這是一個(gè)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)定義及體系結(jié)構(gòu)PPT課件，主要介紹了物聯(lián)網(wǎng)概述、感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用層等內(nèi)容。過(guò)去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開(kāi)：一方面是機(jī)場(chǎng)、公路、建筑物，而另一方面是數(shù)據(jù)中心、個(gè)人電腦、寬帶等。 而在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地，世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行，其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求，利用具有感知、通信與計(jì)算能力的智能物體自動(dòng)獲取物理世界的各種信息，將所有能夠獨(dú)立尋址的物理對(duì)象互聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)全面感知、可靠傳輸、智能處理，構(gòu)建人與物、物與物互聯(lián)的智能信息服務(wù)系統(tǒng)，歡迎點(diǎn)擊下載物聯(lián)網(wǎng)定義及體系結(jié)構(gòu)PPT課件哦。

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物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) —— 第四組：郭亞銳 李賽 楊浩宇 高光 郭芳 目錄 CONTENTS 物聯(lián)網(wǎng)概述 物聯(lián)網(wǎng)來(lái)了物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)特征物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)了物聯(lián)網(wǎng)的起源 物聯(lián)網(wǎng)來(lái)了 1995年 Bill Gates 未來(lái)之路 描述“物聯(lián)網(wǎng)” 1999年 Kevin Ashton MIT自動(dòng)識(shí)別中心 構(gòu)造“物聯(lián)網(wǎng)” 互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ) RFID WSN 數(shù)據(jù)通信 物聯(lián)網(wǎng)來(lái)了 2005 國(guó)際電信聯(lián)盟 （ITU）《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》何為物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持市場(chǎng)機(jī)遇面臨的挑戰(zhàn)和存在的問(wèn)題發(fā)展中國(guó)家的機(jī)遇展望2020年的某一天一種新型生態(tài)系統(tǒng) 物聯(lián)網(wǎng)來(lái)了 2008 彭明盛 IBM “智慧地球” 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵和應(yīng)用模式 更透徹的感知 更全面的互聯(lián) 更深入的智能物聯(lián)網(wǎng)來(lái)了 “物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世，打破了之前的傳統(tǒng)思維。 過(guò)去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開(kāi)：一方面是機(jī)場(chǎng)、公路、建筑物，而另一方面是數(shù)據(jù)中心、個(gè)人電腦、寬帶等。 而在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地，世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行，其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。 物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求，利用具有感知、通信與計(jì)算能力的智能物體自動(dòng)獲取物理世界的各種信息，將所有能夠獨(dú)立尋址的物理對(duì)象互聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)全面感知、可靠傳輸、智能處理，構(gòu)建人與物、物與物互聯(lián)的智能信息服務(wù)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它與互聯(lián)網(wǎng)在基礎(chǔ)設(shè)施上有一定程度的重合，但是它不是互聯(lián)網(wǎng)概念、技術(shù)與應(yīng)用的簡(jiǎn)單擴(kuò)展 互聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)大了人與人之間信息共享的深度與廣度，物聯(lián)網(wǎng)更加強(qiáng)調(diào)它在人類社會(huì)生活的各個(gè)方面、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域廣泛與深入地應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的定義 你不在家時(shí)，你可以看到孩子或老人現(xiàn)在在家里的狀況;你可以在到家前打開(kāi)家里空調(diào)，回家就能享受清涼或溫暖; 你進(jìn)家門(mén)后，只要按一個(gè)“回家”鍵，家中的安防系統(tǒng)自動(dòng)解除室內(nèi)警戒，燈光自動(dòng)點(diǎn)亮，背景音樂(lè)自動(dòng)響起，窗簾能自動(dòng)關(guān)閉;你家里的甲醛、一氧化碳、二氧化碳等有毒有害氣體超標(biāo)時(shí)，空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，手機(jī)也會(huì)接到報(bào)警短信提醒;你用一個(gè)遙控器就能控制家中所有的電器; 