物联网定位系统ppt
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《物联网》课件完整版
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CONTENTS 目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全与隐私保护问题探讨 • 典型应用场景分析 • 未来发展趋势预测与挑战应对
CHAPTER 01
物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网（Internet of Things，IoT）是指通过信息传感设备，按约定的协议， 对任何物体进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管 理的一种网络。
包括数据泄露、篡改、 损坏以及非法访问等。
身份认证威胁
包括身份伪造、冒充和 重放等攻击手段。
加密算法和身份认证机制介绍
01
02
03
04
对称加密算法
如AES、DES等，加密和解密 使用相同的密钥。
非对称加密算法
如RSA、ECC等，加密和解密 使用不同的密钥，具有更高的
安全性。
散列算法
如SHA-256、MD5等，用于 数据完整性校验和数字签名。
典型应用案例介绍
选取几个典型的工业自动化应用案例，如智能制造、工业机器人、自 动化生产线等，详细介绍其应用场景、功能需求及技术实现。
关键技术与挑战
探讨工业自动化领域应用物联网技术所面临的关键技术挑战，如实时 性要求、数据安全性、系统稳定性等，并提出相应的解决方案。
未来发展趋势
展望工业自动化领域物联网应用的未来发展趋势，包括个性化定制、 柔性生产、数字化双胞胎等。
关键技术
物联网涉及的关键技术包括传感器技术、RFID技术、无线通信技术、云计算技术 、大数据技术等。这些技术在物联网中发挥着重要作用，共同支撑着物联网的发 展和应用。
物联网应用领域及前景展望
CONTENTS 目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全与隐私保护问题探讨 • 典型应用场景分析 • 未来发展趋势预测与挑战应对
CHAPTER 01
物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网（Internet of Things，IoT）是指通过信息传感设备，按约定的协议， 对任何物体进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管 理的一种网络。
包括数据泄露、篡改、 损坏以及非法访问等。
身份认证威胁
包括身份伪造、冒充和 重放等攻击手段。
加密算法和身份认证机制介绍
01
02
03
04
对称加密算法
如AES、DES等，加密和解密 使用相同的密钥。
非对称加密算法
如RSA、ECC等，加密和解密 使用不同的密钥，具有更高的
安全性。
散列算法
如SHA-256、MD5等，用于 数据完整性校验和数字签名。
典型应用案例介绍
选取几个典型的工业自动化应用案例，如智能制造、工业机器人、自 动化生产线等，详细介绍其应用场景、功能需求及技术实现。
关键技术与挑战
探讨工业自动化领域应用物联网技术所面临的关键技术挑战，如实时 性要求、数据安全性、系统稳定性等，并提出相应的解决方案。
未来发展趋势
展望工业自动化领域物联网应用的未来发展趋势，包括个性化定制、 柔性生产、数字化双胞胎等。
关键技术
物联网涉及的关键技术包括传感器技术、RFID技术、无线通信技术、云计算技术 、大数据技术等。这些技术在物联网中发挥着重要作用，共同支撑着物联网的发 展和应用。
物联网应用领域及前景展望
物联网PPT演示课件
下班前先煮好饭，因为您家的电饭煲学会"上网了" 如果外出旅行，家里不幸被小偷"光顾"，您可以在千里之外选择报
警......
14
物联网的家庭应用
2、BA(Building Automation)打造低碳环保生活
15
物联网的家庭应用
低碳生活从这里开始：
、当您驾车驶入小区时，不需要再停车刷卡了； 、上班不需要记着打卡了，走进办公室的一刻就自动登记到考勤信息系
九、物联网在农业方面的应用
案例一
在北京大兴精准农业示范区，处处体验到物联网“感知” 精准农业技术。采育镇鲜切花生产基地中控室，温室环境 监控大屏挂在墙上。数字频闪的表格中，59栋温室内的温 度、湿度、光照、二氧化碳浓度一目了然。突然，A1棚湿 度显示由绿变红：85%！技术员立刻开启一旁的网络视频 语音监控系统，点击“一排温室”发令：“湿度大了，请 开风口和天窗！”视频画面上，一名农民操作员立即行动 起来。10分钟后，系统传来语音回复：“全部打开。”大 屏幕上，红色数字随即下滑，很快恢复成绿色：70%。 “这些实时监控的环境指标可以自动报警，绿色表示正常， 红色即为报警。”
8
三个架构层的含义
感知层
是物联网的皮肤和5官识别物体,采集信息。 感知层包括条码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传 感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中 皮肤和5官的作用相似。
网络层
是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处置。 网络层包括通信与互联网的融合网络、网络治理中心、信息中心和智 能处置中心等。网络层将感知层获取的信息停止传递和处置,相似于人 体结构中的神经中枢和大脑。
4
三、物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据 通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”， 而无需人的干预。 实质：利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网 实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
警......
