物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論許磊

物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論許磊演講人：日期：FROMBAIDU課程背景與概述物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及行業(yè)法規(guī)職業(yè)道德目錄CONTENTSFROMBAIDU01課程背景與概述FROMBAIDUCHAPTER物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論是一門介紹物聯(lián)網(wǎng)基本概念、技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用的入門課程。課程性質(zhì)課程內(nèi)容課程目標(biāo)包括物聯(lián)網(wǎng)的定義、發(fā)展歷程、技術(shù)體系、應(yīng)用場景等。旨在幫助學(xué)生全面了解物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。030201物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論課程簡介物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正朝著智能化、低功耗、廣覆蓋等方向發(fā)展，同時(shí)與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)不斷融合創(chuàng)新。技術(shù)發(fā)展趨勢物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于智能家居、智慧城市、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，正逐漸滲透到人們生活的方方面面。應(yīng)用領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢及應(yīng)用領(lǐng)域哈爾濱工程大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)及應(yīng)用能力。專業(yè)特色包括物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、傳感器與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與開發(fā)等核心課程，以及豐富的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)置畢業(yè)生可在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、政府部門等從事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用及管理工作。就業(yè)方向哈爾濱工程大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)介紹通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用場景，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢和前沿動(dòng)態(tài)。學(xué)生應(yīng)具備良好的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，能夠熟練運(yùn)用編程語言進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)，同時(shí)具備較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)目標(biāo)02物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)FROMBAIDUCHAPTER傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器定義與工作原理根據(jù)傳感器的工作原理、用途、輸出信號類型等，可將傳感器分為多種類型，如電阻式、電容式、電感式、壓電式、熱電偶、光電傳感器等。傳感器分類傳感器原理及分類用于測量物體溫度，常見類型有熱電偶、熱敏電阻等，具有測量精度高、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。溫度傳感器用于測量環(huán)境濕度，常見類型有電容式、電阻式等，具有靈敏度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。濕度傳感器用于檢測光信號的變化，常見類型有光敏電阻、光電二極管等，具有非接觸式測量、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。光電傳感器用于測量氣體或液體的壓力，常見類型有壓阻式、壓電式等，具有測量范圍廣、精度高等特點(diǎn)。壓力傳感器常見傳感器類型與特點(diǎn)

傳感器數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)據(jù)采集傳感器將檢測到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進(jìn)行放大、濾波等處理，以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。數(shù)據(jù)處理對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括數(shù)據(jù)平滑、去噪、壓縮等，以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。數(shù)據(jù)傳輸將處理后的數(shù)據(jù)通過有線或無線方式傳輸?shù)缴衔粰C(jī)或數(shù)據(jù)中心，以便于遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)感知層架構(gòu)，包括傳感器選型、布局、通信方式等。感知層架構(gòu)設(shè)計(jì)傳感器網(wǎng)絡(luò)組建感知層應(yīng)用開發(fā)感知層安全與隱私保護(hù)將多個(gè)傳感器組成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式采集和處理，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。基于感知層架構(gòu)和傳感器網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智能環(huán)保等。加強(qiáng)感知層的安全防護(hù)和隱私保護(hù)，確保物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全和可靠運(yùn)行。物聯(lián)網(wǎng)感知層設(shè)計(jì)與實(shí)踐03物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)FROMBAIDUCHAPTER介紹無線通信網(wǎng)絡(luò)的基本概念、發(fā)展歷程和趨勢。無線通信網(wǎng)絡(luò)概述詳細(xì)闡述無線通信網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)、功能實(shí)體和通信流程。無線通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析無線信道的傳播特性、衰落特性和干擾特性，為無線通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。無線信道特性無線通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)ZigBee技術(shù)闡述ZigBee技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、協(xié)議棧和應(yīng)用領(lǐng)域。藍(lán)牙技術(shù)介紹藍(lán)牙技術(shù)的基本原理、通信協(xié)議和應(yīng)用場景。Wi-Fi技術(shù)介紹Wi-Fi技術(shù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和安全性問題。短距離無線通信技術(shù)介紹蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)的基本原理、發(fā)展歷程和典型應(yīng)用。蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)闡述衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成、工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域。衛(wèi)星通信技術(shù)介紹微波通信技術(shù)的傳輸特性、設(shè)備組成和應(yīng)用場景。微波通信技術(shù)長距離無線通信技術(shù)03物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)介紹物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要通信標(biāo)準(zhǔn)，如IEEE802.15.4、LoRaWAN等，并分析其技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用前景。01物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議概述介紹物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的基本概念和分類。02常見物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議詳細(xì)闡述MQTT、CoAP等常見物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的特點(diǎn)、應(yīng)用場景和優(yōu)缺點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)04物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)FROMBAIDUCHAPTER大數(shù)據(jù)的定義與特點(diǎn)01大數(shù)據(jù)是指無法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，具有數(shù)據(jù)量大、速度快、種類多、價(jià)值密度低等特點(diǎn)。大數(shù)據(jù)處理流程02包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析與挖掘、數(shù)據(jù)可視化等步驟。大數(shù)據(jù)處理技術(shù)挑戰(zhàn)03如數(shù)據(jù)質(zhì)量問題、計(jì)算效率問題、安全隱私問題等。大數(shù)據(jù)處理技術(shù)概述云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計(jì)算機(jī)各種終端和其他設(shè)備。云計(jì)算基本概念包括基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺層和應(yīng)用層，每層都提供相應(yīng)的服務(wù)和API接口。云計(jì)算平臺架構(gòu)提供強(qiáng)大的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力，支持物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和分析。云計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用云計(jì)算平臺與架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析方法包括統(tǒng)計(jì)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等方法，用于挖掘物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中的規(guī)律和模式。