物聯網技術基礎知識-wenkub

　

【正文】 目前超過 150多家家成員公司正積極進行ZigBee規格的制定工作。 WSN/ZigBee技術 （ 1）什么是 ZigBee ? WSN是 wireless sensor work的簡稱，即無線傳感網絡 ? 傳感器、感知對象和觀察者構成了無線傳感器網絡的三個要素 ? 無線傳感網絡內的各個要素通過一個統一的協議進行信息的傳輸，這個協議就是Zigbee。 RFID技術 （ 6） RFID系統的應用和發展趨勢 ?交通：高速不停車收費，出租車管理，公交車樞紐管理，鐵路機車 識別等。 RFID技術 ? 低頻 30KHZ300KHZ ? 中頻 3MHZ30MHZ ? 高頻 300MHZ3GHZ RFID 的工作頻率 讀寫功能 有源 /無源 調制方式 ?主動式 (Active tag) ?被動式 (Active tag) ?只讀卡（ RO） ?一次寫入多次讀出卡 (WORM) ?可讀寫寫卡 (RW) ?有源 RFID標簽 ?無源 RFID標簽 （ 4） RFID技術的分類 RFID技術 （ 5） RFID技術標準 ? 目前國際制定 RFID標準的組織比較著名的有三個，分別是 ISO、以美國為首的 EPC global以及日本的 Ubiquitous ID Center ? 目前常用的 RFID國際標準主要有以下幾種： RFID技術 ISO11784和 ISO11785 ISO1053 ISO 1569 ISO 14443 ISO 10374 用于對動物識別 用于非接觸智能卡 用于集裝箱識別 RFID技術 （ 6） RFID系統的應用和發展趨勢 ?物流：物流過程中的貨物追蹤，信息自動采集，倉儲應用，港口應用，郵政，快 遞。 射頻識別（ RFID） 傳感器技術 無線傳感網絡 （ WSN/ZigBee） 智能服務 RFID是一種非接觸式自動識別技術，可以快速讀寫、長期跟蹤管理，有著非常好的發展前景 WSN/ZigBee的特點是短距離、低功耗，這為 搭建無處不在的物聯網提供了可能 以 MEMS為代表的傳感技術，拉近了人與自然 世界的距離 智能服務技術為發展物聯網的應用提供了服務 內容 物聯網的四大支撐技術 物聯網的四大支撐技術 ? RFID技術 無線射頻識別技術 (RFID)作為本世紀最有發展前途的信息技術之一，已得到全球業界的高度重視 ,未來的十年內，所有的東西都將會被植入 RFID標簽。 物聯網的八層架構 ? 第七層：應用層 應用層包括了各種不同業務或者服務所需要的應用處理系統。 物聯網的八層架構 ? 第四層：廣域網絡層 在這一層中主要是為了將感知層的信息傳遞到需要信息處理或者業務應用的系統中。這些網絡有可能基于公開協議，比如 IP地址，也有可能基于一些私有協議。 IBM在多年的研究積累和時間中提煉出了八層的物聯網參考架構。” 物聯網的八層架構 ? 第一層：傳感器 /執行器層 物聯網中任何一個物體都要通過感知設備獲取相關信息以及傳遞感應到的信息給所有需要的設備或系統。而目的就是為了使傳感器之間可以互聯互通以及傳遞感應信息?？梢圆捎?IPv4或者 IPv6的協議。這些系統利用傳感的信息進行處理、分析、執行不同的業務，并把處理的信息再反饋給傳感器進行更新，刷新服務以及對終端使用者提供服務，使得整個物聯網的每個環節都更加連續和智能。 RFID技術 （ 1） RFID介紹 ? RFID是射頻識別技術的英文 (Radio Frequency Identification)的縮寫，射頻識別技術是 20世紀 90年代開始興起并逐漸走向成熟的一種自動識別技術，射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合 (交變磁場或電磁場 )實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。 ?零售： 商品的銷售數據實時統計，補貨，防盜。 ?食品： 水果，蔬菜，生鮮，食品等保鮮度管理。 ZigBee協議 傳感器 觀察者 感知對象 WSN/ZigBee技術 WSN/ZigBee技術 （ 1）什么是 ZigBee ZigBee是 IEEE 。