物联网工程概论全册配套课件2

物联网工程概论全册配套课件2《物联网工程导论》疑问：物联网是什么？思考：物联网从何来？讨论：物联网起因？

物联网的定义

物联网的起源1.二物联网三大推力三第1讲物联网概论《战略性新兴产业》解析四国内物联网产业发展1.一五一、物联网的定义概念起源麻省理工学院Ashton教授于1999年最早提出，其理念是基于射频识别技术(RFID)、电子代码(EPC)等技术，在互联网的基础上，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网，即物联网。物联网的核心和基础是互联网，不过用户端不仅局限于个人电脑，而是延伸到任何需要实时管理的物品和物品之间。一、物联网的定义一、物联网的定义一、物联网的定义物联网定义：物联网是一种通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定协议，使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、监控和管理的网络。一、物联网的定义

主要特征全面感知

利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取可靠传送

通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享智能处理

利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制

物联网的定义

物联网的起源1.二物联网三大推力三第1讲物联网概论《战略性新兴产业》解析四国内物联网产业发展1.一五二、物联网的起源计算机互联网物联网二、物联网的起源/计算机自从1946年世界上第一台电子数字计算机诞生以来，计算机经得到了迅速发展和应用，著名的摩尔定律很好地说明了着一点：平均每18个月计算机的性能要提高一倍，而价格要下降一半。1946年，举世公认的第一台电子数字计算机ENIAC，诞生在战火纷飞的二次世界大战，它的“出生地”是美国马里兰州阿贝丁陆军试炮场。

二、物联网的起源/计算机在ENIAC内部，总共安装了17468只电子管，7200个二极管，70000多电阻器，10000多只电容器和6000只继电器，电路的焊接点多达50万个；机器被安装在一排2.75米高的金属柜里，占地面积为170平方米左右，总重量达到30吨。它的耗电量超过174千瓦；电子管平均每隔7分钟就要被烧坏一只。二、物联网的起源/计算机1954年美国电报电话公司（AT&T）贝尔实验室研制成功了第一台半导体计算机（TRADIC）1960年IBM全面推出晶体管化的7000系列电脑。以晶体管为主要器件的IBM7090型电脑，换下了诞生不过一年的IBM709电子管计算机，从1960年到1964年一直统治着科学计算的领域，并作为第二代电子计算机的典型代表，被永远载入电脑的史册里。二、物联网的起源/计算机

1964年4月7日，IBM公司宣布了一项最新成就：IBM公司投资50亿美圆研制出的通用计算机---IBM360系统。IBM360系统是首次使用集成电路作为元件构造的通用计算机。系统用360为名，表示一圈360度，既代表着360系统从工商业到科学界的全方位应用，也表示IBM的宗旨：为用户全方位服务。二、物联网的起源/计算机1971年，英特尔公司宣称，他们首创了一种“开启集成电路新纪元”的半导体芯片，英特尔公司命名它为4004，第一个4表示它可以一次处理4位数据，第二个4代表它是这类芯片的第4种型号。这种数字代号沿用至今，就是现代所谓“386”、“486”等计算机俗称的最早源头。1972年4月，霍夫小组研制出另一型号的微处理器8008。在做了少许改进后，1975年又推出有史以来最成功的8位微处理器8080。8080集成了约4800个晶体管，每秒执行29万条指令。8080型微处理器正式投放市场是在1974年，这种芯片及其仿制品后来共卖掉数以百万计，引发了汹涌澎湃的微电脑热潮。

二、物联网的起源/CPU二、物联网的起源/CPU时间型号公司19714004Intel19728008Intel1974Z-80Zilog19768086Intel197868000

Motorola198180286Intel198680386Intel198768030

Motorola198880486

Intel1993pentiumIntel二、物联网的起源/CPU

计算机网络就是通过电缆、电话线、或无线通讯互连的算机的集合。按计算机连网的区域大小，可以把网络分为局域网和广域网。

如在一个房间、一座大楼，或是在一个小范围内的网络就称为局域网，而跨省市、跨国家的网络则是广域网，Internet就是最大最典型的广域网。二、物联网的起源/网络二、物联网的起源/网络国际互联网真在民间普及应用，开始于上世纪90年代初。互联网在中国的发展历程可以大略地划分为三个阶段:第一阶段为1986～1993年是研究试验阶段。在此期间中国一些科研部门和高等院校开始研究Internet联网技术，并开展了科研课题和科技合作工作。第二阶段为1994～1996年，是起步阶段。在中国陆续启动了中国公用计算机互联网（CHINANET）、中国科技网（CSTNET）、中国教育和科研计算机网（CERNET）、中国金桥信息网（CHINAGBN）等多个互联网络，互联网开始步入公众生活，并在中国得到了迅速的发展。第三阶段从1997年至今，是快速增长阶段，网络应用无处不在，渗透到社会的每个角落。二、物联网的起源/物联网美国是物联网技术的主导和先行国之一，较早开展了物联网及相关技术的研究与应用。1991年由美国提出普适计算的概念，它具有两个关键特性：一是随时随地访问信息的能力，二是不可见性，通过在物理环境中提供多个传感器、嵌入式设备，在用户不察觉的情况下进行计算和通信。二、物联网的起源/物联网1995年，比尔·盖茨在《未来之路》一书中曾经提及物联网的概念。“物联网”概念的真正出现是在1999年。麻省理工学院Ashton教授于1999年最早提出，其理念是基于射频识别技术(RFID)、电子代码(EPC)等技术，在互联网的基础上，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网，即物联网。二、物联网的起源/物联网2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后在与美国工商业领袖举行的一次“圆桌会议”上，作为仅有的两名代表之一的IBM首席执行官彭明盛首次提出了“智慧的地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施，阐明其短期和长期效益。

奥巴马对此给予了积极的回应：“经济刺激资金将会投入到宽带网络等新兴技术中去，毫无疑问，这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式。”此后，物联网产业引发全美工商界的高度关注，并认为“智慧地球”有望成为又一个“信息高速公路”计划，从而在世界范围内引起轰动。二、物联网的起源/物联网

