物联网技术.

《物联网技术.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物联网技术.（113页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、物联网技术,物联网概述,物联网的起源与发展,物联网作为一种模糊的意识或想法而出现，可以追溯到上世纪末。1995年比尔盖茨在未来之路一书中就已经提及类似于物品互联的想法，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 1999年，美国麻省理工大学Auto-ID研究中心的Kevin Ashton教授在他的一个报告中首次使用了“Internet of Things”这个短语，目标是在Internet的基础上建造一个网络，实现计算机与物品（objects）之间的互联，这里的物品包括各种各样的硬件设备、软件、协议等等。,物联网的起源与发展,1999年至2003年，物联网方面的工作局限于实验室

2、中，这一时期的主要工作集中在物品身份的自动识别，如何减少识别错误和提高识别效率是关注的重点。 2003年，“EPC决策研讨会”在芝加哥召开。作为物联网方面第一个国际会议，该研讨会得到了全球90多个公司的大力支持。从此，物联网相关工作开始走出实验室。,物联网的起源与发展,2005年物联网国际电信联盟（ITU）发布了题为ITU互联网报告2005：物联网的报告，物联网概念开始正式出现在官方文件中。 物联网获得跨越式的发展，美国、中国、日本以及欧洲一些国家纷纷将发展物联网基础设施列为国家战略发展计划的重要内容。 在美国，IBM提出了“智慧地球”的构想，其中物联网是不可缺少的一部分，2009年1月，美国

3、将其提升到国家战略。,物联网的起源与发展,2009年6月，欧盟在比利时首都布鲁塞尔向欧洲议会、欧洲理事会、欧洲经济与社会委员会和地区委员会提交了以物联网欧洲行动计划为题的公告，其目的是希望欧洲通过构建新型物联网管理框架来引领世界物联网发展。 不能简单的将物联网看做互联网的延伸，物联网建立在特有基础设施上，将是一系列新的独立系统，当然，部分基础设施仍要依存于现有的互联网。 物联网将伴随新的业务共同发展； 物联网包括了多种不同的通信模式，物与人通信，物与物通信，其中特别强调了包括机对机通信（M2M）,物联网的起源与发展,2009年8月温家宝总理视察无锡中科院物联网技术研发中心时指出并强调，要尽快突

4、破物联网核心技术，把传感技术和TD的发展结合起来， 官方对物联网的多次提议和众多规划表示我国物联网的发展已正式提上议事日程。,物联网,“The Internet of Things”，物物相连的互联网 1999年基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”（ IOT，简称物联网） 网络结构上看，物联网就是通过Internet将众多信息传感设备与应用系统连接起来并在广域网范围内对物品身份进行识别的分布式系统,物联网,通过射频识别（RFID）装置、红外感应器

5、、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 当每个物品能够被唯一标识后，利用识别、通信和计算等技术，在互联网基础上，构建的连接各种物品的网络，就是的物联网。,物联网,意义和功能,物联网的最终目的是建立一个满足人们生产、生活以及对资源、信息更高需求的综合平台，管理跨组织、跨管理域的各种资源和异构设备，为上层应用提供全面的资源共享接口，实现分布式资源的有效集成，提供各种数据的智能计算、信息的及时共享以及决策的辅助分析等。,物联网的组成,“物”的条件 要有相应信息的接收器 要有数据传输通

6、路 要有一定的存储功能 要有CPU 要有操作系统； 要有专门的应用程序； 要有数据发送器； 遵循物联网的通信协议； 在世界网络中有可被识别的唯一编号。,物联网与互联网,物联网的核心和基础仍然是互联网，它是在互联网基础上的延伸和扩展; 物联网是比互联网更为庞大的网络，其网络连接延伸到了任何的物品和物品之间，这些物品可以通过各种信息传感设备与互联网络连接在一起，进行更为复杂的信息交换和通信。,物联网的特征,全面感知：利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。 可靠传递：通过无线网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递给用户。 智能处理：利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能

7、技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。,物联网关键技术,标识技术 物联网体系结构技术 通信与网络技术 数据和信号处理技术 软件和算法 发现与搜索引擎技术 电源和能量储存技术,物联网技术架构,物联网结构,物联网体系结构,物联网的技术体系框架,物联网的技术体系框架,感知识别层 网络构建层 管理服务层 综合应用层,数据的实时采集,信息的有效传递,信息的智能化处理,感知识别层,物联网发展和应用的基础 RFID 技术 传感和控制技术 短距离无线通信技术 感知层由传感器节点接入网关组成，智能节点感知信息（温度、湿度、图像等），并自行组网传递到上层网关接入点，由网关将收集到的感应信

8、息通过网络层提交到后台处理,感知识别层,网络构建层,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,管理服务层,感知识别层生成的大量信息经过网络层传输汇聚到管理服务层，管理服务层解决数据如何“智能”的处理。 存储（数据库与海量存储技术） 检索（搜索引擎） 使用（数据挖掘与机器学习 安全（数据安全与隐私保护）,综合应用层,而物联网应用以“物”或者物理世界为中心，涵盖物品追踪、环境感知、智能物流、智能交通、智能电网 物联网应用目前正处于快速增长期，具有多样化、规模化、行业化等特点,未来的物联网架构技术,未来的物联网需要一个开放的

