交网络：它可以自动发布状态消息。物联网技术及应用物联网概念及内涵物联网发展背景及历程物联网的关键技术RFID射频识别技术云计算物联网应用引言《碟中谍4》中的物联网车联网定位视网膜即摄即传《碟中谍4》中的物联网引言——十五年周期定律

IBM前CEO郭士纳：计算模式每隔15年发生一次变革1965年——大型机的商业应用1980年——个人计算机的普及1995年——互联网革命2010年——物联网？？？

引言

另外，每次全球经济危机过后世界都将进入一个新的时代。这次经济危机（2008-2009），造成了全世界的经济低迷，也许是新时代的到来必须经历这种阵痛。互联网时代过后，我们将迎来物联网时代。可能我们并不清楚物联网时代的到来对我们的生活意味着什么，那么，先让我们来体验一下，物联网给我们的衣、食、住、行所带来的变化。“衣”的方面

加入了物联网技术传感器的衣服，穿上之后随时知道自己的身体状况；加入了各类控制芯片的衣服，穿上之后可以控制各种各样的设备；有些衣服加入了感温装置，可以根据主人需要自动进行温度调节；有些衣服植入了芯片，防止日益泛滥的名牌仿制假冒；“衣”的方面

配有射频识别（RFID）标签的儿童睡衣，穿睡衣儿童离开父母的距离超过了一定的距离，警告器就会启动，家长们不再担心孩子在熟睡中遭到绑架；“RFID智能衣橱”，可以通过追踪嵌在衣领里面的RFID标签记录你前几天穿过的衣服，防止穿同样的衣服。如果你喜欢在离开房间之前搭配好衣服，智能衣橱甚至会帮你联系网络上的服装“管家”帮你决定如何穿出最佳效果。

“食”的方面

在超市购买蔬菜，只要在查询系统内输入它的商标名和编号，就可以查询到蔬菜的原材料的产地、加工地、成分等内容，甚至还能查到蔬菜的整个物流过程。如果是一块猪肉，通过购物小票，登录追溯信息系统，可以立刻查到这块猪肉从屠宰、批发到零售环节的所有信息。有了物联网技术，消费者将买得放心、吃得舒心。

在物联网时代，将有了智能家居，家电产品实现了高度的数字化和联网化。当你身在千里之外，发条短信就能让在家“待命”的电饭锅开始煮饭；家中开关只需一个遥控板就可全部控制，再也不用冬天冒寒下床关灯；回家前发条短信，浴缸里就能自动放好洗澡水；“住”的方面

“住”的方面

足不出户，就可通过手机视频同千里之外的朋友作面对面的交谈；不再有陌生人敲响你的家门，只为抄个水表燃气表，非常简单的数据采集器和传感装置可通过无线通道将数据反馈到接收端；无需担心家里会漏气或漏水，因为手机短信会及时自动报警……

物联网概念产品

小偷进你家，手机会报警

“行”的方面

有了智能交通，出行更畅通。物联网时代的智能城市交通系统会将整个城市内的车辆和道路信息实时收集起来，并通过超级计算中心动态地计算出最优的交通指挥方案和车行路线。机动车辆发生事故时，车载设备就可以向交通管理中心发出讯息，便于及时处理以减少道路拥堵；同样，后方行驶的车辆也可以及时得到消息，绕开拥堵路段。

在物联网时代，智能医疗、环境监控、智能电梯、动物标识、电子钱包，智能电网等等都将慢慢渗透到我们人类生活的各个领域，这听起来有如科幻片的生活片段，但这还只是物联网的冰山一角而已。有专家预测10年内物联网就可能大规模普及。其它方面

海尔推出卡萨帝物联网空调

基于飞信的空调智能控制系统

物联网的英文名称为“IOT，Internet

ofThings”

。由名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。物联网的概念物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“TheInternetofthings”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：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体与物体之间，进行信息交换和通信。物联网的概念物联网的定义：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，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念物联网的内涵

物联网A元素

允许任何人与任何物，在任意时间和任意地点，通过任意网络和任意服务相连接；

物联网C元素

涉及到信息的捕获、通信、聚合、内容、计算和连接等处理方法；

物理世界和虚拟世界的共存交互

物理实体有数字对象、虚拟的表示；物联网的内涵1998年MIT的KevinAshton：

把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成一个“物联网”2005年ITU报告：

物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络2008年IBM：

把传感器设备安装到电网、铁路、桥梁、隧道、供水系统、油气管道等各种物体中，并且普遍连接形成网络，即“物联网”以互联为特征以智能服务为特征以标识为特征科学内涵：以“全面的感知、可靠的传输、智能化处理”为特征，连接现实世界和虚拟世界，以安全优质、随时随地提供可运营、可管理的信息服务为目标的全球化网络。一是全面感知即通过嵌入在物品和设施中的传感器和数据采集设备，随时随地获取物质世界的各种信息并数据化；二是可靠传输通过对每一件物品的识别和通讯，将数据化的虚拟事物联入网络，将物体的信息实时准确地传送与交互；三是智能处理利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，提升对物质世界、经济社会各种活动和变化的洞察力，对物体实现智能化的决策和控制。物联网的内涵物联网的概念是在1999年提出的。过去在中国，物联网被称之为传感网。中科院早在1999年就启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。2009年１月２８日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。