美国的“智慧地球”战略认为：IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中。具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”。然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。二、物联网的起源/物联网该战略预言：“智慧的地球”战略能够带来长短兼顾的良好效益，尤其是在当前的局势下，对于美国经济甚至世界经济走出困境具有重大意义。

在短期经济刺激方面，该战略要求政府投资于诸如智能铁路、智能高速公路、智能电网等基础设施，能够刺激短期经济增长，创造大量的就业岗位；

其次，新一代的智能基础设施将为未来的科技创新开拓巨大的空间，有利于增强国家的长期竞争力；

第三，能够提高对于有限的资源与环境的利用率，有助于资源和环境保护；

第四，计划的实施将能建立必要的信息基础设施。二、物联网的起源/物联网在欧盟方面，按欧盟专家的说法，欧盟发展物联网先于美国，事实上欧盟围绕物联网技术和应用作了不少创新性工作。2009年布置的《欧盟物联网行动计划》（Internetofthings——AnactionplanforEurope）其目的也是企图在“物联网”的发展上引领世界。在欧盟较为活跃的是各大运营商和设备制造商，他们推动了M2M（机器与机器）的技术和服务的发展，同年又推出了《欧盟物联网战略研究线路图》。二、物联网的起源/物联网从2003年开始，日本开始了真正的泛在网试验。2004年，日本推出了下一步国家信息化战略——泛在网战略，尽管当时还没有现代意义上的物联网概念，但泛在网战略，在方向上无疑是与物联网不谋而合的。日本的物联网规划-为了突破持续低迷的经济环境，重整旗鼓，抢占数字领域制高点，日本于2009年3月提出“数字日本创新计划”(ICTHatoyamaPlan，亦称ICT鸠山计划)，同年7年，日本更进一步提出“i-Japan战略2015”。其中，交通、医疗、智能家居、环境监测、物联网是建设重点。二、物联网的起源/物联网日本基于物联网的地震感知预警系统可说是这方面成就的代表。多年来，地震预警一直是一项难以攻克的世界性科学难题，为了与地震作斗争，2007年10月，日本的传感形地震预警系统正式投入使用，日本各相关机构可无偿使用这项服务。日本现阶段有数十家企业和团体签署协议加入预警系统，预警系统向参加的企业等单位承诺，它们将在地震波到达前10秒～30秒，收到地震警报。2008年6月14日，日本东北部的岩手、宫城等地发生里氏7.2级地震。日本气象厅在主震到达宫城石卷市前12秒，发布了地震预报，在地震来临前10秒左右发出预警，给人们在避灾方面提供了宝贵的反应时间。二、物联网的起源/物联网2009年10月13日，韩国通信委员会通过了《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网市场确定为新增长动力，提出了“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标，并确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境4大领域和12项详细课题。二、物联网的起源/物联网2009年8月7日，温家宝总理视察无锡时提出“感知中国”理念，由此推动了物联网概念在国内的重视，成为继计算机、互联网和移动通信之后引发新一轮信息产业浪潮的核心领域。2010年3月5日，温家宝总理在《政府工作报告》将“加快物联网的研发应用”明确纳入重点产业振兴。国务院、发展和改革委员会、工业和信息化部、科学技术部等都在研究制定促进物联网产业发展的扶持政策，由此，推动了中国物联网建设从概念推广、政策制定、配套建设到技术研发的快速发展。

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物联网的起源1.二物联网三大推力三第1讲物联网概论《战略性新兴产业》解析四国内物联网产业发展1.一五三、

物联网的三大推动力3.1第一大推动力：政府3.2第二大推动力：企业3.3第三大推动力：教育界与科技界3.1第一大推动力：政府戈尔--数字地球3.1第一大推动力：政府奥巴马--智慧地球山东农业大学1.3.1第一大推动力：政府“两会”关注

2010年3月6日上午,全国人大委员长吴邦国参加了十一届全国人大三次会议和全国政协十一届三次湖北代表团审议强调，要找准国际产业发展新方向，扬长避短，把培育物联网、智能电网、低碳技术、生物技术、新材料等新兴产业作为国家发展战略。

2010年3月5日上午，工信部部长李毅中信心十足地指出“（我们国家的）物联网有一定的基础，在国际水平的线上，我们并不落后。”

2010年3月8日全国人大代表、浙江省电信有限公司总经理张新建表示，中国应将物联网建设上升为国家战略，并要掌握国际话语权。

2010年3月5日，全国人大代表、中国工程院院士、中星微电子有限公司董事长邓中翰在接受采访时说，物联网将是未来经济的新增长点。1.3.2第二大推动力：企业2008年，IBM提出的“智慧的地球”发展战略1.3.2第二大推动力：企业2010年9月11日，我国的“传感器网络标准工作组”成立，该组聚集了中国科学院、中国移动等国内传感网主要的技术研究和应用单位,将积极开展传感网标准制定工作，深度参与国际标准化活动，旨在通过标准化为产业发展奠定坚实的技术基础。“物联网”涵盖了诸多的产业力量，电信运营商在其中扮演什么样的角色呢？说到底，运营商就是提供一个运营平台，可以在上面开发各种业务。除了上述业务外，中国移动的“物联网”展台还展出了物流信息化、企业一卡通、公交视频、校讯通、手机购电等主题，这些业务都是物联网概念统合下的业务分支。中国电信将物联网业务分成两部分——“平安e家”和“商务领航”。中国联通的3G污水监测业务更脱离了个人消费的传统应用领域。3.3第三大推动力：教育界与科技界教育部

增设物联网专业工信部

采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用追求先进科学、前沿技术是科学家的天职

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物联网的起源1.二物联网三大推力三第1讲物联网概论《战略性新兴产业》解析四

国内物联网产业发展1.一五1.4国家《战略性新兴产业》解析国务院颁布了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，内容涉及七个方面：信息技术产业生物产业高端装备制造业新能源产业节能环保新能源产业新材料产业节能环保产业

