02-物联网理论概述

1、物联网理论概述大唐移动教育装备产品目录物联网概述条码技术射频识别和RFID技术传感器及检测技术网络层技术物联网应用前景大唐物联网教育产品物联网概述-物联网起源1998年，美国麻省理工大学（MIT）的Sarma、Brock、Siu创造性地提出将信息互联网络技术与RFID技术有机地结合，即利用全球统一的物品编码（EPC ，Electronic Product Code）作为物品标识，利用RFID 实现自动化的“物品”与Internet的联接，无需借助特定系统，即可在任何时间、任何地点、实现对任何物品的识别与管理。1999年，由美国统一代码委员会（UCC）吉列和宝洁等组织和企业共同出资，在美国麻省理

2、工大学成立Auto-ID Center，在随后的几年中，英国、澳大利亚、日本、瑞士、中国、韩国等国的6所著名大学相继加入Auto-ID Center，对“物联网”相关研究实行分工合作，开展系统化研究，提出最初物联网系统构架：射频标签识读器Savant软件对象名称解析服务（ONS）实体标记语言服务器（PML-Server）2003年11月1日，国际物品编码组织（GS1）出资正式接管EPC系统，并组成EPC Global进行全球推广与维护。与此同时，原6所大学的AUTO-ID实验室转到EPC Global下的技术组，作为EPC实验室，继续对EPC系统的应用提供技术支持，提出物联网系统架构：EPC编

3、码EPC标签读写器中间件对象名称解析服务（ONS）EPC信息服务（EPCIS）物联网概述-物联网定义1995比尔盖茨在未来之路一书中已经提及物联网概念1999EPCglobal的Auto-ID中心提出“物联网”概念，被定义为：把所有物品通过射频识别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2005国际电信联盟（ITU）正式称“物联网”为“The Internet of things”，并发表了年终报告ITU互联网 报告2005：物联网当前较为普遍的理解是，物联网是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个

4、巨大网络通过装置在各类物体上的电子标签（RFID）、传感器、二维码等经过接口与无线网络相连，从而给物体赋予智能，可以实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话。“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。 物联网概述-中国物联网发展1999年中国开始传感器研究，制定了射频识别技术规范2006年中国射频识别（RFID）技术政策白皮书正式出台2009 年8月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，提出“感知中国”的概念。2010年9月 国务院审议通过国务院关于加快培育和发展战略性新

5、兴产业的决定，物联网作为战略性新兴产业的重要内容，被提高到国家战略层面高度予以重点关注和推进。2012年2月物联网产业十二五发展规划发布，重点确定了物联网在“智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居”等9个重点示范应用领域。 2012年8月国务院发布我国首个国家级物联网规划无锡国家传感网创新示范区发展规划纲要（2012-2020年），提出打造具有全球影响力的传感网创新示范区。 物联网概述-主要技术物联网实现目标全面感知、可靠传输、智能处理、自动控制主要技术有条形码技术、传感器技术、RFID技术、红外感知技术、定位技术、无线通信与组网技术、互联网接

6、入技术（如IPV6技术）、物联网中间件技术、云计算技术、语义网技术、数据挖掘、智能决策、信息安全与隐私保护、应用系统开发技术等（如嵌入式开发技术、系统开发集成技术等）。物联网概述-体系架构物联网概述-技术体系架构感知层的自组网通信技术主要针对局部区域内各类终端间的信息交互而采用的调制、编码、纠错等通信技术，实现各终端在局部区域内的信息交互而采用的媒体多址接入技术，实现各终端在局部区域内信息交互所需的组网、路由、拓扑管理、传输控制、流控制等技术。感知层信息处理技术主要指在局部区域内各终端完成信息采集后所采用的模式识别、数据融合、数据压缩等技术，以提高信息的精度，降低信息冗余度，实现原始级、特征级

7、、决策级等信息的网络化处理。感知层节点级中间件技术主要指为实现传感网业务服务的本地或远端发布，而需在节点级实现的中间件技术，包括代码管理、服务管理、状态管理、设备管理、时间同步、定位等。网络层主要用于实现感知层各类信息进行广域范围内的应用和服务所需的基础承载网络，包括移动通信网、互联网、卫星网、广电网、行业专网，及形成的融合网络等。根据应用需求，可作为透传的网络层，也可升级满足未来不同内容传输的要求。应用层主要将物联网技术与行业专业系统相结合，实现广泛的物物互联的应用解决方案。主要包括业务中间件和行业应用领域物联网概述-物联网产业应重点关注的问题智能传感器：持续投入不足，国际竞争能力不强，缺少

