物联网体系结构培训(PPT 74页).ppt

物联网架构，目录，1。物联网的定义，2。物联网技术系统，3。物联网应用，目录，1。物联网的定义，2。物联网技术系统，3。物联网应用，1.1物联网概念。物联网的英文名称是“物联网”，缩写为IOT。从这个名称可以看出，物联网是“与物联网”。就网络结构而言，物联网是一个分布式系统，它通过互联网连接众多信息传感设备和应用系统，并识别广域网内物品的身份。1.1物联网的概念，物联网的概念是由麻省理工学院自动识别研究中心在1999年提出的。当时，基于互联网、射频识别技术、总承包标准，以计算机互联网为基础，采用射频识别技术、无线数据通信技术等。构建了全球商品信息的实时共享。1.2、物联网的定义，目前公认的物联网定义是：通过射频识别(RFID)设备、红外传感器、全球定位系统GPS、激光扫描仪等信息传感设备，按照约定的协议，将任何物品连接到互联网上进行信息交换和通信，从而实现对网络的智能识别、定位、跟踪、监控和管理。当每一个而不是每一篇文章都可以被唯一地识别时，通过使用识别、通信、计算和其他技术，在互联网的基础上构建连接各种文章的网络，这通常被称为物联网。物联网中“物”的含义只有在满足以下条件时才能纳入“物联网”的范围：需要一个有相应信息的接收者；(2)具有数据传输路径；(3)必须具有一定的存储功能；(4)有中央处理器；1.2物联网的定义，操作系统；应有专门的应用程序；应有数据发送器；遵循物联网的通信协议；在全球网络中有可以识别的唯一号码。1.2物联网的定义1.3物联网的发展和形成离不开互联网。有两个主要含义：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，它是基于互联网的延伸和扩展；第二，物联网是一个比互联网更大的网络，它的网络连接延伸到任何文章和文章。这些物品可以通过各种信息传感装置与互联网连接，进行更加复杂的信息交流和沟通。一般认为，物联网具有以下三个特点：1)充分意识到射频识别、传感器、二维码等的使用。随时随地获取和收集物体信息。2)可靠传输通过无线网络和互联网的融合，可以将物体的信息实时准确地传输给用户。1.4物联网的三大特征，3)智能处理利用云计算、数据挖掘和模糊识别等人工智能技术来分析和处理海量数据和信息，并实现对对象的智能控制。物联网的概念模型，1.4物联网的三大特征，目录，1。物联网的定义，2。物联网技术体系。物联网的应用，2.1物联网技术简介。物联网是一门典型的交叉学科。其核心技术包括IPv6技术、云计算技术、传感技术、射频识别智能识别技术、无线通信技术等。因此，从技术角度来看，物联网专业涉及计算机科学与工程、电子与电气工程、电子信息与通信、自动控制、遥感与遥测、精密仪器、电子商务等。欧盟于2009年9月发布的欧盟物联网战略研究路线图白皮书列出了13项关键技术，包括身份识别技术、物联网架构技术、通信和网络技术、数据和信号处理技术、软件和算法、发现和搜索引擎技术、电源和储能技术等。，应用层类似于人类社会的“分工”，包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用。应用基础设施/中间件为物联网应用(如信息处理、计算等)提供通用基础设施服务、能力和资源调用接口。基于此，实现了物联网在许多领域的各种应用。2.2物联网的层次结构，2.3物联网感知层的关键技术，1。射频识别技术2 .条形码3 .传感器技术4 .无线传感器网络技术5 .产品电子代码EPC，2 . 3 . 1射频识别技术，射频识别(射频识别)，俗称电子标签。射频识别是一种非接触式自动识别技术，可以同时识别高速运动的物体和多个标签。操作快捷方便。射频识别技术是物联网中最关键的技术之一，它可以通过射频信号自动识别物体并获取相关数据，完成信息的自动采集。射频识别技术可以将电子标签贴在物品上，实现高效、灵活的管理。射频识别基本上是一个标签，由三部分组成：耦合元件和芯片，每个标签有一个唯一的电子代码，并附着在一个物体上，以识别一个目标物体；2)读取器或读取器-写入器：读取(有时写入)标签信息的设备，可以是手持的或固定的。3)天线：在标签和阅读器之间传输射频信号。