14
物联网的家庭应用
2、BA(Building Automation)打造低碳环保生活
15
物联网的家庭应用
低碳生活从这里开始：
、当您驾车驶入小区时，不需要再停车刷卡了； 、上班不需要记着打卡了，走进办公室的一刻就自动登记到考勤信息系
九、物联网在农业方面的应用
案例一
在北京大兴精准农业示范区，处处体验到物联网“感知” 精准农业技术。采育镇鲜切花生产基地中控室，温室环境 监控大屏挂在墙上。数字频闪的表格中，59栋温室内的温 度、湿度、光照、二氧化碳浓度一目了然。突然，A1棚湿 度显示由绿变红：85%！技术员立刻开启一旁的网络视频 语音监控系统，点击“一排温室”发令：“湿度大了，请 开风口和天窗！”视频画面上，一名农民操作员立即行动 起来。10分钟后，系统传来语音回复：“全部打开。”大 屏幕上，红色数字随即下滑，很快恢复成绿色：70%。 “这些实时监控的环境指标可以自动报警，绿色表示正常， 红色即为报警。”
8
三个架构层的含义
感知层
是物联网的皮肤和5官识别物体,采集信息。 感知层包括条码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传 感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中 皮肤和5官的作用相似。
网络层
是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处置。 网络层包括通信与互联网的融合网络、网络治理中心、信息中心和智 能处置中心等。网络层将感知层获取的信息停止传递和处置,相似于人 体结构中的神经中枢和大脑。
4
三、物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据 通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”， 而无需人的干预。 实质：利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网 实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
物联网体系结构PPT通用课件
1.1 物联网概念
• 物联网的概念是由麻省理工学院Auto-ID研究中心于 1999年提出的。当时基于互联网、RFID技术、EPC 标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技 术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物 品信息实时共享的实物互联网。
1.2 物联网定义
目前较为公认的物联网的定义是：
2.3.5 产品电子代码EPC
• EPC系统（物联网）是在计算机互联网和射频技术 RFID的基础上，利用全球统一标识系统编码技术 给每一个实体对象一个唯一的代码，构造了一个实 现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”。
2.3.5 产品电子代码EPC
• EPC 系统主要由如下六方面组成： （1） EPC编码标准 （2） EPC 标签 （3） 识读器 （4） Savant (神经网络软件) （5） 对象名解析服务(Object Naming Service：ONS) （6） 实体标记语言（Physical Markup Language PML）
1.2 物联网定义
• 物联网中的“物”的涵义要满足以下条件才能够被纳 入“物联网”的范围： ① 要有相应信息的接收器； ② 要有数据传输通路； ③ 要有一定的存储功能； ④ 要有CPU；
1.2 物联网定义
⑤ 要有操作系统； ⑥ 要有专门的应用程序； ⑦ 要有数据发送器； ⑧ 遵循物联网的通信协议； ⑨ 在世界网络中有可被识别的唯一编号。
2.3.1 RFID技术
RFID标签打印机
2.3.1 RFID技术
感应式读写器
2.3.1 RFID技术
• RFID工作原理 标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感 应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息 (Passive Tag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某 一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签)；解读 器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据 处理。
2024《物联网技术》ppt课件完整版
•物联网技术概述•物联网感知层技术•物联网网络层技术•物联网应用层技术•物联网在智能家居领域应用•物联网在工业自动化领域应用•物联网在智慧城市领域应用•物联网技术挑战与未来发展目录物联网定义与发展历程物联网定义发展历程物联网体系架构与技术特点物联网体系架构技术特点物联网应用领域及前景展望应用领域前景展望传感器技术及应用传感器定义与分类详细介绍传感器的概念、功能以及不同类型传感器的特点和应用场景。
传感器工作原理深入剖析传感器的工作原理，包括信号采集、转换和处理等过程。
传感器在物联网中的应用举例说明传感器在智能家居、智能交通、环境监测等物联网领域中的具体应用。