8、龙头企业的示范带动作用，导致我国传感器产业企业规模小、产业链不完善，研发投入能力弱、竞争力不强。射频识别：RFID大量的关键技术和专利被国外把持，低频和中高频RFID芯片技术比较成熟，但超高频RFID芯片技术基础非常薄弱。传感器网络：与国外同步开展研究，具有同发优势，但国内以大专院校和科研院所为主，与应用结合不太紧密，需培养规模化企业，发掘杀手级应用。通信承载网：发展基础最好，已经基本能够承载物联网的初步应用。智能计算：国内已经开展云计算技术及标准的研究工作，但与应用紧密结合的技术和商业模式创新能力偏弱。统一标识：需优先制定唯一标识标准，打造统一可解析的物联网系统。目录物联网概述条码技术射频识

9、别和RFID技术传感器及检测技术网络层技术物联网应用前景大唐物联网教育产品条形码技术-基本概念条码是由一组按一定编码规则排列的条、空符号，用以表示一定的字符、数字及符号组成的信息。世界上目前正在使用的条码超过250种，通常按条码的基本性质分为一维条码和二维条码。常用一维码Code39码（标准39码）、Codabar码（库德巴码）、Code25码（标准25码）、ITF25码（交叉25码）、Matrix25码（矩阵25码）、UPC-A码、UPC-E码、EAN-13码（EAN-13国际商品条码）、EAN-8码（EAN-8国际商品条码）、中国邮政码（矩阵25码的一种变体）、Code-B码、MSI码、C

10、ode11码、Code93码、ISBN码、ISSN码、Code128码（Code128码，包括EAN128码）、Code39EMS（EMS专用的39码）常用二维码二维条码主要有PDF417码、Code49码、Code 16K码、Data Matrix码、MaxiCode码条形码技术-一维条码一维条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记。普通的一维条码在使用过程中仅作为识别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息而实现的。一个完整的条码的组成次序依次为：静区（前）、起始符、数据符、（中间分割符，主要用于EAN码）、(校验符)、终止符、静区（后）。条形码技术-一维条码基

11、本参数模块：构成条码的基本单位是模块，模块是指条码中最窄的条或空，模块的宽度通常以mm或mil（千分之一英寸）为单位。构成条码的一个条或空称为一个单元，一个单元包含的模块数是由编码方式决定的，有些码制中，如EAN码，所有单元由一个或多个模块组成；而另一些码制，如39码中，所有单元只有两种宽度，即宽单元和窄单元，其中的窄单元即为一个模块。 密度（Density）：条码的密度指单位长度的条码所表示的字符个数。模块尺寸越小，密度越大，所以密度值通常以模块尺寸的值来表示（如5mil）。通常7.5mil以下的条码称为高密度条码，15mil以上的条码称为低密度条码。宽窄比：对于只有两种宽度单元的码制，宽单

12、元与窄单元的比值称为宽窄比，一般为2-3左右（常用的有2：1，3：1）。宽窄比较大时，阅读设备更容易分辨宽单元和窄单元，因此比较容易阅读。对比度（PCS）：条码符号的光学指标，PSC值越大则条码的光学特性越好PCS=（RL-RD）/RL100%（RL：条的反射率 RD：空的反射率）条码长度: 从条码起始符前缘到终止符后缘的长度条码密度:单位长度的条码所表示的字符个数双向条码：条码的两段都可以作为扫描起点的。中间分隔符：在条码符号中，位于两个相邻的条码符号之间且不代表任何信息的空。连续性条码：在条码字符中，两个相邻的条码字符之间没有中间分隔符的条码。非连续性条码：在条码字符中，两个相邻的条码字符

13、之间存在中间分隔符的条码。条形码技术-常用一维条码比较条形码技术-二维码利用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。二维码具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。 目前应用最多的二维条码符号有Aztec Code、PDF147、DataMatri

