CIMS基本知識(shí)與支撐技術(shù)-物聯(lián)網(wǎng)ppt課件

1、專(zhuān)題一：CIMS根本知識(shí)與支撐技術(shù)(下)朱海平機(jī)械學(xué)院制造配備數(shù)字化國(guó)家工程中心/工業(yè)工程系現(xiàn)代集成制造系統(tǒng).物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)概述RFID無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò).物聯(lián)網(wǎng)的來(lái)源與開(kāi)展1995年比爾蓋茨在一書(shū)中就曾經(jīng)提及類(lèi)似于物品互聯(lián)的想法，只是當(dāng)時(shí)受限于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的開(kāi)展，并未引起注重。.物聯(lián)網(wǎng)的來(lái)源與開(kāi)展1999年，美國(guó)麻省理工大學(xué)Auto-ID研討中心的創(chuàng)建者之一的Kevin Ashton教授在他的一個(gè)報(bào)告中初次運(yùn)用了“Internet of Things這個(gè)短語(yǔ)Auto-ID中心的目的就是在Internet的根底上建造一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與物品object

2、s之間的互聯(lián)，這里的物品包括各種各樣的硬件設(shè)備、軟件、協(xié)議等等。.物聯(lián)網(wǎng)的來(lái)源與開(kāi)展1999年至2003年，物聯(lián)網(wǎng)方面的任務(wù)局限于實(shí)驗(yàn)室中，這一時(shí)期的主要任務(wù)集中在物品身份的自動(dòng)識(shí)別，如何減少識(shí)別錯(cuò)誤和提高識(shí)別效率是關(guān)注的重點(diǎn)。2003年，“EPC決策研討會(huì)在芝加哥召開(kāi)。作為物聯(lián)網(wǎng)方面第一個(gè)國(guó)際會(huì)議，該研討會(huì)得到了全球90多個(gè)公司的大力支持。從此，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)任務(wù)開(kāi)場(chǎng)走出實(shí)驗(yàn)室。EPC: Electronic Product Code (產(chǎn)品電子代碼).物聯(lián)網(wǎng)的來(lái)源與開(kāi)展經(jīng)過(guò)工業(yè)界與學(xué)術(shù)界的共同努力，2005年物聯(lián)網(wǎng)終于大放異彩。這一年，國(guó)際電信聯(lián)盟ITU發(fā)布了題為的報(bào)告，物聯(lián)網(wǎng)概念開(kāi)場(chǎng)正式出如

3、今官方文件中。.物聯(lián)網(wǎng)的來(lái)源與開(kāi)展從此以后，物聯(lián)網(wǎng)獲得跨越式的開(kāi)展，美國(guó)、中國(guó)、日本以及歐洲一些國(guó)家紛紛將開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)根底設(shè)備列為國(guó)家戰(zhàn)略開(kāi)展方案的重要內(nèi)容。在美國(guó)，IBM提出了“智慧地球的想象，其中物聯(lián)網(wǎng)是不可短少的一部分，2021年1月，美國(guó)將其提升到國(guó)家戰(zhàn)略。.物聯(lián)網(wǎng)的來(lái)源與開(kāi)展在歐洲，2021年6月，歐盟在比利時(shí)首都布魯塞爾向歐洲議會(huì)、歐洲理事會(huì)、歐洲經(jīng)濟(jì)與社會(huì)委員會(huì)和地域委員會(huì)提交了以為題的公告，其目的是希望歐洲經(jīng)過(guò)構(gòu)建新型物聯(lián)網(wǎng)管理框架來(lái)引領(lǐng)世界物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)展。 .物聯(lián)網(wǎng)的來(lái)源與開(kāi)展歐盟委員會(huì)提出物聯(lián)網(wǎng)的三方面特性：第一，不能簡(jiǎn)單的將物聯(lián)網(wǎng)看做互聯(lián)網(wǎng)的延伸，物聯(lián)網(wǎng)建立在特有根底設(shè)備上，將

