物联网长距离无线通信技术应用与开发 4.1 LTE无线通信技术开发基础
物联网长距离无线通信技术应用与开发 2.2 LoRa开发平台和开发工具
LoRa与SX1278
SX1278功能特性 SX1278包含两个定时基准、一个RC振荡器以及一个32M晶振。射频前
端和数字状态机所有重要参数均可通过一个SPI接口进行配置，通过SPI 可以访问SX1278的配置寄存器。 电气特性：供电电压3.3V，晶振32MHz，低频段169M和433M高频段 868M-915M，带宽125K，扩频因子12，纠错率4/6，负载长度64个字 节 ，序列长度12个符号(可编程寄存器 序列长度为8)。 SPI通信时钟10MHz，引脚变化时间ns级。
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项目思考
LoRa模块使用的是那种操作指令？ LoRa加入协议栈的意义是什么？ SX1278入网过程是怎样的？
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LoRa开发工具
xLabTools调试工具
LoRa AP连接到xLabTools工具上时可以查看网络信息和该LoRa AP所组建的网络 下的节点反馈的信息，并能够通过调试窗口向网络内各节点发送数据；将终端节 点或路由节点连接到xLabTools工具上时可以实现对终端节点数据的监测，并能够 通过工具向LoRa AP发送指令。
采用SX127x网关的私有协议主要用于低成本的小规模组网，由于SX127x仅支持单 通道的LoRa无线数据收发，所以需要在设计上实现节点的分时复用。LoRa私有协 议对应的项目具有一些要求： 1）节点数目较少；2）上报和下发通信具有定时规 律；3）对带宽的要求很低。LoRa私有协议节点分时复用逻辑图如下：
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LoRa开发工具
PortHelper调试工具
PortHelper是一款功能强大的程序调试工具，该工具除了基本的串口调试功能外 还集成有串口监视器、USB调试器、网络调试器、网络服务器、蓝牙调试器以及 一些辅助的代码开发工具。此处使用到的就是PortHelper的串口调试功能。 PortHelper串口调试界面如下：
物联网技术和LTE无线通信技术的结合论文
物联网技术和LTE无线通信技术的结合论文虽然进入21世纪才短短的十多年，但是网络信息技术在这些年实现了突飞猛进的开展，尤其是对人们社会生活的影响越来越大。
不仅仅对人类工作效率的提升起到作用，更改变了传统的人类个体交流和沟通的模式。
xx年，手机行业的智能化开展给移动终端带来了革命性的突破，从本质上改变了传统移动终端作为移动网络末梢的定位。
借此契机，智能化移动终端的历史地位也得到较大的飞越，这离不开无线通信技术的支持，但这种开展也给无线通信技术带来更大的开展驱动力。
1.1LTE无线通信技术简介LTE是3GPP组织根据需要对UMTS订立的技术标准长期演进，也是人们所俗称的3G，其利用频分多址OFDM/FDMA技术对原来长期霸占该领域的码分多址CDMA技术进行了有效的替代。
尤其是在应用了大量的MIMO技术和自适应性技术之后，让传输的速率和性能得到了很大的提高，开展到现阶段的4G 时代，在其所能支撑的20MHz上，已经可以实现50Mbps的上传和100Mbps的数据下载能力，而这也是完成3G朝4G跨越的主要技术。
在传统的3G时代，CDMA占据了主流，4G更多倾向于OFDM和MIMO技术。
5G（最早于xx年5月的北京IMT-2021（5G）峰会上提出）与4G那么是一脉相承，但其在技术上比3G和4G有更大的突破，会以媲美光纤的接入速率帮助客户实现“零延迟”的体验。
1.2LTE无线通信技术的特点LTE的特点主要源自三个方面的要素，一是TDD和FDD的双工技术根底；二是对于OFDM（正交频分复用技术）的应用；三是大范围应用了MIMO的多天线技术。
这使得LTE技术最大限度的接近4G水平，而这也让该技术拥有较多的优势，如下：（1）提升通信速率，实现了下行峰值高达100Mbps的速率，而上行速率也到达了50Mbps。
（2）对频谱效率进行优化，下行链路相对于过于大致上实现了3-4倍的提升，上行链路也有2-3倍。
（3）以细致系统的规划和严谨的QoS机制对实时业务质量和效率进行保障。
物联网与无线通信技术
物联网与无线通信技术在当今科技飞速发展的时代，物联网与无线通信技术正以前所未有的速度改变着我们的生活和工作方式。
从智能家居到工业自动化，从智能交通到医疗健康，物联网与无线通信技术的融合应用无处不在，为我们带来了极大的便利和效率提升。
物联网，简单来说，就是将各种设备、物品通过网络连接起来，实现智能化的感知、控制和管理。
这些设备可以是家用电器、汽车、工业机器，甚至是一颗小小的传感器。
而要让这些设备能够相互通信和协同工作，无线通信技术就成为了关键的支撑。
