模块1 认知物联网工程设计

物联网工程设计与实现，模块一认知物联网工程设计，主要内容，1.1物联网工程概述1.2物联网工程技术框架1.3物联网工程关键技术1.4物联网工程标准，(1)物联网工程概念。(2)物联网项目的技术框架。(1)本项目应用了哪些物联网技术？(2)如果你负责这个项目，应该如何实施？(3)实施本项目的关键是什么？(4)结合本项目理解物联网项目的含义。1.1物联网项目概述，1。物联网概念的定义。物联网是通信网络和互联网的扩展应用和网络延伸。它使用传感技术和智能设备来感知和识别物理世界。通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现信息交互和人与物之间的无缝链接，实现对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策。1.1物联网项目概述，1。定义物联网的概念，物联网世界是现实物理世界、虚拟世界和数字世界、虚拟现实交互、虚拟现实三个世界的统一。1.1物联网项目概述，2。提出物联网项目的概念，随着物联网技术不断向应用方向发展，各种物联网技术的综合集成和创新研究与应用应该在一个整体框架下进行，这就是物联网项目。1.1物联网项目概述，2。物联网项目概念提案。物联网工程系统(物联网应用系统)的开发阶段可分为可行性论证和分析、需求分析、总体方案设计、系统功能设计、设备选型、系统集成、单元测试、管理和维护。1.1物联网项目概述，2。物联网项目概念的提出，物联网项目的设计和实施主要有以下几个方面：(1)业务流程评估，甚至重组。(2)需求分析。(3)系统功能设计。(4)制度建设。(5)集成商的选择。(6)设备选择。(7)安全设计。(8)项目实施监督。1.2、物联网项目的技术框架，包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术。1.3物联网的关键技术。物联网的关键技术主要分为三个方面：一是数据采集、处理、终端传输、终端网络的部署和协调，以无线传感器网络的射频识别为代表；二是异构接入网和基础核心网，包括基础NGN核心网和3G、无线上网、蓝牙等接入技术；三是由中间件、信息开放平台和服务子层以及物联网应用领域的演示系统支持。1.2物联网项目技术框架，1 .传感层技术，2 .网络层技术，3 .应用层技术，4 .公共技术，1.3物联网关键技术，1.3.1传感层核心技术，1 .传感节点，1 .传感器静态特性。(2)传感器的动态特性。(3)传感器的线性度。1.3物联网关键技术，1.3.1传感层核心技术，2。无线传感器网络技术，无线传感器网络是由独立分布的节点和网关组成的传感器网络。通常，典型的无线传感器网络节点的硬件结构包括：传感器接口、模数转换器、微处理器、电源和无线收发器。要构建一个典型的无线传感器网络，必须考虑以下四个重要因素：网络选择、拓扑结构、功耗和兼容性。1.3物联网关键技术，1.3.1传感层核心技术，3。射频识别技术，射频识别是一种非接触式自动识别技术，通过射频识别技术自动识别目标物体并获取相关数据1.3物联网关键技术，1.3.1感知层核心技术，4。条形码技术，条形码是一种机器可读的语言，由一组规则排列的条、空格及其相应的字符组成，以表示特定的信息。1.3物联网关键技术，1.3.1传感层核心技术，4 .条形码技术，条形码读取原理是利用不同宽度和反射率的条形码进行读取。光源发出的光通过光学系统照射到条形码符号上。光强信号在光电转换器上产生电信号，然后由解码器过滤、整形和解释为可被计算机直接接受的数字信号。1.3物联网关键技术，1.3.1感知层核心技术，4。条形码技术，条形码可分为一维条形码和二维条形码。一维条码就是我们通常所说的传统条码，根据应用可以分为商品条码和物流条码。商品条码包括EAN码和UPC码，物流条码包括128码、ITF码、39码、库巴码等。1.3物联网关键技术，1.3.1感知层核心技术，4 .条码技术，二维条码根据组成原理和结构形态的不同，可分为逐行二维条码和矩阵二维条码。1.3物联网关键技术，1.3.1传感层核心技术，5。智能ic卡技术，IC卡的基本工作原理是：射频阅读器向IC卡发送一组固定频率的电磁波，卡内有一个与读写器发射频率相同的LC串联共振荡电路，使LC串联共振荡电路在电磁波的激励下发生谐振，从而给电容充电；在这个电荷的另一端，有一个单向导通的电子泵，它把电容器中的电荷送到另一个电容器中储存。当累积电荷达到2V时，该电容可用作电源，为其它电路提供工作电压，以传输卡中的数据或从读写器接收数据。1.3物联网关键技术1.3.1感知层核心技术光学字符识别(OCR)是指扫描文本数据，然后分析和处理图像文件以获取文本和版面信息的过程。1.3物联网关键技术，1.3.1感知层核心技术，7。语音识别/语音识别技术，语音识别技术也称为自动语音识别(ASR)。它的目标是将人类语音中的词汇内容转换成计算机可读的输入，如按键、二进制代码或字符序列。1.3物联网关键技术，1.3.1感知层核心技术，8。