4、是一系列新的獨(dú)立系統(tǒng)，當(dāng)然，部分根底設(shè)備仍要依存于現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)。第二，物聯(lián)網(wǎng)將伴隨新的業(yè)務(wù)共同開(kāi)展；第三，物聯(lián)網(wǎng)包括了多種不同的通訊方式，物與人通訊，物與物通訊，其中特別強(qiáng)調(diào)了包括機(jī)對(duì)機(jī)通訊M2M。.物聯(lián)網(wǎng)的來(lái)源與開(kāi)展在我國(guó)，2021年8月溫家寶總理視察無(wú)錫中科院物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)中心時(shí)指出并強(qiáng)調(diào)，要盡快突破物聯(lián)網(wǎng)中心技術(shù)，把傳感技術(shù)和TD的開(kāi)展結(jié)合起來(lái)以后，我國(guó)官方對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的多次提議和眾多規(guī)劃表示我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)展已正式提上議事日程。.物聯(lián)網(wǎng)概念 物聯(lián)網(wǎng)的英文稱(chēng)號(hào)為“The Internet of Things，由該稱(chēng)號(hào)可見(jiàn)，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造上看，物聯(lián)網(wǎng)就是經(jīng)過(guò)Interne

5、t將眾多信息傳感設(shè)備與運(yùn)用系統(tǒng)銜接起來(lái)并在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)對(duì)物品身份進(jìn)展識(shí)別的分布式系統(tǒng)。 .物聯(lián)網(wǎng)概念物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的。當(dāng)時(shí)基于互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)、EPC規(guī)范，在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的根底上，利用射頻識(shí)別技術(shù)、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通訊技術(shù)等，構(gòu)造了一個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時(shí)共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)“Internet of things IOT，簡(jiǎn)稱(chēng)物聯(lián)網(wǎng)。.物聯(lián)網(wǎng)定義及組成 1. 物聯(lián)網(wǎng)定義目前較為公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)的定義是：經(jīng)過(guò)射頻識(shí)別RFID安裝、紅外感應(yīng)器、 全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按商定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相銜接，進(jìn)展信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)

6、。當(dāng)每個(gè)而不是每種物品可以被獨(dú)一標(biāo)識(shí)后，利用識(shí)別、通訊和計(jì)算等技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)根底上，構(gòu)建的銜接各種物品的網(wǎng)絡(luò)，就是人們常說(shuō)的物聯(lián)網(wǎng)。.物聯(lián)網(wǎng)定義及組成 物聯(lián)網(wǎng)中的“物的涵義要滿(mǎn)足以下條件才可以被納入“物聯(lián)網(wǎng)的范圍： 要有相應(yīng)信息的接納器； 要有數(shù)據(jù)傳輸通路； 要有一定的存儲(chǔ)功能； 要有CPU；.物聯(lián)網(wǎng)定義及組成 要有操作系統(tǒng)； 要有專(zhuān)門(mén)的運(yùn)用程序； 要有數(shù)據(jù)發(fā)送器； 遵照物聯(lián)網(wǎng)的通訊協(xié)議； 在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識(shí)別的獨(dú)一編號(hào)。.物聯(lián)網(wǎng)定義及組成 2.物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)展與構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)展跟互聯(lián)網(wǎng)是分不開(kāi)的，主要兩個(gè)層面的意思：物聯(lián)網(wǎng)的中心和根底依然是互聯(lián)網(wǎng)，它是在互聯(lián)網(wǎng)根底上的延伸和擴(kuò)展;第二，物聯(lián)網(wǎng)是

7、比互聯(lián)網(wǎng)更為龐大的網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)銜接延伸到了任何的物品和物品之間，這些物品可以經(jīng)過(guò)各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)銜接在一同，進(jìn)展更為復(fù)雜的信息交換和通訊。.物聯(lián)網(wǎng)定義及組成 3 物聯(lián)網(wǎng)的三大特征 普通以為,物聯(lián)網(wǎng)具有以下的三大特征: 全面感知利用RFID 、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息?？煽總魉徒?jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的交融，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳送給用戶(hù)。.物聯(lián)網(wǎng)定義及組成 智能處置利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)發(fā)掘以及模糊識(shí)別等人工智能技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)展分析和處置，對(duì)物體實(shí)施智能化的控制。物聯(lián)網(wǎng)概念模型 .物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論物聯(lián)網(wǎng)是典型的交叉學(xué)科，它所涉及的中心技術(shù)包括IPv6技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、

