物联网技术概论》
(完整版)《物联网技术概论》课程教学
物联网课程标准课程名称：物联网概论总学时数：60学分数:4.0开课单位:电气信息工程学院课程类别:必修课适用专业：电子信息工程专业、应用电子技术专业一、课程目的与任务物联网被称为信息社会的第三次浪潮，物联网技术将人类生存的物理世界网络化、信息化，将分离的物理世界和信息空间互联整合，代表了未来电子信息技术的发展方向。
物联网技术成为未来社会经济发展、社会进步和科技创新的重要基础设施。
本课程的教学目的是使学生掌握物联网的基本概念、了解物联网的发展现状、掌握物联网技术的应用方向，并通过其典型应用领域案例的学习，使学生对物联网及其应用有一个较清晰的认识，并使学生具备运用物联网理论与知识分析解决实际问题的能力，为将来从事物联网研究与应用工作打下一定的基础。
二、教学基本要求1．掌握物联网的基本概念、体系结构;了解物联网的发展过程、产业前景。
2．掌握物联网主要技术，主要包括感知技术、RFID技术、无线传感器网络、无线通信技术、数据处理技术、物联网安全等。
3．熟悉物联网在智能电网、智能交通、智能家居、智能物流等领域的应用。
三、教学的重点与难点教学重点:1．物联网的基本概念；2．物联网体系结构；3．物联网感知技术；4．物联网通信技术;5．物联网应用技术；6．智能电网；7．智能交通;8．智能家居；9．物联网安全。
教学难点：1．物联网的基本组成，感知层、网络层及应用层的功能;2．无线传感器网络技术;3. RFID技术；4．无线通信技术.四、先修课程在学习本课程时,要求学生具有基本的计算机基础知识,基本的电子电路分析能力,基本的电子产品图样阅读和设计、装调测试能力，基本的程序设计能力。
根据这些基本的能力要求，先修课程包含电路分析、电气图的识图与绘制、计算机应用基础、电子线路板设计与制作和传感器检测技术、电工电子实训和计算机程序设计等课程。
五、课程内容与学时分配第1章物联网概述（10学时)1.1 物联网相关的概念1.2 物联网的特点与发展1.3 物联网体系架构1.4 物联网的技术体系框架1。
物联网技术概论
2.物联网的发展
美国：IBM提出的“智慧地球”概念已上升至美国的国家 战略 欧盟：2009年6.18，欧盟委员会向欧盟议会，理事会、欧 洲经济和社会委员会及地区委员会递交《欧盟物联网行动 计划》 日本：2004年推出 u-Japan 计划09年升级为 i-japan 将物联网列为国家重点战略之一。 韩国：计划2013年之前创造50万亿韩元的物联网产业规模 国内政策：物联网是国内发展的一项战略性新兴产业 温家宝在十一届人大会议三次《政府工作报告》明确提出： 加快物联网的研发应用
与应用。
物联网技术概论
四、可穿戴设备
随着创新技术的不断发展，可穿戴设备已不仅仅是佩戴在消费者手腕上
的一个日常活动追踪器，可穿戴设备是目前发展最快的技术领域之一，其不仅
可以记录我们的锻炼状况，还可以追踪我们的情绪、睡眠习惯，甚至我们宠物
的一举一动，”美国消费技术协会消费电子展及企业运营战略高级副总裁凯
物联网技术概论
4、物理网和互联网的关系
表1.1互联网和物联网的比较
网络 比较项起源来自互联网①计算机技术的出现 ②技术的传播速度加快
物联网
①传感技术的创新 ②云计算
面向的对象 人
人和物
发展的过程 使用者
技术的研究到人类的技术共 享使用
所有的人
芯片多技术的平台应用过程 人和物，人即信息体，物即信息体
核心的技术 主流的操作系统和语言开发 芯片技术开发和标准制定
物联网技术概论
2010年物理网产业市场规模超过2000亿元 2015年物联网整体市场规模达到7500亿元 到2020年之前全球接入互联网的终端将达到500亿个 物联网已成为国家重点发展的一项战略性新兴产业
物联网技术概论
物联网技术概论
物联网技术概论物联网（Internet of Things，简称IoT）是近年来兴起的一个热门话题，它以互联网为基础，通过传感器、无线通信等技术手段，将物体与物体、物体与人进行连接，形成一个庞大的信息网络。
随着信息技术的迅猛发展，物联网技术得到了广泛应用，并逐渐改变了我们的生活方式、工作方式以及产业运营模式等方面。
本文将从物联网的定义、发展历程、技术特点以及应用领域等多个方面对物联网技术进行概述。
一、物联网的定义与发展历程物联网是指通过互联网连接和共享的物体和传感器网络，以实现信息的收集、传输、处理和应用的技术领域。