2009年2月24日消息，IBM大中华区首席执行官钱大群在2009IBM论坛上公布了名为“智慧的地球”的最新策略。物联网的发展背景中国：2009年8月感知中国温家宝：抢占科技制高点，培育物联网等新兴战略产业物联网成为国家核心战略之一美国：2008年底向美国政府提出的“智慧的地球”战略强调传感器等感知技术的应用，提出建设智慧型基础设施欧盟：2009年6月物联网行动计划具体而务实，强调RFID的广泛应用，注重信息安全日本：2009年8月I-Japan战略从“e-Japan”“U-Japan”到“I-Japan”实现三级跳物联网上升为国家核心战略融合各种信息技术，将物体接入信息网络，实现“物联网”未来信息产业的发展在由信息网络向全面感知和智能应用两个方向拓展、延伸和突破共同点物联网的发展历程

物联网的发展历程我国物联网市场现状物联网的架构§上层：互联网络Ø物联网的信息存储Ø物联网的计算决策§中层：泛在接入Ø无线网络Ø有线网络§下层：物物网络Ø智能嵌入式设备Ø感知、标识和通信Ø协同、互动感知层RFID、二维码、摄像头、传感器技术传感器网络技术、蓝牙技术、ZigBee等传输层2G/3G移动网络、互联网、广电网络、专网应用层数据挖掘、云计算、特定应用服务物联网的实现技术物联网与传感网的区别RFID射频识别云计算物联网的主要技术介绍传感网传感器网络是集计算机、通信、网络、智能计算、传感器、嵌入式系统、微电子等多个领域交叉综合的新兴学科，它将大量的多种类传感器节点（集传感、采集、处理、收发于一体）组成自治的网络，实现对物理世界的动态智能协同感知。由部署在检测区域内大量的传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知的对象信息，并发送给观察者。

物联网与传感网的区别1、传感网仅仅是感知到信号，并不强调对物体的标识传感网仅仅是感知到信号，并不强调对物体的标识。例如可以让温度传感器感知到森林的温度，但并不一定需要标识哪一根树木。物联网的概念相对比传感网大一些。这主要是人感知物、标识物的手段，除了有传感网，还可以有一维码/二维码/RFID等。如用二维码/RFID标识桌椅之后，就可以形成物联网。2、从目标特征上看，物联网探测的一定是已知物品，而传感网探测和判断的更多是未知的人或物。传感网探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物质现象，并不针对标识的事物。物联网通过对物体的标识，从而实现对物体的控制，达到物和物信息互联的目的。物联网与传感网的区别3、从网络架构和协议上看，物联网与传感网也存在诸多不同。比如：传感网节点自组织成网，没有固定的网络基础设施，也没有中心节点。而物联网需要有固定的网络基础设施和中心节点，强调的是多个事物通过中心节点实现互联。物联网与传感网的区别4、真正意义上的物联网的出现还远需要假以时日当前，传感网已得到广泛的应用，比如说有多个温度传感器组成、通过巡检方式工作的温控网，再比如具有多种声、光、电、机械甚至图像探测能力的安防网等，因此，传统意义上的传感网发展得已经成熟。而目前物联网仅仅是个概念，真正的物联网应用还需要一段时间。物联网与传感网的区别

RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别。一项利用射频信号、通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现非接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别目的的技术。

RFID通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。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射频识别简介RFID系统有三个主要的组成组件，分别是：标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。

RFID的组成组件RFID工作原理原理：RFID系统在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面，电子标签中保存有约定格式的电子数据。阅读器可无接触地读取并识别标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码信息，被阅读器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。RFID工作原理射频信号的耦合方式

电感耦合：变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律，适用于低频短距离RFID系统。

电磁反向散射耦合：雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律，适用于高频远距离RFID系统。

RFID的工作频率频段描述作用距离穿透能力125-134MHz低频(LF)45cm能穿透大部分物体13.553-13.567MHz高频（HF）1-3m勉强能穿透金属和液体400-1000MHz超高频（UHF）3-9m穿透能力较弱2.45GHz微波（Microwave）3m穿透能力最弱RFID标签类型主动标签：主动标签自身带有电池供电，读/写距离较远时体积较大，与被动标签相比成本更高，也称为有源标签，一般具有较远的阅读距离，不足之处是电池不能长久使用，能量耗尽后需更换电池。被动标签：无源电子标签在接收到阅读器（读出装置）发出的微波信号后，将部分微波能量转化为直流电供自己工作，一般可做到免维护，成本很低并具有很长的使用寿命，比主动标签更小也更轻，读写距离则较近，也称为无源标签。相比有源系统，无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方面略有限制。1.条形码2.磁卡3.接触式IC卡4.RFID卡现有四种识别技术RFID的特点及优势条码和磁卡的成本较低，但是都容易磨损，且数据量很小；接触式IC卡的价格稍高，数据存储量较大，安全性好，但是也容易磨损，寿命短。与条码、磁卡、接触式IC卡相比，RFID标签实现了免接触操作，具有应用便利，无机械磨损，寿命长，无需可见光源，穿透性好，抗污染能力和耐久性强等特点。并且，RFID标签可以在恶劣环境下工作，读取距离远，支持写入数据，可重复使用，并使用了防冲撞技术，能够识别高速运动物体,并可同时识别多个射频卡。