8、傳感技術(shù)、RFID智能識(shí)別技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)等。因此，從技術(shù)角度講，物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)主要涉及的專(zhuān)業(yè)有：計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、電子與電氣工程、電子信息與通訊、自動(dòng)控制、遙感與遙測(cè)、精細(xì)儀器、電子商務(wù)等等。.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論物聯(lián)網(wǎng)3層構(gòu)造感知層 智能嵌入式 標(biāo)識(shí)、感知 協(xié)同、互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)層 交融接入 信息存儲(chǔ)運(yùn)用層 數(shù)據(jù)發(fā)掘 決策.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架 .物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系 1. 感知、網(wǎng)絡(luò)通訊和運(yùn)用關(guān)鍵技術(shù) 傳感和識(shí)別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)感知物理世界獲取信息和實(shí)現(xiàn)物體控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器將物理世界中的物理量、化學(xué)量、生物量轉(zhuǎn)化成可供處置的數(shù)字信號(hào)。識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中物體標(biāo)識(shí)和位臵信息的獲取。.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

9、體系 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息和控制信息的雙向傳送、路由和控制.重點(diǎn)包括低速近間隔無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)、低功耗路由、自組織通訊、無(wú)線(xiàn)接入M2M 通訊加強(qiáng)、IP 承載技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)交融接入技術(shù)以及認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)。.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系 海量信息智能處置綜合運(yùn)用高性能計(jì)算、人工智能、數(shù)據(jù)庫(kù)和模糊計(jì)算等技術(shù)，對(duì)搜集的感知數(shù)據(jù)進(jìn)展通用途置，重點(diǎn)涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、并行計(jì)算、數(shù)據(jù)發(fā)掘、平臺(tái)效力、信息呈現(xiàn)等。.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系 面向效力的體系架構(gòu)Service-oriented Architecture ，SOA是一種松耦合的軟件組件技術(shù)，它將運(yùn)用程序的不同功能模塊化，并經(jīng)過(guò)規(guī)范化的接口和調(diào)用方式聯(lián)絡(luò)起

10、來(lái)，實(shí)現(xiàn)快速可重用的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和部署。SOA 可提高物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的擴(kuò)展性，提升運(yùn)用開(kāi)發(fā)效率，充分整合和復(fù)用信息資源。.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系 2. 支撐技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)包括嵌入式系統(tǒng)、微機(jī)電系統(tǒng)Micro ElectroMechanical Systems，MEMS、軟件和算法、電源和儲(chǔ)能、新資料技術(shù)等。 微機(jī)電系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器、執(zhí)行器、處置器、通訊模塊、電源系統(tǒng)等的高度集成，是支撐傳感器節(jié)點(diǎn)微型化、智能化的重要技術(shù)。.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系 嵌入式系統(tǒng)是滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)設(shè)備功能、可靠性、本錢(qián)、體積、功耗等的綜合要求，可以按照不同運(yùn)用定制裁剪的嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)物體智能的重要根底。軟件和算法是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功

11、能、決議物聯(lián)網(wǎng)行為的主要技術(shù)，重點(diǎn)包括各種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算系統(tǒng)的感知信息處置、交互與優(yōu)化軟件與算法、物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算系統(tǒng)體系構(gòu)造與軟件平臺(tái)研發(fā)等。.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系 電源和儲(chǔ)能是物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵支撐技術(shù)之一，包括電池技術(shù)、能量?jī)?chǔ)存、能量捕獲、惡劣情況下的發(fā)電、能量循環(huán)、新能源等技術(shù)。 新資料技術(shù)主要是指運(yùn)用于傳感器的敏感元件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。傳感器敏感資料包括濕敏資料、氣敏資料、熱敏資料、壓敏資料、光敏資料等。新敏感資料的運(yùn)用可以使傳感器的靈敏度、尺寸、精度、穩(wěn)定性等特性獲得改善。.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系 3. 共性技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)共性技術(shù)涉及網(wǎng)絡(luò)的不同層面，主要包括架構(gòu)技術(shù)、標(biāo)識(shí)和解析、平安和隱私、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)等。 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)

12、目前處于概念開(kāi)展階段。物聯(lián)網(wǎng)需具有一致的架構(gòu)，明晰的分層，支持不同系統(tǒng)的互操作性，順應(yīng)不同類(lèi)型的物理網(wǎng)絡(luò)，順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)特性。.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系 標(biāo)識(shí)和解析技術(shù)是對(duì)物理實(shí)體、通訊實(shí)體和運(yùn)用實(shí)體賦予的或其本身固有的一個(gè)或一組屬性，并能實(shí)現(xiàn)正確解析的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)和解析技術(shù)涉及不同的標(biāo)識(shí)體系、不同體系的互操作、全球解析或區(qū)域解析、標(biāo)識(shí)管理等。.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系 平安和隱私技術(shù)包括平安體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)平安技術(shù)、“智能物體的廣泛部署對(duì)社會(huì)生活帶來(lái)的平安要挾、隱私維護(hù)技術(shù)、平安管理機(jī)制和保證措施等。網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)重點(diǎn)包括管理需求、管理模型、管理功能、管理協(xié)議等。為實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)廣泛部署的智能物體的管理，需求進(jìn)