14、xCode 16KDataMatrixPDF147Aztec CodeQR Code条形码技术-两种码制比较一维条形码特点：可直接显示内容为英文、数字、简单符号；贮存数据不多，主要依靠计算机中的关联数据库：保密性能不高；损污后可读性差。二维条形码特点：可直接显示英文、中文、数字、符号、图型；贮存数据量大，可存放1K字符，可用扫描仪直接读取内容，无需另接数据库；保密性高（可加密），安全级别最高时，损污50%仍可读取完整信息。目录物联网概述条码技术射频识别和RFID技术传感器及检测技术网络层技术物联网应用前景大唐物联网教育产品射频识别和RFID技术-定义和工作原理RFID是射频识别技术（Radio

15、 Frequency Identification）的英文缩写,利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。它是上世纪90年代兴起的自动识别技术，首先在欧洲市场上得以使用，随后在世界范围内普及。RFID较其它技术明显的优点是电子标签和阅读器无需接触便可完成识别。射频识别技术改变了条形码依靠有形的一维或二维几何图案来提供信息的方式，通过芯片来提供存储在其中的数量巨大的无形信息。名词：Tag 电子标签Reader 读写器Antenna 天线射频识别和RFID技术-分类一.根据标签的供电形式分类 依据射频标签工作所需能量的供给方式，可以将RFID系统

16、分为：有源（卡片内有锂电池，主动上传ID号）、无源（通过读卡器发出的感应电流工作）和半有源系统（低频唤醒、高频传输）。二、根据标签的工作频率分类1、低频段射频标签 典型工作频率：125K，134K；低频标签的典型应用有：动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）等。与低频标签相关的国际标准有：ISO11784/11785（用于动物识别ISO18000-2（125-135kHz）。低频标签有多种外观形式，应用于动物识别的低频标签。读卡距离在10厘米之内，最远不超过一米。主要优势：采用CMOS工艺，省电、廉价的特点；工作频率不受无线电频率管制约束；可以穿透水、有机组织、

17、木材等；适合近距离的、低速度的、数据量要求较少的识别应用（例如：动物识别）等。 劣势主要体现在：标签存贮数据量较少；只能适合低速、近距离识别应用；容易复制，安全性较差。 射频识别和RFID技术-分类2、高频率电子标签典型工作频率为：13.56MHz ，可方便地做成卡状。典型应用包括：电子车票、电子身份证 。国际标准有：ISO14443、ISO15693、ISO18000-3（13.56MHz）等。工作频率的提高，可以选用较高的数据传输速率。射频标签天线设计相对简单，标签一般制成标准卡片形状。读卡距离一般情况小于10CM。 3、超高频与微波标签 典型工作频率为：433.92MHz，862(902

18、)928MHz，2.45GHz，5.8GHz。无源标签，射频识别距离一般大于1m，典型情况为46m，最大可达10m以上。有源标签一般阅读标签距离工作在80米以内，最远可达四五百米。典型应用包括：移动车辆识别、电子身份证、仓储、物流应用等。相关的国际标准有：ISO10374，ISO18000-4（2.45GHz）、-5（5.8GHz）、-6（860-930MHz）、-7（433.92MHz） 射频识别和RFID技术-系统架构系统由数据采集端、信息处理端和数据传输端构成。信息采集端由读写器、天线和标签构成，负责前端的数据采集。信息处理端是指管理PC与服务器，负责信息的处理与备份。数据传输端是指由交

19、换机、网线构成的一个局域网，负责信息的传送。射频识别和RFID技术-应用物流可应用的过程包括：物流过程中的货物追踪，信息化自动采集，对机场、车站、港口、码头等的使用，运输过程中结合GPS和GIS系统的跟踪定位等，实现对物资或行李包裹的实时追踪。仓储各制造企业、商业企业集团对库存的可视化管理。结合RFID和读写器的工作，可实时了解库存的情况，自动化进库，出库，盘点的工作。零售可应用的过程包括：商品的销售数据实时统计，补货，防盗等。另外结合会员卡或手机RFID-SIM卡，可实现对商场会员的小额电子支付，移动支付等应用。制造应用于生产过程的生产数据实时监控，质量追踪，自动化生产，个性化生产等。实现其