为应对全球气候变化和适应产业绿色发展的国际趋势，结合我国面临的资源环境巨大压力，我国将以先进适用技术集成应用为重点，大力发展新型高效节能、先进环保、资源循环利用技术和装备，发展节能环保服务业和再制造产业等环保产业新业态。1.4国家《战略性新兴产业》解析新能源产业

绿色新能源技术发展和产业化是解决能源危机、优化能源结构的根本出路。未来我国应积极发展新一代核能；加快太阳能热利用技术推广应用，开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场；提高风电技术装备水平，有序推进风电规模化发展；因地制宜开发利用生物质能。1.4国家《战略性新兴产业》解析新一代信息技术产业

信息技术正在纵深发展并深刻改变人类的生产和生活方式，新一代信息技术依然是我国产业结构优化升级的最核心技术1.4国家《战略性新兴产业》解析生物产业

生命科学和生物技术将是从根本上影响21世纪人类发展的重大领域，将对改变消耗自然资源的传统发展模式、构建绿色可再生产业体系、促进人类健康产生革命性影响。1.4国家《战略性新兴产业》解析高端装备制造业

具有技术密集、附加值高、成长空间大、带动作用强等突出特点，对于加快我国工业现代化建设，实现制造强国战略目标具有重要意义。1.4国家《战略性新兴产业》解析新材料产业

国民经济各行业特别是战略性新兴产业发展的重要基础，也是长期以来制约我国制造业发展和节能减排目标实现的瓶颈。其发展要以发挥我国在纳米、超导、稀土等材料科学技术研究方面的优势为基础，以满足国家重大工程建设和产业结构升级为目标，巩固学科研究优势，大力发展新材料制备技术和装备，大力推进新型材料产业化，大力推进大宗高端材料规模化生产应用。1.4国家《战略性新兴产业》解析新能源汽车产业

新能源汽车是全球汽车行业升级转型的方向。当前，我国要充分发挥社会各方面的积极性，以产业联盟系列化为途径，着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术，加速形成知识产权，推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。1.4国家《战略性新兴产业》解析

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物联网的起源1.二物联网三大推力三第1讲物联网概论《战略性新兴产业》解析四

国内物联网产业发展1.一五2009年10月24日，西安优势微电子公司宣布第一颗物联网的中国芯—“唐芯一号”芯片研制成功，可以满足各种条件下无线传感网、无线个域网、有源RFID等物联网应用的特殊需要；12月上旬“乙太视讯网络信息服务系统”开发成功一”，该系统是物联网实现数据、语音、视讯三网合一的基础组件，也是物联网的核心架构组合的关键，这些成就为我国的物联网产业的发展奠定了基础。2009年11月，中国移动在江苏省无锡市相继建立了物联网研究院和物联网数据中心，重点开展TD-SCDMA与物联网融合的技术研究和应用开发，支撑物联网的相关业务，并将与当地政府合作，在工业、农业、公共服务等各个领域开展形式多样的应用示范工程建设。2010年2月，中国移动与苏州市政府签订合作协议，双方将在苏州建立中国移动苏州城市物联网应用中心，重点开展TD-SCDMA与物联网融合的应用开发和推广，并在政务公开、城市管理、民生工程、工农业、服务业等领域的信息化建设过程中开展应用合作。同时，中国移动开发的一整套拥有自主知识产权的机器到机器通信解决方案，成为我国物联网应用的主要形式，已在智能楼宇、路灯监控、动物溯源、手机钱包、环境监测等方面得到了广泛的应用。1.5物联网国内发展2010年5月，成都市印发《成都市物联网产业发展规划

(2010—2012)》。产业规划确定了成都物联网产业的三年发展目标，即“三中心、两基地、六体系和一高地”的“3261”战略目标。具体讲就是：基本建成物联网应用中心、物联网研发中心和物联网信息安全中心，初步形成物联网成果孵化基地和产品制造基地，初步构建起物联网产业创新体系、应用推广体系、标准研制与验证体系、公共技术服务体系、信息安全基础体系和产业要素保障体系。规划明确，到2012年，物联网产业力争实现300亿元以上的产业发展规模，形成20家以上龙头企业、集聚100家以上骨干企业。2010年8月7日消息,日前,青岛海尔对外公布,投入人民币3·06亿元,在胶州海尔工业园内开建建筑面积7·5万平方米的无氟变频空调专业化创新基地,全面投入到海尔空调已研发成功的无氟变频、物联网、循环能源等国际领先技术成果的开发生产当中。本章小结物联网的发展是随着互联网、传感器等发展而发展的。理念是在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信等技术，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。物联网的显著特点是技术高度集成，学科复杂交叉，综合应用广泛，目前发展应用主要体现在智能电网、智能交通、智能物流、智能家居等领域。本章小结通过本章的学习，能够掌握物联网的核心问题、本质特色以及最高目标，应对物联网的概念定义、基本组成结构、关键技术和主要问题以及发展应用领域有一个基本了解，建立物联网整体概念，为后续各章节的学习打下良好的基础。1.简述物联网的定义2.简述物联网应具备的三个特征3.简述信息浪潮15年定律的内容4.请解释以下名词：RFID；EPC5.物联网的三大推动力分别是什么？6.国家提出的战略性新兴产业领域，主要包括哪七个方面？习题本次课到此结束，谢谢大家！习题解答1.简述物联网的定义物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。习题解答2.简述物联网应具备的三个特征（1）全面感知 ：利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取；（2）可靠传送：通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享；（3）智能处理：利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制。习题解答3.简述信息浪潮15年定律的内容“计算模式每隔15年发生一次变革”被称为“15年周期定律”。4.请解释以下名词：RFID；EPCRFID：RadioFrequencyIdentification射频识别。EPC：ElectronicProductCode产品电子代码。习题解答5.物联网的三大推动力分别是什么？政府；企业；教育界与科技界。6.国家提出的战略性新兴产业领域，主要包括哪七个方面？节能环保产业；新一代信息技术产业；生物产业；高端装备制造产业；新能源产业；新材料产业；新能源汽车产业。内容提要：物联网时代，如何将“现实的世界万物”与“虚拟的互联网”连接起来？标签技术是实现无接触的信息传递。本章介绍EPC与RFID这两种关键技术第2章EPC和RFID技术2.1EPC编码2.1.1EPC编码协议2.1.2EPC系统结构2.1.3条形码技术2.1.4条形码、RFID和EPC区别2.2RFID系统2.2.1应答器原理