无线通信技术的发展为物联网的实现提供了可能。
过去，我们主要依靠有线网络来连接设备，但这种方式存在着诸多限制，比如布线困难、灵活性差等。
而无线通信技术则摆脱了线缆的束缚，让设备能够在更大的范围内自由连接。
其中，蓝牙、WiFi、Zigbee 等短距离无线通信技术在物联网中得到了广泛的应用。
蓝牙技术大家都比较熟悉，我们的手机、耳机、音箱等设备常常通过蓝牙进行连接。
它具有低功耗、短距离传输的特点，适用于一些小型设备之间的数据传输。
WiFi 则是我们在家庭和办公场所中常用的无线网络技术，能够提供较高的数据传输速率，支持多个设备同时连接。
Zigbee 则主要应用于智能家居、工业控制等领域，具有低功耗、自组网等优点，可以实现大量设备的互联互通。
除了短距离无线通信技术，蜂窝移动通信技术如 4G、5G 也在物联网中发挥着重要作用。
4G 网络为物联网提供了较广的覆盖范围和相对较高的传输速度，使得一些远程监控、智能物流等应用成为可能。
而5G 网络的出现，则进一步推动了物联网的发展。
5G 具有高速率、低时延、大容量等特点，能够满足诸如自动驾驶、工业互联网等对网络性能要求极高的应用场景。
在物联网的应用场景中，智能家居可以说是最为贴近我们生活的一个方面。
通过物联网和无线通信技术，我们可以实现对家中灯光、电器、门锁等设备的远程控制和智能化管理。
比如，当我们下班回家的路上，就可以提前打开空调、热水器，到家就能享受到舒适的环境。
物联网基础
物联网技术与运用基础个人总结第一章物联网的定义：2005年 11月17日,国际电信联盟ITU正式提出了“物联网”的概念,即“通过无线传感、射频识别、全球定位系统,激光扫描等信息感知设备,按约定协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、转移、监控和管理的一种网络”,物联网就是“物物相连的互联网”,具有感知层、网络层、应用层的物理架构;第二章物联网应该具备的3个能力：1.全面感知：利用RFID、传感器、二维码等随时随地地获取物体信息,包括用户位置、周边环境、个体喜好、身体状况、情绪、环境温度、湿度、以及用户业务感受、网络状态等;2.可靠传递：通过各种网络融合、业务融合、终端融合、运营管理融合,将物体的信息实时准确的传递出去;3.智能处理：利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量数据和信息进行分析和处理,对物体进行实时智能化控制;物联网体系架构：1.感知层：物联网的皮肤和五官;2.网络层：物联网的神经中枢和大脑;3.应用层：物联网的“社会分工”;感知层关键技术：1.传感器技术2.RFID技术3.二维码技术4.ZigBee5.蓝牙网络层关键技术：1.Internet2.移动通信网3.无线传感器网络应用层关键技术：1.M2M2.云计算3.人工智能4.数据挖掘5.中间件第三章嵌入式系统：以应用位中心,软件硬件可以裁剪的,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格综合性需要的计算机系统;它由嵌入式硬件和嵌入式软件两部分组成;嵌入式操作系统位于硬件和应用软件之间,为上层应用提供基础服务,是嵌入式系统的核心和灵魂;嵌入式技术是让物具有“智慧”的一种关键技术;嵌入式系统由嵌入式处理器和嵌入式操作系统组成;传感器被定义为“能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号的输出器件活装置”;传感器的组成一般包括3大部分：敏感元件；转换元件；信号调节与转换电路;RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别技术,也称为电子标签技术,是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,对目标对象加以识别并获取相关数据;RFID系统包括三部分：RFID读写器、RFID电子标签、中央信息系统;RFID系统的特点：1.非触式操作,长距离识别,因此完成识别工作时无须人工干预,应用便利;2.无机械磨损,寿命长,并可工作于各种油渍、灰尘污染等恶劣的环境;3.形状和大小多样化4.可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签;5.数据记忆容量大;6.读写器具有不直接对最终用户开放的物理接口,保证其自身的安全性;7.数据安全方面除电子标签的密码保护外,数据部分可以用一些加宽算法实现安全性管理;8.在部分安全性要求较高时场合,读写器与标签之间存在互相认证的过程,实现通信和存储;RFID电子标签由耦合元件及内置芯片组成,一般附着在物体目标对象上;RFID电子标签通常具有以下功能：1.具有一定的存储容量;2.电子标签存储的数据能够被读出或写入;3.维持对识别物品的识别及相关信息的完整;4.