物联网与短距离无线通信技术第二章.
物联网与短距离无线通信技术[董健] 概述共91页文档
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物联网与短距离无线通信技术[董健] 概述
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
物联网与短距离无线通信
物联网与短距离无线通信作者：暂无来源：《上海信息化》 2013年第5期与GSM、CDMA等长距离无线通信技术相比，短距离无线通信的覆盖范围虽然非常有限，但是其更高的接入速率、更低的部署成本以及更小的功耗，不仅能够与公共移动通信网络形成有效互补，而且能给用户带来更加方便和灵活的接入体验。
尤其是在智能终端和移动互联网快速兴起，在物联网发展如火如茶的今天，为了让用户享受到更加丰富的数据业务体验，全球运营商、设备商及服务提供商正纷纷加大短距离无线通信的部署力度，以RFID、WiFi、ZigBee、蓝牙等为代表的短距离无线通信技术，正在大规模走进我们的生活。
文／曹方物联网从英语“The Internet of Things”翻译而来，它是一个很大的概念。
当前的电信网、Internet等网络连接的主要是人与人、计算机与人、计算机和计算机，而物联网意味着更加广泛的互联，包括人、计算机和其他物体。
正因为这种广泛的互联，使物联网需要很多新的技术，也有很多个性和特点。
物联网的技术核心为C3SD（控制系统、计算系统、通讯系统、感知系统和数据海）。
从技术上来说，物联网可以分为三层：传感层、通信层和应用层。
在传感层中，有各式各样的传感器来感知生活中的温度、湿度、位移、工业数据、人员信息等，并具有各种类型的执行器进行控制操作。
在通信层中，需要将这些数据和信息进行安全可靠地通信和传输，除了有线传输，就是无线传输。
在应用层中，要对各种物品和人员的海量数据进行收集、整理、分析、运用，从而形成各行业、各领域丰富多彩的应用。
基于物联网的层次结构，可以预见在传感领域、传输领域和应用领域都将涌现出许许多多的新技术、新产品和产业化成果。
就目前来看，物联网中的关键技术主要包括：高速大容量RFID、微小传感器、超薄二维条码、短距无线传输、IPv6、云计算、云存储、云服务等。
其中，无线传感器网络技术可以说是非常关键的技术。
它可以实现广泛的连接和传感，为智能化奠定坚实基础。
第3章 认识物联网网络层技术 任务1 典型短距离无线通信技术19-20讲
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物联网导论
引导案例——智能家居中的短距离无线通信技术
随着经济社会的发展和科技的不断进步，人们越 来越追求高安全度、高舒适度的生活环境和智能化、多 样性的信息服务。为了满足人们的这些需求，智能家居 应运而生。人们在尽享住宅高安全度、高舒适度的同 时，对住宅网络化、智能化信息服务提出了新的要求， 顺应此种趋势，多种短距离无线通信技术各自发挥特 长，目前常用的物联网短距离无线通信技术有Wi-Fi技 术、蓝牙技术、ZigBee技术等。
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物联网导论
2．蓝牙的应用
蓝牙可以被集成到任何数据设备之中，特别是对数据传输速率要求不 高的移动设备和便携设备。 （1）数据共享 无论是手机、计算机、PDA、打印机，还是智能音箱等都可以利用蓝牙 技术来共享数据，操作方便。 （2）无绳桌面 将桌面/膝上计算机无线连接到打印机、扫描仪、键盘、鼠标和LAN上。 （3）无线免提 使蓝牙耳机与手机等设备相连；汽车驾驶蓝牙接听电话。
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物联网导论
（4）同步资料 无论是在办公室还是在家里，用户的笔记本计算机、手机或PDA都
可通过蓝牙产品及相应程序，与其他设备同步，内部信息永葆最新。当 然，E-mail也可以实时接收并同步输入计算机，而且E-mail可以在飞机上 完成，下机后自动发出。 （5）互联网接入
内置蓝牙芯片的笔记本计算机或掌上计算机，可以通过蓝牙连接到 蓝牙功能已打开的手机上，从而使用手机端的蜂窝移动通信网进行上网 冲浪。
物联网导论
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物联网导论
第3章 认识物联网网络层技术
网络层在物联网三层架构模型中连接 感知层和应用层，起到强大的纽带作 用，高效、稳定、及时、安全地传输 上下层的数据。典型短距离无线通信 技术、典型长距离无线通信技术的基 本概念和应用。
1物联网与近距离无线通信技术概述2
系架构》、《无线传感器网络与电信网络相结合的网关设备 技术要求》
（5）运营商。中国电信开发了开放式架构的M2M平台，在
一定程度上解决了标准化问题。
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1.1.4 物联网的前景 展望 (qiánjǐng)
欧洲智能系统集成技术(jìshù)平台组织（EPoSS）在《Internet of
新加坡“下一代I-Hub”计划(jìhuà)
2005年2月，新加坡资讯通信发展局发布名为“下一代IHub”的新计划，标志着该国正式将“U”型网络构建 (ɡòu jiàn)纳入国家战略。该计划旨在通过一个安全、高 速、无所不在的网络实现下一代的联接。
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1.1.3 物联网的发展(fāzhǎn)概况
➢ 二是安全的挑战 ➢ 三是侵犯隐私的威胁
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1.2 无线与移动通信(tōng 概述 xìn)
无线通信系统(xìtǒng)概述 自1897年意大利科学家马可尼首次成功利用无线
电波进行传输以来(yǐlái)，经过一个多世纪的时间， 无线通信取得了迅速的发展，特别在飞速发展的计 算机和半导体的推动下，无线通信的理论和技术不 断取得进步和突破。时至今日，由于使用的灵活性、 方便性，无线通信已逐渐成为人们日常生活中不可 或缺的重要通信方式之一。
技术.电子(diànzǐ)工业出版社.2012.9.1
孙弋 等著.短距离无线通信及组网技术. 西安电子科技大学出版社,2008.3.