你要外出，只要按一個(gè)“離家”鍵，家中所有需要關(guān)閉的燈和電器自動(dòng)關(guān)閉，安防系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟;你家中的電器有了故障，維修公司會(huì)主動(dòng)聯(lián)系你何時(shí)來(lái)上門(mén)修理…… 物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)特征 物聯(lián)網(wǎng)智能物體具有感知、通信與計(jì)算能力物聯(lián)網(wǎng)可以提供所有對(duì)象在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)物理世界與信息世界的融合物聯(lián)網(wǎng)智能物體具有感知、通信與計(jì)算能力 （1）“智能物體”是對(duì)連接到物聯(lián)網(wǎng)中的人與 物的一種抽象 （2）對(duì)智能物體感知、通信與計(jì)算能力的理解 物聯(lián)網(wǎng)可以提供所有對(duì)象在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的互聯(lián) 物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)物理世界與信息世界的融合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用涵蓋了小到家庭網(wǎng)絡(luò)，大到工業(yè)控制系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)，甚至是國(guó)家級(jí)、世界級(jí)的應(yīng)用 將催生很多具有“計(jì)算、通信、控制、協(xié)同和自治”特點(diǎn)的智能設(shè)備與智能信息系統(tǒng) 幫助人類對(duì)物理世界具有“全面的感知能力、透徹的認(rèn)知能力和智慧的處理能力” 這種新的計(jì)算模式可以幫助人類在提高勞動(dòng)生產(chǎn)力、生產(chǎn)效率的同時(shí)，進(jìn)一步改善人類社會(huì)發(fā)展與地球生態(tài)和諧、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)感知層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)工作過(guò)程與人的智能處理問(wèn)題過(guò)程比較 目錄 CONTENTS 感知層的作用 感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官-用于識(shí)別物體，采集信息。 感知層解決的是人類世界和物理世界的數(shù)據(jù)獲取問(wèn)題。 感知層的關(guān)鍵技術(shù) 傳感器技術(shù) 射頻識(shí)別（ RFID ）技術(shù) 其他（二維碼技術(shù)、 Zig-Bee和藍(lán)牙技術(shù)） 傳感器 傳感器的定義 最廣義地來(lái)說(shuō)，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC：International Electrotechnical Committee）的定義為：“傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)”。按照Gopel等的說(shuō)法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理（模擬或數(shù)字）能力的傳感器”。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它是被測(cè)量信號(hào)輸入的第一道關(guān)口。 傳感器功能分類 一、根據(jù)輸入物理量可分為：位移傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器及氣敏傳感器等。 二、根據(jù)工作原理可分為：電阻式、電感式、電容式及電勢(shì)式等。 三、根據(jù)輸出信號(hào)的性質(zhì)可分為：模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器。即模擬式傳感器輸出模擬信號(hào)，數(shù)字式傳感器輸出數(shù)字信號(hào). 四、根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理可分為：有源傳感器和無(wú)源傳感器。有源傳感器將非電量轉(zhuǎn)換為電能量，如電動(dòng)勢(shì)、電荷式傳感器等；源程序傳感器不起能量轉(zhuǎn)換作用，只是將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為電參數(shù)的量，如電阻式、電感式及電容光煥發(fā)式傳感器等。 我們常將傳感器的功能與人類5大感覺(jué)器官相比擬：    　　光敏傳感器——視覺(jué) 聲敏傳感器——聽(tīng)覺(jué)   　　氣敏傳感器——嗅覺(jué) 化學(xué)傳感器——味覺(jué)  壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺(jué) 傳感器的應(yīng)用 在現(xiàn)代信息時(shí)代，傳感器就如同人類的五官，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)視，并獲取各個(gè)參數(shù)，是設(shè)備處于正常的狀態(tài)，使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。到目前為止，傳感器早已滲透到工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、醫(yī)療診斷、生物工程等各個(gè)領(lǐng)域，幾乎每個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開(kāi)各種各樣的傳感器。 傳感器應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展 射頻識(shí)別(RFID） 射頻識(shí)別定義 Radio Frequency Identification，RFID，是一種無(wú)線通信技術(shù)，可以通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。