物联网的概念最早由MIT的凯文·阿什顿（Kevin Ashton）提出，他在一篇关于RFID技术的论文中首次提到了物联网的概念。
随后，物联网逐渐成为一个独立的学科领域，并在全球范围内得到了广泛关注和研究。
物联网的发展经历了三个阶段：感知层、网络层和应用层。
感知层是指通过物联网设备和传感器对环境进行感知和数据采集，例如温度传感器、湿度传感器等。
网络层是指将感知层中采集到的数据通过无线通信网络进行传输和处理，例如无线传感器网络（WSN）、蓝牙、Wi-Fi等。
应用层是指根据感知层和网络层的数据进行分析和应用，如智能家居、智能交通等。
随着物联网技术的发展，越来越多的物体将被互联网连接，形成更加智能化和高效的系统，推动社会的发展和进步。
二、物联网技术的特点1. 大规模连接：物联网技术可以实现大规模设备和物体的连接，构建庞大的信息网络。
无论是家庭中的智能家电，还是城市中的智能交通系统，都可以通过物联网技术实现设备之间的互联互通。
2. 多样性：物联网技术应用的场景非常广泛，涵盖了生活、工业、医疗、交通等多个领域。
无论是智能家居、智能工厂、智慧医疗还是智能交通，都离不开物联网技术的支持。
3. 实时性：物联网技术可以实现对设备和物体的实时监测和控制。
通过传感器和无线通信技术，可以实时采集环境数据，并迅速进行处理和分析，从而实现对物体的实时监测和控制。
物联网技术概论(PDF 40页)
指出：物联网是情景感知计 算的支持技术。
中培教育 张文杰 wjzhg@
z 关于“物联网”最新技术的第一本书； z 反映了当前的研究趋势与工业化需求； z 兼顾了理论和实践问题； z 涵盖了案例分析、试验报告和实践； z 本书强调了概念和技术问题，适时、严肃的关注了EU和US以及
中培教育 张文杰 wjzhg@
2005年，国际电信联 盟（ITU）发布名为《Inter‐ net of Things》的技术报告， 定义物联网：通过在各种日 常物品中植入短距离收发器， 构成一种新的信息和通信技 术（ICTs），以使任何人可 以在任何时间、任何地点连 接到任何物体。
物联网的支撑技术：
中培教育 张文杰 wjzhg@
我的定义：通过各种传感器和智能执行 器，把各种感兴趣的人与物，通过各种网络 （泛在网）连接起来，以实现人与物的智能 化身份识别、定位、状态监控、跟踪、和管 理，进而提供某种泛在计算服务的一类网络 称作物联网。
《Internet of Things in 2020》（2008）
EPoSS在《Internet of Things in 2020》报告中 分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段： ¾ 2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领 域 ¾ 2010-2015年物体互联(M2M) ¾ 2015-2020年物体半智能化 ¾ 2020年之后物体全智能化
中培教育 张文杰 wjzhg@
物联网—技术、应用、标准和商业模式 （2010.7，第一版）
周洪波博士在他的书 中指出，不同技术背景的 专家，各自关于物联网的 理解不尽相同：RFID、 M2M、WSN、两化融合 （工业控制与工业自动化 等）、其他（如信息管理 系统、安防监控、智能家 居等）。
物联网系列专业课程：物联网技术概论
物联网系列专业课程：物联网技术概论在当今科技飞速发展的时代，物联网技术正以惊人的速度改变着我们的生活和工作方式。
从智能家居到智能交通，从工业自动化到医疗保健，物联网的应用无处不在。
而《物联网技术概论》这门课程，作为物联网系列专业课程的开篇之作，将为我们打开这个充满创新和机遇的领域的大门。
物联网，简单来说，就是让各种物品通过网络连接起来，实现智能化的感知、控制和管理。
它并不是一项孤立的技术，而是融合了多种技术的综合性体系，包括传感器技术、通信技术、网络技术、云计算技术、数据分析技术等等。
传感器技术是物联网的基础。
传感器就像是物联网的“眼睛”和“耳朵”，能够感知周围环境的各种信息，如温度、湿度、光照、压力、位置等。
这些传感器将收集到的数据转换为电信号，然后通过通信技术传输到网络中。
常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、光线传感器、加速度传感器等。
不同类型的传感器可以满足不同的应用需求，比如在智能家居中，温度传感器可以用于自动调节室内温度，光线传感器可以根据光照强度自动控制灯光的亮度。