2.2.2阅读器2.2.3RFID天线2.2.4RFID中间件本章内容问题探究：1.EPC-64,EPC-96,256三种编码的原理与范围？2.二进制编码原理、ASCII编码、曼彻斯特编码GB2312作拓展性探究。任务实践：1.一维条形码商品的输入输出应用2.二维码（手机）扫描应用举例分析2.1EPC编码2.1.1EPC编码协议1999美国麻省理工学院一位教授提出了EPC开放网络构想，在国际条码组织(EAN.UCC)宝洁公司(P&G)、吉利、可口可乐等83家跨国公司的支持下，于2003正式成立了EPC全球组织，沃尔玛2005年1月开始使用EPC电子标签。EPC统一了世界范围内的商品的标识编码规则，应用于物联网系统中。前编码类弄有三种：64位、96位和256位。2.1.2EPC系统结构EPC系统组成:三部分六个方面1.产品电子编码体系：

EPC编码标准2.射频识别系统：1）ECP标签2)识读器3.高层信息网络系统：1）Savant:神经网络软件2）ONS:对称名称解析服务3）PML:实体标记语言2.1.3条形码技术条码技术是集编码、印刷、识别、数据采集和处理为一身的新型自动识别与数据采集技术其核心部分是条形码。包括：一维条形码二维条形码条形码技术：一维条形码一维条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记。普通的一维条码在使用过程中仅作为识别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息而实现的。一个完整的条码的组成次序依次为：静区（前）、起始符、数据符、（中间分割符，主要用于EAN码）、(校验符)、终止符、静区（后）。一维条形码：译码原理激光扫描仪通过一个激光二极管发出一束光线，照射到一个旋转的棱镜或来回摆动的镜子上，反射后的光线穿过阅读窗照射到条码表面，光线经过条或空的反射后返回阅读器，由一个镜子进行采集、聚焦，通过光电转换器转换成电信号，该信号将通过扫描期或终端上的译码软件进行译码。条形码技术：二维条形码二维码在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码。二维码具有条码技术的一些共性：可直接显示英文、中文、数据、符号、图形；存储数据1K字符。保密性高（可加密）。信息量大、修正错误能力强、可靠性高、成本低。在代码编制上利用0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。条形码技术：二维条形码目前，世界上应用最多的二维条码符号有AztecCode、PDF147、DataMatrix、QRCode、Code16K等。Code16KDataMatrixPDF147AztecCodeQRCode一维条形码与二维条形码的比较一维条形码特点：可直接显示内容为英文、数字、简单符号；贮存数据不多，主要依靠计算机中的关联数据库：保密性能不高；损污后可读性差。二维条形码特点：可直接显示英文、中文、数字、符号、图型；贮存数据量大，可存放1K字符，可用扫描仪直接读取内容，无需另接数据库；保密性高（可加密），安全级别最高时，损污50%仍可读取完整信息。2.2RFID系统RFID是射频识别技术（RadioFrequencyIdentification）的英文缩写,利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。它是20世纪无线电技术理论应用的最重要成就之一。RFID系统主要由：应答器、阅读器、高层（信息管理决策系统）组成。补充：RFID技术参考教材RFID系统由五个组件构成，包括：传送器、接收器、微处理器、天线、标签。传送器、接收器和微处理器通常都被封装在一起，又统称为阅读器(Reader)，所以工业界经常将RFID系统分为为阅读器、天线和标签三大组件，这三大组件一般都可由不同的生厂商生产。表2-4

