物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)第1章

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)第1章匯報(bào)人：AA2024-01-18目錄物聯(lián)網(wǎng)概述感知層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)應(yīng)用層技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與生態(tài)系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)01物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，對(duì)任何物體進(jìn)行信息交換和通信，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)。物聯(lián)網(wǎng)定義物聯(lián)網(wǎng)起源于傳媒領(lǐng)域，是信息科技產(chǎn)業(yè)的第三次革命。物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等的信息承載體，它讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象形成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)定義與發(fā)展感知層是物聯(lián)網(wǎng)的底層，主要解決人類(lèi)世界和物理世界的數(shù)據(jù)獲取問(wèn)題。它首先通過(guò)傳感器、數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備，采集外部物理世界的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)RFID、條碼、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、藍(lán)牙、紅外等短距離傳輸技術(shù)傳遞數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的中間層，主要解決感知層所獲得的數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)，尤其是遠(yuǎn)距離的傳輸問(wèn)題。它是互聯(lián)網(wǎng)、有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)等技術(shù)的融合應(yīng)用，將感知層獲取的信息進(jìn)行廣泛和可靠的傳遞。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的頂層，主要解決數(shù)據(jù)如何進(jìn)行處理和應(yīng)用的問(wèn)題。它通過(guò)對(duì)感知數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，來(lái)為用戶(hù)提供豐富的特定服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可分為監(jiān)控型（物流監(jiān)控、污染監(jiān)控）、查詢(xún)型（智能檢索、遠(yuǎn)程抄表）、控制型（智能交通、智能家居、路燈控制）、掃描型（手機(jī)錢(qián)包、高速公路不停車(chē)收費(fèi)）等。感知層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)智慧城市物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以應(yīng)用于城市管理和服務(wù)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)城市的智能化管理和服務(wù)。例如，通過(guò)智能安防、智能環(huán)保等設(shè)備，提高城市管理的效率和水平。智能交通物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以應(yīng)用于交通領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)智能交通管理和服務(wù)。例如，通過(guò)車(chē)載設(shè)備和智能交通信號(hào)控制，提高交通運(yùn)行效率和安全性。智能家居物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的智能化管理和控制。例如，通過(guò)智能家電、智能照明等設(shè)備，提高家居生活的舒適性和便捷性。工業(yè)自動(dòng)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化。例如，通過(guò)工業(yè)傳感器和工業(yè)控制系統(tǒng)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域02感知層技術(shù)將非電量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系的電量輸出的裝置。傳感器定義按被測(cè)量對(duì)象分類(lèi)，可分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器；按工作原理分類(lèi)，可分為物理傳感器、化學(xué)傳感器和生物傳感器等。傳感器分類(lèi)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保等領(lǐng)域，如溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等。傳感器應(yīng)用傳感器技術(shù)RFID定義：通過(guò)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)。RFID系統(tǒng)組成：包括電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器和天線(xiàn)三部分。RFID工作原理：讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫(xiě)器工作區(qū)域時(shí)，其內(nèi)置天線(xiàn)感應(yīng)到讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻信號(hào)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)標(biāo)簽芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)，并通過(guò)內(nèi)置天線(xiàn)將信息發(fā)送回讀寫(xiě)器。讀寫(xiě)器接收到標(biāo)簽發(fā)送的信息后，進(jìn)行解碼和處理，最終將結(jié)果傳輸?shù)胶笈_(tái)管理系統(tǒng)。RFID應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于物流、倉(cāng)儲(chǔ)、零售、交通等領(lǐng)域，如商品防偽、門(mén)禁系統(tǒng)、車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別等。RFID技術(shù)二維碼生成與識(shí)別通過(guò)特定的編碼算法將信息編碼成二維碼圖案，再通過(guò)掃描設(shè)備對(duì)二維碼圖案進(jìn)行掃描和解碼，從而獲取其中包含的信息。二維碼定義用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的。二維碼應(yīng)用廣泛應(yīng)用于移動(dòng)支付、廣告推廣、信息分享等領(lǐng)域，如微信支付寶掃碼支付、商品信息追溯等。二維碼技術(shù)03網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)