通信技术在物联网中起着至关重要的作用。
它负责将传感器收集到的数据传输到云端或其他终端设备。
目前，物联网中常用的通信技术包括蓝牙、WiFi、Zigbee、NFC 等短距离通信技术，以及 4G、5G、NBIoT 等长距离通信技术。
短距离通信技术适用于小型物联网设备之间的连接，如智能家居设备；而长距离通信技术则适用于大规模的物联网应用，如智能城市中的交通监控系统。
网络技术是物联网的支撑。
物联网中的设备数量众多，分布广泛，需要一个强大的网络来实现设备之间的互联互通。
IPv6 技术的出现为物联网提供了充足的地址资源，使得每一个物联网设备都能够拥有一个独立的 IP 地址。
此外，云计算技术为物联网提供了强大的计算和存储能力。
物联网产生的数据量巨大，通过云计算，这些数据可以得到高效的处理和分析，从而为用户提供有价值的信息和服务。
数据分析技术是物联网的核心。
物联网技术概论--云计算
云计算的特点
• 超大规模 Google云计算已经拥有100多万台 服务器，Amazon，IBM等“云” 也都拥有几十万台服务器 • 虚拟化 云计算支持用户在任意位置、使用 各种终端获取应用服务
云计算的特点
• 可靠性 “云”使用了数据多副本容错、计 算节点同构可互换等措施来保障服 务的高可靠性 • 通用性 “云”使用了数据多副本容错、计 算节点同构可互换等措施来保障服 务的高可靠性
云计算
01 云计算的概念 02 云计算的特点 03 云计算的服务类型
目录云计算的ຫໍສະໝຸດ 述云计算的概念是由Google提出的一种网络应用模式。 狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，通过网络以按需、 易扩展的方式获得所需的资源。 广义云计算是指服务的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩 展的方式获得所需的服务。
云计算的特点
• 高扩展性 “云”的规模可以动态伸缩,满足应 用和用户规模增长的需要 • 按需服务 • 极其廉价 • 潜在危险性
云计算的服务类型
(1)将基础设施作为服务，消费者通过Internet可以从完善的计算机基础 设施获得服务。 (2)将软件作为服务，SaaS模式，软件即服务。它是一种通过Internet 提供软件的模式，用户无须购买软件,而是向提供商租用基于Web的软件, 来管理企业经营活动。 (3）将平台作为服务，PaaS模式，该模式实际上是指将软件研发的平台 作为一SaaS种服务，以SaaS的模式提交给用户。
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《物联网技术概论》课程标准
《物联网技术概论》课程标准一、课程定位《物联网技术概论》课程是高职物联网专业的一门专业基础课程。
通过本课程的学习，使学生了解物联网的起源，物联网的概念，掌握物联网相关知识的基本概念、基本理论，了解支撑物联网的技术，熟知受到业界普遍认同的物联网体系架构，认识物联网在的工业、农业、军事、医疗、家居等领域的作用。
学习课程有助于学生全面、正确地认识和了解物联网相关知识，为深入学习本专业有关后续课程和从事有关物联网方面的实际工作打下基础。
二、基本要求1．素质要求：（1）热爱物联网专业，对物联网学科的性质和发展具有正确的认知和责任感，初步形成正确的专业价值观和科研工程献身精神。
（2）具有创新精神和主动获取新知识，不断进行自我完善和推动物联网发展的态度。
（3）具有良好的合作和团队精神。
2．能力要求：（1）具备良好的表达能力，能准确传递物联网知识等信息的能力。
（2）掌握物联网基础的关键技术（3）具有物联网应用方案设计能力。
（4）具有自我学习、自我发展的基本能力，能适应不断变化的物联网未来发展的需求。
（5）掌握文献检索、资料收集的基本方法，有效获取、评价和利用物物相连信息的基本技能。
3．知识结构要求：（1）掌握与物联网学科相关的理工知识和基本理论和方法。
（2）掌握物联网基本知识和基本技能，了解物联网科技发展动态。
（3）掌握物联网必需的传感器、RFID、EPC、通信技术等知识和专业技能。
（4）掌握物联网各层的关键技术。
（5）掌握物联网工程应用的基本知识。
（6）为学习后续专业课程打下基础。
三、课程内容与要求四、教学方法建议1．宏观教学法本课程在多媒体教室和实训室上课，在教学过程中应采用多种教学方法进行教学活动，建议以讲授教学方法为主，兼以实际训练、现场参观、讨论等教学方法，使学生、教师、内容三者通过相互作用成为一个动态的统一过程。