13、展網(wǎng)絡(luò)功能和適用性分析，開(kāi)發(fā)適宜的管理協(xié)議。 .物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)概述RFID無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò).什么是RFIDRFID Radio Frequency Identification即無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)，是一種通訊技術(shù)，可經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)電訊號(hào)識(shí)別特定目的并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID可開(kāi)發(fā)出許多新的運(yùn)用領(lǐng)域，被視為最能夠帶動(dòng)下一波產(chǎn)業(yè)革命的技術(shù)之一。.一套完好的RFID系統(tǒng),由三個(gè)部份所組成：閱讀器(Reader)、電子標(biāo)簽(Tag)、運(yùn)用軟件系統(tǒng)(Software system)。其任務(wù)原理是：Reader發(fā)射一特定頻率的無(wú)線(xiàn)電波能量給Tag,用以驅(qū)動(dòng) Tag電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)Reader便依序接納解讀

14、數(shù)據(jù), 送給運(yùn)用程序做相應(yīng)的處置。 ReaderTagSoftware systemRFID系統(tǒng)任務(wù)原理.穿透性：非接觸，非可視化遠(yuǎn)間隔：可達(dá)3-10m多點(diǎn)同時(shí)讀?。簾o(wú)須逐一掃描，同時(shí)讀取150個(gè)目的可反復(fù)讀和寫(xiě)：并可識(shí)別挪動(dòng)目的無(wú)方向性：作用范圍內(nèi)，恣意方向，均可讀取標(biāo)識(shí)才干：IPv6，可給地球上每平方米6.5*10E+23個(gè)地址耐環(huán)境性：在水、油、黑暗或臟污環(huán)境中，也可讀取數(shù)據(jù)平安：先進(jìn)的標(biāo)簽級(jí)別的平安加密編碼和算法缺陷：無(wú)法穿透金屬RFID技術(shù)特點(diǎn).1897年： 發(fā)明無(wú)線(xiàn)電1880年： 對(duì)電磁場(chǎng)的根本了解1922年 ：雷達(dá)技術(shù)誕生1950年 ：RFID在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用1950年 ：航空業(yè)開(kāi)場(chǎng)

15、運(yùn)用1970年 ：RFID的商業(yè)運(yùn)用1960年 ：EAS的發(fā)明19701980年 ：工業(yè)自動(dòng)化和動(dòng)物識(shí)別的運(yùn)用1987年 ：電子收費(fèi)系統(tǒng)在挪威運(yùn)用1990年 ：RFID開(kāi)場(chǎng)在美國(guó)變熱，美國(guó)鐵路開(kāi)場(chǎng)運(yùn)用1990年 ：在SCM和企業(yè)系統(tǒng)中運(yùn)用2000年 ：沃爾瑪開(kāi)場(chǎng)籌備運(yùn)用2003年 ：EPC規(guī)范和聯(lián)盟構(gòu)成，標(biāo)志RFID進(jìn)駛快車(chē)道RFID開(kāi)展歷史與現(xiàn)狀.RFID與條碼.RFID的頻率區(qū)段低頻(LF，介于9KHz)讀取范圍短，約1520厘米高頻(HF，為13.56MHz)讀取范圍最大約為1.5米超高頻(UHF，介于3001,200MHz，其中歐規(guī)為868MHz，美國(guó)為915MHz)長(zhǎng)間隔讀取功能，約

16、為47米微波(2.45或5.8GHz).RFID主要頻段的特性.RFID標(biāo)簽特性有源RFID無(wú)源RFID標(biāo)簽電源內(nèi)置于標(biāo)簽內(nèi)讀卡器通過(guò)無(wú)線(xiàn)電頻率傳輸能量標(biāo)簽電池有無(wú)所需信號(hào)強(qiáng)度低高范圍可達(dá)100m3到5米讀取多標(biāo)簽1000個(gè)3米內(nèi)幾百個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)128 Kb可讀可寫(xiě)128字節(jié)可讀可寫(xiě).RFID標(biāo)簽的封裝.RFID標(biāo)簽打印機(jī).RFID讀寫(xiě)器.RFID讀寫(xiě)方式.出庫(kù)RFID ReaderRFID AntennaRFID TagRFID實(shí)驗(yàn).出庫(kù)RFID ReaderRFID AntennaRFID TagRFID實(shí)驗(yàn).出庫(kù)RFID ReaderRFID AntennaRFID TagRFID實(shí)驗(yàn).出