射频识别（RFID）技术及应用RFID系统组成与工作原理01RFID技术特点与优势02RFID在物联网中的应用案例03定位与跟踪技术及应用定位技术分类与原理跟踪技术及应用定位与跟踪技术在物联网中的综合应用01020304 ZigBee技术Wi-Fi技术LoRa技术NB-IoT技术以太网技术现场总线技术PLC电力线通信技术光纤通信技术物联网网关中间件技术云计算与大数据技术边缘计算技术物联网网关与中间件技术1 2 3云计算基本概念大数据处理技术云计算与物联网的结合云计算与大数据处理技术物联网安全与隐私保护技术隐私保护技术物联网安全挑战针对物联网中的隐私泄露问题，采用加密、匿名化、访问控制等技术手段，保护用户的隐私信息。
安全防护策略物联网应用平台与开发工具物联网应用平台开发工具与编程语言应用案例与解决方案智能家居系统架构与功能系统架构功能特点数据传输与处理物联网技术负责将设备采集的数据传输到云端或本地服务器，并进行处理和分析，为智能控制提供数据支持。
设备连接物联网技术通过无线或有线方式将家居设备连接起来，实现设备间的互联互通。
智能控制基于物联网技术的智能家居系统可以实现自动化、智能化的控制，如自动调节室内温度、湿度、光照等。
物联网在智能家居中的关键作用小米米家智能家居系统亚马逊Echo智能家居系统苹果公司HomeKit智能家居系统智能家居典型案例分析工业自动化现状及发展趋势现状发展趋势未来工业自动化将朝着智能化、网络化、柔性化方向发展，实现更加高效、精准、灵活的生产方式。
了解物联网(共20张PPT)
了解物联网
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文全称是Internetofthings。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这里有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间。因此，物联网的定义：通过射频识别设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备或系统，按约定的协议把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
5.激光扫描器激光扫描器是以激光作为发光源的扫描器。这是一种远距离条码阅读设备，其性能优越，因而应用广泛。激光扫描器可分为限行激光扫描器和全角度激光扫描器。
思考一下，学校用的校园一卡通是物联网的应用吗？理由是什么？
课外延伸
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
2024课件
同学们再见！
（4）智慧能源。智慧能源属于智慧城市的一部分，当前，将物联网技术应用在能源领域，主要用于水、电、燃气等表计以及根据外界天气对路灯的远程控制等，基于环境和设备进行物体感知，通过监测提升利用效率，减少能源损智能电表、智能燃气表和智能路灯。
（5）智能医疗。智能医疗的两大主要应用场景是医疗可穿戴和数字化医院。在智能医疗领域，新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径，能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态（如心跳频率、体力消耗、血压高低等）进行捕捉，将它们记录到电子健康文件中，方便个人或医生查阅。对物的智能化管理指的是通过射频识别技术对医疗物品进行监控与管理，实现医疗设备和用品可视化。
（9）智能零售。智能零售依托于物联网技术，主要体现了两大应用场景，即自动售货机和无人便利店。行业内将零售按照距离分为三种不同的形式：远场零售、中场零售和近场零售，三者分别以电商、商场/超市和便利店/自动售货机为代表。物联网技术可以用于近场零售和中场零售，且主要应用于近场零售，即无人便利店和自动售货机（图2-6-1）。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文全称是Internetofthings。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这里有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间。因此，物联网的定义：通过射频识别设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备或系统，按约定的协议把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
5.激光扫描器激光扫描器是以激光作为发光源的扫描器。这是一种远距离条码阅读设备，其性能优越，因而应用广泛。激光扫描器可分为限行激光扫描器和全角度激光扫描器。
思考一下，学校用的校园一卡通是物联网的应用吗？理由是什么？
课外延伸
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
2024课件
同学们再见！
（4）智慧能源。智慧能源属于智慧城市的一部分，当前，将物联网技术应用在能源领域，主要用于水、电、燃气等表计以及根据外界天气对路灯的远程控制等，基于环境和设备进行物体感知，通过监测提升利用效率，减少能源损智能电表、智能燃气表和智能路灯。
（5）智能医疗。智能医疗的两大主要应用场景是医疗可穿戴和数字化医院。在智能医疗领域，新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径，能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态（如心跳频率、体力消耗、血压高低等）进行捕捉，将它们记录到电子健康文件中，方便个人或医生查阅。对物的智能化管理指的是通过射频识别技术对医疗物品进行监控与管理，实现医疗设备和用品可视化。
