物联网概论 课件 第12、13章 定位技术、物联网的管理和安全

《物联网概论（第3版）》第12章定位技术第12章定位12.1定位技术概述12.2基于卫星的定位技术12.3基于网络的定位技术12.4基于位置的服务12.5室内定位应用开发12.1定位技术概述12.1.1定位的性能指标12.1.2定位技术的分类12.1.3定位技术在物联网中的发展12.1.1定位的性能指标定位精度定位准确度《物联网概论》-韩毅刚4定位精度物体位置信息与其真实位置之间的接近程度即测量值与真实值的误差《物联网概论》-韩毅刚5定位准确度指定位的可信度概率《物联网概论》-韩毅刚612.1.2定位技术的分类按测量实体分类按计算方法分类《物联网概论》-韩毅刚7按测量实体分类基于终端的定位技术基于网络的定位技术混合定位《物联网概论》-韩毅刚8按计算方法分类基于三角和运算的定位基于场景分析的定位基于临近关系的定位《物联网概论》-韩毅刚912.1.3定位技术在物联网中的发展几种技术兼容使用新的应用领域基于位置的服务LBS《物联网概论》-韩毅刚10

12.2基于卫星的定位技术12.2.1全球定位系统GPS12.2.2其他定位导航系统全球卫星导航系统GPSGLONASS伽利略北斗《物联网概论》-韩毅刚1212.2.1全球定位系统GPSGPSGlobalPositioningSystem多功能系统导航定位定时《物联网概论》-韩毅刚13GPS系统组成空间卫星系统地面监控系统用户接收机《物联网概论》-韩毅刚14空间卫星系统24颗GPS卫星21颗工作3颗备用卫星位于距地表20200千米匀分布在6个轨道面上每个轨道面4颗《物联网概论》-韩毅刚15地面监控系统主控站上行数据传送站监测站《物联网概论》-韩毅刚16

用户接收机对GPS信号变换放大处理《物联网概论》-韩毅刚17GPS定位原理三点定位原理四个方程三维坐标x、y、z时间差Δt《物联网概论》-韩毅刚18GPS定位公式需要4颗卫星进行定位《物联网概论》-韩毅刚1912.2.2其他定位导航系统GLONASS伽利略北斗《物联网概论》-韩毅刚20GLONASS俄罗斯格洛纳斯于2007年开始运营标准配置为24颗卫星《物联网概论》-韩毅刚21伽利略欧盟GALILEO30颗卫星27颗卫星为工作卫星3颗候补《物联网概论》-韩毅刚22北斗中国5颗静止轨道卫星30颗非静止轨道卫星《物联网概论》-韩毅刚2312.3基于网络的定位技术12.3.1基于移动通信网络的定位12.3.2基于无线局域网的定位12.3.3其它基于短距离无线通信网络定位12.3.1基于移动通信网络的定位GSMCDMA3G《物联网概论》-韩毅刚25基于移动通信网络的定位技术蜂窝小区定位到达时间（TOA）到达时间差分（TDOA）到达角度（AOA）增强观测时间差分（E-OTD）《物联网概论》-韩毅刚26小区定位COOCellofOrigin单基站定位方法《物联网概论》-韩毅刚27基于到达时间TOATimeofArrival三个圆的交点《物联网概论》-韩毅刚28基于到达时间差TDOATimeDifferenceofArrival基于距离差的测量方法《物联网概论》-韩毅刚29GSM的定位网络结构及接口《物联网概论》-韩毅刚30基于到达角度的定位AOAAngleOfArriving小缝隙方向寻找”在每个蜂窝小区站点上放置4~12组天线阵列《物联网概论》-韩毅刚31增强观测时间差分E-OTDEnhancedObservedTimeDifference放置位置接收器或参考点《物联网概论》-韩毅刚32信号强度分析法将信号强度转化成距离多径干扰阴影效应《物联网概论》-韩毅刚3312.3.2基于无线局域网的定位室内定位技术基于信号强度《物联网概论》-韩毅刚34WLAN定位方法几何距离定位法近似定位法场景分析法《物联网概论》-韩毅刚35基于位置指纹的室内定位技术RSSI接收信号强度指示ReceivedSignalStrengthIindicator《物联网概论》-韩毅刚3612.3.3其它短距离无线网络定位

超声波定位射频识别定位超宽带定位Zigbee定位蓝牙定位《物联网概论》-韩毅刚37蓝牙定位基于范围检测的定位基于信号强度的定位《物联网概论》-韩毅刚38Zigbee定位网关参考移动《物联网概论》-韩毅刚39RFID定位系统粗定位细定位《物联网概论》-韩毅刚40

