物联网的核心技术和知识体系

1,物联网核心技术和知识体系,2,物联网定义InternetofThings,在计算机互联网的基础上，利用感知（RFID，传感器等）、无线通信、智能等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的网络。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，人们能够彼此进行“交流”，人与物能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用感知/无线技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。,3,物品开口说话,4,物联网定义,物联网，英文名称叫“TheInternetofthings”（简称IOT）。通俗地讲，物联网就是“物物相连的互联网”,是将各种信息传感设备通过互联网把物品与物品结合起来而形成的一个巨大网络。物联网的本质是网络通讯，网状网络是关键。物联网核心技术是无线技术，包括无线SOC、无线网络标准、无线通讯的协议栈和其它相关嵌入式软件，数据库，中间件等。无线网络通讯中的主流技术。,5,物联网涉及无线技术,6,物联网结构,7,物联网架构,8,物联网历史,物联网概念出现于比尔盖茨1995年未来之路一书，在未来之路中，比尔盖茨已经提及物联网概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。而物联网概念最早提出于1999年，来源于“InternetOfThings”一词，其定义很简单，即把所有物品通过射频识别和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。,美国智慧地球,IBM认为建设智慧地球需要三个步骤：首先各种创新的感应科技开始被嵌入各种物体和设施中，从而令物质世界被极大程度的数据化。第二随着网络的高度发达，人、数据和各种事物都将以不同方式联入网络。第三，先进的技术和超级计算机则可以对这些堆积如山的数据进行整理、加工和分析，将生硬的数据转化成实实在在的洞察，并帮助人们做出正确的行动决策。IBM并且提出将在六大领域建立智慧行动方案，分别是：智慧电力、智慧医疗、智慧城市、智慧交通、智慧供应链、智慧银行。,9,日本i-Japan构想,10,韩国u-Korea战略,11,12,物联网应用,物联网用途广泛，遍及智能楼宇、智能家居、路灯监控、智能医院、智慧能源、智能交通、水质监测、智能消防、物流管理、政府工作、公共安全、资产管理、军械管理、环境监测、工业监测、矿井安全管理、食品药品管理、票证管理、老人护理、个人健康等诸多领域。物联网一方面可以提高经济的效率，大大节约成本；另一方面可以为经济的复苏提供技术动力，带动所有的传统产业部门进行结构调整和产业升级，并将推动国家整个经济结构的调整，推动发展模式从粗放型发展转向集约型发展。,13,公共安全,14,家庭自动化,15,智慧农业,16,环境监测,越来越小的无线网络节点和功耗,17,物联网技术趋势研究之一,ZIGBEE传感器网络节点AA电池X25X3CM20-30微安电流,WIFIGS1010传感器网络节点AA电池X14X3CM电池工作5年,无线监控手表微型电池3X3CM平均电流10微安,有源433MHZ电子标签CR2032钮扣电池直径2.2X3CM电池工作6年,1,2,3,4,5,6,电子药丸特殊微型电池小于直径2.0X2CM,无源EPC电子标签无需电池直径1.6X1.6X0.001CM总量0.002克,物联网传感层,无线网络覆盖范围越来越大,18,物联网技术趋势研究之二,低轨道卫星数据通讯,有源RFID网络,802.11SWIFI网状网,3G/4G电信网络,无线SOC结构越来越复杂,19,无线单片机（无线SOC）处理器内核从8位到16位，到32位，再到多处理器，结构越来越复杂；不仅实现了系统在芯片，而且实现了无线网络在芯片；我们从分析GS1010WIFI无线单片机来看这个技术趋势；,GS1010WI-FI无线单片机结构,物联网技术趋势研究之三,无线网络协议栈设计越来越难,20,物联网技术趋势研究之四,低功耗蓝牙协议栈,21,物联网技术教学知识体系知识点15,2高频技术基础,信号和噪声传输和损耗频率和频道，ISM波段典型的无线收发系统,3、微控制器,4、短距离无线通讯,5、无线SOC,多路访问，FDMATDMA，CSMAFHSS,单片机和SOC内核单片机C语言编译和调试工具,1、物联网起源和今天,22,物联网技术教学知识体系知识点610,6无线传感器,传感器技术单片机传感器接口无线传感器系统,7无线网络微功耗,8简单无线网络,9有源RFID技术,10无线网络拓扑,微功耗无线网络拓扑和路由,典型无线网络协议栈解剖麻雀,23,物联网技术教学知识体系知识点1115,11ZigBee,ZigBee的物理层和网络拓扑；ZigBee的协议栈,12无线通讯加密,14高频RFID,15超高频RFID,13无线定位,ZigBee无线定位,电子标签国际标准电子标签原理读写器原理和设计；,24,物联网技术教学知识体系知识点1620,16WIFI网络,IEEE8