2 . 3 . 1射频识别技术、射频识别标签打印机、2 . 3 . 1射频识别技术、感应读写器、2 . 3 . 1射频识别技术、射频识别工作原理标签进入磁场后，从阅读器接收射频信号，并利用感应电流获得的能量发出存储在芯片中的产品信息(无源标签、无源标签或无源标签)，或者主动发出一定频率的信号(有源标签、有源标签或有源标签)；解释器读取信息，解码后发送到中央信息系统进行数据处理。2 . 3 . 1 FID技术中，条形码是信息的图形表示，信息可以被制成条形码，然后使用相应的扫描设备将信息输入计算机。条形码扫描器，一维条形码，2.3.2条形码，条形码分为一维条形码和二维条形码，一维条形码按照一定的编码规则排列多个不同宽度的黑条和空白，以表示一组信息图形标识符。二维条形码是在二维空间中水平和垂直存储信息的条形码。其优点是信息容量大、解码可靠性高、纠错能力强、制造成本低、安全性和防伪性能好。2.3.2条形码传感器是指能够感应预定测量指标并根据一定规则将其转换成可用信号的装置和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器是一种检测装置，它能够感知被测信息，并将感知的信息按照一定的规则转换成电信号或其他所需的信息输出形式，以满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。2.3.3传感器技术，物联网中的传感器节点是在传感器的基础上增加协调、计算和通信功能而形成的具有传感、计算和通信能力的传感器节点。智能化是传感器的一个重要特征，嵌入式智能技术是实现传感器智能化的重要手段。2.3.3传感器技术无线传感器网络(WSN)是一个集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，因其低成本、小型化、低功耗、组网灵活、铺设方式灵活、适用于移动目标而受到广泛重视，是关系到国家经济发展和国家安全的重要技术。2.3.4无线传感器网络EPC系统(Internetofthings)是基于计算机互联网和射频技术的射频识别技术，利用全球统一识别系统的编码技术，给每个实体对象一个唯一的编码，构建一个实时的互联网“物联网”，实现全球商品信息的实时共享。2.3.5产品电子编码EPC，EPC系统主要由以下六个方面组成：(1)EPC编码标准(2)EPC标签(3)阅读器(4)Savant(神经网络软件)(5)对象命名服务(ONS)(6) (6)物理标记语言(物理标记语言)。2.3.5产品电子代码工程总承包，1。无线网络3。蓝牙技术4。全球定位系统技术，2.4物联网网络层关键技术，ZigBee技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低速度、低成本的双向无线通信技术。这个名字来自蜜蜂的八字舞。蜜蜂通过飞行和“嗡嗡”翅膀的“舞蹈”与同伴交流花粉的位置信息。也就是说，蜜蜂以这种方式形成通讯网络。ZigBee网络的主要特点是低功耗、低成本、短时延、大网络容量、可靠性和安全性。主要适用于自动控制和远程控制领域，可嵌入各种设备。紫蜂，2 . 4 . 1紫蜂，紫蜂设备类型，2 . 4 . 1紫蜂，1。ZigBee协调员，2。ZigBee路由器，3。紫蜂终端设备紫蜂网络由一个协调器组成。ZigBee、多个路由器和多个终端设备节点。2 . 4 . 2无线网络无线网络是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)和其他终端无线连接的技术。无线网络有突出的优势：第一，无线电波覆盖面广；第二，传输速度非常快；第三，制造商进入这一领域的门槛相对较低；2 . 4 . 2在无线网络中，无线网络是无线网络通信技术的品牌，由无线网络联盟持有。目的是提高基于IEEE802.11标准的无线网络产品之间的互操作性。802.11是最初由电气和电子工程师协会制定的无线局域网标准。它主要用于解决办公局域网和校园网中用户和用户终端之间的无线接入。该服务主要限于数据访问。蓝牙是一种无线电技术，支持设备的短距离通信(一般在10米以内)。