20、在仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理等的过程。交通高速公路ETC不停车收费系统，环卫车辆监管，出租车稽查，公交枢纽管理，铁路机车识别，智能交通应用：公交优先，智能调度。电力智能电网中的自动抄表，自动检测各输变电站仪器设备的工作状态，及对电力工作人员的巡检。可及时发现设备故障，避免造成重大的安全事故，提高维护管理水平和工作效率。食品对水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度的管理，生猪及其他生鲜食品的追溯，防止食品过期变质。环境结合温湿度标签和其他传感器可实现的环境的实时监控，可用在湖泊水质监控、森林防火监控，气象的监测等应用目录物联网概述条码技术射频识别和RFID技术传感器及检测技术网络层技术物联网

21、应用前景大唐物联网教育产品传感器及检测技术-定义传感器技术：是物联网的基础技术之一，处于物联网构架的感知层，可以描述为：一种能感受外界信息(力、热、声、光、磁、气体、湿度等等)，并按一定的规律将其转换成易处理的电信号的装置传感器定义：是一种能把特定的被测信号，按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置，以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。传感器作用：传感器处于研究对象与检测系统的接口位置，是感知、获取与检测信息的窗口，它提供物联网系统赖以进行决策和处理所必需的原始数据。传感器及检测技术-分类按照工作机理可以分为物性传感器和结构型传感器两大类 物性传感器利用外界信息使材料本身的固有

22、性质发生变化，通过检测性质的变化来检测外界信息，包括有：物理传感器/化学传感器/生物传感器 结构型传感器利用外界信息使一些元件的结构(如弹簧)发生形变、通过测量结构的变化来检测被测对象如用金属的伸缩来感知温度等等按照信息的传递方式可以分为直接型和间接型传感器按照人类的感觉功能分为视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉5类传感器传感器及检测技术-分类按被测量分类 物理量 传感器 力学量压力传感器、力传感器、力矩传感器、速度传感器、加速度传感器、流量传感器、位移传感器、位置传感器、尺度传感器、密度传感器、粘度传感器、硬度传感器、浊度传感器 热学量温度传感器、热流传感器、热导率传感器 光学量可见光传感器、红外

23、光传感器、紫外光传感器、照度传感器、色度传感器、图像传感器、亮度传感器 磁学量磁场强度传感器、磁通传感器 电学量电流传感器、电压传感器、电场强度传感器 声学量声压传感器、噪声传感器、超声波传感器、声表面波传感器 射线x射线传感器、射线传感器、射线传感器、辐射剂量传感器 化学量 传感器离子传感器、气体传感器、湿度传感器 生理量 传感器 生物量体压传感器、脉搏传感器、心音传感器、体温传感器、血流传感器、呼吸传感器、血容量传感器、体电图传感器 生化量酶式传感器、免疫血型传感器、微生物型传感器、血气传感器、血液电解质传感器及检测技术-传感器感知层结构传感器及检测技术-常见传感器介绍-温度传感器热敏电阻

24、-主要是利用各种材料电阻率的温度敏感性半导体温度传感器-利用半导体器件的温度敏感性来测量温度温差电偶-利用温差电现象，把被测端的温度转化为电压和电流的变化传感器及检测技术-常见传感器介绍-湿度传感器湿度传感器主要包括电阻式和电容式两个类别。电阻式湿度传感器也称为湿敏电阻利用氯化锂，碳，陶瓷等材料的电阻率的湿度敏感性来探测湿度。电容式湿度传感器也称为湿敏电容利用材料的介电系数的湿度敏感性来探测湿度。电阻式陶瓷湿敏传感器结构图电容式湿敏传感器结构图几种湿度传感器传感器及检测技术-常见传感器介绍-光感传感器光传感器分类：光敏电阻、光电传感器 -光敏电阻原理：利用各种材料的电阻率的光敏感性来进行光探测

25、。 -光电传感器主要包括光敏二极管和光敏三极管，这两种器件都是利用半导体器件对光照的敏感性 -光敏二极管的反向饱和电流在光照的作用下会显著变大 -光敏三极管在光照时其集电极、发射极导通，类似于受光照控制的开关。光传感器的不同种类可以覆盖可见光，红外线（热辐射），以及紫外线等波长范围的传感应用。光敏电阻结构图与实物光敏三极管集成光传感器传感器及检测技术-常见传感器介绍-压力传感器压力传感器一般使用半导体力敏元件，当半导体材料受到应力作用时，其晶格间距就会发生变化，使得其电阻率发生变化，称为压阻效应。压阻效应被用来制成各种压力、应力、应变、速度、加速度传感器，把力学量转换成电信号。压力传感器不仅可

