物联网组网技术1
《物联网技术》课程标准(1+x 传感网应用开发考证版)
《物联网技术》课程标准一、基本信息课程名称：物联网技术课程代码：适用对像：3年制高职适用专业：物联网应用技术建议学时：90学时学分：4学分修订时间：2020年1月二、课程性质《物联网技术》是三年制高职高专物联网应用技术专业的一门专业课。
该课程支撑了“1+X”传感网应用开发（中级）的主要考核内容。
本课程的主要任务是讲授数据采集、STM32 微控制器基本外设应用开发、RS-485 总线通信应用、CAN 总线通信应用、基于BasicRF 的无线通信应用、Wi-Fi数据通信、NB-IoT 联网通信、LoRa 通信应用开发等知识，同时，通过编程与实操来加强学生综合运用物联网技术的能力培养。
由于《物联网技术》这门课程中涉及到许多专业知识，因此，学生在学习这门课之前应该在程序设计、硬件动手能力等方面有一定基础。
三、教学目标通过本课程的学习使学生主要掌握以下几个方面的能力：1.能根据各种传感器的基本参数、特性和应用场景，运用信号处理的知识选择处理方法，根据需求科学地处理信号；2.能根据ModBus 协议，运用RS485 总线原理、串口通信技术，独立进行基于ModBus 串行通信协议的编程组网；3.能根据CAN 总线协议，运用CAN 总线通信技术，独立搭建CAN总线并编程实现组网通信；4.能根据ZigBee 开发指南，熟练搭建开发环境并使用仿真器进行调试下载，并独立编码实现点对点通信并进行系统调试；5.能根据Wi-Fi AT 指令手册，完成热点功能验证、进行无线数据传输等操作；6.运用口通信技术，熟练使用云NB-IoT 工程，独立编程实现数据传输；7.能根据MCU 编程手册和LoRa 数现通信距离和传输速率的调整。
四、课程内容和学时课程内容（总计划90学时）模块一数据采集模块二STM32 微控制器基本外设应用开发模块三RS-485 总线通信应用模块四CAN 总线通信应用模块五基于BasicRF 的无线通信应用模块六Wi-Fi数据通信模块七NB-IoT 联网通信模块八LoRa 通信应用开发五、教学方法1．讲授法：通过板书或PPT进行对重要的理论知识进行讲解，能够直接、快速、精炼的让学生掌握相关理论知识，为学生在实践中能更游刃有余的应用打好坚实的理论基础。
物联网的组网方式
添加标题
应用领域：物联网、智能家居、工业自动化、智慧城市等。
添加标题
组网方式：通过嵌入式系统将物联网设备进行组网，实现智能化控制和管理。
添加标题
优势：具有体积小、功耗低、成本低、可靠性高等优点。
简介
架构
关键技术
应用场景
物联网的安全防 护
设备安全：保护物 联网设备免受物理 破坏或盗窃等威胁
数据传输安全：确 保物联网设备之间 的数据传输不被窃 取或篡改
平台名称：航天云网INDICS 平台描述：基于工业互联网平台的智能制造案例，实现生产过程的数字化、 智能化、网络化 平台特点：高可靠性、高安全性、快速响应
应用场景：航空航天、汽车制造等领域
背景介绍：随着城市化进程的加速，交通拥堵成为城市的一大难题。
案例详情：介绍智慧交通系统的原理、组成、特点等，例如通过物联网 技术实现道路拥堵预测、车辆智能调度等。 应用效果：智慧交通系统在提高交通运行效率、减少拥堵、降低交通事 故等方面发挥了积极作用。
物联网的应用场 景
智能家居的概念 智能家居的应用场景 智能家居的优缺点 智能家居的发展趋势
定义：利用物联 网技术，实现智 能制造过程的自 动化、数字化和
智能化
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应用范围：产品 设计、生产制造、
物流运输、销售 服务等环节
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实现方式：通过 传感器、嵌入式 系统等技术，实 现对制造过程的 实时监控和数据 采集，再通过大 数据分析和人工 智能等技术，实 现制造过程的优
