物联网与我们的生活概论38567.pptx
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1、物联网与我们的生活物联网与我们的生活 内容目录内容目录1 12 24 45 5谁在推动物联网的发展?谁在推动物联网的发展?3 3物联网有那些相关技术?物联网有那些相关技术?物联网是什么?物联网是什么?物联网能干什么?物联网能干什么?我们的生活会如此惬意!我们的生活会如此惬意!我们的生活会如此惬意!我们的生活会如此惬意!4 45 55 55 54 4一、物联网是什么?一、物联网是什么?pp哈弗宣传片哈弗宣传片哈弗宣传片哈弗宣传片中的物联网中的物联网中的物联网中的物联网物联网的概念物联网的概念pp一句式理解物联网:一句式理解物联网:一句式理解物联网:一句式理解物联网:就是就是就是就是把所有物品通过
2、信息传感设备与互联网连接起来,进行信把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换,即物物相息,以实现智能化识别和管理。息交换,即物物相息,以实现智能化识别和管理。息交换,即物物相息,以实现智能化识别和管理。息交换,即物物相息,以实现智能化识别和管理。pp这有两层意思:这有两层意思:这有两层意思:这有两层意思:l第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;网络;l第二,其用户端延伸和扩展到
3、了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。第二,其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。pp物联网的定义是:通过射频识别(物联网的定义是:通过射频识别(物联网的定义是:通过射频识别(物联网的定义是:通过射频识别(RFIDRFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫)、红外感应器、全球定位系统、激光扫)、红外感应器、全球定位系统、激光扫)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网相连接,进
4、行信息交换描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的三个特点物联网的三个特点p一是全面感知l即通过嵌入在物品和设施中的传感器和数据采集设备,随时随地获取物质即通过嵌入在物品和设施中的传感器和数据采集设备,随时随地获取物质世界的各种信息并数据化;世界的各种信息并数据化;p二是可靠传递l通过对
5、每一件物品的识别和通讯,将数据化的虚拟事物联入网络,将物体通过对每一件物品的识别和通讯,将数据化的虚拟事物联入网络,将物体的信息实时准确地传送与交互;的信息实时准确地传送与交互;p三是智能处理l利用云计算,模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分利用云计算,模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,提升对物质世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,对物体析和处理,提升对物质世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,对物体实现智能化的决策和控制。实现智能化的决策和控制。二、物联网有哪些相关技术?二、物联网有哪些相关技术?物联网的架构物联网的架构物联网的实现技术物联网的实
6、现技术p感知层感知层lRFID、二维码、摄像头、传感器技术、二维码、摄像头、传感器技术l传感器网络技术、蓝牙技术传感器网络技术、蓝牙技术p传输层传输层l2G/3G移动网络、互联网、广电网络、专网移动网络、互联网、广电网络、专网p应用层应用层l数据挖掘、云计算、特定应用服务、云存储数据挖掘、云计算、特定应用服务、云存储主要介绍的技术主要介绍的技术主要介绍的技术主要介绍的技术pp物联网与传感网的区别物联网与传感网的区别物联网与传感网的区别物联网与传感网的区别ppRFIDRFIDpp云计算云计算云计算云计算什么是什么是传感网感网pp传传感器网感器网络络是集是集计计算机、通信、网算机、通信、网络络、智
7、能、智能计计算、算、传传感器、嵌感器、嵌入式系入式系统统、微、微电电子等多个子等多个领领域交叉域交叉综综合的新合的新兴兴学科,它将大量学科,它将大量的多种的多种类传类传感器感器节节点(集点(集传传感、采集、感、采集、处处理、收理、收发发于一体)于一体)组组成自治的网成自治的网络络,实现对实现对物理世界的物理世界的动态动态智能智能协协同感知。同感知。pp由部署在由部署在检测检测区域内大量的区域内大量的传传感器感器节节点点组组成,通成,通过过无无线线通信方通信方式形成的一个多跳的自式形成的一个多跳的自组织组织的网的网络络系系统统,目的是,目的是协协作地感知、作地感知、采集和采集和处处理网理网络络覆
