《物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)及應(yīng)用(第2版)微課視頻版》 課件 第9章 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的綜合應(yīng)用

9.1M2M技術(shù)9.2WSN技術(shù)9.3智能家居9.4智慧城市第9章物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的綜合應(yīng)用9.1M2M技術(shù)M2M是Machine-to-Machine/Man的簡(jiǎn)稱，是一種以機(jī)器終端智能交互為核心的、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與服務(wù)。9.1M2M技術(shù)9.1.1M2M系統(tǒng)架構(gòu)M2M業(yè)務(wù)是一種以機(jī)器終端智能交互為核心的、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與服務(wù)。它通過(guò)在機(jī)器內(nèi)部嵌入無(wú)線通信模塊，以無(wú)線通信等為接入手段，為客戶提供綜合的信息化解決方案，以滿足客戶對(duì)監(jiān)控、指揮調(diào)度、數(shù)據(jù)采集和測(cè)量等方面的信息化需求。9.1M2M技術(shù)M2M業(yè)務(wù)流程涉及眾多環(huán)節(jié)，其數(shù)據(jù)通信過(guò)程內(nèi)部也涉及多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。9.1M2M技術(shù)M2M系統(tǒng)架構(gòu)包括終端、系統(tǒng)以及應(yīng)用三層。1.第一層——M2M終端2.第二層——M2M管理系統(tǒng)3.第三層——應(yīng)用系統(tǒng)9.1M2M技術(shù)9.1.2M2M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)M2M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)。1)多數(shù)性2)多樣性3)不可見(jiàn)性4)臨界性5)隱私問(wèn)題9.1M2M技術(shù)9.1.3M2M技術(shù)組成M2M涉及5個(gè)重要的技術(shù)部分，包括智能化機(jī)器、M2M硬件、通信網(wǎng)絡(luò)、中間件和應(yīng)用。智能化機(jī)器M2M硬件通信網(wǎng)絡(luò)中間件應(yīng)用9.1M2M技術(shù)9.1.4M2M應(yīng)用實(shí)例1.智能抄表系統(tǒng)該系統(tǒng)將千家萬(wàn)戶的用量與管理部門(mén)的電腦網(wǎng)絡(luò)中心聯(lián)成一體，從根本上解決了目前用水、用電、用氣管理的自動(dòng)化程度低、中間環(huán)節(jié)多、繳費(fèi)不及時(shí)等問(wèn)題。9.1M2M技術(shù)2.車載系統(tǒng)車載系統(tǒng)由GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、移動(dòng)車載終端、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和管理系統(tǒng)、GPS地圖Web服務(wù)器、用戶終端組成。9.1M2M技術(shù)3.智能交通系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)由GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、ITS控制中心、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)車載終端等系統(tǒng)模塊組成。9.1M2M技術(shù)4.安防視頻監(jiān)控安防視頻系統(tǒng)包括快照、視頻信息采集終端、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)、服務(wù)器、客戶端等模塊。9.2WSN技術(shù)WSN技術(shù)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)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等。WSN就是在某一特定區(qū)域內(nèi)部署大量的傳感器節(jié)點(diǎn)，并將傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，最終協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知的對(duì)象信息，并發(fā)送給觀察者。9.2WSN技術(shù)9.2.1WSN核心功能WSN是由一組傳感器節(jié)點(diǎn)以自組織的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其目的是借助于節(jié)點(diǎn)中內(nèi)置的形式多樣的傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)感知和采集周邊環(huán)境中眾多的信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行處理，目的是無(wú)論何時(shí)、何地和在何種環(huán)境條件下都可以對(duì)大量信息進(jìn)行獲取9.2WSN技術(shù)WSN是由大量的具有靜止或移動(dòng)狀態(tài)的傳感器節(jié)點(diǎn)按自組織和多跳的方式來(lái)構(gòu)成的一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)9.2WSN技術(shù)按照無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的功能，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括4個(gè)基本單元，具體包括獲取數(shù)據(jù)信息的模塊、處理信息數(shù)據(jù)的模塊、傳輸數(shù)據(jù)信息的模塊以及管理電源模塊9.2WSN技術(shù)各基本組成單元功能如下。●獲取數(shù)據(jù)信息的模塊●處理信息數(shù)據(jù)的模塊●傳輸數(shù)據(jù)信息的?？臁窆芾黼娫茨K9.2WSN技術(shù)9.2.2WSN的應(yīng)用特點(diǎn)與傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)不同，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在很多方面都有特殊性：包括網(wǎng)絡(luò)核心功能、不同應(yīng)用場(chǎng)景、涉及的硬件技術(shù)等。