数据信息编码后,及时传输给读写器;5.可写入,并且在写入以后,永久性数据不能修改;6.具有确定的使用期限,使用期限内不需要维修;7.对于有源标签,通过读写器能够显示电池的工作状况;RFID电子标签的特性包括以下几点：1.存储物体数据信息;2.对物品进行唯一标示;3.电子标签可以被读写器识别和读写;4.具有较长的使用寿命;从功能上来说,RFID电子标签一般由天线、射频模块、控制模块、存储器、电池等组成;RFID读写器又称为阅读器、读头、扫描器、查询器等,其主要任务是向RFID电子标签发射读取或写入信号,并接受RFID电子标签的应答,对电子标签的对象标识信息进行解码,并将对象标识信息连带标签上其他相关信息传输到中央信息系统以供处理;RFID读写器的基本组成包括射频模块、天线、读写模块以及其他一些基本功能单元;第四章移动通信就是移动物体之间的通信,或移动物体与固定物体之间的通信;传播的开放性、接收环境的复杂性和通信用户的随机移动性,这三个特点共同构成了移动通信的主要特点;三代移动通信系统的功能：1.能实现全球漫游;2.能提供多种业务;3.能适应多种环境;4.足够的系统容量;LTE：第三代移动通信系统普遍采用的事码分多址CDMA技术；此技术能支持的最大系统宽带为5MHZ,因此3G系统难以达到较高的通信速率,进而对无线多媒体业务的提供能力和质量无法满足人们参与网络、享受网络生活的通信需求;LTE的关键技术：1.多址技术;2.多天线技术;3.干扰抑制技术;短距离无线通信的主要特点为通信距离短,覆盖距离一般在10~200M;成本低、低功耗和对等通信,是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势;Zigbee是基于标准的低功耗个域网协议;根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术;ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术;ZigBee技术具有以下优势：1.低功耗;2.工作可靠;3.成本低;4.网络容量大;5.有效范围大;6.时延短;7.优良的拓扑能力;8.安全性较好;9.工作频段灵活ZigBee的3中拓扑结构：1.星形 2.网状形 3.簇树形ZigBee在物联网中的应用：1.家庭自动化;2.无线定位;3.工业领域;蓝牙,是一种支持设备短距离通信一般10m内的无线电技术;能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换;利用“蓝牙”技术,能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化设备与因特网Internet 之间的通信,从而数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路;蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的 ISM即工业、科学、医学频段;其数据速率为1Mbps;采用时分双工传输方案实现全双工传输;无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息,并报告给用户; 它的英文是Wireless Sensor Network, 简称WSN; 大量的传感器节点将探测数据,通过汇聚节点经其它网络发送给了用户;在这个定义中,传感器网络实现了数据采集、处理和传输的三种功能,而这正对应着现代信息技术的三大基础技术,即传感器技术、计算机技术和通信技术;无线传感器网络的特点：1.动态性网络;2.硬件资源有限;3.能量受限;4.大规模网络;5.以数据为中心;6.广播方式通信;7.无人值守;8.易受物理环境影响;传感器网络系统通常包括传感器节点sensor、汇聚节点sink node和管理节点;大量传感器节点随机部署在监测区域sensor field内部或附近,能够通过自组织方式构成网络;传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点;用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据;传感器网络节点的组成和功能包括如下四个基本单元：传感单元由传感器和模数转换功能模块组成、处理单元由嵌入式系统构成,包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等、通信单元由无线通信模块组成、以及电源部分;此外,可以选择的其它功能单元包括：定位系统、运动系统以及发电装置等;S-MAC的主要机制:1.周期监听和睡眠机制;2.冲突和串音避免机制;3.消息传递机制;4.