8、盖区域中感知的覆盖区域中感知的对对象信息,并象信息,并发发送送给观给观察者。察者。广泛广泛应应用于用于军军事、国防安全、事、国防安全、环环境科学、交通管理、灾害境科学、交通管理、灾害预预测测、医、医疗卫疗卫生、制造生、制造业业、城市信息化建、城市信息化建设设等等领领域。在不久的将域。在不久的将来,来,传传感网将感网将给给我我们们的生活方式的生活方式带带来革命性的来革命性的变变化。化。传感网的感网的应用用医医医医疗护疗护理理理理 用于人体的各种生理数据,跟踪和用于人体的各种生理数据,跟踪和监监控医院内医生和患者的行控医院内医生和患者的行动动,医,医院的院的药药物管理等。物管理等。例:一个可以成像
9、的特殊例:一个可以成像的特殊发发送器芯片与精巧送器芯片与精巧设计设计的超低功率无的超低功率无线线技技术结术结合,合,就可以就可以实现实现可用于一个胃可用于一个胃肠肠道道诊诊断的微型吞服断的微型吞服摄摄像胶囊。患者吞下像胶囊。患者吞下维维C C片大片大小的成像胶囊后,胶囊小的成像胶囊后,胶囊经过经过食道、胃和小食道、胃和小肠时肠时就可将就可将图图象广播出来。胶囊象广播出来。胶囊由一个由一个摄摄象机、象机、LEDLED、电电池、特制芯池、特制芯 片和天片和天线组线组成。成。传感网的感网的应用用智能家居智能家居智能家居智能家居 家家电电和家具中嵌入和家具中嵌入传传感器感器节节点,通点,通过过无无线线
10、网网络络与与InternetInternet连连在一起。在一起。为为人提供人性化的家居人提供人性化的家居环环境。境。例:例:AvaakAvaak提供一个只有提供一个只有1 1立方英寸大小的自治立方英寸大小的自治产产品。品。这这个微型的无个微型的无线视线视频频平台包含有一平台包含有一节电节电池、无池、无线电线电、摄摄像相机、像相机、(彩色成像器加彩色成像器加镜头镜头)、控制、控制器、天器、天线线和温度和温度传传感器。感器。物物联网与网与传感网的区感网的区别p一一一一 传传感网感网感网感网仅仅仅仅是感知到信号,并不是感知到信号,并不是感知到信号,并不是感知到信号,并不强调对强调对物体的物体的物体的
11、物体的标标识识l传感网仅仅是感知到信号,并不强调对物体的标识。例如可以让温度传感器感知到森林的温度,但并不一定需要标识哪一根树木。l物联网的概念相对比传感网大一些。这主要是人感知物、标识物的手段,除了有传感网,还可以有一维码/二维码/RFID等。如用二维码/RFID标识桌椅之后,就可以形成物联网,但二维码并不在传感网的范畴。物物联网与网与传感网的区感网的区别p二二二二 从目从目从目从目标标特征上看,物特征上看,物特征上看,物特征上看,物联联网探网探网探网探测测的一定是已知物品,的一定是已知物品,的一定是已知物品,的一定是已知物品,而而而而传传感网探感网探感网探感网探测测和判断的更多是未知的人或
12、物。和判断的更多是未知的人或物。和判断的更多是未知的人或物。和判断的更多是未知的人或物。l传感网探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物质现象,并不针对标识的事物。l物联网通过对物体的标识,从而实现对物体的控制,达到物和物信息互联的目的。物物联网与网与传感网的区感网的区别p三三三三 从网从网从网从网络络架构和架构和架构和架构和协议协议上看,物上看,物上看,物上看,物联联网与网与网与网与传传感网也存在感网也存在感网也存在感网也存在诸诸多不同。多不同。多不同。多不同。l比如:传感网节点自组织成网,没有固定的网络基础设施,也没有中心节点。而物联网需要有固定的网
13、络基础设施和中心节点,强调的是多个事物通过中心节点实现互联。物物联网与网与传感网的区感网的区别p四四四四 真正意真正意真正意真正意义义上的物上的物上的物上的物联联网的出网的出网的出网的出现还远现还远需要假以需要假以需要假以需要假以时时日日日日l当前,传感网已得到广泛的应用,比如说有多个温度传感器组成、通过巡检方式工作的温控网,再比如具有多种声、光、电、机械甚至图像探测能力的安防网等,因此,传统意义上的传感网发展得已经成熟。而目前物联网仅仅是个概念,真正的物联网应用还需要一段时间。RFID(射频识别)(射频识别)pRadio Frequency Identificationl一项利用射频信号、通
14、过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现一项利用射频信号、通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息无接触信息传递传递,并通过所传递的信息达到,并通过所传递的信息达到识别识别目的的技术。目的的技术。其原理为由扫描器发射一特定频率的无线电波能量给接收器,用以其原理为由扫描器发射一特定频率的无线电波能量给接收器,用以驱动接收器电路将内部的代码送出,此时扫描器便接收此代码。驱动接收器电路将内部的代码送出,此时扫描器便接收此代码。pRFID的意义的意义l通过通过RFID,可以对任何物品附加并读取对用户有用的属性,为物品与物品,可以对任何物品附加并读取对用户有用的属性,为物品与物品相连接提供了信息基础。相
