物联网技术及应用基础（第2版） 课件 21.阅读器-30.GIS应用

阅读器物联网技术及应用基础读写器（阅读器，扫描器）读写器的频率决定整个系统的工作频率分离式集中式天线与读写器是否分离，分为：天线：方便更换尺寸减小，成本降低固定RFID读写器手持RFID读写器传送带上方带有面板和液晶显示4读写器主要功能：1.发送和接收功能2.对信息进行简单处理（校验错误，筛选）3.连接网络传递信息读写器（阅读器，扫描器）5读写器捕捉和处理RFID标签数据的设备读写器天线发射机接收机编码器译码器逻辑单元存储器通信接口电源收发机微处理器6读写器天线发射机接收机编码器译码器逻辑单元存储器通信接口电源收发机微处理器发射电磁波激活标签发射电磁波信号接收标签返回的信息将收到的电磁波模拟信号转换为数字信号进行数据解码逻辑处理存放阅读的标签数据与计算机连接天线南京信息职业技术学院张园物联网技术及应用基础8天线以电磁波形式把前端射频信号功率接收或辐射出去的设备电子标签天线：接收能量读写器天线：发射能量电子标签天线读写器天线低频天线高频天线微波天线9低频和高频时，采用线圈天线，基于电感耦合方式常用的电感线圈的结构和外形1010实物11微波时，天线多种多样天线比芯片尺寸大，标签大小由天线决定12微波天线1.偶极子天线采用直导线弯曲结构，左右对称13介质基片上贴加导体薄片而形成的天线，多用于读写器2.微带天线14八木天线有很好的方向性，有较高的增益特别适用于点对点的通信3.八木天线振子4.平板天线只接收一个方向5.鞭状天线RFID工作原理南京信息职业技术学院张园物联网技术及应用基础18把IC卡靠近阅读器，不必接触，信息就可以进行交换。“IC卡”内部并无电池，它是怎么工作的？集成电路芯片

感应天线

19电磁波每张IC卡都有自己唯一的识别码。IC卡本身没有电源。当天线感应到电磁波后获得能量，电路开始工作。。阅读器完成对应操作，并发“嘟”声结束。阅读器是一台发射器，向外发射电磁波，“询问”附近的IC卡。询问应答扣款2021读写器计算机天线标签标签标签电波场标签进入磁场后，接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息读写器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

22张三在231)天线发射电磁波，形成电磁场2)在磁场范围内的标签，获得能量，激活3)阅读器发出清点命令，即“谁在啊”4)标签回复自身的标识信息最基本的RFID系统组成：RFID应用南京信息职业技术学院张园物联网技术及应用基础传统的RFID应用领域（高频、近距离）门禁等，身份识别交通一卡通等，小额支付和电子钱包二代身份证等，法定证件新兴的RFID应用领域（超高频、远距离）商品防伪，如酒、烟、贵重物品物流管理，如大型超市、航空包裹、邮政包裹智能仓储，如大型仓库、港口、码头、机场人员管理，如大型展会、大型景区、煤矿井下食品药品管理，

如食品安全、高危药品安全生产管理，

如危险物品26嵌入射频芯片的门票可以多人同时入场，不受环境影响27标签天线单瓶级验证五粮液在酒瓶盖上集成小型电子标签，实现酒类防伪功能。商品防伪28门禁卡29动物出生便贴上标签，从而实现鸡、鸭、牛、羊、猪从出生到餐桌的全程跟踪。电子标签食品跟踪30通过车载电子标签与收费站的天线进行微波通讯，系统根据车型和车牌号自动收取费用，并通过网络与银行系统进行结算，从而实现车辆不停车收费。公路不停车收费管理系统电子收费系统31物流分拣系统通过电子标签自动分拣，只需上下货采用人工GPS应用南京信息职业技术学院张园物联网技术及应用基础33GPS的广泛应用34交通航空：民航运输通过GPS接收设备，使驾驶员着陆时能准确对准跑道，引导飞机安全进离场。

航海：GPS可进行自主导航、港口管理和进港引导、航路交通管理及跟踪监视。

陆路：GPS在车辆导航方面发挥了重要的角色，车载设备通过GPS进行精确定位，结合电子地图以及实时的交通状况，自动匹配最优路径，并实行车辆的自主导航，从而降低能源消耗，节省运行成本。35娱乐随着GPS接收机的小型化以及价格的降低，GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们旅游、探险的好帮手。36农业"精准农业耕作"。GPS进行农田信息定位获取通过实施精准耕作，可在尽量不减产的情况下，降低农业生产成本，有效避免资源浪费，降低环境污染。37应急救援利用GPS定位技术，可对火警、救护、警察进行应急调遣，提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故、交通堵塞等紧急事件的响应效率。全球定位技术系统架构南京信息职业技术学院张园物联网技术及应用基础39GPS全称：

NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem

卫星测时测距导航/全球定位系统定位是GPS的基本功能是由美国建立的一个卫星导航定位系统

GPS计划始于1973年，已于1994年进入完全运行状态。4040空间卫星部分：提供时间信息发射信号提供其它辅助信息地面控制部分：

中心控制系统实现时间同步跟踪卫星进行定轨用户设备部分：

接收并测卫星信号记录处理数据提供导航定位信息GPS组成4141空间部分24颗卫星（21+3）6个轨道平面卫星轨道面相对于地球赤道面的轨道倾角为55°20200km轨道高度（地面高度）现28颗42可以覆盖全球各个角落4343地面控制部分一个主控站：科罗拉多•斯必灵司三个注入站：阿松森（Ascencion)

迭哥•伽西亚(DiegoGarcia)

卡瓦加兰(kwajalein)五个监测站=1个主控站+3个注入站+夏威夷（Hawaii)55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajaleinColoradosprings44用户接收机部分手持型GPS机45图片：大地型GPS接收机单频机双频机天线主机全球定位技术原理南京信息职业技术学院张园物联网技术及应用基础47黑色=可见,红色

=不可见,绿色=视线

总共24颗GPS卫星。地球任意一点可以看到5-12颗卫星。任一卫星的瞬时位置可根据星历计算得到。星历是用于描述太空飞行体位置和速度的表达式48d1d249空间距离交会法定位d3

在太空中！5051距离交会法观测方程(x,y,z)为待求的接收机位置，d为卫星到接收机的距离，(xi,yi,zi)为卫星瞬时位置（由星历计算得到）。321(x,y,z)d1d2d352d1d2d3P1P2P3结论：接收机观测到3颗以上卫星即可实现定位。GIS定义南京信息职业技术学院张园物联网技术及应用基础54什么是地理信息系统？Geographic

InformationSystemGSI利用计算机来对地图进行管理和应用的软件系统55数据信息GIS数据:指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音、图像等符号。数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义。信息:是对数据的解释,运用和解算.56GIS系统将描述位置的信息结合在一起，通过这些信息可以使你更好地认识这个位置（地方）。你可以按照需要选择使用哪些层信息，比如找一个更好的地段设立店铺、分析环境危害、通过综合城市中相同的犯罪，发现犯罪类型等等数据库管理系统图形处理与表达空间分析工具GIS57技术驱动计算机技术的发展应用驱动与地理因素相关的事物多80％的信息与空间位置相关数据驱动数据获取能力的增强人口过剩环境污染森林破坏自然灾害流行疾病找工作寻找最合适某种作物生长的土壤查找最佳行车路线……为什么会产生GIS？58神五拍下的地球59

印度洋海啸前后的对比图片60以前手绘地图现在利用电子地图，除了查找地点外，还有行驶路线推荐，路况信息显示，服务设施检索为什么会产生GIS？地理信息系统的功能南京信息职业技术学院张园物联网技术及应用基础6263数据采集在GIS中的地位以数据为处理线索硬件∶软件∶数据=1∶2∶7汽油数据应用-1.数据采集与编辑64数据采集——将非数字化的各种信息通过某些方法数字化土地海拔地块街道用户每个图层对应一个专题，包含某一种或某一类数据。如地貌层、水系层、道路层、居民地层等。65数据获取数据入库应用-2.数据处理和变换4.2地理信息系统的功能原始数据不可避免会有误差，为了保证数据的完整性和一致性，需编辑处理，形成能用的数据。图形变换/数据重构66不同的地图采用不同的投影方式，当这些地图资料数据进入计算机时，需要进行转换.圆锥投影圆柱投影方位投影67圆柱投影展开图方位投影展开图圆锥投影展开图68数据完整合理性对于存在的逻辑错误要进行纠正69应用-3.数据存储与管理数据进行组织管理可以高效的进行利用，GIS自带有特有的数据存储管理功能与一般数据库相比数据量大数据复杂应用广泛70应用-4.空间查询和分析1)空间查询71找离火车站最近的汽车站？空间数据库属性为火车站的点所有属性为汽车站的点空间计算距离最近的汽车站检索检索GIS分析属性查询72应用-空间查询和分析73应用-5.数据显示与输出GIS应用南京信息职业技术学院张园物联网技术及应用基础75GIS主要应用领域区域和城乡规划商业金融、通讯邮电、日常生活等各领域76灾害监测可以有效地用于森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和淹没损失估算、财产转移和救灾物资供应的最佳路线77资源管理土地资源，森林资源和矿产资源的清查、管理、土地利用规划，野生动物的保护等。GIS的主要任务是将各种来源的数据和信息有机地汇集在一起，从而为资源的合理开发、利用提供依据。78宏观决策GIS利用地理数据库，通过一系列决策模型的构建和比较分析，可为国家宏观决策提供依据。例如我国在三峡地区的研究中通过利用GIS和机助制图的方法，建立环境监测系统