流量自适应监听机制;第五章中间件是一种独立的系统软件或服务程序,中间件应用于客户机、服务器的操作系统之上,主要用于管理计算机资源和网络通信;中间件是连接两个独立应用程序或独立系统的软件,主要功能是使得相连接的系统即使具有不同的接口,利用中间件仍然能相互交换信息;执行中间件的一个关键途径是信息传递;中间件主要特点包括：满足大量应用的需要；运行于多种硬件和OS平台；支持分布计算,提供跨网络、硬件和OS平台的透明的应用或服务的交互；支持标准的协议；支持标准的接口;物联网中间件就是在物联网中采用中间件技术,以实现多个系统和多种技术之间的资源共享,最终组成一个资源丰富、功能强大的服务系统;中间件的分类：1.远程过程调用中间件Remote Procedure Call；2.面向消息的中间件Message-Oriented Middleware；3.对象请求代理中间件Object Request Brokers；Web服务Web Services就是一种可以通过Web描述、发布、定位和调用的模块化应用;嵌入式系统就是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统;嵌入式中间件是在嵌入式应用程序和操作系统、硬件平台之间嵌入的一个中间层,通常定义成一组较为完整的、标准的应用程序接口;嵌入式Web服务器的关键技术主要有HTTP协议和通用网关接口CGI;嵌入式Web 是利用Web框架建立物联网中间件的重要技术,嵌入式Web 服务主要具有以下优点：1.统一的客户界面;2.平台独立性;3.高可扩展性;4.并行性与分布性;CGI是通过网关接口Common Gateway Interface的缩写;它是Web服务器主机与外部扩展应用程序交互的一种标准接口;它提供了讲参数传递给程序并将结果返回浏览器的一种机制;Web服务器可以通过CGI读取客户端所需要的动态信息;5W：WhoWhatWhereWhenWhy第六章M2M的全称是机器对机器Machine-to-Machine,提供了设备实时数据在系统之间、远程设备之间、机器与人之间建立无线连接的简单手段,旨在通过技术来实现人、机器、系统三者之间的智能化、交互式无缝连接,从而实现人与机器、机器与机器之间畅通无阻、随时随地地通信;M2M终端类型主要包括行业专用终端、无线调制解调器、手持设备三种类型;M2M的支撑技术：1.机器2.M2M硬件1.嵌入式硬件 2.可改装硬件3.调制解调器4.传感器5.识别标识3.通信网络广域网、局域网、个域网4.中间件：中间件包括两部分 M2M网关,数据收集,集成部件云计算中的“云”主要是指能够提供无穷资源的一种全新计算模式,通过云可以将计算能力、网络基础设施、商业处理平台、存储空间、带宽资源等按照约定的服务水平协议有偿地提供给云客户,无论身处何处,何时使用;云计算的基本属性：1.按需自助服务2.广泛的网络接入3.资源池4.快速弹性5.按量计费服务云计算的部署模式：1.公共云2.社区云3.专用云4.混合云云计算的组成：1.应用程序2.云客户端3.基础结构4.云平台5.业务6.存储7.计算能力经典云计算应用实例：1.微软公司的Windows Azure.2.IBM公司的"蓝云"3.亚马逊公司的云4.谷歌公司的云物联网与云计算的关系:云计算是实现物联网的核心;运用云计算模式,使物联网中数以兆计的各类物品的实时动态管理,智能分析变得可能;物联网通过将射频识别技术、传感器技术、纳米技术等新技术充分运用在各行各业之中,将各种物体充分连接,并通过无线等网络将采集到的各种实时动态信息送达计算处理中心,进行汇总、分析和处理;从物联网的结构看,云计算将成为物联网的重要环节;物联网与云计算的结合必将通过对各种能力资源共享、业务快速部署、人物交互新业务扩展、信息价值深度挖掘等多方面的促进带动整个产业链和价值链的升级与跃进;物联网强调物物相连,设备终端与设备终端相连,云计算能为连接到云上设备终端提供强大的运算处理能力,以降低终端本身的复杂性;二者都是为满足人们日益增长的需求而诞生的;第7章息安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科;ISO对信息安全的定义是:在技术上和管理上为数据处理系统建立的安全保护,保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和而已的原因而遭到破坏、更改和泄露;信息安全的基本属性：1.可用性2.可靠性3.完整性4.保密性5.不可抵赖性保障网络安全使用的核心和关键,主要包括密码算法、密码协议的设计与分析、密钥管理和密钥托管等技术物联网安全特点:1.安全事件导致的危害具有新的特点2.复杂性带来的新的安全挑战3.平台、固件、应用软件的多样化带来新的安全挑战4.成本和效率的挑战,量变到质变的挑战5.可伸缩性、灵活性要求带来的新挑战6.安全管理的新挑战7.来自物联网技术人员的挑战。
LTE无线通信技术与物联网技术的结合与应用分析
互联网+通信nternet Communication LTE无线通信技术与物联网技术的结合与应用分析□李恩特西南电子设备研究所【摘要】随着我国经济水平与互联网技术的迅速发展，社会结构中已经普遍使用计算机系统以及互联网平台，因此人们的日常生活和生产模式都有所变化。