17、庫(kù)RFID ReaderRFID AntennaRFID實(shí)驗(yàn).基于RFID系統(tǒng)的根本構(gòu)造.基于RFID系統(tǒng)的根本構(gòu)造.基于RFID系統(tǒng)的根本構(gòu)造.DOD 工業(yè)制造 兩個(gè)在線(xiàn) DLA 配送中心San Joaquin, CA 和 Susquehanna, PARFID 企業(yè)部署HD SmithPurdueWal*MartTargetAlbertsonsBest BuyStaplesInternational PaperBoeingPacific Cycle航空業(yè)McCarran 和香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)Asiana AirlinesVirgin AtlanticBoeing零售店供應(yīng)鏈|零售業(yè)|CPG工業(yè)倉(cāng)

18、庫(kù)RFID的典型運(yùn)用行業(yè).物流與供應(yīng)鏈領(lǐng)域 由于缺貨損失的收入* 高達(dá) 690 億美圓配送中心/商店/貨架的庫(kù)存周轉(zhuǎn)率較差問(wèn)題供應(yīng)商應(yīng)遵照：對(duì)一切包裝箱和貨盤(pán)貼上標(biāo)簽運(yùn)用 RFID 實(shí)現(xiàn)可視性和貨架跟蹤自動(dòng)化處理方案提高配送中心商店貨架的庫(kù)存周轉(zhuǎn)率實(shí)時(shí)可視性 降低庫(kù)存更好的供需平衡結(jié)果供應(yīng)商零售商商店零售商配送中心 (DC).制造領(lǐng)域入口主要優(yōu)勢(shì) 區(qū)域配送中心零售商店具有 RFID 功能的鞏固耐用的挪動(dòng)數(shù)據(jù)終端讀取器 和天線(xiàn)RFID 標(biāo)簽 只讀讀寫(xiě)雙極天線(xiàn)標(biāo)簽制造廠(chǎng)防止手動(dòng)庫(kù)存管理準(zhǔn)確管理庫(kù)存提高存貨可視性和可跟蹤性減少庫(kù)存量減少倉(cāng)儲(chǔ)要求經(jīng)過(guò) JIT 和庫(kù)存共享提高消費(fèi)率 減少庫(kù)存損耗提高對(duì)產(chǎn)

19、品召回的呼應(yīng)自動(dòng)更新供應(yīng)系統(tǒng)更好的失竊檢測(cè).零售店內(nèi)可視性RFID 標(biāo)簽 每個(gè)物品零售商制造工廠(chǎng)每日庫(kù)存可見(jiàn)性和每周、每月庫(kù)存可見(jiàn)性更好的貨架商品可售性處理產(chǎn)品缺貨問(wèn)題平均缺貨率 7.1%減少失竊商店 A商店 B.工業(yè)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存跟蹤地面上的標(biāo)簽可用于跟蹤叉車(chē)位置裝運(yùn)、收貨和檢驗(yàn)處置時(shí)間可縮短20 倍至 60 倍配送中心可節(jié)省 20% 的運(yùn)營(yíng)本錢(qián)讀取貨架標(biāo)簽以驗(yàn)證正確的貨盤(pán)放置位置.下一代的機(jī)場(chǎng)技術(shù)更出色的平安性提高了旅客平安檢查和登機(jī)的速度和效率.藥品跟蹤與未來(lái)醫(yī)藥控制的符合性防止失竊和冒充提高對(duì)到期藥品和存貨量的控制.圖書(shū)館管理.病房管理.病房管理.汽車(chē)消費(fèi)車(chē)間的數(shù)據(jù)采集PLC自動(dòng)控制與AVI