（9）智能零售。智能零售依托于物联网技术，主要体现了两大应用场景，即自动售货机和无人便利店。行业内将零售按照距离分为三种不同的形式：远场零售、中场零售和近场零售，三者分别以电商、商场/超市和便利店/自动售货机为代表。物联网技术可以用于近场零售和中场零售，且主要应用于近场零售，即无人便利店和自动售货机（图2-6-1）。
物联网ppt模板PPT课件
物联网ppt模板ppt课件
• 物联网概述 • 物联网技术基础 • 物联网安全与隐私保护 • 物联网产业发展与商业模式 • 物联网应用案例分析
01
物联网概述
物联网的定义与特点
总结词
物联网是通过互联网实现物品与物品之间相互连接，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
详细描述
物联网利用传感器、射频识别、二维码等技术，实现物品信息的采集和传输，通过互联网进行数据交换和通信， 最终实现对物品的智能化管理和控制。物联网具有全面感知、可靠传输、智能处理的特点，能够实现物品之间的 信息共享和协同合作。
03
物联网安全与隐私保护
物联网安全威胁与挑战
设备安全
物联网设备数量庞大，且分布 广泛，容易受到攻击和破坏。
数据安全
物联网设备产生的数据量大且 敏感，面临数据泄露和篡改的 风险。
应用安全
物联网应用涉及多个领域，如智 能家居、工业控制等，一旦被攻 击可能导致严重的安全事故。
网络安全
物联网设备之间的通信依赖于 网络，网络安全问题直接影响
02
物联网技术基础
感知层技术
传感器技术
智能感知与标识技术
传感器是物联网感知层的核心技术， 用于采集物理世界中的各种信息，如 温度、湿度、压力、光照等。
通过智能感知与标识技术，如RFID、 NFC等，实现对物品的自动识别和信 息获取。
无线传感器网络
无线传感器网络是物联网感知层的重 要技术，通过无线通信技术将多个传 感器节点连接起来，实现数据的协同 采集和传输。
力。
智能家电控制
通过物联网技术实现家电的远程 控制和智能管理，提高生活便利
性。
智能农业应用案例
智能温室监控
• 物联网概述 • 物联网技术基础 • 物联网安全与隐私保护 • 物联网产业发展与商业模式 • 物联网应用案例分析
01
物联网概述
物联网的定义与特点
总结词
物联网是通过互联网实现物品与物品之间相互连接，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
详细描述
物联网利用传感器、射频识别、二维码等技术，实现物品信息的采集和传输，通过互联网进行数据交换和通信， 最终实现对物品的智能化管理和控制。物联网具有全面感知、可靠传输、智能处理的特点，能够实现物品之间的 信息共享和协同合作。
03
物联网安全与隐私保护
物联网安全威胁与挑战
设备安全
物联网设备数量庞大，且分布 广泛，容易受到攻击和破坏。
数据安全
物联网设备产生的数据量大且 敏感，面临数据泄露和篡改的 风险。
应用安全
物联网应用涉及多个领域，如智 能家居、工业控制等，一旦被攻 击可能导致严重的安全事故。
网络安全
物联网设备之间的通信依赖于 网络，网络安全问题直接影响
02
物联网技术基础
感知层技术
传感器技术
智能感知与标识技术
传感器是物联网感知层的核心技术， 用于采集物理世界中的各种信息，如 温度、湿度、压力、光照等。
通过智能感知与标识技术，如RFID、 NFC等，实现对物品的自动识别和信 息获取。
无线传感器网络
无线传感器网络是物联网感知层的重 要技术，通过无线通信技术将多个传 感器节点连接起来，实现数据的协同 采集和传输。
力。
智能家电控制
通过物联网技术实现家电的远程 控制和智能管理，提高生活便利
性。
智能农业应用案例
智能温室监控
物联网讲稿(PPT 35张)
主要内容
• 物联网的基本概念
• 物联网的发展历史 • 物联网的技术架构 • 物联网的广泛应用 • 物联网的职业市场
• 物联网的未来发展
什么是物联网？？？
海尔物联网空调超Q演示
物联网的基本概念
• 英文名称：“IOT，The Internet of Things” 。由该名称可见 ，物联网就是“物物相连的互联网”。 • 定义：通过射频识别（RFID）、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，把任何物品与互联网 相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪 、监控和管理的一种网络概念。
物联网未来发展
物联网是继计算机、互 联网和移动通信之后的又 一次信息产业的革命性发 展。目前物联网被正式列 为国家重点发展的战略型 新兴产业之一。产业具有 产业链长、涉及多个产业 群的特点，其应用范围几 乎覆盖了各行各业。
• 毋庸置疑，物联网将是下一个推 动世界高速发展的“重要生产力 ”！
物 联 网讲解小组
物联网核心技术包括射频识别(RFID)装置、 WSN （无线传感器）网络、红外感应器、全球 定位系统、Internet 与移动网络，网络服务 ，行业应用软件。 在这些技术当中，又以底层设备软硬件开 发最为关键，引领整个行业的上游发展。
物联网核心技术 ——RFID
定义：RFID（Radio Frequency Identification） ,俗称电子标签，通过射频信 号自动识别目标对象，并对其 信息进行标志、登记、储存和 管理。 RFID系统由电子标签、读 写器和天线组成。
• 具备独立分析电路工作原理的能力； • 有成功流片设计经验者更佳。