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第1章 物联网与近距离无线通信技术(jìshù)概述
内容(nèiróng)概要：
1、物联网概述(ɡài shù) 2、无线与移动通信概述 3、射频与微波通信 4、近距离无线通信技术概览
物联网系统设计 第二章
物联网系统设计第二章一、物联网系统概述在当今数字化的时代，物联网（Internet of Things，IoT）正以惊人的速度改变着我们的生活和工作方式。
物联网系统作为实现万物互联的关键技术架构，涵盖了从传感器数据采集到云端数据分析处理的全过程。
它不仅使设备之间能够相互通信和协同工作，还为我们提供了更智能、高效和便捷的服务。
物联网系统通常由感知层、网络层和应用层组成。
感知层负责收集物理世界中的各种信息，如温度、湿度、位置等，通过传感器将这些信息转换为数字信号。
网络层则负责将感知层采集到的数据传输到云端或其他处理中心，这其中涉及到各种通信技术，如 WiFi、蓝牙、Zigbee 等。
应用层则是对数据进行分析和处理，以实现具体的应用功能，如智能家居、智能交通、工业自动化等。
二、物联网系统设计的关键要素（一）传感器与执行器的选择传感器是物联网系统的“眼睛”和“耳朵”，它们负责感知物理世界的变化。
在选择传感器时，需要考虑测量精度、测量范围、响应时间、功耗等因素。
例如，在环境监测应用中，可能需要高精度的温度和湿度传感器；而在工业自动化领域，可能更关注传感器的可靠性和抗干扰能力。
执行器则是物联网系统的“手”和“脚”，用于实现对物理世界的控制。
常见的执行器包括电机、阀门、继电器等，选择执行器时需要考虑控制精度、负载能力、响应速度等因素。
（二）通信技术的应用通信技术是物联网系统的“神经”，负责将传感器采集到的数据传输到处理中心，并将控制指令下达给执行器。
不同的通信技术具有不同的特点和适用场景。
WiFi 适用于覆盖范围较小、数据传输速率要求较高的场景；蓝牙则适用于短距离、低功耗的设备连接；Zigbee 适用于大规模的传感器网络，具有低功耗、自组网等优点。
此外，还有 4G、5G 等移动通信技术，为物联网系统提供了更广阔的应用空间。
（三）数据处理与分析数据处理与分析是物联网系统的“大脑”，它能够从海量的数据中提取有价值的信息，并为决策提供支持。
物联网中的几种短距离无线传输技术
短距离无线通信场指的是100m以内的通信，主要技术包括Wifi、紫蜂(Zigbee)、蓝牙技术(Bluetooth)、超宽带技术(Ultra-wideband,UWB)、射频识别技术(Radio Frequency IDentification,RFID)以及近场通信(Near Field Communication,NFC)等类型。
低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈要求，作为无线通信技术重要分支的短距离无线通信技术正逐步引起越来越广泛的关注。
各国也相应地制定短距离通信技术标准，特别是RFID和NFC在物联网、移动支付和手机识别方面的应用标准，例如主要的RFID相关规范有欧美的EPC规范、日本的UID(Ubiquitous ID)规范和ISO18000系列标准。
中国政府也高度重视短距离通信的发展，制定了一系列的政策来扶持短距离通信产业。
例如科技部、工信部联合14部委制订的《中国RFID发展策略白皮书》等。
此外，包括诺基亚、英特尔、IBM、东芝、华为、中兴和联想等众多企业也积极参与到短距离无线通信中各技术的研究中。
1、Wi-Fi技术Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线高保真)是一种无线通信协议（IEEE802.11b），Wi-Fi的传输速率最高可达11Mb/s，虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在无线电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100m左右。
Wi-Fi是以太网的一种无线扩展，理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约11Mb/s的速率接入互联网。
实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽将被多个用户分享，Wi-Fi的连接速度会降低到只有几百kb/s，另外，Wi-Fi的信号一般不受墙壁阻隔的影响，但在建筑物内的有效传输距离要小于户外。