12.4基于位置的服务12.4.1LBS系统的组成12.4.2LBS体系结构12.4.3LBS的核心技术12.4.4LBS的漫游和异地定位

12.4基于位置的服务12.4.5LBS的计算模式12.4.6位置服务与移动互联网12.4.7位置服务与增强现实技术（AR）12.4.1LBS系统的组成《物联网概论》-韩毅刚43移动终端服务器数据处理平台LBS系统的逻辑组成结构《物联网概论》-韩毅刚4412.4.2LBS体系结构分层体系结构5层3层《物联网概论》-韩毅刚455层体系结构表示层定位层传输层功能层数据层《物联网概论》-韩毅刚463层体系结构表示层逻辑层定位层传输层功能层数据层《物联网概论》-韩毅刚47LBS模型各层功能《物联网概论》-韩毅刚4812.4.3LBS的核心技术空间定位技术地理信息系统技术网络通信技术《物联网概论》-韩毅刚49空间定位技术确定用户的当前实际地理位置终端定位网络定位混合定位常用的是辅助GPS定位技术。《物联网概论》-韩毅刚50地理信息系统技术GISGeographicalInformationSystem《物联网概论》-韩毅刚51GIS功能空间查询叠加分析缓冲区分析网络分析数字地形模拟空间模型分析《物联网概论》-韩毅刚52

网络通信技术蜂窝移动通信网络GPRSCDMA-1x3G无线局域网WLAN近距离通信系统蓝牙近场通信NFC《物联网概论》-韩毅刚5312.4.4LBS的漫游和异地定位国内漫游国际漫游《物联网概论》-韩毅刚54漫游问题服务管理异地定位跨区收费《物联网概论》-韩毅刚55异地定位解决方案定位数据融合位置应用程序接口《物联网概论》-韩毅刚5612.4.5LBS的计算模式基于瘦客户端/服务器的计算基于服务器端的网格计算《物联网概论》-韩毅刚57基于瘦客户端/服务器的计算数据的计算与处理全部在服务器上运行客户端只作为输入/输出设备《物联网概论》-韩毅刚58基于服务器端的网格计算网格计算的体系结构网格资源层中间件层应用层《物联网概论》-韩毅刚5912.4.6位置服务与移动互联网SoLoMoSocial（社会网络）Local（位置服务）Mobile（移动互联网）《物联网概论》-韩毅刚60SoLoMo的Social结合位置的社交网络服务位置服务计算中的社会计算位置服务所具有的社会感知的发展方向《物联网概论》-韩毅刚61SoLoMo中的Local地理位置信息服务《物联网概论》-韩毅刚62SoLoMo中的Mobile移动互联网各种定位技术近场通信技术的非接触式定位利用手机的拍摄功能辅助定位《物联网概论》-韩毅刚63LBS应用上升趋势《物联网概论》-韩毅刚6412.4.7位置服务与增强现实技术虚拟图形现实环境《物联网概论》-韩毅刚65AR技术三个特点能够合并真实和虚拟场景支持实时交互支持3D环境中的配置标准《物联网概论》-韩毅刚66AR系统的工作流程《物联网概论》-韩毅刚67AR系统应用范围户内型户外型《物联网概论》-韩毅刚6812.5室内定位应用开发12.5.1基于Wi-Fi位置指纹的室内定位系统设计12.5.2位置指纹数据的采集和存储12.5.3在线实时定位69《物联网概论》-韩毅刚12.5.1基于Wi-Fi的定位系统设计操作系统是