其主要核心部件是一個(gè)電子標(biāo)簽，通過(guò)幾厘米到幾米距離內(nèi)傳感器發(fā)射的無(wú)線信號(hào)，讀取電子標(biāo)簽內(nèi)儲(chǔ)存的信息，識(shí)別電子標(biāo)簽代表的物體和人的狀態(tài)信息。 射頻識(shí)別的概念 從概念上來(lái)講，RFID類似于條碼掃描，對(duì)于條碼技術(shù)而言，它是將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物并使用專用的掃描讀寫(xiě)器利用光信號(hào)將信息由條形磁傳送到掃描讀寫(xiě)器；而RFID則使用專用的RFID讀寫(xiě)器及專門(mén)的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽，利用頻率信號(hào)將信息由RFID標(biāo)簽傳送至RFID讀寫(xiě)器。 從結(jié)構(gòu)上講RFID是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個(gè)詢問(wèn)器和很多應(yīng)答器組成。 射頻識(shí)別的組成 應(yīng)答器：由天線，耦合元件及芯片組成，一般來(lái)說(shuō)都是用標(biāo)簽作為應(yīng)答器，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。閱讀器：由天線，耦合元件，芯片組成，讀�。ㄓ袝r(shí)還可以寫(xiě)入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式RFID讀寫(xiě)器或固定式讀寫(xiě)器。應(yīng)用軟件系統(tǒng) ：是應(yīng)用層軟件，主要是把收集的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，并為人們所使用。 射頻識(shí)別工作原理 基本工作原理：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。 射頻識(shí)別的特點(diǎn)射頻技術(shù)（非接觸識(shí)別）實(shí)用性（電子收費(fèi)、物流管理、行李分類等）性能特點(diǎn)（快速掃描、體積小型化、抗污能力與耐久性、可重復(fù)使用、穿透性和無(wú)屏障閱讀、數(shù)據(jù)記憶容量大、安全性） 目錄 CONTENTS 3.1 有線通信網(wǎng)絡(luò)層 有線通信技術(shù)可分為： 中、長(zhǎng)距離（WAN）的廣域網(wǎng)絡(luò)（包括PSTN、ADSL和HFC數(shù)字電視Cable等） 短距離的現(xiàn)場(chǎng)總線（Field Bus，也包括PLC電力線載波等技術(shù)） 3.1.1 三網(wǎng)融合現(xiàn)有的電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)可以利用的中、長(zhǎng)距離有線網(wǎng)絡(luò)。還有一些和這三大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相當(dāng)?shù)奈垂�開(kāi)的覆蓋全國(guó)的專網(wǎng)，如公安系統(tǒng)的專網(wǎng)，據(jù)說(shuō)國(guó)家電網(wǎng)的專網(wǎng)比有線電視網(wǎng)規(guī)模還要大。  三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)通過(guò)技術(shù)改造，能夠提供包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合多媒體的通信業(yè)務(wù)。 3.1.1 三網(wǎng)融合——基本概述三網(wǎng)融合是一種廣義的、社會(huì)化的說(shuō)法，在現(xiàn)階段它并不意味著電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)的物理合一，而主要是指高層業(yè)務(wù)應(yīng)用的融合。其表現(xiàn)為技術(shù)上趨向一致，網(wǎng)絡(luò)層上可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，形成無(wú)縫覆蓋，業(yè)務(wù)層上互相滲透和交叉，應(yīng)用層上趨向使用統(tǒng)一的IP協(xié)議，在經(jīng)營(yíng)上互相競(jìng)爭(zhēng)、互相合作，朝著向人類提供多樣化、多媒體化、個(gè)性化服務(wù)的同一目標(biāo)逐漸交匯在一起，行業(yè)管制和政策方面也逐漸趨向統(tǒng)一。三大網(wǎng)絡(luò)通過(guò)技術(shù)改造，能夠提供包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合多媒體的通信業(yè)務(wù)。這就是所謂的三網(wǎng)融合。 3.1.1 三網(wǎng)融合——發(fā)展如果按傳統(tǒng)的辦法處理三網(wǎng)融合將是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的過(guò)程，如何繞過(guò)傳統(tǒng)的三網(wǎng)來(lái)達(dá)到融合的目的，那就是尋找通信體制革命的這條路，我們必須把握技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，選擇我們自己的發(fā)展道路。 3.1.1 三網(wǎng)融合——發(fā)展我們的實(shí)際情況是數(shù)據(jù)通信與發(fā)達(dá)國(guó)家相比起步晚，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)規(guī)模不大，比起發(fā)達(dá)國(guó)家的多協(xié)議、多業(yè)務(wù)的包袱要小得多，因此，可以盡快轉(zhuǎn)向以IP為基礎(chǔ)的新體制，在光纜上采用IP優(yōu)化光網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)寬帶IP網(wǎng)，加速我國(guó)Internet網(wǎng)的發(fā)展，使之與我國(guó)傳統(tǒng)的通信網(wǎng)長(zhǎng)期并存，既節(jié)省開(kāi)支又充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源。 