15、连接提供了信息基础。RFID系统的基本组成部分系统的基本组成部分标签标签标签标签(Tag)(Tag)(Tag)(Tag):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: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: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: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;上标识目标对象;上标识目标对象;上标识目标对象;阅读器阅读器阅读器阅读器(Reader)(Reader)(Reader)(Reader):读取:读取:读取:读取(有时还可以写入有时还可以写入有时还可以写入有时还可以写
16、入)标签信息的设备,可设计为手持式或固标签信息的设备,可设计为手持式或固标签信息的设备,可设计为手持式或固标签信息的设备,可设计为手持式或固定式;定式;定式;定式;天线天线天线天线(Antenna)(Antenna)(Antenna)(Antenna):在标签和读取器间传递射频信号。:在标签和读取器间传递射频信号。:在标签和读取器间传递射频信号。:在标签和读取器间传递射频信号。RFID工作原理工作原理pp RFIDRFIDRFIDRFID系统在实际应用中,电子标签附着在待识别物体的表面,电子标签中系统在实际应用中,电子标签附着在待识别物体的表面,电子标签中系统在实际应用中,电子标签附着在待识别
17、物体的表面,电子标签中系统在实际应用中,电子标签附着在待识别物体的表面,电子标签中保存有约定格式的电子数据。阅读器可无接触地读取并识别标签中所保存保存有约定格式的电子数据。阅读器可无接触地读取并识别标签中所保存保存有约定格式的电子数据。阅读器可无接触地读取并识别标签中所保存保存有约定格式的电子数据。阅读器可无接触地读取并识别标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别物体的目的。阅读器通过天线发送出一定的电子数据,从而达到自动识别物体的目的。阅读器通过天线发送出一定的电子数据,从而达到自动识别物体的目的。阅读器通过天线发送出一定的电子数据,从而达到自动识别物体的目的。阅读器通过天线发送出一定频率的
18、射频信号,当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量,发送出频率的射频信号,当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量,发送出频率的射频信号,当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量,发送出频率的射频信号,当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量,发送出自身编码信息,被阅读器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。自身编码信息,被阅读器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。自身编码信息,被阅读器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。自身编码信息,被阅读器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。pp射频信号的耦合方式射频信号的耦合方式射频信号的耦合方式射频信号的耦合方式pp电感耦合:变压器模型,通过空间
19、高频交变磁场实现耦合,依据的是电磁电感耦合:变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,依据的是电磁电感耦合:变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,依据的是电磁电感耦合:变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,依据的是电磁感应定律,适用于低频短距离感应定律,适用于低频短距离感应定律,适用于低频短距离感应定律,适用于低频短距离RFIDRFIDRFIDRFID系统。系统。系统。系统。pp电磁反向散射耦合:雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到目标后反射,电磁反向散射耦合:雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到目标后反射,电磁反向散射耦合:雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到目标后反射,电磁反向散射