1.網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目多2.硬件能力嚴(yán)重受限3.網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)性強(qiáng)4.多跳路由和自組織性5.以數(shù)據(jù)為中心6.安全性問(wèn)題嚴(yán)重9.2WSN技術(shù)9.2.3WSN的應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前信息領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)之一，可用于特殊環(huán)境，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集、處理和發(fā)送。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，在現(xiàn)實(shí)生活中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。1.軍事領(lǐng)域

2.輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)3.生態(tài)監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警4.基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)5.工業(yè)領(lǐng)域6.智能交通7.醫(yī)療系統(tǒng)8.信息家電設(shè)備9.3智能家居智能家居(HomeAutomation，SmartHome)是一種通過(guò)建立在住宅基礎(chǔ)上來(lái)構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭內(nèi)電器設(shè)備的管理平臺(tái)。9.3智能家居9.3.1家庭自動(dòng)化家庭自動(dòng)化是指借助現(xiàn)有的具有微處理功能的電子設(shè)備對(duì)家中使用的電子電器產(chǎn)品或系統(tǒng)進(jìn)行集成或控制家庭自動(dòng)化系統(tǒng)主要是通過(guò)一個(gè)中央微處理器采集不同電子電器產(chǎn)品的信息，一旦發(fā)現(xiàn)外界環(huán)境因素發(fā)生變化，再通過(guò)寫(xiě)在中央微處理器的既定的程序執(zhí)行并發(fā)送適當(dāng)?shù)男畔⒌接嘘P(guān)的電器設(shè)備9.3智能家居9.3.2家庭網(wǎng)絡(luò)首先要明確地將家庭網(wǎng)絡(luò)和純粹的“家庭局域網(wǎng)”區(qū)分開(kāi)，家庭網(wǎng)絡(luò)涉及“家庭局域網(wǎng)/家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)”這個(gè)概念。家庭局域網(wǎng)是指將家庭里的PC、各種外設(shè)與因特網(wǎng)互聯(lián)于一體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。9.3智能家居9.3.3網(wǎng)絡(luò)家電網(wǎng)絡(luò)家電是借助近距離通信技術(shù)將普通家用電器進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)改進(jìn)的新型家電產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)家電可以利用近距離通信技術(shù)組成一個(gè)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)這個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)又可以與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，進(jìn)行信息的交換。9.3智能家居9.3.4信息家電信息家電是將個(gè)人計(jì)算機(jī)、電信和電子技術(shù)結(jié)合起來(lái)的創(chuàng)新產(chǎn)品。它具有傳統(tǒng)家電的特點(diǎn)，包括價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、帶有個(gè)人計(jì)算機(jī)主要功能9.4智慧城市面對(duì)諸多挑戰(zhàn)，智慧城市成為一種城市發(fā)展的新方式，借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)政府管理、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、民眾生活模式的轉(zhuǎn)變。作為城市發(fā)展的重要任務(wù)，智慧城市的建設(shè)正逐漸從宏觀規(guī)劃向微觀應(yīng)用落地發(fā)展。9.4智慧城市智慧城市的建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，產(chǎn)業(yè)鏈由政府、運(yùn)營(yíng)商及其他角色構(gòu)成，形成了“政府主導(dǎo)+運(yùn)營(yíng)商推進(jìn)+行業(yè)并舉”的發(fā)展模式。9.4智慧城市9.4.1智慧城市概念智慧城市是通過(guò)對(duì)城市的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化管理，借助現(xiàn)有的信息技術(shù)與城市現(xiàn)有的先進(jìn)經(jīng)營(yíng)服務(wù)理念進(jìn)行有效融合，進(jìn)而提供更加便捷有效的公共管理服務(wù)。伴隨著城市化步伐的加快，越來(lái)越多的城市已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展的階段。9.4智慧城市9.4.2智慧城市設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)用1.光網(wǎng)城市2.無(wú)線城市3.政府互聯(lián)網(wǎng)安全接入4.電子政務(wù)統(tǒng)一平臺(tái)5.人口基礎(chǔ)信息系統(tǒng)6.法人基礎(chǔ)信息系統(tǒng)7.智慧公共服務(wù)8.智慧社會(huì)管理9.智慧財(cái)稅10.智慧水利11.智慧環(huán)保12.智慧交通13.智慧教育14.智慧房管15.智慧國(guó)土16.智慧社保17.智慧健康保障