無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)（WWAN）采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把物理距離極為分散的局域網(wǎng)連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)，通?？缭绞?、市，甚至一個(gè)國(guó)家。藍(lán)牙技術(shù)一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，能在包括移動(dòng)電話(huà)、PDA、無(wú)線(xiàn)耳機(jī)、筆記本電腦等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信息交換。一種計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)，是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，具有傳輸速度高、連接方便等特點(diǎn)。以太網(wǎng)利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式，具有傳輸容量大、傳輸質(zhì)量好、損耗小等優(yōu)點(diǎn)。光纖通信利用電力線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)和話(huà)音信號(hào)的一種通信方式，具有成本低、覆蓋廣、連接方便等優(yōu)點(diǎn)。電力線(xiàn)通信（PLC）有線(xiàn)通信技術(shù)123傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又名網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，是Internet最基本的協(xié)議、Internet國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。TCP/IP協(xié)議超文本傳輸協(xié)議，是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，所有的WWW文件都必須遵守這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。HTTP協(xié)議消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸協(xié)議，是一種基于發(fā)布/訂閱模式的“輕量級(jí)”消息協(xié)議，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。MQTT協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)04應(yīng)用層技術(shù)從海量數(shù)據(jù)中提取有用信息和知識(shí)的過(guò)程，包括分類(lèi)、聚類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘等。數(shù)據(jù)挖掘大數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)可視化處理大規(guī)模、復(fù)雜、多樣化的數(shù)據(jù)，包括分布式計(jì)算、流處理、圖計(jì)算等。將數(shù)據(jù)處理和分析結(jié)果以圖形化方式展示，幫助用戶(hù)更直觀(guān)地理解數(shù)據(jù)。030201數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)提供計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等資源的虛擬化服務(wù)，包括IaaS、PaaS和SaaS等。云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)采用分布式存儲(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的可靠、高效存儲(chǔ)和管理。大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理利用分布式計(jì)算框架，如Hadoop、Spark等，對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理和分析。大數(shù)據(jù)處理技術(shù)云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)分析物聯(lián)網(wǎng)面臨的安全威脅，如設(shè)備漏洞、惡意攻擊、數(shù)據(jù)泄露等。物聯(lián)網(wǎng)安全威脅采用密碼學(xué)技術(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程中的機(jī)密性、完整性和可用性。加密與認(rèn)證技術(shù)采用匿名化、去標(biāo)識(shí)化等技術(shù)，保護(hù)用戶(hù)隱私信息不被泄露和濫用。隱私保護(hù)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)安全與隱私保護(hù)05物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與生態(tài)系統(tǒng)功能提供設(shè)備管理、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理和分析、應(yīng)用開(kāi)發(fā)和集成等功能。重要性物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，能夠降低開(kāi)發(fā)難度和成本，提高應(yīng)用的質(zhì)量和效率。定義物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是一種綜合性的軟件基礎(chǔ)設(shè)施，用于連接、管理和分析物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)概述03GoogleCloudIoT谷歌的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，提供設(shè)備連接、數(shù)據(jù)收集、分析和可視化等功能，支持多種設(shè)備和數(shù)據(jù)源。01AWSIoT亞馬遜的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，提供設(shè)備連接、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析和可視化等功能，支持多種協(xié)議和設(shè)備類(lèi)型。02MicrosoftAzureIoT微軟的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，提供設(shè)備連接、數(shù)據(jù)處理、分析和機(jī)器學(xué)習(xí)等功能，支持云端和邊緣計(jì)算。典型物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)介紹用戶(hù)和消費(fèi)者使用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和服務(wù)，享受智能化帶來(lái)的便利和舒適。應(yīng)用開(kāi)發(fā)商基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)，提供智能化解決方案。平臺(tái)提供商提供物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和相關(guān)服務(wù)，支持設(shè)備連接、數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用開(kāi)發(fā)。設(shè)備制造商提供物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器，與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建06物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)規(guī)?；l(fā)展隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和普及，物聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備數(shù)量將呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，形成龐大的物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模。智能化升級(jí)物聯(lián)網(wǎng)將與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)更加智能化的應(yīng)用和服務(wù)。產(chǎn)業(yè)融合物聯(lián)網(wǎng)將滲透到各行各業(yè)，促進(jìn)不同產(chǎn)業(yè)之間的融合和創(chuàng)新，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增多，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題日益突出，如何保障物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全是亟待解決的問(wèn)題。安全問(wèn)題目前物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，不同廠(chǎng)商和平臺(tái)之間的互通性和兼容性有待提高。標(biāo)準(zhǔn)缺失物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量巨大，如何有效地處理和分析這些數(shù)據(jù)，提取有價(jià)值的信息是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)處理物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展