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用案例如智能家居、智能交通、智能醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用案例。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘概述物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘是指從大量的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中提取出有價(jià)值的信息和知識的過程。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘與分析方法物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)包括圖表展示、儀表盤展示、三維可視化等技術(shù)，用于將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)以直觀的方式呈現(xiàn)出來。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用案例如智能城市管理平臺中的交通流量可視化、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化等應(yīng)用案例。數(shù)據(jù)可視化概述數(shù)據(jù)可視化是一種將大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為視覺形式的過程，使得用戶可以更直觀地理解和分析數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化展示技術(shù)05物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)FROMBAIDUCHAPTER123介紹自動(dòng)控制系統(tǒng)的定義、組成以及基本功能，包括控制器、執(zhí)行器、傳感器等核心部件的作用。自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念闡述開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種基本控制方式的原理、特點(diǎn)以及適用場景。自動(dòng)控制原理的分類介紹評價(jià)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)，如穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性等，并分析其影響因素。自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)自動(dòng)控制原理簡介物聯(lián)網(wǎng)智能控制技術(shù)的概述介紹物聯(lián)網(wǎng)智能控制技術(shù)的概念、特點(diǎn)以及與傳統(tǒng)控制技術(shù)的區(qū)別。物聯(lián)網(wǎng)智能控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域列舉物聯(lián)網(wǎng)智能控制技術(shù)在智能家居、工業(yè)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)智能化等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，并分析其實(shí)現(xiàn)原理。物聯(lián)網(wǎng)智能控制技術(shù)的發(fā)展趨勢探討物聯(lián)網(wǎng)智能控制技術(shù)在未來發(fā)展中可能面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，以及技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用拓展的方向。物聯(lián)網(wǎng)智能控制技術(shù)應(yīng)用智能家居系統(tǒng)概述物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例介紹智能家居系統(tǒng)的概念、功能以及與傳統(tǒng)家居的區(qū)別。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)詳細(xì)闡述物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，包括系統(tǒng)架構(gòu)、硬件選型、軟件編程等方面。介紹物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程，包括設(shè)備安裝、調(diào)試、測試等環(huán)節(jié)，并展示最終效果。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)自動(dòng)化控制案例介紹物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)過程，包括設(shè)備安裝、調(diào)試、優(yōu)化等環(huán)節(jié)，并展示在提高生產(chǎn)效率、降低能耗等方面的實(shí)際效果。物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)介紹工業(yè)自動(dòng)化的概念、發(fā)展歷程以及與傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的區(qū)別。工業(yè)自動(dòng)化概述詳細(xì)闡述物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，包括系統(tǒng)架構(gòu)、控制策略、傳感器與執(zhí)行器選型等方面。物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)06物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)FROMBAIDUCHAPTER網(wǎng)絡(luò)攻擊手段多樣化包括病毒、蠕蟲、特洛伊木馬、勒索軟件等，攻擊者可能利用這些手段竊取信息、破壞系統(tǒng)或?qū)嵤├账鳌?shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)增加物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)若未得到妥善保護(hù)，可能導(dǎo)致敏感信息泄露，給個(gè)人和企業(yè)帶來損失。系統(tǒng)脆弱性暴露物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和通信協(xié)議可能存在漏洞，攻擊者可利用這些漏洞入侵系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)安全威脅與挑戰(zhàn)加密技術(shù)與身份認(rèn)證方法加密技術(shù)采用對稱加密、非對稱加密和混合加密等多種加密方法，確保數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)的安全。身份認(rèn)證方法通過用戶名/密碼、動(dòng)態(tài)口令、生物特征識別等多種方式進(jìn)行身份認(rèn)證，防止非法訪問。安全協(xié)議使用SSL/TLS等安全協(xié)議，確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的通信安全。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)邊界部署防火墻，過濾進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包，阻止惡意攻擊。防火墻部署部署入侵檢測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量和異常行為，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處置安全威脅。入侵檢測系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際需求和安全風(fēng)險(xiǎn)，合理配置防火墻和入侵檢測系統(tǒng)的安全策略。安全策略配置防火墻與入侵檢測系統(tǒng)部署策略安全管理制度安全培訓(xùn)與教育安全審計(jì)與監(jiān)控應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制物聯(lián)網(wǎng)安全管理體系建設(shè)制定完善的安全管理制度和流程，明確安全管理職責(zé)和要求。定期對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行安全審計(jì)和監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和整改安全隱患。加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)安全培訓(xùn)和教育，提高員工的安全意識和技能水平。建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，制定應(yīng)急預(yù)案和處置流程，確保在發(fā)生安全事件時(shí)能夠及時(shí)響應(yīng)并有效處置。07物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及行業(yè)法規(guī)職業(yè)道德FROMBAIDUCHAPTER交通管理通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器和監(jiān)控設(shè)備，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測城市的安全狀況，及時(shí)預(yù)警并處理突發(fā)事件。公共安全能源管理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以幫助實(shí)現(xiàn)能源的智能化管理，降低能源消耗，提高能源利用效率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)交通信號的智能控制，車輛識別與跟蹤，提高交通效率，減少擁堵現(xiàn)象。智慧城市中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤、氣候等信息，幫助農(nóng)民科學(xué)種植，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。農(nóng)業(yè)智能化管理通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化管理，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。農(nóng)產(chǎn)品追溯物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的全程追溯，保障食品安全。智慧農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)行業(yè)法規(guī)要求物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)必須保障用戶數(shù)據(jù)的安全和隱私，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的健康發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)化與互操作性行業(yè)法規(guī)要求物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)必須遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保不同設(shè)備和系統(tǒng)之間的互操作性。知識產(chǎn)權(quán)與技