9、架构来最大限度的满足各种不同系统和分布式资源之间的互操作性需求 未来的物联网的架构还需要有良好的、明确定义的、呈现为粒度形式的层次划分 物联网的架构技术需要设计为可以抵御物理网络中各种中断以及干扰的形式，尽可能将这些情况所带来的影响降低到最小程度 节点和网络设备将是移动的,未来的物联网架构技术面对的问题,对于身处未来物联网中的各种节点，他们中的大多数将需要有能力与其他节点一起动态的、自主的组建各式各样的本地或者远程对等网络 物联网的架构技术一定要同时支持移动的“智能”与、自主的信息过滤、自主模式识别、自主机器学习以及自主判断决策能力，要让这些能力能够达到各种物联网子网络的边缘地带，而无需考虑数

10、据是在附近产生的还是远程生成的 基于事件的处理、路由、存储、检索以及引用能力成为可能以及具备在离线的操作能力,标识与自动识别技术,数据感知,数据采集,数据自动采集技术,条形码 IC卡 射频识别 光符号识别 语音识别 生物计量识别 遥感遥测 机器人智能感知,条形码技术,一维条形码 条形码或者条码（barcode）是将宽度不等的多个黑条和空白，按一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。 常见的一维条形码是由黑条（简称条）和白条（简称空）排成平行线图案。 表示的字符集不过10个数字、26个英文字母及一些特殊字符，条码字符集最大所能表示的字符个数为128个ASCII字符,条形码技术,二维条形

11、码 二维空间水平和竖直方向存储信息的条形码。它的优点是信息容量大，译码可靠性高，纠错能力强，制作成本低，保密与防伪性能好 PDF417码 可以表示字母、数字、ASCII字符与二进制数 表示1850个字符/数字，1108个字节的二进制数，2710个压缩的数字 具有纠错能力,条形码技术,磁卡,magnetic card，卡片状的磁性记录介质，利用磁性载体记录字符与数字信息，用来识别身份或其他用途。 基材的不同：PET卡、PVC卡和纸卡 磁层构造的不同：磁条卡和全涂磁卡,磁卡,磁条内可分为三个独立的磁 TK1最多可写79个字母或字符 TK2最多可写40个字符 TK3最多可写107个字符,IC智能卡,

12、integrated circuit card集成电路卡，智能卡（smart card） 通过集成电路芯片上的数据来进行识别,射频识别技术,RFID （ Radio Frequency Identification）射频识别，俗称电子标签。 RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，主要用来为各种物品建立唯一的身份标识，是物联网的重要支持技术。,射频识别技术,RFID 的系统组成包括：电子标签，读写器（阅读器），以及作为服务器的计算机。其中，电子标签中包含RFID芯片和天线,RFID,工作频率： 低频135kHz以下、 高频13.56MHz、 超高频860M 960MHz、 微波2.4G，

13、5.8G 能源的供给方式 无源RFID，读写距离近，价格低 有源RFID，提供更远的读写距离，需要电池供电，成本高,RFID,组成 标签（Tag/ electric signature）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象； 天线（Antenna）：通常和标签组装在一起，在标签和读取器间传递射频信号。 阅读器（Reader）：读取/写入标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；,RFID,被动射频系统，当阅读器遇见RFID标签时，发出电磁波，周围形成电磁场，标签从电磁场中获得能量激活标签中的微芯片电路，芯片转换电磁波，然后发送给阅读器，阅读器把它转换成为相

14、关数据。 在主动射频系统中，标签中装有电池在有效范围内活动。,各种采集技术比较,传感器技术,传感器网络是一种由传感器节点组成的网络，其中每个传感器节点都具有传感器，微处理器，以及通信单元，节点之间通过通信联络组成网络，共同协作来监测各种物理量和事件。 传感器网络使用各种不同的通信技术，其中又以无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）发展最为迅速，受到了普遍的重视。,传感器,作为物联网中的信息采集设备，传感器利用各种机制把被观测量转换为一定形式的电信号，然后由相应的信号处理装置来处理，并产生响应的动作。 常见的传感器包括温度，压力，湿度，光电，霍尔磁性传感器，

15、等等。,传感器,温度传感器,压力传感器,传感器技术,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，多采用把传统的传感器与微处理器结合的方式，包含的微处理器能够对采集的信号进行分析处理，然后把处理结果发送给系统中的主机。,传统的传感器构成的应用系统 智能传感器构成的应用系统,传感器技术,光学字符识别技术,语音识别技术,自动语音识别（ Automatic Speech Recognition, ASR），其目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入，例如按键、二进制编码或者字符序列,生物计量识别技术,生物识别技术就是，通过计算机与光学、声学、生物传

16、感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，（如指纹、脸像、红膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定。 生物识别技术比传统的身份鉴定方法更具安全、保密和方便性。,生物计量识别技术,基于生理特征的识别技术 指纹识别 虹膜识别 视网膜识别 面部识别 掌纹识别 手形识别 红外温谱图 人耳识别 味纹识别 基因（DNA）识别,生物计量识别技术,基于行为特征的生物识别技术 步态识别 击键识别 签名识别 兼具生理特征和行为特征的声纹识别,遥感遥测,遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。 遥测是将对象参量的近距离测量值传输至远距离的测量站点来实现远距离测量的技术。,标识体系,国际标准： ISO（International Standards Organization 国际标准化组织） IEC（International Electrotechnical C