Windows7开发工具为Eclipse调试设备为Android手机《物联网概论》-韩毅刚70室内定位应用系统总体规划《物联网概论》-韩毅刚71开发流程图《物联网概论》-韩毅刚7212.5.2位置指纹数据的采集和存储1.位置指纹数据的采集2.位置指纹数据库的创建3．指纹库的优化《物联网概论》-韩毅刚7312.5.3在线实时定位分类算法最近邻算法（NearestNeighbor，NN）K近邻算法（KNearestNeighbor，KNN）贝叶斯算法决策树算法神经网络算法《物联网概论》-韩毅刚74总结定位系统定位技术定位算法LBS《物联网概论（第3版）》第13章物联网应用第13章物联网应用13.1智能电网13.2智能交通13.3智能物流13.4精细农业第12章物联网应用13.5智能环保13.6智能家居13.7智慧医疗13.8智慧工厂13.1智能电网13.1.1智能电网的特点13.1.2智能电网的功能框架13.1.3智能电网的组成13.1.4智能电网的关键技术 13.1.1智能电网的特点《物联网概论》-韩毅刚80定义概念特点智能电网的定义一种基于电脑驱动系统的、自动的、双向供电的系统可以提供实时的数据信息通过这些实时信息，智能电网可以调控电力供给满足各种电力需求《物联网概论》-韩毅刚81智能电网的特点1）自愈2）激励和用户参与3）抵御攻击4）提供满足21世纪用户需求的电能质量5）容许各种不同发电形式的接入6）启动电力市场7）资产的优化高效运行《物联网概论》-韩毅刚8213.1.2智能电网的功能框架功能框架各部分功能《物联网概论》-韩毅刚83智能电网的功能框架AMI高级计量体系ADO高级配电运行AAM高级资产管理ATO高级输电运行《物联网概论》-韩毅刚84智能电网的功能框架智能电网的功能框架和技术构成《物联网概论》-韩毅刚85AMI系统典型应用模式高级计量体系AdvancedMeteringInfrastructure《物联网概论》-韩毅刚86ADO的技术组成和功能高级配电运行AdvancedDistributionOperation 1）高级配电自动化 2）高级保护与控制 3）配电快速仿真与模拟 4）新型电力电子装置 5）DER运行 6）AC／DC微网运行 7）运行管理系统(带有高级传感器)《物联网概论》-韩毅刚87ADO1）网络重构2）电压与无功控制3）故障定位、隔离和恢复供电4）当拓扑结构发生变化时保持供电、重新整合《物联网概论》-韩毅刚88ATO高级输电运行AdvancedTransmissionOperation《物联网概论》-韩毅刚89ATO功能1）变电站自动化2）输电的地理信息系统3）广域量测系统4）高速信息处理5）高级保护与控制6）模拟、仿真和可视化工具7）高级的输电网络元件8）先进的区域电网运行《物联网概论》-韩毅刚90AAM高级资产管理AdvancedAssetManagement1）优化资产使用的运行2）输、配电网规划3）基于条件(如可靠性水平)的维修4）工程设计与建造5）顾客服务6）工作与资源管理7）模拟与仿真《物联网概论》-韩毅刚9113.1.3智能电网的组成智能输电配电系统设备资产管理系统信息化技术支持系统市场运维服务系统《物联网概论》-韩毅刚92智能电网的组成《物联网概论》-韩毅刚93输电GIS地理信息系统《物联网概论》-韩毅刚94输电GIS地理信息系统《物联网概论》-韩毅刚9513.1.4智能电网的关键技术1）智能化信息技术2）智能化通信技术3）智能化量测技术4）智能化设备技术5）智能化控制技术6）智能化决策支持技术《物联网概论》-韩毅刚96

13.2智能交通13.2.1智能交通的体系结构13.2.2车联网13.2.3自动驾驶 智能交通系统概述智能交通系统ITSIntelligentTransportationSystems《物联网概论》-韩毅刚98ITS的关键技术标识和传感技术网络与通信技术智能化软件服务技术《物联网概论》-韩毅刚9913.2.1智能交通的体系结构组成体系结构《物联网概论》-韩毅刚100智能交通系统组成交通信息采集互联通信交通状况监视交通控制信息发布《物联网概论》-韩毅刚101智能交通系统体系结构感知层传输层处理层应用层《物联网概论》-韩毅刚102智能交通系统体系结构《物联网概论》-韩毅刚103收费站ETC车道电子收费系统ElectronicTollCollection《物联网概论》-韩毅刚104ETC的实现利用RFID技术实现不停车收费《物联网概论》-韩毅刚10513.2.2车联网定义标准《物联网概论》-韩毅刚106车联网主要标准专用短距离通信DSRCIEEE802.11pIEEE1609《物联网概论》-韩毅刚10713.2.3自动驾驶系统组成深度学习《物联网概论》-韩毅刚108自动驾驶系统组成感知系统控制系统执行系统《物联网概论》-韩毅刚109定义V2V（汽车与汽车）V2I（汽车与基础设施）《物联网概论》-韩毅刚110深度学习有监督学习无监督学习《物联网概论》-韩毅刚11113.3智能物流13.3.1智能物流的相关技术13.3.2智能物流中的配送系统智能物流的概念电子商务物流EDI《物联网概论》-韩毅刚113EDI系统模型电子数据交换ElectronicDataInterchange《物联网概论》-韩毅刚114智能物流的体系结构《物联网概论》-韩毅刚11513.3.1智能物流的相关技术无线射频识别技术EPC系统定位技术《物联网概论》-韩毅刚116无线射频识别技术增加供应链的可视性降低库存水平有助于企业资产实现可视化管理《物联网概论》-韩毅刚117EPC物流环节自动仓储库存管理产品物流跟踪供应链系统管理产品装配生产管理产品防伪《物联网概论》-韩毅刚118物流定位技术GPS定位基站定位Wi-Fi定位声波定位《物联网概论》-韩毅刚11913.3.2智能物流中的配送系统供应链物流配送配送中心分销商零售商客户《物联网概论》-韩毅刚120物流配送系统示意图《物联网概论》-韩毅刚121物流配送系统组成电子标签应用技术仓储物流中心管理多级计算机控制《物联网概论》-韩毅刚12213.4精细农业13.4.1精细农业概述13.4.2精细农业相关技术简介13.4.3精细农业的应用实例13.4.1精细农业概述精细土壤测试精细种子工程精细平衡施肥精细播种精细灌溉作物动态监测精细收获《物联网概论》-韩毅刚124精细农业“3S”全球定位系统（GPS）遥感系统（RS）农田地理信息系统（GIS“3S”（GPS、RS、GIS）《物联网概论》-韩毅刚125精细农业由十个系统组成全球定位系统遥感系统农田地理信息系统农田信息采集系统农业专家系统智能化农机具系统环境监测系统系统集成网络化管理系统培训系统《物联网概论》-韩毅刚12613.4.2精细农业相关技术简介1.全球定位系统（GPS）技术 2.遥感系统（RS）技术3．地理信息系统（GIS）技术4.决策支持系统（DSS）技术 5.变量施肥技术（VRF）6.计算机分类处理技术7.机械产量计量与产量分布图生成技术8.农田信息采集与处理技术9.系统集成技术《物联网概论》-韩毅刚12713.4.3精细农业的应用实例采摘机器人技术变量施肥播种技术变量灌溉决策支持技术《物联网概论》-韩毅刚128精细农业系统的网络拓扑《物联网概论》-韩毅刚129节水灌溉控制系统框图基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统组成《物联网概论》-韩毅刚13013.5智能环保13.5.1智能环保系统的组成13.5.2智能环保系统实例智能环保的概念环保监测对象水体大气噪声污染源放射源废弃物《物联网概论》-韩毅刚132智能环保架构和相关技术城市分布式采集，集中式管理二级架构前端采集＋中心管理《物联网概论》-韩毅刚133智能环保系统架构《物联网概论》-韩毅刚13413.5.1智能环保系统的组成前端采集设备环境监测网络接入和传输网络指挥中心《物联网概论》-韩毅刚135前端采集设备半导体传感器和电化学传感器《物联网概论》-韩毅刚136