RFID的技术发展2.3.1应答器（标签）应答器：RFID系统中数据信息存储的的电子信息载体。如：银行卡、饭卡、会员卡，Ic卡等标签（Tag）是由耦合元件、芯片及微型天线组成，每个标签内部存有唯一的电子编码，附着在物体上，用来标识目标对象。标签进入RFID阅读器扫描场以后，接收到阅读器发出的射频信号，凭借感应电流获得的能量发送出存储在芯片中的电子编码（被动式标签），或者主动发送某一频率的信号（主动式标签）。电可擦可编程只读存储器（EEPROM）：一般射频识别系统主要采用EEPROM方式。这种方式的缺点是写入过程中的功耗消耗很大，使用寿命一般为100,000次铁电随机存取存储器（FRAM）:与EEPROM相比，FRAM的写入功耗消耗减小100倍，写入时间甚至缩短1000倍。FRAM属于非易失类存储器。然而，FRAM由于生产方面的问题至今未获得广泛应用。静态随机存取存储器（SRAM）:SRAM能快速写入数据，适用于微波系统，但SRAM需要辅助电池不间断供电，才能保存数据。应答器（标签）：存储方式被动式标签（PassiveTag）：因内部没有电源设备又被称为无源标签。被动式标签内部的集成电路通过接收由阅读器发出的电磁波进行驱动，向阅读器发送数据。主动标签（ActiveTag）:因标签内部携带电源又被称为有源标签。电源设备和与其相关的电路决定了主动式标签要比被动式标签体积大、价格昂贵。但主动标签通信距离更远，可达上百米远。半主动标签（Semi-activeTag）:这种标签兼有被动标签和主动标签的所有优点，内部携带电池，能够为标签内部计算提供电源。这种标签可以携带传感器，可用于检测环境参数，如温度、湿度、是否移动等。然而和主动式标签不同是它们的通信并不需要电池提供能量，而是像被动式标签一样通过阅读器发射的电磁波获取通信能量。应答器（标签）分类体积小且形状多样：RFID标签在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需要为了读取精度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。耐环境性：纸张容易被污染而影响识别。但RFID对水、油等物质却有极强的抗污性。另外，即使在黑暗的环境中，RFID标签也能够被读取。可重复使用：标签具有读写功能，电子数据可被反复覆盖，因此可以被回收而重复使用。穿透性强：标签在被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包裹的情况下也可以进行穿透性通讯。数据安全性：标签内的数据通过循环冗余校验的方法来保证标签发送的数据准确性。RFID标签与条形码相比的优点？2.2.2RFID-阅读器阅读器是RFID系统最重要也是最复杂的一个组件。阅读器可以通过标准网口、RS232串口或USB接口同主机相连，通过天线同RFID标签（应答器）通信。为了方便，阅读器和天线以及智能终端设备会集成在一起形成可移动的手持式阅读器。2.RFID阅读器参数1)工作频率2)作用距离3)数据传输速率4)安全要求:加密和身份认证5)存储容量6)系统连通性7)多电子标签同时识读性低频（LF）范围为30kHz-300kHz，RFID典型低频工作频率有125kHz和133kHz两个，该频段的波长大约为2500m。低频标签一般都为无源标签，其工作能量通过电感耦合的方式从阅读器耦合线圈的辐射场中获得，通信范围一般小于1米。除金属材料影响外，低频信号一般能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。高频（HF）范围为3MHz-30MHz，RFID典型工作频率为13.56MHz,该频率的波长大概为22米，通信距离一般也小于1米。该频率的标签不再需要线圈绕制，可以通过腐蚀活着印刷的方式制作标签内的天线，采用电感耦合的方式从阅读器辐射场获取能量。工作频率与作用距离超高频（UHF）范围为300MHz-3GHz，3GHz以上为微波范围。采用超高频和微波的RFID系统一般统称为超高频RFID系统，典型的工作频率为：433MHz，860-960MHz，2.45GHz，5.8GHz，频率波长大概在30厘米左右。严格意义上，2.45GHz和5.8GHz属于微波范围。超高频标签可以是有源标签与无源标签两种，通过电磁耦合方式同阅读器通信。通信距离一般大于1米，典型情况为4-6米，最大可超过10米。工作频率与作用距离(续)3.RFID阅读器的组成图2-14阅读器基本组成模块4.阅读器与应答器的耦合方式图2-15电感耦合电路感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率正成比：E=n(Δø/Δt)例2-1对于一个RFID标签，内部有50匝线圈绕制而成的天线线圈，读写器周围磁通的变化率为0.004Wb/s,试计算在电子标签的天线两端能产生多大的感应电动势？解：根据公式：E=n(Δø/Δt)得：E=n(Δø/Δt)=50*0.004Wb/s=0.2V5.数据信息的编码与调制（讨论讲座）2.2.3RFID技术：天线部分天线同阅读器相连，用于在标签和阅读器之间传递射频信号。阅读器可以连接一个或多个天线，但每次使用时只能激活一个天线。RFID系统的工作频率从低频到微波，这使得天线与标签芯片之间的匹配问题变得很复杂。例2-2并联谐振回路如图,已L=180μH,C=140pF,r=10Ω试求：1)该回路的谐振频率f0,品质因数Q及谐振电阻Rp2)

Δf=

±10kHz,

±50kHz时并联回路的等效阻抗及相移。解：根据公式2-17,2-19,2-20,2-23,2-24代入可求。(5)RFID电感耦合射频天线计算1）串联谐振回路p372）并联谐振回路p39本章小结EPC编码条形码的分类，一维条形码的组成，二维条形码与一维条形码的比较RFID的概念与现状。RFID系统的组成，RFID标签的优点和特点，RFID标签的存储方式及分类，RFID系统的常见频率及其优缺点。RFID标签冲突及防冲突算法的概念，防冲突算法分类，详细描述基于帧的分时隙的ALOHA协议，Q协议、随机二进制树协议和查询二叉树协议。以上各种协议的优缺点。光学字符识别（OpticalCharacterRecognition，OCR），是模式识别（PatternRecognition，PR）的一种技术，目的是要使计算机知道它到底看到了什么，尤其是文字资料。OCR技术能使设备通过光学机制识别字符。语音识别研究如何采用数字信号处理技术自动提取及决定语言信号中最基本有意义的信息，同时也包括利用音律特征等个人特征识别说话人。光符号识别语音识别虹膜识别指纹识别IC卡条形码补充阅读：自动识别技术举例语音识别框架：典型的模式识别系统·构词规则·同音字判决·语法语义·背景知识预处理声学参数分析测度估计失真测度语音库判决专家知识库训练识别结果·反混叠失真滤波器·预加重器·端点检测·噪声滤波器·欧氏距离·似然比测度○语音信号输入虹膜识别：合适的生物特征虹膜识别是当前应用最方便精确的生物识别技术，虹膜的高度独特性和稳定性是其用于身份鉴别的基础。指纹识别技术处理流程：通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。IC卡技术IC卡（IntegratedCircuitCard），即“集成电路卡”在日常生活中已随处可见。实际上是一种数据存储系统，如有必要还可附加计算能力。一个标准的IC卡应用系统通常包括：IC卡、IC卡接口设备（IC卡读写器）、PC，较大的系统还包括通信网络和主计算机等，如图所示。IC卡：分类逻辑加密卡有一定的安全保证，多用于有一定安全要求的场合，如保险卡、加油卡、驾驶卡、借书卡、IC卡电话和小额电子钱包等。CPU卡CPU卡也称智能卡。CPU卡的硬件构成包括CPU、存储器（含RAM、ROM、E2PROM等）、卡与读写终端通信的I/O接口及加密运算协处理器CAU，ROM中则存放有COS（ChipOperationSystem，片内操作系统）。计算能力高，存储容量大，应用灵活，适应性较强。安全防伪能力强。不仅可验证卡和持卡人的合法性，且可鉴别读写终端，已成为一卡多用及对数据安全保密性特别敏感场合的最佳选择，如手机SIM卡等。真正意义上的“智能卡”。特点：