它可以在许多设备之间交换无线信息，包括手机、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等。蓝牙技术的优势：稳定、全球可用、设备范围广、使用方便、通用规格。2.4.3蓝牙技术，全球定位系统是一种使用全球定位系统定位卫星在全球范围内实时定位和导航的系统。全球四大卫星导航系统是美国的全球定位系统、俄罗斯的全球导航卫星系统、欧洲的伽利略系统和中国的北斗系统。2.4.4GPS技术，30-100美元(模块)，成本相对较高，覆盖范围广，质量好，语音和数据传输应用范围广，无线通信，约20美元，高功耗，高协议开销，需要接入点，使用现有网络，高速，灵活组网(前向和后向兼容)，网络/电子邮件/视频和其他相关应用，wifi (802.11b)，约50美分，缺乏安全标准和完善标准，可靠性，电源和成本优势，方便组网，家庭和楼宇自动化和监控应用，ZigBee 无处理能力，单向，低成本，无功耗，物流，军事，防伪等行业，无源射频识别，不到5美元，手机为中心，每个网络多达8个节点，应用更多，成本更低，使用方便。 替代线：遥感勘测、移动电子商务、数字电子设备、工业控制、智能建筑、家庭和办公自动化、电子商务、无线公文包、军用、蓝牙、节点成本、缺点、优点、主要应用、主要技术、无线传输技术、zigbee实际售价100元以上、1。云计算技术2。软件和算法3。信息和隐私安全技术4。识别和分析技术。2.5物联网应用层的关键技术。云计算具有灵活收缩、快速部署、资源抽象和按使用计费的特点。根据云计算的服务类型，云可以分为三层：基础设施即服务、平台即服务和软件即服务。2.5.1云计算技术，2.5.1云计算技术，云计算涉及关键技术，基础设施即服务位于底层，提供最基本的计算和存储能力平台即服务位于三层服务的中间。这一层涉及两个关键技术：基于云的软件开发、测试和操作技术以及大规模分布式应用操作环境。软件即服务位于顶层。这一层涉及的关键技术是网络2.0中的混搭、应用多租户技术、应用虚拟化和其他技术。2.5.1云计算技术、软件和算法在物联网的信息处理和应用集成中发挥着重要作用，是物联网智慧的集中体现。关键技术包括面向服务架构(SOA)和中间件技术，重点是各种物联网计算系统的感知信息处理、交互和优化软件及算法、物联网计算系统架构和软件平台开发等。2.5.2软件和算法，面向服务的体系结构(SOA)是一种松散耦合的软件组件技术，它将应用程序的不同功能模块化，并通过标准化的接口和调用方法将它们连接起来，以实现快速和可重用的系统开发和部署。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技术之间共享资源。2.5.2软件和算法、安全和隐私技术包括安全架构、网络安全技术、因“智能对象”的广泛部署而对社会生活造成的安全威胁、隐私保护技术、安全管理机制和保证措施等。为了实现对物联网中广泛部署的“智能对象”的管理，有必要对网络功能和适用性进行分析，并制定相应的管理协议。2.5.3信息和隐私安全技术是一种赋予物理实体、通信实体和应用实体或其自身固有的一个或一组属性并能实现正确分析的技术。物联网标签主要包括对象标签和通信标签。物联网的标签和分析技术涉及不同的标签系统、不同系统的互操作性、全球分析或区域分析、标签管理等。2.5.4识别和分析技术，目录，1。物联网的定义，2。物联网技术体系。物联网应用，3.1物联网应用领域，物流管理，医疗管理，交通管理，食品安全，动物识别，图书管理，煤矿安全，资产管理，票务管理，汽车管理，金融支付，射频识别防伪航空管理，军事管理，环保政府工作公共安全智能家居智能消防行业监控精准农业智能交通老人保健个人健康人员安全。目前，国外物联网的研发和应用主要集中在美国、欧洲、日本和韩国等少数国家。其最初的研发方向主要是商业零售和物流领域的条形码、射频识别等技术。近年来，随着射频识别、传感器技术、短程通信和计算技术的发展，其研发和应用已经开始扩展到环境监测、生物医学、智能基础设施等领域。3.1、物联网的应用领域。目前，物联网主要应用于智能交通、智能电网、智能医疗医疗医疗监控、智能城市、环保、智能农业等领域的电子车牌和电子收费系统。3.1物联网的应用。随着物