六、天线工程师
• 了解天线基础知识，对偶极子天线、微带天 线等基础天线有详细的了解；
• 物联网的基本概念
• 物联网的发展历史 • 物联网的技术架构 • 物联网的广泛应用 • 物联网的职业市场
• 物联网的未来发展
什么是物联网？？？
海尔物联网空调超Q演示
物联网的基本概念
• 英文名称：“IOT，The Internet of Things” 。由该名称可见 ，物联网就是“物物相连的互联网”。 • 定义：通过射频识别（RFID）、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，把任何物品与互联网 相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪 、监控和管理的一种网络概念。
物联网未来发展
物联网是继计算机、互 联网和移动通信之后的又 一次信息产业的革命性发 展。目前物联网被正式列 为国家重点发展的战略型 新兴产业之一。产业具有 产业链长、涉及多个产业 群的特点，其应用范围几 乎覆盖了各行各业。
• 毋庸置疑，物联网将是下一个推 动世界高速发展的“重要生产力 ”！
物 联 网讲解小组
物联网核心技术包括射频识别(RFID)装置、 WSN （无线传感器）网络、红外感应器、全球 定位系统、Internet 与移动网络，网络服务 ，行业应用软件。 在这些技术当中，又以底层设备软硬件开 发最为关键，引领整个行业的上游发展。
物联网核心技术 ——RFID
定义：RFID（Radio Frequency Identification） ,俗称电子标签，通过射频信 号自动识别目标对象，并对其 信息进行标志、登记、储存和 管理。 RFID系统由电子标签、读 写器和天线组成。
• 具备独立分析电路工作原理的能力； • 有成功流片设计经验者更佳。
六、天线工程师
• 了解天线基础知识，对偶极子天线、微带天 线等基础天线有详细的了解；
物联网ppt课件
物联网ppt课件
目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全性与隐私保护问题探讨 • 标准化推进和产业发展趋势分析
01 物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网是指通过信息传感设备，按约 定的协议，对任何物体进行信息交换 和通信，以实现智能化识别、定位、 跟踪、监控和管理的一种网络。
优点
低功耗、低成本、短距离通信稳定。
缺点
传输速率较慢，通信距离耗、低成本、自组网能力强。
缺点
传输速率较慢，通信距离较短。
近距离无线通信技术比较
优点
安全性高、传输速率快、支持移动支 付等应用。
缺点
通信距离极短，需要近距离接触才能 实现通信。
03 网络层技术
有线网络传输协议及特点
未来发展趋势预测与挑战
发展趋势
随着5G、边缘计算和人工智能等技术的 不断发展，物联网将实现更高速度、更 低时延的数据传输和处理，推动物联网 应用在更多领域的落地。同时，随着区 块链等技术的引入，物联网的安全性和 可信度将得到进一步提升。
VS
挑战
物联网的发展面临着诸多挑战，如技术标 准不统一、数据安全和隐私保护问题、网 络攻击风险等。此外，物联网设备的普及 和互操作性也对网络安全提出了更高的要 求。为了解决这些问题，需要进一步加强 国际合作和标准制定工作，推动物联网技 术的不断创新和发展。
人工智能技术在物联网中应用
人工智能技术可以实现物联网 设备的自主学习和智能决策， 提高设备的智能化水平。
通过人工智能技术，物联网应 用可以实现语音识别、图像识 别等交互方式，提高用户体验 。
人工智能还可以帮助物联网应 用实现智能安防、智能家居等 场景化应用。
目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全性与隐私保护问题探讨 • 标准化推进和产业发展趋势分析
01 物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网是指通过信息传感设备，按约 定的协议，对任何物体进行信息交换 和通信，以实现智能化识别、定位、 跟踪、监控和管理的一种网络。
优点
低功耗、低成本、短距离通信稳定。
缺点
传输速率较慢，通信距离耗、低成本、自组网能力强。
缺点
传输速率较慢，通信距离较短。
近距离无线通信技术比较
优点
安全性高、传输速率快、支持移动支 付等应用。
缺点
通信距离极短，需要近距离接触才能 实现通信。
03 网络层技术
有线网络传输协议及特点
未来发展趋势预测与挑战
发展趋势
随着5G、边缘计算和人工智能等技术的 不断发展，物联网将实现更高速度、更 低时延的数据传输和处理，推动物联网 应用在更多领域的落地。同时，随着区 块链等技术的引入，物联网的安全性和 可信度将得到进一步提升。
VS
挑战
物联网的发展面临着诸多挑战，如技术标 准不统一、数据安全和隐私保护问题、网 络攻击风险等。此外，物联网设备的普及 和互操作性也对网络安全提出了更高的要 求。为了解决这些问题，需要进一步加强 国际合作和标准制定工作，推动物联网技 术的不断创新和发展。
人工智能技术在物联网中应用
人工智能技术可以实现物联网 设备的自主学习和智能决策， 提高设备的智能化水平。
通过人工智能技术，物联网应 用可以实现语音识别、图像识 别等交互方式，提高用户体验 。
人工智能还可以帮助物联网应 用实现智能安防、智能家居等 场景化应用。
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-