2．微观教学法在教学过程中，尽量贯彻任务引领的教学指导思想，注重培养学生实际能力，提高学生的学习兴趣，挖掘潜力，增强学生掌握技能的实效性。
《物联网技术概论》试题-A.doc
《物联网技术概论》试题-A.doc一、单选题（每题 3 分，共 30 分）1、物联网的核心是（）A 应用B 感知C 网络D 智能2、以下不属于物联网感知层的技术是（）A 传感器技术B 射频识别技术C 云计算技术D 二维码技术3、（）是物联网中广泛使用的一种短距离无线通信技术。
A WiFiB ZigBeeC 蓝牙D 以上都是4、物联网中常说的“M2M”指的是（）A 机器对机器B 人对机器C 机器对人D 人对人5、以下关于物联网体系结构的描述，错误的是（）A 分为感知层、网络层和应用层B 感知层负责数据采集和短距离传输C 网络层负责数据的远距离传输D 应用层是物联网的核心6、（）不是物联网的应用领域。
A 智能交通B 工业自动化C 医疗健康D 虚拟现实7、物联网中，实现数据处理和智能控制的是（）A 感知层B 网络层C 平台层D 应用层8、以下哪种技术可以实现对物品的唯一标识（）A EPC 编码B IPv4 地址C MAC 地址D 域名9、（）是物联网发展的关键技术之一。
A 大数据B 人工智能C 区块链D 以上都是10、在物联网中，用于连接传感器和网络的设备是（）A 网关B 路由器C 交换机D 服务器二、多选题（每题 4 分，共 20 分）1、物联网的特点包括（）A 全面感知B 可靠传输C 智能处理D 广泛应用2、属于物联网网络层的技术有（）A 移动通信网络B 互联网C 卫星通信D 有线电视网络3、物联网的应用场景有（）A 智能家居B 智能农业C 智能物流D 智能安防4、物联网中常用的传感器有（）A 温度传感器B 湿度传感器C 压力传感器D 光照传感器5、以下属于物联网安全问题的有（）A 数据泄露B 网络攻击C 隐私保护D 设备故障三、简答题（每题 10 分，共 30 分）1、简述物联网的定义和发展历程。
物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。
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《物联网技术概论》试题（B）
一、是非题（1分×10 = 10分） (正确的打“√”，错误的打“×”)
1. 物联网中RFID标签是最关键的技术和产品。
√
2. 物联网系统不存在安全问题。
×
3. 物联网的出现，为我们建立新的商业模式，提供了巨大的想象空间。
√
4. 应用层最核心、最活跃，产业的生态链最多。
√
5. 网络互连不必遵守有关的协议、规则或约定。
×
6. 中国在RFID集成的专利上并没有主导权。
√
7.211．83．146．254是属于B类IP地址。
×
8. 物联网主动进行信息交换，非常好，技术廉价。
×
9. 智能电网、智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能安防，还有智能物业是公认的重点领域。
√
10. 业界对物联网的商业模式已经达成了统一的共识。
×
二、单选题（2分×15 =30分）(在每小题列出的备选项中只有一个是符合题目要求的，错选、多选或未选均无分)
1. 物联网的传输层在（）。
A、第一层
B、第二层
C、第三层
D、第四层
2. 物联网的基本架构不包括（）。
A、感知层
B、传输层
C、应用层
D、会话层
3. 感知层，当前最广泛、市场前景最大的是（）。
A、GPS
B、指针
C、RFID
D、接收器
使用的IP地址是多少位
A、128
B、96
C、64
D、32
5. 感知层在（）。
A、第一层
B、第二层
C、第三层
D、第四层
6. 2011年中国RFID市场的规模达到()。
A、150亿
B、180亿
C、200亿
D、220亿
7. 应用层在（）。
A、第一层
B、第二层
C、第三层
D、第四层
8. 2005年到2010年，中国RFID市场规模的负荷平均增长率，高
达（）。
A、80%
B、%
C、90%
D、92%
9. IDC预测到2020年将有超过500亿台的（），连接到全球的公
共网络。
A、M2M设备
B、阅读器
C、天线
D、加速器
10. IP地址的哪一部分表示主机号
A. 205
B. 205.140
C.
