物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)踐課件：2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)工程簡(jiǎn)介1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要分為三個(gè)方面：

第一，終端的數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、終端網(wǎng)絡(luò)的部署和協(xié)同等，以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的RFID為代表；

第二，異構(gòu)的接入網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)的核心網(wǎng)絡(luò)，包括基礎(chǔ)的NGN核心網(wǎng)和3G、Wi-Fi、藍(lán)牙等接入技術(shù)；

第三，由中間件、信息開放平臺(tái)和服務(wù)支撐子層以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域示范系統(tǒng)等。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1感知層的核心技術(shù)1.感知節(jié)點(diǎn)（1）傳感器的靜態(tài)特性。（2）傳感器的動(dòng)態(tài)特性。（3）傳感器的線性度。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1感知層的核心技術(shù)2.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由獨(dú)立分布的節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)。通常，一個(gè)典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)包括：傳感器接口、ADC、微處理器、電源以及無線收發(fā)裝置。構(gòu)建一個(gè)典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，必須要考慮以下四個(gè)重要的因素：網(wǎng)絡(luò)選擇、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、功耗以及兼容性。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1感知層的核心技術(shù)3.射頻識(shí)別技術(shù)RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID是一種簡(jiǎn)單的無線系統(tǒng)。只有兩個(gè)基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體，系統(tǒng)由一個(gè)讀寫器和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1感知層的核心技術(shù)4.條碼技術(shù)條碼是一種機(jī)器識(shí)讀語言，由一組規(guī)則排列的條、空及其對(duì)應(yīng)字符組成的標(biāo)記，用以表示一定的信息。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1感知層的核心技術(shù)4.條碼技術(shù)條碼識(shí)讀原理是利用條碼的寬窄和反射率不同進(jìn)行識(shí)讀的。由光源發(fā)出的光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)照射到條碼符號(hào)上面，光強(qiáng)信號(hào)在光電轉(zhuǎn)換器上產(chǎn)生電信號(hào)，再經(jīng)過濾波、整形，被譯碼器解釋為計(jì)算機(jī)可以直接接受的數(shù)字信號(hào)。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1感知層的核心技術(shù)4.條碼技術(shù)條碼可分為一維條碼和二維條碼。一維條碼也就是我們通常所說的傳統(tǒng)條碼，按照應(yīng)用可分為商品條碼和物流條碼。商品條碼包括EAN碼和UPC碼，物流條碼包括128碼、ITF碼、39碼、庫德巴碼等。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1感知層的核心技術(shù)4.條碼技術(shù)二維條碼根據(jù)構(gòu)成原理、結(jié)構(gòu)形狀的差異，可分為行排式二維條碼和矩陣式二維條碼。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1感知層的核心技術(shù)5.智能IC卡技術(shù)IC卡的基本工作原理是：射頻讀寫器向IC卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)協(xié)振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，這樣在電磁波激勵(lì)下，LC串聯(lián)協(xié)振電路產(chǎn)生共振，從而使電容有了電荷；在這個(gè)電荷的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可作為電源為其他電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫器的數(shù)據(jù)。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1感知層的核心技術(shù)6.光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)光學(xué)字符識(shí)別（OpticalCharacterRecognition，簡(jiǎn)稱OCR）是指對(duì)文本資料進(jìn)行掃描，然后對(duì)圖像文件進(jìn)行分析處理，獲取文字及版面信息的過程。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1感知層的核心技術(shù)7.聲音識(shí)別/語音識(shí)別技術(shù)語音識(shí)別技術(shù)也被稱為自動(dòng)語音識(shí)別（AutomaticSpeechRecognition，簡(jiǎn)稱ASR），其目標(biāo)是將人類語音中的詞匯內(nèi)容轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可讀的輸入，例如按鍵、二進(jìn)制編碼或者字符序列。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1感知層的核心技術(shù)8.中間件技術(shù)中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)間共享資源。中間件位于客戶機(jī)/服務(wù)器在操作系統(tǒng)之上，管理計(jì)算機(jī)資源和網(wǎng)絡(luò)通訊，是連接兩個(gè)獨(dú)立應(yīng)用程序或獨(dú)立系統(tǒng)的軟件。相連接的系統(tǒng)，即使它們具有不同的接口，但通過中間件相互之間仍能交換信息。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)1.異構(gòu)網(wǎng)融合技術(shù)網(wǎng)絡(luò)不具有相同的傳輸性質(zhì)和通信協(xié)議。目前，不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間的鏈接大多是異構(gòu)網(wǎng)間的鏈接。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)2.遠(yuǎn)程控制技術(shù)遠(yuǎn)程控制是管理人員在異地通過計(jì)算機(jī)異地?fù)芴?hào)或雙方接入Internet的手段，連通需被控制的計(jì)算機(jī)，將被控計(jì)算機(jī)的桌面環(huán)境顯示到本地計(jì)算機(jī)上，通過本地計(jì)算機(jī)對(duì)遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)進(jìn)行配置、軟件安裝程序、修改等工作。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)3.存儲(chǔ)資源管理技術(shù)存儲(chǔ)資源管理是一類應(yīng)用程序，它們管理和監(jiān)控物理及邏輯層次上的存儲(chǔ)資源，從而簡(jiǎn)化了管理，提高了數(shù)據(jù)的可用性。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)4.互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)指在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)建立的一種信息技術(shù)（InformationTechnology，簡(jiǎn)稱IT）。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)5.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義：為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合。常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：物理層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議、傳輸層協(xié)議、應(yīng)用層協(xié)議。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)6.M2M技術(shù)M2M是將數(shù)據(jù)從一臺(tái)終端傳送到另一臺(tái)終端，也就是機(jī)器與機(jī)器（MachinetoMachine）。人對(duì)機(jī)器（MantoMachine）、機(jī)器對(duì)人（Man

to

Machine）、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)器（MobiletoMachine）之間的連接與通信，它涵蓋了所有現(xiàn)實(shí)的人、機(jī)器、系統(tǒng)之間建立通信連接的技術(shù)和手段。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)7.無線接入技術(shù)無線接入技術(shù)（WirelessAccess）是一種利用微波、衛(wèi)星等無線傳輸技術(shù)將用戶終端接入到業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，為用戶提供各種業(yè)務(wù)的通信方式。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)8.云計(jì)算技術(shù)云計(jì)算的核心思想是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個(gè)計(jì)算資源池向用戶按所需服務(wù)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”。云計(jì)算的產(chǎn)業(yè)三級(jí)分層：云軟件、云平臺(tái)和云設(shè)備。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)9.通信技術(shù)（1）Wi-Fi技術(shù)。（6）802.15.4。（2）ZigBee技術(shù)。（7）IPv6。（3）WiMax。（8）4G。（4）藍(lán)牙技術(shù)。（9）WirelessMAN-Advanced。（5）紅外技術(shù)。1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.3應(yīng)用層技術(shù)智能交通5.車聯(lián)網(wǎng)智能電網(wǎng)6.智能農(nóng)業(yè)智能家居7.智能旅游智能醫(yī)療1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.4共性支撐技術(shù)全球定位技術(shù)智能電網(wǎng)