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
ToA定位法
•定位原理
✓得到Ti(i=1,2,3)后，由Ti*c得到设备到 基站i之间的距离Ri，然后根据几何只是 建立方程组并求解。 误差大
✓时钟同步精度要求高 ✓多径效应（波的反射和叠加原理）
-
TDoA定位法
•定位原理
✓对TOA定位的改进，与TOA的不同之处在于，得到Ti 后不是立即用Ti去求距离Ri，而是先对T1,T2,T3两两求 差，然后通过建立方程组并求解。
定位系统
-
内容提要
通过定位系统获
取位置信息是物联网时 代的重要研究课题。 本章将典型的定位系统 和定位技术。
-
本章内容 1 位置信息
2 定位系统 3 定位技术 4 物联网对定位技术的新挑战 位置信息的三大要素是什么？
-
为什么需要定位？
基于位置的服务
✓自动导航 ✓搜索周边服务信息 ✓基于位置的社交网络：Four square
-
GPS：定位原理
，
x i x 2 y i y 2 z i z 2 1 / 2 c i c i
i1,2,3,4
坐标 x、y、z 和 为未知参数，i 为卫星 i 的信号到达接收机所经历的时间。 c 为 GPS 信号的传播速度（光速）。x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。 xi 、 yi 、 zi 为卫星 i 在 t 时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。 i 为卫星 i 的卫星钟钟差，由卫星星历提供。 为接收机的钟差。
位置信息和我们的生活息息相关
位置信息不是单纯的“位置”
•地理位置（空间坐标） •处在该位置的时刻（时间坐标） •处在该位置的对象（身份信息）
-
本章内容
1 位置信息
2 定位系统
3 定位技术 4 物联网对定位技术的新挑战 典型的定位系统有哪些？各自有哪些特点？
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现存主流定位系统
•卫星定位：GPS •蜂窝基站定位 •无线室内环境定位 •新兴定位系统：A-GPS，网络定位
– 授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授 时和通信服务以及系统完好性信息。
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GPS典型应用：汽车导航
•最初仅能提供位置和周边地图 •第二代汽车导航系统可根据目的地自动计算“最短”
路线 •互联网时代，汽车导航可从交管部门取得路况咨询，
优化路线，找出“最快”路线
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
-
GPS典型应用：汽车导航
•物联网时代，感知更透彻
✓综合道路状况，污染指数，天气状况，加油站的 分布，驾驶员的身体状况等各种因素找出“最佳” 路线 ✓由“以路为本”转变到“以人为本”
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
-
蜂窝基站定位
•GSM蜂窝网络
✓通讯区域被分割成蜂窝小区 ✓每个小区对应一个通讯基站 ✓通讯设备连接小区对应基站进行通讯
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
多基站定位法
•三基站，最常用的是ToA/TDoA定位法
✓基于时间的定位 ✓ToA（Time of Arrival）10S ✓TDoA（Time Difference of Arrival）
•二基站，AoA定位法 •AoA（ Angle of Arrival ）
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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GPS：系统结构
•宇宙空间部分
✓24颗工作卫星：6轨道*4星
•地面监控部分（全部在美国境内）
✓1个主控中心（另有1个备用） ✓4个专用地面天线 ✓6个专用监视站
•用户设备部分
✓GPS接收机（天线、处理器、时钟）
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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GPS：授时原理
，
x i x 2 y i y 2 z i z 2 1 / 2 c i c i
i1,2,3,4
20ns
-
GPS：主要优缺点
•优点
✓精度高 ✓全球覆盖，可用于险恶环境
•缺点
✓启动时间长(3-5分钟) ✓室内信号差 ✓需要GPS接收机
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
•利用基站位置已知的条件，可对通讯设备进行定位
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
单基站定位法
•COO定位（Cell of Origin）
✓将移动设备所属基站的位置视为移动设备的位置
✓精度直接取决于基站覆盖的范围
✓基站分布疏松地区，一个基站覆盖范围半径可达
数公里，误差巨大
•优点：简单、快速(2-3S)，适用紧急情况
北斗一号
• 由4颗卫星、中心控制系统、标校系统和各 类用户机组成
• 系统能容纳的用户数为每小时540000户 • 用户终端机工作时要发送无线电信号