信息载体信息量读/写性读取方式保密性智能化抗干扰能力寿命成本条码纸、塑料薄膜、金属表面小只读CCD或激光束扫描差无差较短最低磁卡磁性物质一般读/写电磁转换一般无较差短低接触式IC卡EEPROM大读/写电擦除、写入最好有好长较高RFID卡EEPROM大读/写无线通信最好有很好最长较高RFID的特点及优势RFID的特点及优势1.读取方便快捷数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更长，采用自带电池的主动标签时，有效识别距离可达到30米以上。2.识别速度快标签一进入磁场，阅读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别。3.适用寿命长，应用范围广

其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码。4.标签数据可动态更改

利用编程器可以向电子标签里写入数据，从而赋予rfid标签交互式便携数据文件的功能，而且写入时间比打印条形码更短。5.更好的安全性

RFID电子标签可以贴（装在不同形状、类型的产品上，而且可以为标签数据的读写设置密码保护，从而具有更高的安全性6.动态实时通信

标签以每秒50～100次的频率与阅读器进行通信，所以只要RFID标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控。

RFID的特点及优势RFID与无线传感的结合基于RFID的典型案例（一）——产品跟踪基于RFID的典型案例（二）——自助图书馆系统

案例新家坡国家图书馆（图书资产）管理深圳图书馆新馆 2006年7月在全国率先全面应用无线射频技术（RFID），在馆内全面实行包括自助借还的多种形式的自助服务，很快得到了广大读者的认可，并且倍受欢迎，深圳图书馆自助供还量战占全馆问题的比例已超过90%。门禁控制使用RFID标识每一本图书利用RFID对每本图书的“唯一”标识读者自助还书（RFID读写器就能立刻确认还书信息）图书分拣由计算机自动完成基于RFID的典型案例（三）医疗卫生系统医疗器械管理和追踪病人病情监控与跟踪案例美国新泽西医疗公司４家医院安装了RFID系统，用以追踪上千名病人和工作人员，以及多达一万件资产。

早在2006年，新泽西州哈肯萨克医学中心将植入式RFID微型标签（芯片）VeriChip植入病患的手臂上臂，用来存取慢性病病人的病况信息。医护人员将使用内置RFID读写器的手持终端扫描病患的VeriChip所在部位，VeriChip上面的16位ID信息及数据库中存储的病患治疗记录，会立刻显示在手持终端上。2008年10月，北京地坛医院开始了其应用RFID的项目——地坛医院追踪管理系统。主要应用在对人员、重要医疗设备以及医疗垃圾车三种对象的实时跟踪管理上。基于RFID的典型案例（四）可口可乐RFID自动装饮料机——FreestyleFreestyle可采用RFID技术来识别30多个调料桶，可提供100多种饮料。每种饮料都是由几种配料组成，当顾客下单时，机器将这些成分以适当的比例混合，并注入顾客的杯子里。Freestyle配备有移动和有线以太网功能，可与可口可乐位于亚特兰大的FreestyleSAP数据管理系统通讯，向公司提供商业分析，机器可以将消耗最多的饮料类型、时间和地点数据上传，还可以接收网络指令。举个例子，如果一个调料桶需要召回，网络指令机器立即停止出售含这种调料的饮料。云计算介绍云计算是并行计算(ParallelComputing)、分布式计算(DistributedComputing)和网格计算(GridComputing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(UtilityComputing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。定义：云计算(CloudComputing)是一种新兴的商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。云计算的应用实例

对云计算而言，普通网民也许不会关注，从腾讯的QQ农场，到Facebook的农场社区；从一个国家的“农场”，到全世界的“农场”。人们似乎都在连接互联网的计算机上寻找快乐，通过这个社交的平台，把世界各地的人们联系到一起。但是如果我告诉你“偷菜”这种网络游戏就是使用的这种云计算技术的话，你是不是更有兴趣去看一看呢。其实，“农场”就是使用的云计算技术，其工作原理也非常简单。在这里大致可以分为3步：当我们点击收获按钮时，我们的计算机就会将“收获”这个命令发送到在“云”里面的服务器。服务器根据你发送的指令，通过它自身的处理能力，将数据改写，保存在服务器的硬盘上。服务器再将修改完毕的数据传回到你的计算机上面，计算机再根据数据，改变显示内容。

当中，我们的计算机并没有参与到计算这个主要方面，它做的只是传送数据和接收数据，这就是“云计算”。云计算，是一种基于互联网的计算方式，通过这种