26、以测量力和压力，也可测量负荷、加速度、扭矩、位移、流量等其他物理量。一种车用电容式压力传感器Honeywell 24PC 压力传感器及其内部结构传感器及检测技术-常见传感器介绍-烟雾/气敏传感器烟雾/气敏传感器将被测气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出的装置或器件。由于被测气体的种类繁多，它们的性质也各不相同。所以不可能用一种方法来检测各种气体，其分析方法也随气体的种类、浓度、成分和用途而异。器敏传感器性能参数主要有：加热电压、电流，测量回路电压，灵敏度，响应时间，恢复时间，标定气体（0.1%丁烷气体）中电压，负载电阻值等传感器及检测技术-常见传感器介绍-霍尔传感器霍尔传感器是利用霍尔效应制

27、成的一种磁性传感器。霍尔传感器结合不同的结构，能够间接测量电流，振动，位移，速度，加速度，转速等等。有广泛的应用价值霍尔效应：把一个金属或者半导体材料薄片置于中，当有电流流过时，由于形成电流的电子在磁场中运动而收到磁场的作用力，会使得材料中产生与电流方向垂直的电位差。可以通过测量霍尔传感器所产生的电压的大小来计算磁场的强度。基于霍尔器件的精密电流传感器霍尔转速传感器霍尔液位传感器传感器及检测技术-智能传感器智能传感器（smart sensor）是一种具有一定信息处理能力的传感器，目前多采用把传统的传感器与微处理器结合的方式来制造。智能传感器能够显著减小传感器与主机之间的通信量，并简化了主机软件

28、的复杂程度，使得包含多种不同类别的传感器应用系统易于实现；此外，智能传感器常常还能进行自检、诊断和校正。 传感器及检测技术-智能传感器-系统特点智能传感系统特点 一定程度的人工智能是硬件和软件的结合体，可实现学习功能，更能体现仪表在控制体统的作用。可以根据不同的测量要求，选择合适的方案，并能对信息进行综合处理，对系统状态进行检测。多敏感功能将原来分散的、各自独立的单敏传感器集成为具有多敏功能的传感器，能同时测量多种物理量和化学量，全面反映被测量的综合信息。精度高、测量范围宽，随时检测出被测量的变化对检测元件特性的影响，并完成各种运算，其输出信号更为精确，同时其量程比可达100:1，最高达400

29、:1，可用一个智能传感器应付很宽的测量范围，特别适用要求量程比大的控制场合。通信功能可采用标准化总线接口，进行信息交换，这是智能传感器的重要标志之一传感器及检测技术-智能传感器-接口标准IEEE 1451：一种新的通用智能化传感器接口标准，它为即插即用智能传感器与现有的各种总线提供了通用的接口标准。目的：开发一种软硬件连接方案，将智能变送器连接到网络或直接支持现有的各种网络技术，包括各种现场总线、因特网等；为不同厂家生产的传感器提供具有即插即用功能的智能传感器接口。代号名称与描述状态EEE P1451.0智能变送器接口标准IEEE 1451.1-1999网络适配处理器信息模型IEEE P145

30、1.1网络适配处理器信息模型修订版IEEE 1451.2-1997变送器与微处理器通信协议和TEDS格式IEEE P1451.2变送器与微处理器通信协议和TEDS格式修订版IEEE 1451.3-2003分布式多点系统数字通信与TEDS格式IEEE 1451.4-2004混合模式通信协议与TEDS格式颁布标准IEEE P1451.5无线通信协议与TEDS格式IEEE P1451.6 CAN开放式协议变送器网络接口IEEE P1451.7 系统通信协议和变送器电子数据表格式传感器及检测技术-智能传感器-产品标准硬件系统包括敏感元件、网络接口规范、内部接口规范、供电标准、防爆要求、封装要求。其中，