當中包括 7位推廣委員，半導體生產商、無線技術供應商及代工生產商。通訊距離從標準的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴展 ZigBee是一個由可多到 65000個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網絡平臺，在整個網絡范圍內，每一個 ZigBee網絡數傳模塊之間可以相互通信。 WSN/ZigBee技術 （ 2） WSN/ZigBee無線數據傳輸網絡描述 在交換數據的網絡中，有三種典型的設備類型 : （ i）協調器 （ ii）路由器和 （ iii）終端設備。它是網絡中的第一個設備。 WSN/ZigBee技術 （ 2） WSN/ZigBee無線數據傳輸網絡描述 ? 每個 ZigBee網絡節點本身可以作為監控對象 ?可以自動中轉別的網絡節點傳過來的數據資料 ?每一個 ZigBee網絡節點（ FFD）還可在自己信號覆蓋的范圍內，和多個不成單網絡的孤立子節點（ RFD）無線連接。 ? 短時延 ? 高容量。 ZigBee的應用領域 下圖表示： ZigBee的典型應用 WIFI技術 藍牙技術 GPS技術 PLC(電力線通信 )技術 常見的組網技術 現場總線技術 （ 1）現場總線技術 ? 現場總線控制系統技術是 20 世紀 80 年代中期在國際上發展起來的一種嶄新的工業控制技術。 實時性 （ 1）現場總線技術 ?一般的現場總線具有以下幾個特點 現場總線 技術 布線 簡單 開放性 可靠性 （ 1）現場總線技術 ?現場總線的應用領域 在控制系統的金字塔結構中，都有現場總線的應用。 兩種結構如下圖所示： （ 2） WIFI技術 ?WIFI無線網絡結構： AdHoc拓撲結構 Infrastructure拓撲構 （ 2） WIFI技術 ?WIFI優點： ① 線電波的覆蓋范圍廣，基于藍牙技術的電波覆蓋范圍非常小，半徑大約只有 50英尺左右約合 15米 WiFi的半徑則可達 300英尺左右約合 100米。 （ 2） WIFI技術 ?WIFI的技術發展 雖然 WiFi技術的商用遇到一些問題，但這種先進的技術也不可能包辦所有功能的通信系統。能在包括移動電話、 PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。 （ 3）藍牙技術 ?藍牙技術概述 ? 藍牙技術是一個開放性、短距離無線通信的標準。 （ 4） GPS技術 GPS空間星座部分 GPS地面監控部分 用戶設備部分 (GPS接收機 ) 全球定位系統（ GPS） ?GPS組成 （ 4） GPS技術 定位精 度高 觀測時間短 應用廣泛 全天候 多功能 操作簡便 GPS特點 （ 4） GPS技術 ?GPS的應用 GPS應用范圍廣泛，在導航、跟蹤、精確測量方面，都有很大的應用。 利用 C/A碼進行單點定位的精度由 100米提高到 20米，這將進一步推動 GPS技術的應用，刺激 GPS市場的增長 。 正交頻分復用（ OFDM）技術，是一種并行數據傳輸系統，可以在同一電力線不同帶寬的信道上傳輸數據。 MEMS是美國的叫法，在日本被稱為微機械，在歐洲被稱為微系統。它涉及電子、機械、材料、物理學、化學、生物學、醫學等多種學科與技術，具有廣闊的應用前景。 （ 6）微機電系統技術 （ 2） MEMS技術的發展歷史 : ?目前 MEMS產業呈現的新趨勢是產品應用的擴展，其開始向工業、醫療、測試儀器等新領域擴張。 （ 6）微機電系統技術 MEMS的應用在不斷擴大。 （ 6）微機電系統技術 微傳感器 微加速度傳感器 微機械壓力傳感器 微機械陀螺儀 微氣敏傳感器 微流量傳感器 微機械溫度傳感器 （ 3）微傳感器研究的現狀與發展方向 兩個技術范疇 智能網絡空間技術 1 智能網絡空間技術 2 ?物聯網的兩個技術范疇： 智能網絡空間技術 ? 智能 空間 (intelligent space / iSpace / smart space)的研究為智能服務技術提供了理論依據，為如何利用空間信息提供服務提供了解決方法。 智能空間 智能網絡空間技術 智能空間示意圖： 智能網絡空間技術 基本要求 (1)