物联网公开课：原理和技术指导

吴楠ivan_111@126.com知原理，方能看本质。第三课原理与技术指导

技术原理模仿自然的技术，赋予了物体与人相似的功能。在与物体联网的过程中，只有懂得这些物体信息转化的原理，才能更好得把握技术方案，成为合格的工程师。感知层传输层应用层硬软触觉（传感器）传感器将被测量的量转化成电信号并输出。通常包括敏感元件、转化元件、信号调节放大电路和辅助电源。压电效应触觉（传感器）磁电效应光电效应触觉（射频识别）射频识别RFID（RadioFrequencyIDentification）基于电磁场理论。主要原理是电子标签（小型振荡电路）发出的电磁波具有一定特性，被阅读器读取后可以解读出具体的信号含义。被动RFID：芯片标签中不包含电源，需要通过电磁感应来获得能量并辐射电磁波。校园卡、公交卡等。半主动RFID：标签不需要靠接收电磁波来供电，只用做好会传。（与主动式的区别）主动RFID：芯片标签中包含电源，可以主动发射电磁信号，通讯距离较强。精确定位、ETC等。触觉（射频识别）/html/20060106/news_88_826191.html皮肤下植入射频芯片触觉（射频识别）不同频率的特性比较视觉（二维码）堆叠式/行排式二维条码又称堆积式二维条码或层排式二维条码），其编码常见原理是建立在一维条码基础之上，按需要堆积成二行或多行。矩阵式二维条码（又称棋盘式二维条码）它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。QR码支持编码的内容包括纯数字、数字和字符混合编码、8位字节码和包含汉字在内的多字节字符。其中：数字：每三个为一组压缩成10bit；字母数字混合:每两个为一组，压缩成11bit；8bit字节数据：无压缩直接保存；多字节字符：每一个字符被压缩成13bit。视觉（二维码）：QR码视觉（指纹识别）指纹纹路经常出现中断、分叉或转折。这些断点、分叉点和转折点就称为"特征点"二值化霍夫变换视觉（人脸识别）针对检测出的人脸模型，进行图像分析，常用的方法包括特征向量（特征多项式）法和模板比对法。用到的算法比指纹识别略为复杂。通过一些形状分割，将不同的部位分成不同的特征，最终相加成为人脸。视觉（手势动作识别）手势动作识别是近几年比较热门的技术和产品，其主要原理是通过图像处理技术，将动作模型与数据库中的模型进行匹配，并给出相应的控制。识别模型参数分析数据比对视觉（虹膜识别）虹膜的高度独特性、稳定性及不可更改的特点，是虹膜可用作身份鉴别的物质基础。由许多腺窝、皱褶、色素斑等构成两个不同的虹膜信息有75%匹配信息的可能性是1:106。等错率：1:1200000。两个不同的虹膜产生相同IrisCode（虹膜代码）的可能性是1:1052。听觉（语音识别）声音具有一定的波形，不同的声音波形不同。通过滤去噪声、获得声波的离散坐标点，并与数据库中的波形进行比对，系统可以得出该串声波所表达的意思。感（GPS）以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。其原理是电磁波的飞行时间（通过伪随机码得到）乘以光速。消除误差的方法：多方程解。求差法可以较好得平衡误差。感（GPS）导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。任何时候至少有4颗卫星感（脑电波识别）人脑在工作时，大量神经元在进行着定向的电信号交流，这样便产生了电磁场，即脑电波。人脑使用不同的分区时，相应的分区被激活，从而产生特定频率的电磁波，这就是脑电波识别的原理。感（脑电波识别）这是一些自发的有节律的神经电活动，其频率变动范围在每秒1－30次之间，可划分为四个波段，即δ（1－3Hz）θ（4－7Hz）α（8－13Hz）β（14－30Hz）（这几种波的频率边界，在学界还没有完全统一的标准。亦有学者认为δ波小于4Hz，θ波4～7Hz，α波8～12Hz，β波13～35Hz，并认为有大于35Hz的脑电波，并命名为γ波。长期处于该状态下的人会有生命危险）感（脑电波识别）人脑中存在有许多的功能区域性脑波律动(Brainrhythm)，比较为人所知的有(1)Murhythm:约存在于10~20Hz的频带之间，主要区域为感觉运动区(sensorymotorarea)(2)Taurhythm:约存在于8~10Hz之间，存在区域为上颞叶皮质(uppertemporallobe)(3)sigmarhythm:月存在于7~9Hz之间，存在区域为sensoryarea(4)Alpharhythm:约10Hz，存在区域为枕叶视觉区。这些Brainrhythm具有特定的功能以及特定存在的区域，所以可以用来作特定区域的功能性分析。通讯能力（Zigbee）Zigbee采用IEEE802.15.4协议，是一种近距离的无线通讯协议。特点是大规模、自组织、多跳、功耗低。软件编译环境常采用TinyOS系统。编程语言多用nesC。通讯能力（Wi-Fi）基于IEEE802.11标准。wirelessfidelity即无线保真，是为了增加IEEE802.11标准系列产品的互通性。每购买一台含有Wi-Fi技术的电子设备的时候，我们所付的价钱就包含了交给澳洲政府的Wi-Fi专利使用费。（Wi-Fi技术由澳洲政府的研究机构CSIRO在90年代发明并于1996年在美国成功申请了无线网技术专利。）通讯原理（3G）目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。无线通信与国际互联网等多媒体通信结合。什么是通讯标准？以常见形式、被人们广泛使用的软件算法。WCDMA（欧洲）：宽带码分多址。CDMA2000（美国）：支持者不如W-CDMA多。TD-SCDMA（中国）：时分同步CDMA。WiMAX（国际电信联盟）：微波存取全球互通。通讯原理（3G）CDMA：码分多址。基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。程序语言：技术原理？机器语言→汇编语言→程序语言。由于构造和思考习惯不同，机器语言更加接近计算机，因此运行效率最高；程序语言更加接近用户，因此开发速度更快。人们通过编程，教会计算机如何思考，如何处理输入的数据。语言都是相通的。技术如何组合，成为完整的项目或产品1、在感知层计算机通过其各种感官（压电、光电、磁电等效应），将各种不同的信息转化为电信号，并通过电路将这些信号标准化，方便传输和处理。2、已经调整好的信号按照一定的协议，封装到电磁波中，传输到处理中心（云计算）。3、通过各种渠道获取到网络中各类物体信息后，应用层的处理中心通过计算机和软件对这些信息进行分析并得出结果，这些结果（压力、光照度、图像信息、位置信息等）往往是用户所需要的。提问我的项目如何去更快得解决技术问题？针对现在的行业我更应关注哪种技术？（智慧物流、智能交通、智能家居）下节内容What'snext标准问题为什么制约着物联网产业的发展？在国外大家是如何认知和研究物联网的？物联网行业的国内外环境是怎样的？吸纳下节课的信息，你在物联网行业的成功率将会提升至45%。

课程体系介绍免费公开课：暂定每周六下午3:00-4:30物联网行业解读

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