31、敏感元件按照其物理特性分为温度、湿度、压力、流量、加速度等，并对各种不同原理产品的特性指标、封装形式给出具体要求。网络接口规范分别规定了智能传感器的物理接口和数据接口要求。内部接口规范规定可智能传感器实现IEEE 1451标准时的通信接口要求。软件系统包括系统软件规范和数据共享。其中，系统软件规范指智能传感器的编程规范等，数据共享指源数据和编码的格式要求、信息分类等，是与物联网衔接时的重要组成部分。产品技术要求按照被测参数不同，分为温度传感器、流量传感器、压力传感器、变送器等的具体技术要求，比如自校验、自诊断、信息决策等。传感器及检测技术-智能传感器-发展趋势（1）向高精度发展（2）向高可靠性

32、、宽温度范围发展（3）向微型化发展（4）向微功耗及无源化发展（5）向智能化数字化发展（6）向网络化发展目录物联网概述条码技术射频识别和RFID技术传感器及检测技术网络层技术物联网应用前景大唐物联网教育产品网络层技术-基本概念网络是物联网的重要基础，网络构建层在物联网四层模型中连接感知识别层和管理服务层，具有强大的纽带作用，高效、稳定、及时、安全地传输上下层的数据物联网在网络构建层存在各种网络形式网络层技术-常用网络类型互联网互联网/电信网是物联网的核心网络、平台和技术支持。IPv6的使用扫清了可接入网络的终端设备在数量上的限制。无线宽带网WiFi/WiMAX等无线宽带技术的覆盖范围较广，传输速

33、度较快，为物联网提供高速可靠廉价且不受接入设备位置限制的互联手段。无线低速网ZigBee/蓝牙/红外等低速网络协议能够适应物联网中能力较低的节点的低速率、低通信半径、低计算能力和低能量来源等特征。移动通信网移动通信网络将成为“全面、随时、随地”传输信息的有效平台。高速、实时、高覆盖率、多元化处理多媒体数据，为“物品触网”创造条件。网络层技术-无线局域网-WiFi无线局域网概述无线局域网（Wireless LAN，WLAN）是使用无线连接把分布在数公里范围内的不同物理位置的计算机设备连在一起，在网络软件的支持下可以相互通信和资源共享的网络系统。与有线网络相比，WLAN具有以下优点： （1）安装便

34、捷：（2）使用灵活：（3）经济节约：（4）易于扩展：无线局域网标准 。802.11为IEEE（美国电气和电子工程师协会，The Institute of Electrical and Electronics Engineers）于1997年公告的无线区域网路标准，适用于有线站台与无线用户或无线用户之间的沟通连接。网络层技术-无线局域网-WiFi WLAN 技术标准的对照表 网络层技术-无线局域网-WiFiWLAN主要概念Wi-Fi拼音音译为：“waifai”，是Wi-Fi组织发布的一个业界术语，中文译为“无线相容认证”。能够访问 Wi-Fi 网络的地方被称为热点。一台支持 Wi-Fi 的设备遇

35、到一个热点时，这个设备可以用无线方式连接到那个网络，目前绝大部分智能手机都支持WiFi接入。Wi-Fi是由AP（Access Point）和无线网卡组成的无线网络。接入点通常是通过标准以太网线连接到有线网络上，并通过天线与无线设备进行通信。在有多个接入点时，用户可以在接入点之间漫游切换。接入点的有效范围是20500m。根据技术、配置和使用情况，一个接入点可以支持15250个用户网络层技术-无线局域网个人局域网(1) 蓝牙技术蓝牙技术是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，它可以用于在较小的范围内通过无线连接的方式实现固定设备以及移动设备之间的网络互连，可以在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成

36、本、小功耗的话音和数据通信。因为蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中，因此它特别适用于小型的移动通信设备(2) IrDAIrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术都已比较成熟。它的主要优点是体积小、功率低、适合设备移动的需要，传输速率高，可达16Mb/s，成本低、应用普遍。目前有很多笔记本电脑上安装了IrDA接口，最近市场上还推出了可以通过USB接口与PC相连接的USB-IrDA设备。网络层技术-无线局域网个人局域网(3) HomeRFHomeRF主要是为家庭网络设计，是IEEE 802.11与数字无绳电话标准的结合，旨在降低语音数据成本。HomeRF利用跳频