CPU卡：按交换界面分类接触式IC卡

接触式IC卡的多个金属触点为卡芯片与外界的信息传输媒介，成本低，实施相对简便；非接触式IC卡则不用触点，而是借助无线收发传送信息，因此在前者难以胜任的交通运输等诸多场合有较多应用。非接触式IC卡CPU卡：按应用领域分类

根据应用领域的不同可将智能卡分为金融卡和非金融卡（即银行卡和非银行卡）。金融卡又分为信用卡和现金卡。前者用于消费支付时，可按预先设定额度透支资金，后者可用做电子钱包和电子存折，但不得透支。而非金融卡的涉及范围极广，实质上囊括了金融卡之外的所有领域，如门禁卡、组织代码卡、医疗卡、保险卡、IC卡身份证、电子标签等。目标导入：传感器是物联网的基础技术之一，处于物联网架构的感知层。本章将介绍几种常用的传感器，包括温度传感器、湿度传感器、MEMS传感器等内容。第3章传感器技术3.1传感器基础知识3.2几种常用的传感器3.3智能传感器3.4MEMS技术3.5传感器接口技术本章目录第3章传感器技术3.1传感器概述定义把特定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。传感器的作用1.工业自动化2.航空航天3.资源探测与环境保护4.医学5.家用电子6.军事

3.1.3传感器的组成传感器的组成：敏感元件与转换元件显示器记录仪数据处理测量电路辅助电源无线传感节点的组成：电池、传感器、微处理器、无线通信芯片；1.按输入量分类2.按输出量分类3.按基本效应分类4.按工作原理分类5.按能量变换关系分类3.1.4传感器的分类3.1.5传感器的基本特性1.静态特性1）线性度2）灵敏度3）迟滞4）重复性2.动态特性例3-1液体温度传感器是一阶传感器，已知某玻璃汞温度计特性的微分方程式为：4dy/dx+2y=2*10-3x试确定时间常数与静态灵敏度？解：一阶传感器的方程式为：a1dy/dx+a0y=b0x化为标准式：2dy/dx+y=1*10-3x则时间常数:2s,静态灵敏度k=10-3/0C3.2.1温度传感器1.基本概念1）接触式2）非接触式2.常用温度传感器分类1）水分子亲和力型2)非水分子亲和力型3）有机高分子温度传感器电阻式电容式3.2.2湿度传感器1.基本概念1）绝对温度和相对温度2）露点2.湿度传感器分类1）DS18B20数字温度传感器2)AD590温度传感器供电电压：3~30V,灵敏度1μA/0C传送距离可达1Km以上，阻抗20M欧3.2.3超声波传感器1.基本概念利用超声波的特性研制成的传感器2.主要性能指标1）工作频率2）工作温度3）灵敏度3.工作原理4.系统组成

由发送传感器、接收传感器、控制部分与电源组成3.2.4气敏传感器1.基本概念

将被测气体浓度转换成一定关系电量输出的装置2.工作原理

半导体、接触燃烧式、化学反应式、光干涉式、热传导式、红外吸收散式等3.类型与参数

3.3智能传感器1.智能传感器概念(intelligentSensor)

带有微处理器，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理器相结合的产物。2.智能传感器的组成

3.4MEMS技术（微型元器件）1.概念：指亚微米至亚毫米范围的装置2.特点：体积小、集成度高、功能灵活，使人类的操作延伸到微米级空间3.应用：信息航空医疗和生物环境科学几种常见的MEMS传感器微加速度传感器原理图微加速度传感器随后Zimmermann等人报道了利用SIMOXSOI芯片制作的类似结构的微加速度传感器，另外Chan等人还报道了测量范围在5g和1g的改进型的力平衡式加速度计。这种传感器在汽车的防撞气袋控制等领域有着广泛应用，而且成本较低(在15美元以下)，因而引起了产业界极大的兴趣和投资热情。几种常见的MEMS传感器微机械陀螺仪

微机械陀螺仪是另一种惯性微机械器件,它在诸如汽车牵引控制系统、行驶稳定系统,摄像机稳定系统,飞机稳定系统,计算的惯性鼠标以及机器人、军事等领域均有广泛的应用前景。微机械陀螺仪的结构与常见陀螺仪差别很大,常见的结构有双平衡环结构、悬臂梁结构、音叉结构、振动环结构等几种,其中最先进的是振动环结构。微机械位移控制器原理图3.5传感器接口技术

I2I1

3.5.3传感器与微机接口的一般结构被测量传感器放大器转换器微机隔离转换器驱动器微机是系统核心输入通道的特点：结构类型取决于传感器信号大小和类型技术指标：精度和实时性3)模拟、数字信号混沌电路4)电磁干扰输出通道的特点：通道结构取决于系统电平功率小3)抗干拢3.5.4

接口电路应用实例图3-25自动温度测控仪电路原理框图节点操作系统功能：硬件驱动资源管理任务调度编程借口TinyOSTinyOS由加州伯克莱分校开发,是目前无线传感网络研究领域使用最为广泛的OS()TinyOS开发语言：nesCnesC语言是专门为资源极其受限、硬件平台多样化的传感节点设计的开发语言使用nesC编写的应用程序是基于组件的组件之间的交互必须通过使用接口用nesC编写的应用程序一般有一个最顶层的配置文件本章小结传感器的基本概念和典型应用温度传感器湿度传感器气敏、超声波传感器TinyOS操作系统。内容提要：物联网的支撑技术融合了RFID、传感器技术、无线传感器网络、智能网络等多种技术。无线传感器网络立足于无线通信协议。物联网的基础是互联网，无线网络是补充。传感网的基础是无线网络。本章介绍无线传感网技术体系、通信协议与信息整合。第4章无线传感器网络技术4.1无线传感网络概述4.2无线传感网络技术体系4.3无线传感网络的通信协议4.4无线传感网络的技术标准本章目录无线传感器网络技术无线传感器网络（WSN，wirelessSensorNetwork）是由具有感知、计算及通信能力的一群微型传感器节点组成的一个自组网络系统。目的是协作感知、采集处理区域的信息如环境参数、温度、振动、化学浓度等数据发送到汇聚节点供分析。无线传感器网络涉及传感器技术、网络通信技术、无线传输技术、嵌入式技术、分布式、微电子、软件编程。4.1.1