20、耦合:雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到目标后反射,同时携带回目标信息,依据的是电磁波的空间传播规律,适用于高频远距同时携带回目标信息,依据的是电磁波的空间传播规律,适用于高频远距同时携带回目标信息,依据的是电磁波的空间传播规律,适用于高频远距同时携带回目标信息,依据的是电磁波的空间传播规律,适用于高频远距离离离离RFIDRFIDRFIDRFID系统。系统。系统。系统。RFIDRFIDRFIDRFID标签类型标签类型标签类型标签类型pp主动标签:主动标签自身带有电池供电,读主动标签:主动标签自身带有电池供电,读主动标签:主动标签自身带有电池供电,读主动标签:主动标签自身带有电池供电,读/写距
21、离较远时体积较大,与被写距离较远时体积较大,与被写距离较远时体积较大,与被写距离较远时体积较大,与被动标签相比成本更高,也称为有源标签,一般具有较远的阅读距离,不足动标签相比成本更高,也称为有源标签,一般具有较远的阅读距离,不足动标签相比成本更高,也称为有源标签,一般具有较远的阅读距离,不足动标签相比成本更高,也称为有源标签,一般具有较远的阅读距离,不足之处是电池不能长久使用,能量耗尽后需更换电池。之处是电池不能长久使用,能量耗尽后需更换电池。之处是电池不能长久使用,能量耗尽后需更换电池。之处是电池不能长久使用,能量耗尽后需更换电池。pp被动标签:无源电子标签在接收到阅读器(读出装置)发出的微
22、波信号后,被动标签:无源电子标签在接收到阅读器(读出装置)发出的微波信号后,被动标签:无源电子标签在接收到阅读器(读出装置)发出的微波信号后,被动标签:无源电子标签在接收到阅读器(读出装置)发出的微波信号后,将部分微波能量转化为直流电供自己工作,一般可做到免维护,成本很低将部分微波能量转化为直流电供自己工作,一般可做到免维护,成本很低将部分微波能量转化为直流电供自己工作,一般可做到免维护,成本很低将部分微波能量转化为直流电供自己工作,一般可做到免维护,成本很低并具有很长的使用寿命,比主动标签更小也更轻,读写距离则较近,也称并具有很长的使用寿命,比主动标签更小也更轻,读写距离则较近,也称并具有很
23、长的使用寿命,比主动标签更小也更轻,读写距离则较近,也称并具有很长的使用寿命,比主动标签更小也更轻,读写距离则较近,也称为无源标签。相比有源系统,无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方为无源标签。相比有源系统,无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方为无源标签。相比有源系统,无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方为无源标签。相比有源系统,无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方面略有限制。面略有限制。面略有限制。面略有限制。RFIDRFID的特点及优势的特点及优势pp1.1.1.1.读取方便快捷读取方便快捷读取方便快捷读取方便快捷 数据的读取无需光源,甚至可以透过外包装数据的读取无需光源,甚至可以
24、透过外包装数据的读取无需光源,甚至可以透过外包装数据的读取无需光源,甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更长,采用自带电池的主动标签时,有来进行。有效识别距离更长,采用自带电池的主动标签时,有来进行。有效识别距离更长,采用自带电池的主动标签时,有来进行。有效识别距离更长,采用自带电池的主动标签时,有效识别距离可达到效识别距离可达到效识别距离可达到效识别距离可达到30303030米以上。米以上。米以上。米以上。pp2.2.2.2.识别速度快识别速度快识别速度快识别速度快 标签一进入磁场,阅读器就可以即时读取其中标签一进入磁场,阅读器就可以即时读取其中标签一进入磁场,阅读器就可以即时读取其中标签
25、一进入磁场,阅读器就可以即时读取其中的信息,而且能够同时处理多个标签,实现批量识别。的信息,而且能够同时处理多个标签,实现批量识别。的信息,而且能够同时处理多个标签,实现批量识别。的信息,而且能够同时处理多个标签,实现批量识别。pp3.3.3.3.适用寿命长,应用范围广适用寿命长,应用范围广适用寿命长,应用范围广适用寿命长,应用范围广 其无线电通信方式,使其可以应其无线电通信方式,使其可以应其无线电通信方式,使其可以应其无线电通信方式,使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境,而且其封闭式包用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境,而且其封闭式包用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境,而
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