本文根据LTE无线通信技术与物联网技术进行综合探索，总结出两者之间的关系以及实际应用方向。
【关键词】LTE无线通信技术物联网技术GPS定位系统卫星信息随着互联网技术的不断完善，L T E无线通信技术在各个领域中得到了广泛的使用，所以技术人员逐渐将L T E无线通信技术与物联网系统进行相互结合，以此提高其对社会的服务质量。
一、L T E无线通信技术与物联网技术1.1 L T E无线通信技术L T E无线通信技术在通信的发展过程中，主要属于3G 的进阶。
L T E技术结构不仅强化了 3G技术，而且其技术结构中采用的OFDM技术和MIMO技术，已经成为无线网络改进和完善的核心标准。
在实际操作过程中，通常情况下L T E无线通信技术在20MHz频率的带宽下可以有效的提供网络下行100Mbit/S以 及上行50Mbit/s的数据峰值速度和效率，相对于3G网络来说，L T E技术极大的提升了网络传输的总体容量，并且一定程度上也降低了网络结构的延迟性。
在网络内部结构的传输过程中，单向线路传输时其延迟应该低于5m s,并且可以有效的控制结构平面从休眠状态转化至激活状态所使用的数据传输和迁移时间应该小于50m s、整体结构平面从驻留状态转化为激活状态所使用的迁移时间应该小于100ms。
该技术已成为L T E无线通信技术需要长期进行改进和完善的网络技术，是近几年互联网数据信号的全新研究方向。
除此之外，L T E无线通信技术在实际操作和运用过程中，能够支持网络信号多种宽带的数据分配和频率分段，其结构的整体容量更大，其信号的覆盖面积更广泛。
在卫星信号以及网络内部结构方面来说，L T E无线通信技术极大的减少了其信号连接的复杂程度，并且降低了网络节点连接数量，有 效的控制了卫星信号在传输过程中的系统延时，一定程度上降低了运行成本。
物联网的无线通信
物联网的无线通信物联网（Internet of Things，简称IoT）指的是通过无线传感器和互联网等技术连接和管理各种智能设备的网络。
无线通信技术在物联网的构建和发展中扮演了重要的角色。
本文将探讨物联网的无线通信技术，包括其原理、应用以及发展趋势。
一、物联网的无线通信技术原理物联网的无线通信技术主要包括传感器与设备之间的通信和设备之间的通信。
在传感器与设备之间的通信中，通常采用低功耗广域网（LPWAN）技术。
这是一种适用于物联网的无线通信技术，具有低功耗、长距离传输和低成本等特点。
LPWAN技术采用的是低速率、长距离传输的方式，能够满足大规模设备的连接需求。
在设备之间的通信中，常用的无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee和NFC等。
Wi-Fi技术广泛应用于家庭和企业网络中，提供高速的无线互联网接入。
蓝牙技术适用于近距离无线通信，常用于智能家居控制和蓝牙耳机等设备的连接。
ZigBee技术是一种用于低功耗、低数据速率无线通信的协议，常用于智能家居和工业自动化领域。
NFC技术主要用于近场支付和身份验证等场景，安全性较高。
二、物联网无线通信技术的应用物联网的无线通信技术在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用场景：1. 智慧城市：通过无线通信技术，实现城市基础设施的智能化管理，包括交通、能源、环境和公共安全等方面。
例如，通过传感器和无线通信技术监测交通流量，实现智能交通管理；通过智能电网系统实现对能源的监控和调度。
2. 智能家居：通过无线通信技术，将家庭中的各种设备连接到一起，实现智能化的家居控制。
例如，通过手机APP远程控制家中的灯光、空调和安防系统等设备。
3. 物流与供应链管理：通过无线通信技术，实现对物流和供应链的实时监控和管理。
例如，通过传感器和互联网连接货物，实现对货物位置、温度和湿度等信息的实时追踪。
4. 农业与环境监测：通过无线通信技术，实现对农田水肥、气象和土壤等环境参数的监测和控制。
IoT物联网技术应用与开发指南
IoT物联网技术应用与开发指南第一章物联网基础概念 (2)1.1 物联网的定义 (2)1.2 物联网的关键技术 (2)1.3 物联网的应用领域 (3)第二章物联网体系结构 (3)2.1 物联网的层次结构 (3)2.1.1 感知层 (3)2.1.2 网络层 (4)2.1.3 应用层 (4)2.2 物联网的网络结构 (4)2.2.1 星型结构 (4)2.2.2 树型结构 (4)2.2.3 网状结构 (4)2.2.4 混合结构 (4)2.3 物联网的安全体系 (5)2.3.1 设备安全 (5)2.3.2 通信安全 (5)2.3.3 数据安全 (5)2.3.4 应用安全 (5)第三章物联网感知层技术 (5)3.1 传感器技术 (5)3.2 数据采集与处理 (6)3.3 传感器网络协议 (6)第四章物联网传输层技术 (6)4.1 