2010年1月13日國(guó)務(wù)院總理溫家寶主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，決定加快推進(jìn)電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合。 3.1.1 三網(wǎng)融合有線廣域網(wǎng)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的一個(gè)劣勢(shì)就是眾所周知的IP地址不夠的問(wèn)題，在IPv6未全面實(shí)施之前，這個(gè)問(wèn)題將制約有線網(wǎng)在物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中的使用。而無(wú)線廣域網(wǎng)可以通過(guò)發(fā)SIM卡（電話ID號(hào)碼）的方式解決每個(gè)智能物件對(duì)應(yīng)一個(gè)ID（號(hào)碼）的問(wèn)題。盡管如此，中國(guó)電信、歌華有線等以有線網(wǎng)絡(luò)為主的營(yíng)運(yùn)商也都有宏大的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)計(jì)劃，例如在智能家庭網(wǎng)關(guān)（Home Gateway）領(lǐng)域，歌華有線憑借機(jī)頂盒的部署基礎(chǔ)占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)。 3.1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線FieldBus 概念 IEC61158標(biāo)準(zhǔn)定義，現(xiàn)場(chǎng)總線是指安裝在制造或過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線. 總線上的數(shù)據(jù)輸入設(shè)備包括按鈕、傳感器、接觸器、變送器、閥門(mén)等，傳輸其位置狀態(tài)、參數(shù)值等數(shù)據(jù)；總線上的輸出數(shù)據(jù)用于驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈、接觸器、開(kāi)關(guān)、閥門(mén)等 產(chǎn)生的背景在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸中，長(zhǎng)期使用低數(shù)據(jù)速率和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。在工業(yè)控制或生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域中使用大量的傳感器、執(zhí)行器和控制器，若采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，安裝成本和介質(zhì)造價(jià)高。采用流行的LAN組件和環(huán)形、總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其硬件和軟件對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)造價(jià)高。需要設(shè)計(jì)一種造價(jià)低、而又能經(jīng)受工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的通信系統(tǒng)。減少了接線與安裝現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) FCS 是建立在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，具有開(kāi)放性、可互操作性、常規(guī)控制功能徹底分散、有統(tǒng)一的控制策略組態(tài)方法的新一代的分散型控制系統(tǒng)。技術(shù)特點(diǎn) ①開(kāi)放性 ②交互性 ③自治性 ④適應(yīng)性現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)是企業(yè)的底層網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線的分類目前國(guó)際上有40多種現(xiàn)場(chǎng)總線，但沒(méi)有任何一種現(xiàn)場(chǎng)總線能覆蓋所有的應(yīng)用面，按其傳輸數(shù)據(jù)的 大小可分為4類：傳感器總線：信息量小、響應(yīng)快、位傳輸設(shè)備總線：可靠性高、響應(yīng)快、字節(jié)傳輸控制總線：信息量大、可靠性高、信息傳輸信息總線：信息量大、集成度高、文件傳輸 現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，凡屬設(shè)備間需要數(shù)據(jù)通信的場(chǎng)合都需要它連續(xù)、離散制造業(yè)，如電力、石化、冶金、紡織、造紙，過(guò)程自動(dòng)化儀表；火車、汽車、輪船、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床；智能傳感器樓宇自控、倉(cāng)儲(chǔ)；智能交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)（大氣、水污染監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)）農(nóng)、林、水利、養(yǎng)殖等其技術(shù)與產(chǎn)品在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、測(cè)控板卡、儀器儀表、系統(tǒng)集成、應(yīng)用系統(tǒng)等領(lǐng)域都有良好的發(fā)展前景 3.2 無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)層 無(wú)線通信也可分為長(zhǎng)距離的無(wú)線廣域網(wǎng)（WWAN）中、短距離的無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）超短距離的WPAN（無(wú)線個(gè)人網(wǎng)，Wireless Personal Area Networks）傳感網(wǎng)主要由WLAN或WPAN技術(shù)作為支撐，結(jié)合傳感器。 “傳感器”和“傳感網(wǎng)”二合一的RFID的傳輸部分也是屬于WPAN或WLAN。 3.2.1長(zhǎng)距離無(wú)線通信無(wú)線通信發(fā)展： 1G：1995年問(wèn)世的第一代模擬制式手機(jī)只能進(jìn)行語(yǔ)音通話； 2G：1996到1997年出現(xiàn)的第二代GSM、TDMA等數(shù)字制式手機(jī)便增加了接收數(shù)據(jù)的功能，如接受電子郵件或網(wǎng)頁(yè)； 2.5G：基于2G與3G之間的過(guò)渡類型。比2G在速度、帶寬上有所提高�？墒宫F(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)輕易地實(shí)現(xiàn)與高速數(shù)據(jù)分組的簡(jiǎn)便接入。 長(zhǎng)距離無(wú)線通信 3G：第三代與前兩代的主要區(qū)別是在傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度上的提升，它能夠在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)縫漫游，并處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)，同時(shí)也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。 4G:第四代移動(dòng)通信技術(shù)，是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載，比目前的家用寬帶ADSL（4兆）快25倍，并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無(wú)線服務(wù)的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒(méi)有覆蓋的地方部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。 3.2.2短距離無(wú)線通信藍(lán)牙：藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信（一般是10m之內(nèi)）的無(wú)線電技術(shù)。能在包括移動(dòng)電話、PDA、無(wú)線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交換。藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15，工作在2.4GHz 頻帶，帶寬為1Mb/s。 3.2.2短距離無(wú)線通信 WiFi：俗稱 無(wú)線寬帶，它是一種短程無(wú)線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無(wú)線電信號(hào)。隨著技術(shù)的發(fā)展，以及IEEE 802.11a 及IEEE 802.11g等標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，現(xiàn)在IEEE 802.11 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已被統(tǒng)稱作Wi-Fi。從應(yīng)用層面來(lái)說(shuō)，要使用Wi-Fi，用戶首先要有 Wi-Fi 兼容的用戶端裝置。 Wi-Fi (Wireless Fidelity)，無(wú)線保真技術(shù)與藍(lán)牙技術(shù)一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無(wú)線技術(shù)。其目前可使用的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，分別是IEEE802.11a和IEEE802.11b。該技術(shù)由于有著自身的優(yōu)點(diǎn)，因此受到廠商的青睞。 3.2.2短距離無(wú)線通信 WiMAX： WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互聯(lián)接入。WiMAX也叫802·16無(wú)線城域網(wǎng)或802.16。WiMAX是一項(xiàng)新興的寬帶無(wú)線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km。WiMAX還具有QoS保障、傳輸速率高、業(yè)務(wù)豐富多樣等優(yōu)點(diǎn)。WiMAX的技術(shù)起點(diǎn)較高，采用了代表未來(lái)通信技術(shù)發(fā)展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先進(jìn)技術(shù)，隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，WiMAX逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動(dòng)化，而3G則實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度會(huì)越來(lái)越高。 3.2.2短距離無(wú)線通信 ZigBee： ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡(jiǎn)而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無(wú)線組網(wǎng)通訊技術(shù)。 