20、系統(tǒng)集成沖壓車(chē)間沖壓件庫(kù)存焊裝車(chē)間WBS涂裝車(chē)間PBS總裝車(chē)間廢品車(chē)庫(kù)存內(nèi)飾線(xiàn)底盤(pán)線(xiàn)合裝線(xiàn)打碼機(jī)控制條碼掃描RFID自動(dòng)識(shí)別設(shè)備控制電子看板按燈智能料架條碼掃描RFID.實(shí)現(xiàn)焊裝轉(zhuǎn)序、PBS路由等多個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制單批次和批量控制路由器等設(shè)備的形狀監(jiān)控基于RFID的PBS控制控制器RFID讀取器裝配線(xiàn)RFID標(biāo)簽.RFID主要的效益降低庫(kù)存降低人員本錢(qián)改善任務(wù)效率、提升管理效率可視化供應(yīng)鏈流程、改良決策體系貨物區(qū)分改善對(duì)供應(yīng)鏈的整合、提高顧客滿(mǎn)足提高設(shè)備運(yùn)用率.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)概述RFID無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò).無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò) 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)Wireless Sensor Networks，WSN是由

21、大量部署在作用區(qū)域內(nèi)的、具有無(wú)線(xiàn)通訊與計(jì)算才干的微小傳感器節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)自組織方式構(gòu)成的能根據(jù)環(huán)境自主完成指定義務(wù)的分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)間間隔很短，普通采用多跳multi-hop的無(wú)線(xiàn)通訊方式進(jìn)展通訊。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在獨(dú)立的環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)銜接到Internet，運(yùn)用戶(hù)可以遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)。.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)、分布式信息處置技術(shù)等，可以經(jīng)過(guò)各類(lèi)集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，經(jīng)過(guò)嵌入式系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)展處置，并經(jīng)過(guò)隨機(jī)自組織無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶(hù)終端。 .EP

22、C信息效力EPCIS模塊無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)工程案例圖 .傳感器的組成和構(gòu)造1. 傳感器的組成傳感器普通由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和丈量電路三部分組成，有時(shí)還加上輔助電源，其典型組成如以下圖所示。.傳感器的組成和構(gòu)造1敏感元件敏感元件Sensitive Element直接感受被丈量，并輸出與被丈量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。2轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件Transduction Element是傳感器的中心元件，它以敏感元件的輸出為輸入，把感知的非電量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。轉(zhuǎn)換元件本身可作為一個(gè)獨(dú)立的傳感器運(yùn)用。這樣的傳感器普通稱(chēng)為元件傳感器。 .傳感器的組成和構(gòu)造轉(zhuǎn)換元件也可不直接感受被丈量，而是感受與被丈量成確定關(guān)

23、系的其它非電量，再把這一“其它非電量轉(zhuǎn)換為電量。這時(shí)轉(zhuǎn)換元件本身不作為一個(gè)獨(dú)立的傳感器運(yùn)用，而作為傳感器的一個(gè)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。而在傳感器中，尚需求一個(gè)非電量(同類(lèi)的或不同類(lèi)的)之間的轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)。這一轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，需求由另外一些部件敏感元件等來(lái)完成，這樣的傳感器通常稱(chēng)為構(gòu)造式傳感器。 .傳感器的組成和構(gòu)造3變換電路變換電路Transduction Circuit將上述電路參數(shù)接入轉(zhuǎn)換電路，便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。實(shí)踐上，有些傳感器很簡(jiǎn)單，僅由一個(gè)敏感元件兼作轉(zhuǎn)換元件組成，它感受被丈量時(shí)直接輸出電量，如熱電偶。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒(méi)有轉(zhuǎn)換電路。有些傳感器，轉(zhuǎn)換元件不止一個(gè)，要經(jīng)過(guò)假設(shè)干次轉(zhuǎn)換，較為

24、復(fù)雜，大多數(shù)是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，也有些是帶反響的閉環(huán)系統(tǒng)。.傳感器的組成和構(gòu)造2 傳感器的構(gòu)造方式1選擇固定信號(hào)方式的傳感器直接構(gòu)造固定信號(hào)方式是把被丈量以外的變量固定或控制在某個(gè)定值上，以金屬導(dǎo)線(xiàn)的電阻為例，電阻是金屬的種類(lèi)、純度、尺寸、溫度、應(yīng)力等的函數(shù)。如僅選擇根據(jù)溫度產(chǎn)生的變化作為信號(hào)時(shí)就可制成電阻溫度計(jì)；假設(shè)選擇尺寸或應(yīng)力而變化作為信號(hào)時(shí)就可制成電阻應(yīng)變片。 .傳感器的組成和構(gòu)造選擇固定的信號(hào)方式的傳感器采用直接構(gòu)造方式。這種傳感器是由一個(gè)獨(dú)立的傳感元件和其它環(huán)節(jié)構(gòu)成，直接將被丈量轉(zhuǎn)換為所需輸出量。直接式傳感器的構(gòu)成方法如以下圖所示。.傳感器的組成和構(gòu)造圖a是僅有傳感元件的最簡(jiǎn)單的一種，如熱