环境监测网络城市环境野外环境《物联网概论》-韩毅刚137

接入和传输网络GPRSCDMA-1xWi-Fi有线方式《物联网概论》-韩毅刚138指挥中心服务器管理终端浏览终端手机终端《物联网概论》-韩毅刚13913.5.2智能环保系统实例环保物联网《物联网概论》-韩毅刚140“感知太湖，智慧水利”光线化学传感器工作原理《物联网概论》-韩毅刚141

13.6智能家居13.6.1智能家居的功能13.6.2智能家居的技术需求13.6.3智能家居物联网应用实例13.6.4智能家居平台13.6.1智能家居的功能综合布线技术网络通信技术安全防范技术自动控制技术音视频技术《物联网概论》-韩毅刚143智能家居功能示意图《物联网概论》-韩毅刚144智能家居系统8大子系统必备系统可选系统《物联网概论》-韩毅刚145智能家居必备系统智能家居控制管理系统家居照明控制系统家庭安防系统《物联网概论》-韩毅刚146智能家居可选系统家居布线系统家庭网络系统背景音乐系统家庭影院与多媒体系统家庭环境控制系统《物联网概论》-韩毅刚14713.6.2智能家居的技术需求传感器技术网络通信传输技术自动控制技术安全防范技术《物联网概论》-韩毅刚148传感器技术门磁传感器可燃气体探测器水浸传感器烟雾传感器红外传感器光线传感器读数传感器《物联网概论》-韩毅刚149门磁传感器《物联网概论》-韩毅刚150

可燃气体探测器《物联网概论》-韩毅刚151

水浸传感器《物联网概论》-韩毅刚152

烟雾传感器《物联网概论》-韩毅刚153

红外传感器《物联网概论》-韩毅刚154

读数传感器《物联网概论》-韩毅刚155

网络通信传输技术基于X10技术的家庭控制网络《物联网概论》-韩毅刚156

自动控制技术事件提醒灯光控制电动窗帘控制空调地暖温度控制《物联网概论》-韩毅刚157

安全防范技术多火灾报警可燃气体泄漏报警防盗报警紧急求救多防区的设置访客对讲《物联网概论》-韩毅刚15813.6.3智能家居物联网应用实例智能家电智能照明家庭安防《物联网概论》-韩毅刚159智能家电智能冰箱《物联网概论》-韩毅刚160智能冰箱系统组成《物联网概论》-韩毅刚161海尔物联之家“海尔物联之家”U-home2.0美好住居解决方案《物联网概论》-韩毅刚162智能照明《物联网概论》-韩毅刚163家庭安防闭路电视监控子系统门禁子系统防盗报警子系统《物联网概论》-韩毅刚164家庭安防