最初的IEEE802.11规范是在1997年提出的，称为802.11b，主要目的是提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标准，它的工作频率是2.4GHz，与无绳电话、蓝牙等许多不需频率使用许可证的无线设备共享同一频段。
物联网中的无线通信技术全面解析(二)
物联网中的无线通信技术全面解析随着科技的快速发展，物联网已经成为当前社会互联的重要组成部分。
而无线通信技术作为物联网连接节点的重要纽带，也变得愈发重要。
本文将全面解析物联网中的无线通信技术，带您深入了解其原理、分类以及应用前景。
一、物联网概述物联网是指通过网络将物理世界与通信网络无缝连接起来的智能化系统。
在物联网中，无线通信技术起着至关重要的作用，它使得各种设备可以实现信息的传输、交换和处理。
二、物联网中的无线通信技术分类无线通信技术在物联网中广泛应用，其分类主要包括：1.蜂窝通信技术：如4G、5G技术，以其高速、高带宽的特点，使物联网中海量数据的传输成为可能。
2.传感器网络技术：借助无线传感器网络技术，可通过节点间的无线通信实现实时监控、智能控制等功能。
3.无线射频识别技术（RFID）：基于射频识别技术，可以实现对物品、设备进行身份识别、位置跟踪等功能。
4.蓝牙技术：在物联网中，蓝牙技术被广泛应用于低功耗、短距离通信，如智能家居、智能手表等设备的连接。
技术：Wi-Fi技术是物联网中广泛使用的无线通信技术，以其高带宽、远距离传输的特性，实现了无线互联网的快速发展。
6. LoRa技术：LoRa技术是一种低功耗、长距离无线通信技术，适用于物联网中的物品跟踪、环境监测等应用场景。
三、无线通信技术的原理无线通信技术主要依靠电磁波的传播和接收来实现信息的传输。
具体而言，无线通信技术利用收发设备之间的空间传播介质来传输无线信号，通过调制解调、调频、编码等技术手段，将信息转换为电磁波，进而实现信号的传递与接收。
四、无线通信技术的应用前景1.智能家居：利用无线通信技术，各种智能设备可以实现远程控制与管理，为人们的生活带来便利。
2.智能交通：无线通信技术在智能交通中的应用，可以实现实时交通监控、智能信号灯控制、车辆导航等功能，提高交通运输的效率与安全性。
3.智慧医疗：借助无线通信技术，医疗设备可以实现对患者身体状态的实时监测与远程管理，提供更全面、便捷的医疗服务。
《无线传感器网络与物联网通信技术》教学课件 第2章 无线传感器网络体系结构 2.5 传输层
2.5 传输层 2.5.1 传输层简介
目前，无线传感器网络传输层协议主要在能耗控制、拥塞控制和可靠性保证3个 方向开展研究与设计工作。其中，能耗控制协议又与拥塞控制协议、可靠性保证协 议紧密联系。
① 能耗控制方面。无线传感器网络的节点能量有限，网络的运行以节能控制为 首要考虑因素。
② 拥塞控制方面。在无线传感器网络中，事件发生区域中的节点监测到相关信 息后传输至汇聚节点，由于网络的分布特征，可能存在多个节点感知信息，都发往 一个汇聚节点，即形成“多对一”的传输模式。
无线传感器网络自身存在资源受限等特性，使得传统的TCP/IP协议不能直接应用 于无线传感器网络，而应根据无线传感器网络的具体应用需求、网络自身的特性与条 件来设计相应的协议，主要体现在以下几个方面。
① 无线传感器网络中节点的能量是有限的，过多的能耗会影响网络的生命周期。
② 无线传感器网络一般使用的是分布式、密集型的覆盖方式，无线传感器网络以 数据为中心，为减少数据量，节点具备一定的数据处理能力。
③ 无线传感器网络存在不稳定情况，网络拓扑结构的变化会影响TCP/IP协议的握 手机制。
④ 在无线传感器网络中，虽然传输层协议具备拥塞控制的能力，但通信质量、拓 扑结构变化等非拥塞情况也会造成丢包现象。
⑤ 无线传感器网络在大规模应用中，节点需要处理好自身与邻居节点之间的通信 即可。
无线传感器网络与物联网通信技术
针对不同的传输层协议设计与网络应用需求，一些简单的拥塞控制处理方式分为拥 塞信息反馈机制和传输路由切换机制。其中，拥塞信息反馈机制是接收节点检测到拥塞 之后，向它的发送节点发送一个包含拥塞控制信息的数据包，告知发送节点减缓甚至停 止发送数据包；传输路由切换机制是当前节点检测到拥塞之后，重新选择一条优化的路 径来传输数据，从而减少了当前节点的数据流，待拥塞缓解或消除之后，可再恢复先前 路径来继续传输数据。