无线传感器网络介绍4.1无线传感器网络概述无线传感器网络的特点大规模网络自组织网络多跳路由动态性网络可靠的网络以数据为中心的网络应用相关的网络4.1无线传感器网络概述无线传感器网络的实现条件与约束电源能量有限通信能力有限计算和存储能力4.1无线传感器网络概述无线传感器网络的应用军事应用环境观测和预报系统医疗护理智能家居建筑物状态监控其他应用：如空间探索4.1.2传感器网络体系结构4.1无线传感器网络概述图4-3传感器网络体系结构传感器网络协议栈4.1无线传感器网络概述图4-5传感器网络协议栈改进的模型？讨论：p87教材图4-5b4.1.3传感器网络的发展4.1无线传感器网络第一代传感器网络出现在20世纪70年代。使用具有简单信息信号获取能力的传统传感器，采用点对点传输、连接传感控制器构成传感器网络；第二代传感器网络，由智能传感器，现场控制站组成的测控网络。采用串，并接口(如Rs-232)与传感控制器相联第三代传感器网络出现在20世纪90年代后期和本世纪初，用具有现场总线的智能传感器网络第四代传感器网络-无线传感器网络。本文所介绍的无线传感器网络就是指第四代传感器网络。新一代计算设备普适计算的重要途经

4.2.1自组网技术4.2无线传感网络技术体系移动自组网(Ad-Hoc)Adhoc网络的前身是分组无线网（PacketRadioNetwork）1991年成立的IEEE802.11标准委员会采用了“Adhoc网络”一词来描述这种特殊的对等式无线移动网络。移动自组网的特点无中心自组织动态变化的网络拓朴受限的无线传输安全性差多跳路由4.2.2节点定位技术1.基本概念和算法在传感器网络中，为了实现定位的需要，随机播撒的节点主要有两种：信标节点（BeaconNode）和未知节点（UnknownNode）。通常将已知自身位置的节点称为信标节点，信标节点可以通过携带GPS定位设备等手段获得自身的精确位置，而其它节点称之为未知节点，未知节点以信标节点作为参考点，通过信标节点的位置信息来确定自身位置。图4-6传感器网络中信标节点和未知节点1.基本概念和算法(1)邻居节点（NeighborNodes）：无需经过其它节点能够直接与之进行通信的节点；(2)跳数（HopCount）：两个要实现通信的节点之间信息转发所需要的最小跳段总数；(3)连通度（Connectivity）：一个节点拥有的邻居节点数目；(4)跳段距离（HopDistance）两个节点间隔之间最小跳段距离的总和(5)接收信号传播时间差(TimeDifferenceofArrival，TDOA)：两种不同频率的信号到达同一目的地时由于不同的传输速度所造成的时间差；(6)接收信号传播时间（TimeofArrival，TOA）：信号在两个不同节点之间传播所需要的时间；(7)信号返回时间（Round-tripTimeofFlight，RTOF）：信号从一个节点传到另一个节点后又返回来的时间；(8)到达角度(AngleofArrival，AOA)：节点自身轴线相对于其接收到的信号之间的角度；(9)接收信号强度指示(ReceivedSigna1StrengthIndicator，RSSI)：无线信号到达传感器节点后的强弱值。（1）三边测量法4.2传感网技术体系根据上式可得未知节点D的坐标方程为：