D. 86
11. 物联网的（）是核心。
A、感知层
B、传输层
C、数据层
D、应用层
12. 可使用哪个Windows命令来显示计算机的IP地址和MAC地址
A. maconfig /a
B. ipconfig / all
C. tcpconfig /all
D. pcconfig /a
13.云计算（Cloud Computing）的概念是由谁提出的（）
B.微软 D. 腾讯
14、ADSL的中文意思是什么
A．调制解调器 B．交换机 C．路由器 D．非对称
数字用户线路
15. 利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，指的是（）
A.可靠传递
B.智能处理
C.全面感知
D.互联网
三、多选题（2分×10 = 20分）(在每小题列出的备选项中至少有二个是符合题目要求的)
1. 物联网的应用需要（）。
A、大型传输设备
B、稳定的计算机系统
C、云计算
D、安全服务
2.下列关于IP协议说法正确的是什么（(选择两项)
A、IPv4规定IP地址由128位二进制数构成
B、IPv4规定IP地址由4段8位二进制数构成
C、目前IPv4和 IPv6共存
D、IPv6规定IP地址由4段8位二进制数构成
3. 海量数据的传输和处理需要
A、可靠的计算机系统
B、云计算
C、安全服务
D、大型传输设备
4. 新型的多功能融合信息网络包括哪些
A.计算机网络
B.电视网络
C.有线电话网络
D.移动电话网络
5. RFID系统包括（）。
A、标签
B、阅读器
C、天线
D、加速器
6. 在互联网的结构中，每一层面都有大量的产品和企业，在传感层有（）。
A、RFID供应商
B、读写设备供应商
C、无线网络设备供应商
D、传感器供应商
7. 传输层的相关产业主要包括（）。
A、传感器网关
B、通讯网络
C、互联网
D、GPS
8. 物联网在中国发展将经历的阶段是（）。
A、应用创新
B、技术创新
C、服务创新
D、标准创新
9. 物联网的挑战主要涉及（）。
A、信息安全
B、技术上的难题
C、IP地址的使用
D、专利问题
10. 电子标签是根据是否有源分为（）。
A、有源标签
B、无源标签
C、上标签
D、下标签
四、填空题（2分×10 = 20分）
1、一个标准的IC卡应用系统通常包括：IC卡、IC卡接口设备或IC卡读写器、PC，较大的系统还包括通信网络和主计算机等。
2、物联网精神-----开放，包容，探索，创新。
3、无线传感节点的组成：电池、传感器、微处理器、无线通信芯片;相比于传统传感器，无线传感节点不仅包括传感器部件，还集成了微型处理器和无线通信芯片等，能够对感知信息进行；分析处理和网络传输。
4、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）。
5、物联网实现了信息空间和物理空间的融合，新时代智能设备：智能车载设备；智能数字标牌；智能医疗设备；智能家电；智能手机。
6、典型的无线低速网络协议：蓝牙；红外；。
7、三种基本的网络存储体系结构：直接附加存储，网络附加存储，存储区域网络。
8、物联网特征-----技术高度集成，学科复杂交叉，综合应用广泛
五、简答题（5分×4= 20分）
1. 试述RFID系统的工作原理
2. 什么是物联网
3. 中国十二五物联网发展规划中指出物联网标准工作主要有哪些内容
4. 试述标准协议结构及特点
《物联网技术概论》试题B参考答案
一、是非题（1分×10 = 10分）
2
分）
2
分）
四、填
空题
（2分
×10 =
20分）
1、IC卡接口设备或IC卡读写器
2、包容
3、传感器；分析处理
4、无线室内环境定位
5、信息空间；智能数字标牌。
6、 7、网络附加存储 8、综合应用
五、简答题（5分×4= 20分）
1. 试述RFID系统的工作原理
阅读器通过天线发送电子信号，标签接收到信号后发射内部存储的标识信息，阅读器再通过天线接收并识别标签发回的信息，最后阅读器再将识别结果发送给主机。
2. 什么是物联网
通过射频识别（RFID）、红外感应器、、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。
物联网就是“物物相连的互联网”。
3. 中国十二五物联网发展规划中指出物联网标准工作主要有哪些内容
十二五物联网发展规划中指出，要“以构建物联网标准化体系为目标，依托各领域标准化组织、行业协会和产业联盟，重点支持共性关键技术标准和行业应用标准的研制，完善标准信息服务、认证、检测体系，推动一批具有自主知识产权的标准成为国际标准”，其中，重点推动“标准化体系构架”、“共性关键技术标准”、“重点行业应用标准”、“信息安全标准”、“标准化服务”等。
4. 试述标准协议结构及特点
是无线传感网领域最为着名的无线通信协议;ZigBee主要定义了网络层、传输层以及之上的应用层的规范, ZigBee网络层采用距离矢量路由协议（AODV）;网络层以及上提供了向终端用户的接口与互联网类似;主要定义了短距离通信的物理层以及链路层规范, 3个频段, 采用调频、调相等多种技术,采用载波侦听多路访问方式(CSMA/CA)。