25、電偶和壓電元件；圖b是運(yùn)用電源提供輸出能量，如光敏晶體管；圖c是利用磁鐵為傳感元件提供能量，如磁電式傳感器；而霍爾傳感器那么是bc兩種情況的結(jié)合。圖d所示的傳感元件是阻抗元件，輸入信號(hào)改動(dòng)其阻抗值，為得到具有能量的輸出信號(hào)，必需設(shè)計(jì)包括元件在內(nèi)的變換電路，如具有電橋電路的電阻應(yīng)變傳感器等。.傳感器的組成和構(gòu)造2選擇補(bǔ)償信號(hào)方式的傳感器補(bǔ)償構(gòu)造大多數(shù)情況下，傳感器特征要到周?chē)h(huán)境和內(nèi)部各種要素的影響，在這些影響下不能忽略時(shí)，必需采取一定措施，以消除這些影響。補(bǔ)償式傳感器的構(gòu)成方法 .傳感器的組成和構(gòu)造3選擇差動(dòng)式信號(hào)方式的傳感器差動(dòng)構(gòu)造使被丈量反向?qū)ΨQ(chēng)變化，影響量同向?qū)ΨQ(chēng)變化，然后取其差，就能有

26、效地將被丈量選擇出來(lái)，這就是差動(dòng)方式。 傳感器差動(dòng)式構(gòu)造 .傳感器的組成和構(gòu)造4選擇平均信號(hào)方式的傳感器平均構(gòu)造平均信號(hào)方式來(lái)源于誤差分析實(shí)際中對(duì)隨機(jī)誤差的平均效應(yīng)和信號(hào)數(shù)據(jù)的平均處置，在傳感器構(gòu)造中，利用n個(gè)一樣的轉(zhuǎn)換元件同時(shí)感受被丈量，那么傳感器的輸出為各元件輸出之和，而隨機(jī)誤差那么減小為單個(gè)元件的誤差。采用平均構(gòu)造的傳感器有光柵、磁柵、容柵、感應(yīng)同步器等，在具有差動(dòng)作用的同時(shí)，具有明顯的平均效果。 .傳感器的組成和構(gòu)造5選擇平衡信號(hào)方式的傳感器閉環(huán)構(gòu)造閉環(huán)傳感器采用控制實(shí)際和電子技術(shù)中的反響技術(shù)，極大地提高了性能。同開(kāi)環(huán)傳感器相比較，閉環(huán)傳感器在構(gòu)造上添加了一個(gè)由反向傳感器構(gòu)成的反響環(huán)節(jié)

27、，其原理構(gòu)造如以下圖所示。.傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造1. 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系構(gòu)造無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由大量小型傳感器所組成的網(wǎng)絡(luò)。這些小型傳感器普通稱(chēng)作sensor node傳感器節(jié)點(diǎn)或者mote灰塵。此種網(wǎng)絡(luò)中普通也有一個(gè)或幾個(gè)基站稱(chēng)作sink用來(lái)集中從小型傳感器搜集的數(shù)據(jù)。 .傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造無(wú)線(xiàn)傳感器構(gòu)成自組織網(wǎng)絡(luò) .傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)sensor node、會(huì)聚節(jié)點(diǎn)sink node和管理節(jié)點(diǎn)。大量傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)部或附近，可以經(jīng)過(guò)自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳進(jìn)展傳輸，在傳輸過(guò)程中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠被多個(gè)節(jié)點(diǎn)處置，

28、經(jīng)過(guò)多跳后路由到會(huì)聚節(jié)點(diǎn)，最后經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星到達(dá)管理節(jié)點(diǎn)。用戶(hù)經(jīng)過(guò)管理節(jié)點(diǎn)對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展配置和管理，發(fā)布監(jiān)測(cè)義務(wù)以及搜集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。.傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造2. 傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處置器模塊、無(wú)線(xiàn)通訊模塊和能量供應(yīng)模塊四部分組成。此外，可以選擇的其他功能單元包括：定位系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及發(fā)電安裝等。.傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造(1) 傳感器模塊 由傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能模塊組成，擔(dān)任區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；(2) 處置器模塊由嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成，包括CPU、存儲(chǔ)器、嵌入式操作系統(tǒng)等，擔(dān)任控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)和處置本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)；.傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造(3) 無(wú)線(xiàn)

