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1、,智慧未来与物联网,第12章,传感器与智能检测技术,智慧未来与物联网,12,传感器与智能检测技术,物联网的概念,12.1,物联网的体系架构,12.2,无线射频识别(RFID)技术,12.3,无线传感器网络,12.4,网络传感器,12.5,智慧未来,12.6,智慧未来与物联网,12,12.1物联网的概念,传感器与智能检测技术,物联网（The Internet of Things，简称IOT）的概念于1999年提出。物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、红外感应器、激光扫描器、全球定位系统等信息传感设备，采集物品的声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等信息，按约定的协议，把物品与互联网连接
2、起来，进行信息交换和通讯，以实现对物品和过程的智能化感知、识别、定位和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。 物联网的应用范围包括：智慧工厂、智慧校园、智慧医疗、智慧商场、智慧仓库、智能家居、个人健康、物流运输、环境保护等领域。,智慧未来与物联网,12,科技前沿：“感知中国”与物联网技术研发,传感器与智能检测技术,2009年8月7日，时任国务院总理温家宝在无锡视察时，高度肯定了传感网技术的研究发展，并提出把“感知中国”的中心建在无锡。同年11月，国务院正式批准同意建设“无锡国家传感网创新示范区”（国家传感信息中心），从此
3、开启了物联网从技术研发到产业应用的发展大幕。十多年来，“无锡国家传感网创新示范区”建设取得了显著成绩，产业规模持续增长、技术创新成果丰硕、应用推广不断扩大，在世界物联网版图上烙下了鲜明的“太湖印记”。,智慧未来与物联网,12,12.2物联网的体系架构,传感器与智能检测技术,物联网分为三层：感知层、网络层和应用层。 感知层是实现物联网全面感知的基础，包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器和M2M终端、传感器网络和传感器网关等。网络层主要用于实现更加广泛的互联功能，它能够把感知到的信息无障碍、高可靠、高安全性地进行传送，但它需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融
4、合。 应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层，将物联网技术与行业专业技术相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集，用于提供物物互联的丰富应用。,智慧未来与物联网,12,射频识别(RFID)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。,目前广泛使用的RFID系统主要由三部分构成，即标签物、阅读器和天线。 标签可分为被动标签和主动标签。被动标签（无源标签）是借助阅读器发射射频信号，凭借感应电流所获得的能量来发送储存在芯片中的产品信息，主动标签（有源标签）配有电池能够主动发送送储存在芯片中的产品信息。 标签芯片相当于一个具有无线收发功能和存储功能的单片系统。,传感
5、器与智能检测技术,12.3无线射频识别(RFID)技术,智慧未来与物联网,12,传感器与智能检测技术,12.4无线传感器网络,物联网正是通过遍布在各个角落和物体上的各种不同的传感器以及由它们组成的无线传感器网络来感知物质世界。 无线传感器网络由传感器节点、汇聚节点、移动通信或卫星通信网、数据管理中心、终端用户组成。,1传感器节点 2汇聚节点 3数据管理中心 4终端用户 5网络协议,智慧未来与物联网,12,传感器与智能检测技术,12.5 网络传感器 12.5.1 网络传感器及其基本结构,网络传感器是指在现场级实现了TCP/IP 协议（这里的TCP/IP 协议是一个相对广泛的概念，还包括UDP、H
6、TTP、SMTP、POP3 等协议）的传感器，这种传感器让现场测控数据能就近登录网络，在网络所能及的范围内实时发布和共享。,智慧未来与物联网,12,传感器与智能检测技术,12.5.2 网络传感器通用接口标准,符合IEEE1451标准的传感器和变送器能够真正实现现场设备的即插即用。 该标准将智能变送器划分成两部分，一部分是智能变换器接口模块( Smart Transducer Interface Module，STIM)；另一部分是网络适配器(Network Capable Application Processor， NCAP)，亦称网络应用处理器。两者之间通过一个标准的传感器数字接口(Tra
7、nsducer Independence Interface,TII)相连接。,智慧未来与物联网,12,传感器与智能检测技术,12.5.3 网络传感器的发展趋势 1.从有线形式到无线形式 2.从现场总线形式到互联网形式,智慧未来与物联网,12,智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去，运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，使传统农业更具有“智慧”。除了精准感知、控制与决策管理外，从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。,传感器与智能检测技术,12.6 智慧未来与物联网12.6.1智慧农业,在温室大棚环境内通过配备
8、无线传感节点，太阳能供电系统、信息路由设备、无线传感系统，可以实现信息自动检测。每个无线传感节点都可以监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。,智慧未来与物联网,12,智慧医疗英文简称WIT120，是新兴的专有医疗名词。智慧医疗通过打造健康和医疗信息平台，利用最先进的物联网技术，实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动和信息化。 智慧医院管理系统包括医疗管理信息系统（HIS）、临床信息系统（CIS）、医院运营管理系统（HRP）、移动物联平台（HMP）和医联体信息平台等组成部分。,传感器与智能检测技术,12.6 智慧未来与物联网12.6.2 智慧医疗,智
9、慧未来与物联网,12,智慧校园是指以促进信息技术与教育教学融合、提高学与教的效果为目的，以物联网、云计算、大数据分析等新技术为核心技术，提供一种环境全面感知、智慧型、数据化、网络化、协作型一体化的教学、科研、管理和生活服务，并能对教育教学、教育管理进行洞察和预测的智慧学习环境。,传感器与智能检测技术,12.6 智慧未来与物联网12.6.3智慧校园,智慧未来与物联网,12,一是为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台，提供基于角色的个性化定制服务； 二是将基于计算机网络的信息服务融入学校的各个应用与服务领域，实现互联和协作； 三是通过智能感知环境和综合信息服务平台，为学校与外部世界
10、提供一个相互交流和相互感知的接口。,传感器与智能检测技术,2.智慧校园的核心的特征,3.未来教室 4.无线校园网络 5.移动智能卡校园的通行证 6.高新区教科网资源共享，互动教学,智慧未来与物联网,12,中国制造2025要以智能制造为突破口和主攻方向，未来，智能制造投资总额将超万亿元。智能制造并非只是一个横空出世的概念，具体来看，工业4.0首先要打造智能工厂，在生产设备中广泛部署传感器，使其成为智能化的生产工具，成为物联网的智能终端，从而实现工厂的监测、操控智能化。 北京大学纵横精益运营与智能制造研究院曾经花费一年时间为某知名企业成功打造了全新的全球标杆智能工厂，实现产能翻倍人员减半的战略目标,传感器与智能检测技术,12.6 智慧未来与物联网12.6.4智能工厂,