37、扩频方式，既可以通过时分复用支持语音通信，又能通过CSMA/CA协议提供数据通信服务。同时，HomeRF提供了与TCP/IP良好的集成，支持广播、多点传送和48位IP地址。目前，HomeRF标准工作在2.4GHz的频段上，跳频带宽为1MHz，最大传输速率为2Mb/s，传输范围超过100m。(4) 超宽带UWB超宽带（Ultra-wideband，UWB）技术采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。这些脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz，因此最大数据传输速率可以达到几百Mb/s。所以，UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式，它有望在无线通信领域得到广泛的应用

38、。网络层技术-无线城域网-WiMax基本概念无线城域网（wireless MAN，简写为WMAN）是以无线方式构成的城域网。无线局域网（WLAN）不能很好地适用于室外的宽带无线接入（BWA）应用。在带宽和用户数方面将受到限制，同时还存在着通信距离等其他一些问题。802.16标准是一种无线城域网技术，它能向固定、携带和移动的设备提供宽带无线连接，它的服务区范围高达50 km，用户与基站之间不要求视距传播，每基站提供的总数据速率最高为280 Mb/s。IEEE 802.16 的系列宽频无线标准为基础，又称为80216无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。网络层技

39、术-无线城域网-WiMaxWiMAX相对于Wi-Fi的优势WiMAX利用无线发射塔或天线，能提供面向互联网的高速连接。其接入速率最高达75Mbs，胜过有线DSL技术，最大距离可达50km，它可以替代现有的有线和DSL连接方式，来提供最后l km的无线宽带接入。因而，WiMAX可应用于固定、简单移动、便携、游牧和自由移动这五类应用场景。WiMAX相对于Wi-Fi的优势主要体现在Wi-Fi解决的是无线局域网的接入问题，而WiMAX解决的是无线城域网的问题。Wi-Fi只能把互联网的连接信号传送到约100m远的地方，WiMAX则能把信号传送50km之远。Wi-Fi网络连接速度为每秒54兆，而WiMAX

40、为每秒70兆。有专家认为，WiMAX的覆盖范围和传输速度将对3G构成威胁。网络层技术-无线低速网-ZigBeeZigBee是基于IEEE 802.15.4标准基础上建立的一种短距离、低功耗的无线通信技术。 ZigBee协议栈结构可以看到，IEEE802.15.4定义物理层、MAC层，网络层由ZigBee协议定义，应用层开发给用户进行应用开发。 物理层物理层是协议的最底层，完成射频信号的调试解调，无线数据的收发传输MAC层负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束，向上提供SAP供网络层调用网络层建立新网络，保证数据的传输。对数据进行加密，保证数据的完整性应用层执行应用功能，完成客户各类应用开发功

41、能协议栈各层功能网络层技术-无线低速网-ZigBee-技术体系ZigBee的频带和数据传输率ZigBee的物理信道物理层协议IEEE 802.15.4，采用直接序列扩频技术。可用的频段有3个，分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲的868MHz频段、以及美国的915MHz频段网络层技术-无线低速网-ZigBee-技术体系网络节点类型网络协调器：该节点每个ZigBee网络必须有一个，用于初始化网络信息。网络协调器包含所有的网络消息，是最复杂一种节点设备，储容量大、计计算能力强。作用是发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。全功能设备（F

42、FD）：可以担任网络协调者，形成网络，让其他的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。附带由标准指定的全部 802.15.4 功能和所有特征，在空闲时起网络路由器作用。也能作为终端设备精简功能设备（RFD）：RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。附带有限的功能来控制成本和复杂性在网络中通常用作终端设备。网络层技术-无线低速网-ZigBee-组网结构星状网状型簇状型网络协调器全功能设备（FFD）精简功能设备（RFD）网络层技术-无线低速网-ZigBee-技术优势数据传输速率低：10KB/秒-250KB/秒，适合于低传输应用功耗低：在低功耗待机模式

43、下，两节普通5号电池可使用6-24个月成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本网络容量大：一个主节点可管理254 个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理，网络最大可容纳65000个设备时延短：典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。组网简单：网络的自组织、自愈能力强，通信可靠数据安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128加密算法（美国新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一），各个应用可灵活确定其安全属性工作频段灵活：使用频段为2.4GHz、868MHz（欧洲）和915MHz（美国），均为免执照

