物聯網技術基礎知識-全文預覽

　　

【正文】 物聯網控制子網關工作方式 物聯網終端技術 (4) 物聯網終端實例 [3]物聯網智能藥盒 物聯網智能藥盒的遠程醫療架構圖 物聯網智能藥盒外形設計圖 物聯網的標準體系 物聯網標準體系 應用服務層標準 共性支撐標準 網絡傳輸層標準 感知控制層標準 物聯網標準體系可以根據物聯網技術體系的框架進行劃分，即分為網絡傳輸層標準、感知控制層標準、應用服務層標準及共性支撐標準，如下表所示。 按照使用場合分類 主要包括以下三種：固定終端，移動終端和手持終端。 物聯網終端技術 （ 1）物聯網終端的基本原理及作用 原理： 物聯網終端基本由外圍感知（傳感）接口，中央處理模塊和外部通訊接口三個部分組成，通過外圍感知接口與傳感設備連接，將這些傳感設備的數據進行讀取并通過中央處理模塊處理后，按照網絡協議，通過外部通訊接口，發送到以太網的指定中心處理平臺。 物聯網終端技術 物聯網終端是物聯網中連接傳感網絡層和傳輸網絡層，實現采集數據及向網絡層發送數據的設備。 4)要求用戶界面富于表達情感、能與用戶方便地交流。 6)與智能空間相結合的物理范圍，形成了所謂的“廣域智能空間”。 2)是一個嵌入性和移動性都很高的計算環境 。按照美國國家標準和技術學會（ NIST）給出的定義，智能空間是“一個嵌入了計算、信息設備和多模態的傳感器的工作空間，其目的是使用戶能非常方便地在其中訪問信息和獲得計算機的服務來高效地進行單獨工作和與他人的協同工作” 。下圖所示為 20232023年間消費類電子加速度計的應收和出貨量預測。片上實驗室 39。 微傳感器 信號處理和控制電路 微執行器 通訊接口 電源 完整的 MEMS （ 6）微機電系統技術 （ 2） MEMS技術的發展歷史 : ?MEMS第一輪商業化浪潮始于 20世紀 70年代末 80年代初，當時用大型蝕刻硅片結構和背蝕刻膜片制作壓力傳感器 。 （ 6）微機電系統技術 ? 目前 MEMS市場的主導產品為 壓力傳感器、加速度計、微 陀螺儀 、墨水噴咀和硬盤驅動頭等。 ?由美國 3COM,Intel,Cisco,日本松下等 13家公司聯合組建使用電力線作為傳送媒介的家庭網絡推進團體 ——“Homeplug Powerline Alliance” （家庭插電聯盟） ,已經提出家庭插座 (Home Plug)計劃 ,旨在推動以電力線為傳輸媒介的數字化家庭(DigitalHome)。 （ 5） PLC(電力線通信 )技術 ?電力線通信概述 目前高速 PLC已可傳輸高達 45 Mb/s的數據 ,而且能同時傳輸數據、語音、視頻和電力 ,有可能帶來“四網合一”的新趨勢。對于警察、消防及醫療等部門的緊急救援、追蹤目標和個人旅游及野外探險的導引等。 （ 3）藍牙技術 藍牙產品： 主要應用在手機、掌上計算機、耳機、數字照相機、數字攝像機、汽車套件等 藍牙技術的應用 藍牙系統： 可以嵌入微波爐、洗衣機、電冰箱、空調機等傳統家用電器 （ 4） GPS技術 ?GPS概述 GPS 是英文 Global Positioning System（ 全球定位系統 ）的簡稱，而其中文簡稱為 “球位系 ”。其數據速率為 1Mbps。因而，它可以在特定的區域和范圍內發揮對 3G的重要補充作用， WiFi技術與 3G技術相結合將具有廣闊的發展前景。 ③ 進入該領域的門檻比較低 （ 2） WIFI技術 ?WIFI應用 WiFi當前主要面對個人、家庭 /企業及行業用戶 .提供家庭 /企業服務、公眾區 /會展區服務。 ? IEEE IEEE ，最高帶寬為11Mbps，在信號較弱或有干擾的情況下，帶寬可調整為 、 2Mbps和 1Mbps，帶寬的自動調整，有效地保障了網絡的穩定性和可靠性。 ? 現場總線是用于現場電器、現場儀表及現場設備與控制室主機系統之間的一種開放的、全數字化、雙向、多站的通信系統。 WSN/ZigBee技術 （ 4） ZigBee的應用領域 Zigbee技術的目標就是針對工業，家庭自動化，遙測遙控，汽車自動化、農業自動化和醫療護理等，例如燈光自動化控制，傳感器的無線數據采集和監控，油田，電力，礦山和物流管理等應用領域。 ? 低速率。 WSN/ZigBee技術 （ 2） WSN/ZigBee無線數據傳輸網絡描述 圖所示展示了一個示例網絡，它具有ZigBee 協調器（菱形），路由器（矩形）和終端節點（圓形）。設備類型并不會限制運行在特定設備上的應用類型。同時， ZigBee采用了 MAC技術和DSSS（直擴序列調制）技術，能夠實現高可靠、大規模網絡傳輸。（如下圖） WSN/ZigBee技術 WSN/ZigBee技術 ZigBee ZigBee數傳模塊 ZigBee ZigBee是一種高可靠的無線數傳網絡，類似于 CDMA和GSM網絡 。 這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式傳遞信息，并構成了群體中的通信網絡。 ?圖書館：書店，圖書館，出版社等應用。 ?服裝業：自動化生產，倉儲管理，品牌管理，單品管理，渠道管理。 RFID技術 模塊名稱 作用 組成 讀寫器 一般作為計算機終端實現對 RFID卡的數據讀寫和存儲 控制單元、高頻通訊模塊和天線 RFID卡 一種無源的應答器 一塊集成電路 (IC)芯片及其外接天線； RFID芯片通常集成有射頻前端、邏輯控制、存儲器等電路 （ 3） RFID的工作原理 RFID技術 （ 3） RFID應用系統的工作原理 RFID卡進入讀寫器的射頻場后 ,由其天線獲得的感應電流經升壓電路作為芯片的電源，同時將帶信息的感應電流通過射頻前端電路檢測得到數字信號，并將數字信號送入邏輯控制電路進行信息處理；所需回復的信息則從存儲器中獲取，經由邏輯控制電路送回射頻前端電路，最后通過天線發回給讀寫器。物聯網的信息來源廣闊，信息是海量的，在這種情況下如何利用信息更好地為我們服務，就是基于信息分析和優化的基礎之上。 物聯網的八層架構 ? 第六層：服務平臺層 服務平臺層是為了使不同的服務提供模式得以實施，同時把物聯網世界中的信息處理方面的共性功能進行集中優化，緩解傳統應用系統或者應用系統整合平臺的壓力。因此最好的方法是通過某種程度的網關將信息進行過濾，協議轉換，信息壓縮加密等等，使得信息更優化和安全的在公共網絡上傳遞。 物聯網的八層架構 ? 第二層： 傳感網層 這是傳感器之間形成的網絡。第 3章 物聯網技術基礎 第 3章 物聯網技術基礎 上一章分析了物聯網的幾個案例應用，從中我們可以看到物聯網的主要支撐技術： ? M2M技術 ? RFID技術 ? WSN技術 ? PLC技術等等 . 本章將從以下四個方面來介紹物聯網的基礎技術 物聯網 三個層次 八層構建 四大支撐 技術 兩個技術 范疇 第 3章 物聯網技術基礎 物聯網的三個層次 3 應用層 2 網絡層 1 感知層 物聯網的三個層次 相應的技 術體系 應用層技術 感知層技術 網絡層技術 與各層相應的技術 物聯網的八層架構 ? IBM大中華區首席技術官、 IBM中國研究院院長李實恭在接受 談到，“物聯網的重點在于這個“網”字，如果只有物沒有網，那未來將是非常可怕的現象。傳感器 /執行器層是最直接與周圍物體接觸的域。 物聯網的八層架構 ? 第三層：傳感網關層 物聯網世界里的對象和信息量將會是巨大的，五花八門的，這些信息直接傳遞給所需要的系統，那么將會對網絡造成巨大的壓力和不必要的資源浪費。 物聯網的八層架構 ? 第五層： 應用網關層 在傳輸過程中為了更好地利用網絡資源以及優化信息處理過程，設置局部或者區域性的應用網關： 好處： ?信息匯總與分發 ?最大限度的利用 IT與通訊資源，提高信息的傳輸和處理能力，提高可靠性和持續性。 物聯網的八層架構 ? 第八層：分析與優化層 在物聯網世界中，從信息的業務價值和IT信息處理的角度看，它與互聯網最大的不同就是信息和信息量。 RFID技術 RFID系統如圖所示，由三部分組成 : ?電子標簽（ Tag） ?天線(Antenna) ?閱讀器(Reader) RFID技術 （ 2） RFID特征 1. 數據的讀寫 (Read Write)機能 2. 容易小型化和多樣化的形狀