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北斗2卫星导航系统
• 2020年完成 • 由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成 • 提供两种服务方式，即开放服务和授权服务
– 开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务 ，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度0． 2米／秒。
GPS：定位原理
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
-
• GPS：定位原理 • 预备知识
– 在地表室外绝大位置至少有6颗星在视线范围 – 每颗星上装备铯原子钟(140万年误差1秒：
4.4*10^-13/s) – 卫星不断广播信息：每条信息包含信息发出时
刻、卫星在该时刻的坐标、时钟误差
-
卫星定位
各国的卫星定位系统
•美国：GPS •俄罗斯：GLONASS •欧盟：伽利略 •中国：北斗一号（区域）、北斗二号（全球）
GPS是目前世界上最常用的卫星导航系统。
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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GPS：发展简史
•1973年，美国国防部开始GPS计划 •1983年，里根承诺将来对民间开放使用 •1989年，正式开始发射GPS工作卫星 •1994年，卫星星座组网完成，投入使用 •2000年，克林顿下令取消军用/民用信号的精度差别对 待（20m/300m)
•特点
✓抵消其中很大一部分的时间误差和多径效应带来的误 差，因而可以大大提高定位的精确度
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AoA定位法
•定位原理
✓基于信号的入射角度进行定位。 ✓根据夹角α1和α2 ，可以画出两条射线L1、L2；L1月L2的交点就是设备的 位置
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
ToA定位法
•定位原理
✓得到Ti(i=1,2,3)后，由Ti*c得到设备到 基站i之间的距离Ri，然后根据几何只是 建立方程组并求解。 误差大
✓时钟同步精度要求高 ✓多径效应（波的反射和叠加原理）
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TDoA定位法
•定位原理
✓对TOA定位的改进，与TOA的不同之处在于，得到Ti 后不是立即用Ti去求距离Ri，而是先对T1,T2,T3两两求 差，然后通过建立方程组并求解。
定位系统
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内容提要
通过定位系统获
取位置信息是物联网时 代的重要研究课题。 本章将典型的定位系统 和定位技术。
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本章内容 1 位置信息
2 定位系统 3 定位技术 4 物联网对定位技术的新挑战 位置信息的三大要素是什么？
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为什么需要定位？
基于位置的服务
✓自动导航 ✓搜索周边服务信息 ✓基于位置的社交网络：Four square
-
GPS：定位原理
，
x i x 2 y i y 2 z i z 2 1 / 2 c i c i
i1,2,3,4
坐标 x、y、z 和 为未知参数，i 为卫星 i 的信号到达接收机所经历的时间。 c 为 GPS 信号的传播速度（光速）。x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。 xi 、 yi 、 zi 为卫星 i 在 t 时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。 i 为卫星 i 的卫星钟钟差，由卫星星历提供。 为接收机的钟差。
位置信息和我们的生活息息相关
位置信息不是单纯的“位置”
•地理位置（空间坐标） •处在该位置的时刻（时间坐标） •处在该位置的对象（身份信息）
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本章内容
1 位置信息
2 定位系统
3 定位技术 4 物联网对定位技术的新挑战 典型的定位系统有哪些？各自有哪些特点？
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现存主流定位系统
•卫星定位：GPS •蜂窝基站定位 •无线室内环境定位 •新兴定位系统：A-GPS，网络定位
– 授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授 时和通信服务以及系统完好性信息。
-
GPS典型应用：汽车导航
•最初仅能提供位置和周边地图 •第二代汽车导航系统可根据目的地自动计算“最短”
路线 •互联网时代，汽车导航可从交管部门取得路况咨询，
优化路线，找出“最快”路线
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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GPS典型应用：汽车导航