传输层协议 (6)4.2 数据传输与存储 (7)4.3 网络安全与隐私保护 (8)第五章物联网平台与解决方案 (8)5.1 物联网平台概述 (8)5.2 物联网解决方案设计 (9)5.3 物联网解决方案实践 (9)第六章物联网应用层技术 (10)6.1 应用层协议 (10)6.2 应用层服务 (10)6.3 应用层开发框架 (11)第七章物联网设备与接口 (11)7.1 设备类型与选型 (11)7.2 设备接口技术 (12)7.3 设备管理与发展趋势 (12)第八章物联网安全与隐私 (13)8.1 物联网安全概述 (13)8.2 物联网安全策略 (13)8.3 物联网隐私保护 (14)第九章物联网项目实施与管理 (14)9.1 项目实施流程 (14)9.1.1 项目启动 (14)9.1.2 项目规划 (15)9.1.3 项目执行 (15)9.1.4 项目验收与交付 (15)9.2 项目风险管理 (15)9.2.1 风险识别 (15)9.2.2 风险评估 (16)9.2.3 风险应对 (16)9.3 项目评估与优化 (16)9.3.1 项目评估 (16)9.3.2 项目优化 (16)第十章物联网发展趋势与展望 (17)10.1 物联网发展趋势 (17)10.2 物联网行业应用前景 (17)10.3 物联网与未来社会 (17)第一章物联网基础概念1.1 物联网的定义物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过信息传感设备，将各种物品连接到网络上进行信息交换和通信的技术。
物联网LTE无线通信技术分析
物联网LTE无线通信技术分析1物联网的特有业务模型会话频率的含义是一天中业务被触发发生的会话的次数，会话大小的含义是业务中数据包的数据量，配置范围代表着业务被配置的时候的覆盖场景，移动性代表着业务能否移动，终端密度表示每1km2M2M终端的多少。
通过对数据包的分析，很容易就能得到物联网业务形态规律和网络压力的相关信息。
很容易看出，物联网基本上是小数据包、高频次的数据业务。
这一类的业务大部分时间在线，和QQ聊天软件有很多相似之处，会消耗非常巨量的网络资源，影响网络的效率。
现在物联网技术的发展出现了很大的问题，因为现如今物联网是朝着更小的数据包、更高的网络频次、更多的在线事件发展的，这样的发展会加重网络的负荷，采用传统的优化办法效果很差，从而出现严重的信令风暴问题，如果这个问题不解决，必定会成为制约网络技术进一步发展的瓶颈。
幸运的是LTE无线通讯技术与物联网技术的结合运用将大大缓解这一问题。
2LTE无线通信技术简介LTE（3GPPLongTermEvolution），LTE也被通俗的称为3.9G，具有100Mbps 的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。
在技术上，LTE有三个特点，分别是基于TDD或FDD的双工技术、OFDM（正交频分复用技术）、基于MIMO 的多天线技术。
这三个技术特点决定了LTE技术是最接近4G的技术，该技术具有以下优势：（1）通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。
（2）提高了频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz，（3—4倍于R6版本的HSDPA）；上行链路2.5（bit/s）/Hz，是R6版本HSU-PA的2-3倍。
（3）以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。
（4）QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务（如VoIP）的服务质量。
（5）系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽，并支持“成对”和“非成对”的频谱分配。
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LTE网络结构更加扁平化，降低了用户可感知的时延，大幅提升用户的移动通信体验。
• 接口连接方面，引入S1-Flex和X2接口，移动承载需实现多点到多点的连接，X2是相邻eNB间的分布式接口，
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主要用于用户移动性管理；S1-Flex是从eNB到EPC的动态接口，主要用于提高网络冗余性以及实现负载均衡。
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开发实践
设备组网：
1）创建LTE传感网络，并让传感器节点正确接入网络； 启动智能网关和无线节点系统，创建并构建LTE网络，观察节点正确入网。 2）通过综合测试软件查看设备网络拓扑图。 通过软件工具观察无线节点组网状况。