29、通訊模塊由無(wú)線(xiàn)通訊模塊組成，擔(dān)任與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)展無(wú)線(xiàn)通訊，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；(4) 能量供應(yīng)模塊為傳感器節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能量，通常采用微型電池。.傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)各種方式大量部署在被感知對(duì)象內(nèi)部或者附近。這些節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)自組織方式構(gòu)成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作的方式感知、采集和處置網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中特定的信息，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)恣意地點(diǎn)信息在恣意時(shí)間的采集，處置和分析。一個(gè)典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造包括分布式傳感器節(jié)點(diǎn)群、sink節(jié)點(diǎn)、互聯(lián)網(wǎng)和用戶(hù)界面等。.傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造傳感節(jié)點(diǎn)之間可以相互通訊，本人組織成網(wǎng)并經(jīng)過(guò)多跳的方式銜接至Sink基站節(jié)點(diǎn)，Sink節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)網(wǎng)

30、關(guān)Gateway完成和公用Internet網(wǎng)絡(luò)的銜接。整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)義務(wù)管理器來(lái)管理和控制這個(gè)系統(tǒng)。.傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造3. 傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧協(xié)議棧包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和運(yùn)用層，與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧的五層協(xié)議相對(duì)應(yīng)。另外，協(xié)議棧還包括能量管理平臺(tái)、挪動(dòng)管理平臺(tái)和義務(wù)管理平臺(tái)。這些管理平臺(tái)使得傳感器節(jié)點(diǎn)可以按照能源高效的方式協(xié)同任務(wù)，在節(jié)點(diǎn)挪動(dòng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并支持多義務(wù)和資源共享。.傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧 .傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征是：1無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)包括了大面積的空間分布;2能源受限制3網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)配置，自動(dòng)識(shí)別節(jié)點(diǎn)4網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)管理和高度協(xié)作性.傳感器

31、網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造5. 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù) 1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂?2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 3時(shí)間同步 4定位技術(shù) 5數(shù)據(jù)交融 6嵌入式操作系統(tǒng).傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造6. 傳感器網(wǎng)絡(luò)與RFID、物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)等關(guān)系1傳感器與RFID的關(guān)系射頻標(biāo)簽RFID技術(shù)和傳感器具有不同的技術(shù)特點(diǎn)，傳感器網(wǎng)絡(luò)可以監(jiān)測(cè)感應(yīng)到的各種信息，但缺乏對(duì)物品的標(biāo)識(shí)才干，而RFID技術(shù)恰恰具有強(qiáng)大的標(biāo)識(shí)物品才干。傳感器網(wǎng)絡(luò)較長(zhǎng)的有效間隔將會(huì)拓展RFID技術(shù)的運(yùn)用范圍。傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù)的交融和系統(tǒng)集成將極大地推進(jìn)兩項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用。.傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造2傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系物聯(lián)網(wǎng)的概念最早提出于1999年，在早期的概念中，物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上等于RFID技術(shù)加互聯(lián)網(wǎng)。RFID標(biāo)簽可謂是早期的物聯(lián)網(wǎng)最為關(guān)鍵的技術(shù)與產(chǎn)品環(huán)節(jié)。如今的物聯(lián)網(wǎng)概念其實(shí)是傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的結(jié)合，等同于廣義上的傳感器網(wǎng)絡(luò)即傳感網(wǎng)，可以了解為：物聯(lián)網(wǎng)是從產(chǎn)業(yè)和運(yùn)用角度，傳感器網(wǎng)絡(luò)是從技術(shù)角度對(duì)同一事物的不同表述，其本質(zhì)是完全一樣的。.傳感器網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造3傳感器網(wǎng)絡(luò)與泛在網(wǎng)的關(guān)系泛在Ubiquitous網(wǎng)，即廣泛存在的網(wǎng)絡(luò)，即在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何人、任何物都能順暢地通訊。泛在網(wǎng)是把不屬于電信范疇的技術(shù)，如傳感器技術(shù)