•物联网时代，感知更透彻
✓综合道路状况，污染指数，天气状况，加油站的 分布，驾驶员的身体状况等各种因素找出“最佳” 路线 ✓由“以路为本”转变到“以人为本”
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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蜂窝基站定位
•GSM蜂窝网络
✓通讯区域被分割成蜂窝小区 ✓每个小区对应一个通讯基站 ✓通讯设备连接小区对应基站进行通讯
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
多基站定位法
•三基站，最常用的是ToA/TDoA定位法
✓基于时间的定位 ✓ToA（Time of Arrival）10S ✓TDoA（Time Difference of Arrival）
•二基站，AoA定位法 •AoA（ Angle of Arrival ）
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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GPS：系统结构
•宇宙空间部分
✓24颗工作卫星：6轨道*4星
•地面监控部分（全部在美国境内）
✓1个主控中心（另有1个备用） ✓4个专用地面天线 ✓6个专用监视站
•用户设备部分
✓GPS接收机（天线、处理器、时钟）
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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GPS：授时原理
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x i x 2 y i y 2 z i z 2 1 / 2 c i c i
i1,2,3,4
20ns
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GPS：主要优缺点
•优点
✓精度高 ✓全球覆盖，可用于险恶环境
•缺点
✓启动时间长(3-5分钟) ✓室内信号差 ✓需要GPS接收机
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
•利用基站位置已知的条件，可对通讯设备进行定位
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
单基站定位法
•COO定位（Cell of Origin）
✓将移动设备所属基站的位置视为移动设备的位置
✓精度直接取决于基站覆盖的范围
✓基站分布疏松地区，一个基站覆盖范围半径可达
数公里，误差巨大
•优点：简单、快速(2-3S)，适用紧急情况
北斗一号
• 由4颗卫星、中心控制系统、标校系统和各 类用户机组成
• 系统能容纳的用户数为每小时540000户 • 用户终端机工作时要发送无线电信号
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北斗2卫星导航系统
• 2020年完成 • 由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成 • 提供两种服务方式，即开放服务和授权服务
– 开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务 ，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度0． 2米／秒。
GPS：定位原理
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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• GPS：定位原理 • 预备知识
– 在地表室外绝大位置至少有6颗星在视线范围 – 每颗星上装备铯原子钟(140万年误差1秒：
4.4*10^-13/s) – 卫星不断广播信息：每条信息包含信息发出时
刻、卫星在该时刻的坐标、时钟误差
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卫星定位
各国的卫星定位系统
•美国：GPS •俄罗斯：GLONASS •欧盟：伽利略 •中国：北斗一号（区域）、北斗二号（全球）
GPS是目前世界上最常用的卫星导航系统。
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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GPS：发展简史
•1973年，美国国防部开始GPS计划 •1983年，里根承诺将来对民间开放使用 •1989年，正式开始发射GPS工作卫星 •1994年，卫星星座组网完成，投入使用 •2000年，克林顿下令取消军用/民用信号的精度差别对 待（20m/300m)
•特点
✓抵消其中很大一部分的时间误差和多径效应带来的误 差，因而可以大大提高定位的精确度
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AoA定位法
•定位原理
✓基于信号的入射角度进行定位。 ✓根据夹角α1和α2 ，可以画出两条射线L1、L2；L1月L2的交点就是设备的 位置