中间件技术中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件通过它在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机/服务器的操作系统上，管理计算机资源和网络通信，是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。互联系统可以通过中间件相互交换信息，即使它们有不同的接口。1.3物联网关键技术，1.3.2网络层技术，1。异构网络融合技术，网络没有相同的传输属性和通信协议。目前，不同类型网络之间的链路大多是异构网络之间的链路。物联网关键技术1.3.2网络层技术2 .远程控制技术远程控制是管理人员通过本地计算机拨号连接不同地方的计算机或连接双方到互联网，连接被控计算机，显示被控计算机的桌面环境到本地计算机，以及配置、安装程序和修改远程计算机的手段。物联网的关键技术1.3.2网络层技术3 .存储资源管理技术存储资源管理是一类应用程序，可在物理和逻辑级别管理和监控存储资源，从而简化管理并提高数据可用性。物联网关键技术1.3.2网络层技术4 .互联网技术是指以计算机为基础开发和建立的信息技术。物联网关键技术1.3.2网络层技术5。常见网络协议：物理层网络协议、数据链路层网络协议、网络层协议、传输层协议和应用层协议。物联网关键技术1.3.2网络层技术6。M2M技术M2M是从一个终端到另一个终端的数据传输，即机器到机器。MantoMachine (MANTO-MACHINE)、机器对人(MANTO-MACHINE)和移动网络对机器(MobiletoMachine)之间的连接和通信涵盖了在真实的人、机器和系统之间建立通信连接的所有技术和手段。物联网关键技术1.3.2网络层技术无线接入技术是一种利用微波、卫星等无线传输技术将用户终端连接到服务节点，为用户提供各种服务的通信方式。物联网关键技术1.3.2网络层技术8 .云计算云计算的核心思想是以统一的方式管理和调度大量网络连接的计算资源，形成一个计算资源池，为用户提供所需的服务。提供资源的网络被称为“云”。云计算行业3级：云软件、云平台和云设备。1.3物联网关键技术，1.3.2网络层技术，9。通信技术，(1)无线网络技术。(6)802.15.4 .(2)紫蜂技术。(7)IPv6 .(3)WiMax .(8)4G .(4)蓝牙技术。(9)无线人-高级.(5)红外技术。1.3物联网关键技术、1.3.3应用层技术、智能交通、5 .车载联网智能电网、6 .智能农业智能家居、7 .智能旅游智能医疗、1.3物联网关键技术、1.3.4通用支撑技术、全球定位技术智能电网、5 .嵌入式技术全球定位系统原理、6 .信息安全室内无线定位技术、7 .海量信息存储、4 .遥感技术、8 .智能决策支持系统(DSS)、1.4物联网标准、1 . 4 . 1 FID标准在网络的无线传输过程中，采用了冲突监控载波监控机制。网络拓扑可以是星形网络或对等网络。该标准定义了三种数据传输频率，分别为868兆赫、915兆赫和2450兆赫。前两个传输频率采用BPSK调制，而后者采用0-QPSK调制。各种频率分别支持20、40和250kbps的无线数据传输速度。频率选择取决于局域网规则和用户选择，传输距离为070m。1.4物联网标准、1 . 4 . 2物联网802.15.4标准、1.4物联网标准、1 . 4 . 2物联网802.15.4标准、1.4物联网标准、1 . 4 . 3紫蜂标准，紫蜂标准是一种新兴的短距离无线网络通信技术，它基于802.15.4协议栈，主要针对低速通信网络而设计。它功耗低，是工业控制应用中最有可能的无线模式。它和2.4千兆赫频带提供250千位/秒的数据传输速率，915兆赫频带提供40千位/秒的数据传输速率，868兆赫频带提供20千位/秒的数据传输速率。它采用跳频技术和扩频技术。1.4物联网标准、1 . 4 . 3紫蜂标准、1.4物联网标准、1.4.4其他标准、短程无线通信技术标准主要包括IrDA协议、蓝牙技术和802.11无线技术。1.4物联网标准，1.4.4其他标准，1。IrDA协议IrDA是一种点对点数据传输协议，通信距离短，通常为01m，通信介质为近红外，波长约为900nm，传输速率高达16Mbps。其传输具有角度小(30以内)、距离短、数据传输直线、传输速率高、保密性强的特点，适用于传输大容量文件和多媒体数据。IrDA协议仅适用于两台(非多台)设备之间的连接。1.4物联网标准，1.4.4其他标准，2。蓝牙，蓝牙技术可以实现单点到多点的无线数据和声音传输，通信距离在10m半径内，数据传输带宽可达1Mbps。蓝牙在2.4千兆以太网b中工作蓝牙还存在植入成本高、通信对象少、通信速率低、技术不成熟等问题。1.4物联网标准，1.4.4其他标准，3 . 802 . 11无线保真，它工作在2.4千兆赫左右的频带。无线保真基于802.11a、802.11b、802.11g、802.11n协议。有效传输距离很长。目前，最新的交换机可以将无线网络从100米的通信距离扩展到6.5公里左右，数据传输速率达到数百兆，并兼容各种802