设备演示：
1）通过综合测试软件对传感器进行互动。 通过软件工具对无线节点的传感器进行数据采集和远程控制。
• 传输带宽方面：较3G基站的传输带宽需求增加10倍，初期200-300Mb/s，后期将达到1Gb/s。 5
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3G与4G参数比较
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用场景
监控系 统
增强车 载
应 用
运输管 理系统
自主贩 卖机
公共广 告
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开发实践
智慧交通系统的业务流程为：采集传感器节点每20S上报一次数据信息， 通过发送查询指令可以获取实时气象信息。通过通过系统调试工具可以 实现对交通信号灯的远程控制。
设备配置：
1）正确连接硬件，通过软件工具给网关、节点固化出厂镜像程序； 通过J-Flash ARM软件固化LTE无线节点程序。 2）正确配置LTE节点网络参数和智能网关服务。 通过软件工具修改无线节点的LTE网络参数，正确设置智能网关的智云服务配置 工具，将NB-IoT传感网接入到物联网云平台。
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网络架构变化
• 实现了控制与承载的分离，MME负责移动性管理、信令处理等功能，S-GW负责媒体流处理及
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转发等功能。
• 核心网取消了CS，全IP的EPC支持各类技术统一接入，实现固网和移动融合（FMC），灵活支
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持VoIP及基于IMS多媒体业务，实现了网络全IP化。
• 取消了RNC，原来RNC功能被分散到了eNodeB和网关（GW）中，eNodeB直接接入EPC，
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LTE网络概念
LTE是英文Long Term Evolution的缩写。LTE也被通俗的称为3.9G，具 有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。
4G LTE是TD-LTE和FDD-LTE等LTE网络制式的统称。在中国4G网络还处 于TD-LTE的特殊时期，4G LTE一般特指TD-LTE制式网络。
智慧交通应用程序
物联网云平台
LTE采集类节点 大气压力
通信基站
LTE安防类节点 振动
LTE控制类节点
RGB灯 继电器
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开发实践
设备选型：
1）根据智慧交通场景，选择智能网关、LTE无线节点、传感器； 准备一个Mini4418智能网关，三个LTE LiteB无线节点，选择智慧交通相关的传 感器：采集类Sensor-A传感器（空气质量、温湿度、光强、气压），控制类 Sensor-B传感器（RGB），安防类Sensor-C传感器（震动）。
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项目实践
LTE组网连接如下图:
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项目实践
LTE组网节点数据:
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项目思考
LTE网络特点有哪些？ LTE的网络应用？ LTE组建的物联网系统结构是怎样的？
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NB-IOT网络特性
通信速度快 通信灵活 兼容性好 高质量通信 费用便宜
网络频谱宽 智能性能高 提供增值服务 频率效率高 世界主流
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网络架构
LTE网络结构 整个LTE网络从接入网和核心网方面分为E-UTRAN和EPC两个大的部分。
相比于3G技术，对应于3G技术中的UTRAN和EPC部分。
第4章 LTE无线通信技术开发
4.1 LTE无线通信技术开发基础
目录 Contents
LTE传感网概述 LTE网络架构 LTE典型应用
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任务目标
通过LTE智慧城市交通综合应用系统，了解LTE在物联网中的应用。 学习和掌握LTE网络的使用方法，了解LTE的网络通信流程。