Zigbee相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議 IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)：為在個(gè)人操作空間內(nèi)相互連通的無(wú)線設(shè)備提供通信標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802.15任務(wù)組 TG1：制定IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)（藍(lán)牙無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)）；中等速率、近距離的WPAN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) TG2：制定IEEE 802.15.2標(biāo)準(zhǔn)，研究IEEE 802.15.1與IEEE 802.11（無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)）的共存問(wèn)題 TG3：制定IEEE 802.15.3標(biāo)準(zhǔn)，研究高傳輸速率WPAN標(biāo)準(zhǔn) TG4：制定IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，研究低速WPAN標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的特征 20kbps、40kbps、100kbps、250kbps四種不同的傳輸速率支持星型和點(diǎn)到點(diǎn)兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)中采取兩種地址方式：16位地址和64位地址 16位地址是有協(xié)調(diào)器分配的 64位地址是全球唯一的擴(kuò)展地址采用帶沖突避免的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（Carrier sense multiple access with collision avoidance，CSMA-CA）的信道訪問(wèn)機(jī)制支持ACK機(jī)制以保證可靠傳輸?shù)凸�耗機(jī)制，信道能量檢測(cè)，鏈路質(zhì)量指示 IEEE 802.15.4 IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)：在一個(gè)POS內(nèi)使用相同無(wú)線信道并通過(guò)IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)相互通信的設(shè)備集合全功能設(shè)備（FFD）和縮減功能設(shè)備（RFD）協(xié)調(diào)器：與RFD相關(guān)聯(lián)的FFD設(shè)備 PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器：成員身份管理、鏈路信息管理、分組轉(zhuǎn)發(fā) IEEE 802.15.4 星型拓?fù)渌�有設(shè)備都與中心設(shè)備PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器持續(xù)供電，其他設(shè)備電池供電適合家庭自動(dòng)化、個(gè)人計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、個(gè)人康護(hù)護(hù)理等小范圍的室內(nèi)應(yīng)用 IEEE 802.15.4 點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)淙魏蝺蓚�(gè)設(shè)備之間都可以通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)管理鏈路狀態(tài)信息、認(rèn)證設(shè)備身份等功能允許多跳路由的方式傳輸數(shù)據(jù)適合于設(shè)備分布范圍廣的應(yīng)用（工業(yè)檢測(cè)與控制） ZigBee介紹 ZigBee是一種新興的短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ZigBee依據(jù)IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，802.15.4的物理層采用直接序列展頻技術(shù)。在MAC層主要沿用標(biāo)準(zhǔn)的CSMA/CA方式，以提高系統(tǒng)兼容性可使用的頻段有2.4GHz（全球ISM）、歐洲的868MHz頻段、以及美國(guó)的915MHz頻段，不同頻段可使用的信道分別是16、1、10個(gè) 目前定義的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括電力、家庭和樓宇自動(dòng)化、醫(yī)用設(shè)備控制等 ZigBee的協(xié)議結(jié)構(gòu) ZigBee標(biāo)準(zhǔn) ZigBee的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠夸?CONTENTS 應(yīng)用支撐層應(yīng)用支撐層應(yīng)用支撐層應(yīng)用支撐層應(yīng)用支撐層目錄 CONTENTS 應(yīng)用層— 物聯(lián)網(wǎng)的大腦 物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù) (1)何為中間件 打開(kāi)視頻1 — 《感知中國(guó)》 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例 (1)智慧醫(yī)療 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例某市三甲醫(yī)院無(wú)線環(huán)境部署案例 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例 (2)可穿戴計(jì)算 — 體感網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例 (2)可穿戴設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例 (3)智慧城市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例 (4)更多應(yīng)用領(lǐng)域 除去前邊提到的這些聽(tīng)起來(lái)高大上的應(yīng)用示例，物聯(lián)網(wǎng)距離我們的校園生活到底還有多遠(yuǎn)？ (5) 2014信息工程學(xué)院 “挑戰(zhàn)杯” 獲獎(jiǎng)項(xiàng)目 物聯(lián)網(wǎng)終極目標(biāo) 打開(kāi)OPNET仿真平臺(tái) — 無(wú)線傳感網(wǎng) 仿真實(shí)驗(yàn)推薦資料 劉云浩 （清華大學(xué) 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