44、（免费）的频段网络层技术-无线低速网-ZigBee-技术优势通信可靠机制ZigBee采用了CSMA-CA的碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；明晰的信道检测MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接受方的确认信息。网络的自组织自语能力强ZigBee的自组织功能：无需人工干预，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连结关系，组成结构化的网络；ZigBee自愈功能：增加或者删除一个节点，节点位置发生变动，节点发生故障等等，网络都能够自我修复，并对网络拓扑结构进行相应的调整，无需人工干预，保证整个系统仍然能正常工作。目录物联

45、网概述条码技术射频识别和RFID技术传感器及检测技术网络层技术物联网应用前景大唐物联网教育产品物联网应用前景-智慧物流，智能仓储物联网应用前景-智慧牧业，食品溯源给放养的牲畜中的每一只羊都贴上一个二维码，这个二维码会一直保持到超市出售的肉品上，消费者可通过手机阅读二维码，知道牲畜的成长历史，确保食品安全。我国已有10亿存栏动物贴上了这种二维码。物联网应用前景-智能交通，智慧电力机场防入侵上海浦东国际机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，多种传感手段组成一个协同系统后，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海移动的车务通将在2010年世博会期间全面运用于上

46、海公共交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅。电力管理江西省电网对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置，对运行状态进行实时监测，实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理，一年来降低电损1.2亿千瓦时。物联网应用前景-平安城市利用部署在大街小巷的全球眼监控探头，实现图像敏感性智能分析并与110、119、112等交互，实现探头与探头之间、探头与人、探头与报警系统之间的联动，从而构建和谐安全的城市生活环境。物联网应用前景-个人健康管理人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心

47、通过手机，提醒您去医院检查身体。物联网应用前景-智能家居，数字家庭数字家庭是以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等，通过不同的互连方式进行通信及数据交换,实现家庭网络中各类电子产品之间的“互联互通”的一种服务。物联网应用前景-空天探索探索外部星球一直是人类梦寐以求的理想，借助于航天器布撒的传感器节点实现对星球表面大范围、长时期、近距离的监测和探索，是一种经济可行的方案。物联网应用前景目录物联网概述条码技术射频识别和RFID技术传感器及检测技术网络层技术物联网应用前景大唐物联网教育产品大唐物联网教育产品科研类产品教学类产品EBox300 物联网基础实验

48、平台满足物联网专业本科生实验教学EBox310(I)智能家居实验平台(沙盘)智能家居互动开放集成教学科研EBox320(I)智能交通实验平台(沙盘)交通领域实践创新教学科研EBox330(I)智能农业实验平台(沙盘)农业领域实践创新教学科研EBox500预留通信、控制和电源接口，可支持标配外多种数字接口传感器电路的扩展，可广泛应用于科研和提高学生创新和动手能力；软件平台支持物联网实体应用仿真和实物控制，支持图形化和python脚本二次开发，将离散的实体组合成一个系统的整体实现对接入设备读写控制的双向操作；快速创建物联网实际应用场景和智能化管理，互动教学。大唐物联网教学科研产品介绍大唐物联网教育

49、产品-E-Box300实验箱产品特性强大的智能网关，支持ARM11、CortexA9两系列核心板，中、高端处理器任意选择，支持Linux、Wince、Android多操作系统标配7个Zigbee无线传感器模块，并支持硬件传感器扩展接口，方便扩展其他类型传感器标配wifi、无线RFID读写器、2/3G模块、摄像头模块，涵盖目前主流物联网应用技术强大的平台网络监控软件，实验平台数据采集和控制协议公开，支持二次开发，方便新增设备接入，基于UI的python脚本开发4321物联网实验箱E-Box300实物图大唐物联网教育产品-E-Box300实验课程基础实验网关基础实验NodeB配置实验 业务工具实验基于Ebox300教学实验系统可以提供以下实验课程校园一卡通实验人员定位系统实验家庭网关实验基础应用实验按键控制实验睡眠唤醒实验串口通信实验定时器中断实验Shell编程实验makefile实验进程间通讯实验QT跑马灯实验典型传感器实验（温湿度、加速度等）RFID射频识别实验（充值与消费、门禁）感知实验ZIGBEE网络实验WIFI网络实验3G网络实验无线传感与网络传输实验大唐物联网教育产品-E-Box300系统软件物联网实验系统软件分布图 根据物联网的网络结构特点，我司实验系统软件资源包