（2-2）（2）三角测量法4.2传感网技术体系

（2-2）（3）最大似然估计法

（2-2）图4-9最大似然估计法（3）最大似然估计法

（2-2）4.2.2传感器网络定位算法的分类基于距离和距离无关的定位算法基于TOA的定位（基于到达时间的定位机制）基于TDOA的定位（基于到达时间差的定位机制）基于AOA的定位（基于到达角度的定位机制）基于RSSI的定位（基于接收信号强度的定位机制）2.递增式和并发式3.基于信标和无信标的定位基于距离的定位（ToA）基于距离基于距离差基于信号特征距离测量方法距离d=波速v*传播时间Δt传播时间Δt=收到时刻t–发出时刻t0问题：接受端如何得知t0？基于距离的定位（ToA）基于距离基于距离差基于信号特征方法1：利用波速差发送端同时发送一道电磁波和声波接收端记录：电磁波到达时刻声波到达时刻距离由于远大于，上式可简化为基于距离的定位（ToA）基于距离基于距离差基于信号特征方法2：测量波的往返时间发送端于时刻发送波接收端收到波后，等待时间后返回同样的波发送端记录收到回复的时间距离基于距离的定位（ToA）基于距离基于距离差基于信号特征位置计算方法多边测量（也称多点测量）平面上定位，取三个参考点以每个参考点为圆心，到该参考点的距离为半径画圆，目标必在圆上平面上三个圆交于一点实际中取用超过三个参考点，用最小二乘法减少误差基于距离差的定位（TDoA）基于距离基于距离差基于信号特征ToA的局限需要参考点和测量目标时钟同步TDoA不需要参考点和测量目标时钟同步参考点之间仍然需要时钟同步基于距离差的定位（TDoA）基于距离基于距离差基于信号特征距离差测距方法测量目标广播信号参考点i，j分别记录信号接收到的时刻ti，tj测量目标到i，j的距离差基于距离差的定位（TDoA）基于距离基于距离差基于信号特征位置计算方法至少两组数据联立方程求解实际采用多组数据最小二乘法求解每次测量结果参考点坐标到参考点的距离构建方程：AOA定位分析基于RSSI的定位基于距离基于距离差基于信号强度基于信号强度的定位原理：建立信号衰减与距离关系，利用4-6计算节点与基站的距离，再用三边法计算节点位置。基于信号特征的定位基于距离基于距离差基于信号特征解决方法：将信号强度看做“特征”预先布置N个参考节点测出N个参考节点信号的强度，得到一个N维向量事先测出区域中每个位置的特征向量将目标测出的特征向量和事先测量值比对，找出位置缺点：不能应对动态变化4.2.3时间同步技术网络时间协议(NTP)RBS机制4.2.4安全技术路径选择交换算法特点：能量优先局部拓朴数据中心应用相关4.3.1无线传感网络路由协议4.3无线传感网通迅协议4.3无线低速网络协议蓝牙红外802.15.4/ZigBee典型的无线低速网络协议：4.3无线传感网通迅协议蓝牙（Bluetooth）典型无线低速网络蓝牙红外802.15.4/ZigBee蓝牙技术是一种短距离低功耗传输协议，最早始于1994年，由瑞典的爱立信公司研发。采用的是调频技术（frequency-hoppingspreadspectrum），频段范围是2.402GHz-2.480GHz。通信速率一般能达到1Mbps左右，新的蓝牙标准也支持超过20Mbps的速率。通信半径从几米到100米左右不等，常见为几米左右。蓝牙和Wi-Fi区别典型无线低速网络蓝牙红外802.15.4/ZigBeeWi-Fi的定位目标是为了取代网络应用中的有线设备，能够真正的实现从有线到无线的转变，他可以用来传送各种文件，视频，音频，实现互联网的各种应用。蓝牙主要是为了替换一些个人用户携带设备的有线，如耳机，键盘等。这些设备对带宽的要求相对较少，或者说不是经常使用，比如手机间的传送小文件，或者说这些设备的资源拥有量（电量，计算资源等等）相对较低。红外（Infrared)典型无线低速网络蓝牙红外802.15.4/ZigBee红外通信技术利用红外线传输数据，比蓝牙技术出现更早，是一种较早的无线通信技术。特点红外通信采用的是875nm左右波长的光波通信，通信距离一般为1米左右。设备体积小、成本低、功耗低、不需要频率申请等优势缺点设备之间必须互相可见对障碍物的衍射较差4.4.1802.15.4标准/ZigBee典型无线低速网络蓝牙红外802.15.4/ZigBee802.15.4/ZigBee是无线传感网领域最为著名的无线通信协议ZigBee主要定义了网络层、传输层以及之上的应用层的规范802.15.4主要定义了短距离通信的物理层以及链路层规范4.4无线传感网技术标准802.15.4物理层典型无线低速网络蓝牙红外802.15.4/ZigBee频段：3个频段，均为国际电信联盟电信标准化组定义的用于科研和医疗的开放频段，包括868.0-868.6MHz，主要为欧洲采用，单信道；902-928MHz，北美采用，10个信道，支持扩展到30；2.4-2.4835GHz世界范围内通用，16个频道。传输技术：最早为直接扩频，后来可采用调频、调相等多种技术。4.4无线传感网技术标准802.15.4介质访问控制层典型无线低速网络蓝牙红外802.15.4/ZigBee介质访问控制层（MAC）控制和协调节点使用物理层的信道802.15.4采用载波侦听多路访问方式(CSMA/CA)，与802.11（Wi-Fi）类似。传输之前，先侦听介质中是否有使用同一信道的载波存在，若不存在说明信道空闲，将直接进入数据传输状态；若系统检测到存在载波，则在随机退避一段时间后重新检测信道，退避的时间长短由具体的协议指定。4.4无线传感网技术标准CSMA/CA协议典型无线低速网络蓝牙红外802.15.4/ZigBee4.4无线传感网技术标准ZigBee

网络层典型无线低速网络蓝牙红外802.15.4/ZigBee网络层功能：路由，新节点和路径的发现，决定一个节点属于某一个子网络等。ZigBee网络层采用距离矢量路由协议（AODV）源节点广播一个路由请求给它的所有邻居邻居节点在收到消息后，再广播收到的消息给它们的邻居，如此直到消息到达目的节点。当目的节点收到路由请求消息以后，目的节点返回一个路由回复给源节点。回复不再以广播方式发送到源节点，而是沿着路由请求数据包从源节点到目的节点的路径，这样源节点就可以按照这条路径发送消息到目的节点了。距离矢量路由协议（AODV）典型无线低速网络蓝牙红外802.15.4/ZigBeeZigBee

网络层以上典型无线低速网络蓝牙红外802.15.4/ZigBee网络层以及上提供了向终端用户的接口与互联网类似，在网络层以上：互联网模型中需要提供不同类型的传输服务（比如TCP协议和UDP协议）在传输协议上还需要提供各种基于不同传输协议的应用（比如FTP，HTTP等等）。4.4无线传感网技术标准ZigBee与常用协议比较典型无线低速网络蓝牙红外802.15.4/ZigBee无线传感网组网：物理层设计链路特点动态性（Dynamic)非对称性（Asymmetric）：两个节点之间一个方向链路质量好，另一个方向质量非常差。空间关联性（SpatialCorrelation）：因为位置相近的节点通常有相似的环境。时间关联性（TemporalCorrelation）物理层设计应当支持802.15.14模块，如CC2420，同时满足：低能量消耗低通讯半径低通信带宽无线传感网组网：MAC层设计无线传感网节点特殊性：节点功能小→计算不能太复杂节点能量少→尽量减少不必要传输节点通信范围小→需要多跳网络设计节点内存小→不可能保存全部路由表节点工作环境复杂→高适应性协议MAC层：沿用CSMA/CA无线传感网组网：MAC层设计无线收发模块占用大部分电量消耗！MAC层设计：如何降低能量消耗？无线收发器件（radiotransceiver）工作时通常处于三种状态（发送，侦听，空闲状态），发送和侦听状态为工作状态，空闲状态浪费能量。低功率侦听协议采样侦听链路层调度采样侦听无线收发模块在没有数据的时候关闭定时采