访问控制：对物联 网设备进行身份验 证和授权，防止未 经授权的访问和使 用
加密技术：使用加 密技术保护物联网 设备和数据的安全 性，防止数据泄露 和未经授权的访问
数据加密：保 证数据在传输 和存储过程中
物联网自组网技术研究与应用
物联网自组网技术研究与应用近年来，随着信息技术的飞速发展，物联网已经逐渐成为了一个备受瞩目的领域。
物联网最基础的技术是自组网技术，因此这篇文章将围绕着自组网技术展开研究与应用方向的探讨。
一、自组网技术概述自组网技术，顾名思义，就是可以从一堆设备中自动选择相互协作的设备，建立起一个网络，并且在网络中实现数据交换和通信。
自组网技术在物联网中发挥着重要的作用，其主要应用领域包括：无线传感器网络、智能家居、智能交通、工业自动化控制等，可以为这些领域带来更高效、更智能、更安全的服务。
自组网技术主要有两种基本类型：基础设施骨干的自组网技术和点对点自组网技术。
基础设施骨干的自组网技术主要是针对大范围的自组网，可以通过一些核心设施（例如路由器）来实现节点间的相互通信。
点对点自组网技术则主要是针对小范围的自组网，可以直接通过设备间的相互发现和连接来实现。
二、自组网技术的优势与传统的网络技术相比，自组网技术具有很多显著的优势，主要包括：1、灵活性：自组网技术可以根据环境变化进行自我组织和重组，可以快速适应不断变化的场景需求。
2、低成本：自组网技术可以通过少量的设备建立网络，且大多数设备都是无线的，无需布线，因此可以节约大量的成本。
3、可靠性：自组网技术具有分散式的特点，即使网络中某些节点出现故障，网络仍然可以继续工作，不会影响整个系统的运行。
4、高效性：自组网技术可以通过优化网络拓扑结构，提高网络吞吐量和带宽利用率，实现更高效的数据交换。
三、自组网技术的应用自组网技术目前已经得到了广泛的应用，主要集中在以下几个领域：1、智能家居：在智能家居系统中，通过利用自组网技术，可以实现不同设备之间的互相感知和互相协作，从而优化家居的生活体验。
2、无线传感器网络：自组网技术可以帮助无线传感器网络实现快速、动态的组织和重组，使其可以在复杂的环境中高效地感知物理信息。
3、智能交通：利用自组网技术，可以构建起车辆间和车辆与道路设施之间的通信网络，实现路况信息共享和实时导航，有效提高了交通管理效率。
物联网平台组网方案
物联网平台组网方案介绍物联网（IoT）是指通过互联网将各种不同种类的物理设备连接到一起，并允许它们进行交流和数据交换。
物联网平台是一个中心化的系统，用于管理和监控这些连接的设备。
物联网平台组网方案是指物联网平台如何将各种设备连接到一起，提供稳定、可靠和高效的通信和数据传输。
组网方案物联网平台组网方案可以基于不同的技术进行实施，以下是几种常见的组网方案：1. Wi-FiWi-Fi是一种常见的无线网络技术，广泛用于家庭和企业网络。
在物联网中，Wi-Fi可以用于将各种设备连接到物联网平台。
Wi-Fi提供了高速的数据传输速度和稳定的连接，适用于需要大量数据传输的设备。
使用Wi-Fi组网方案时，需要考虑到网络覆盖范围、信号干扰等问题。
2. 蓝牙（Bluetooth）蓝牙是一种短距离无线通信技术，适用于小范围内的设备连接。
在物联网中，蓝牙可以用于连接智能手机、传感器等设备。
蓝牙组网方案在设备之间建立了低功耗的连接，并提供了简单的配置和操作。
但由于蓝牙的距离限制，该组网方案适用于小范围内的设备连接。
3. ZigBeeZigBee是一种低功耗、低速率的无线通信技术，适用于大规模物联网应用。
ZigBee组网方案通过建立一个星型或网状的网络拓扑结构，将各种设备连接到一起。
ZigBee具有低功耗、低成本和可靠的连接特性，适用于需要大量设备连接和低功耗通信的应用场景。
4. LoRaWANLoRaWAN（Long Range Wide Area Network）是一种低功耗、长距离的无线通信技术，适用于广域物联网应用。
LoRaWAN组网方案通过建立一个星型或网状的网络拓扑结构，实现设备之间的远程通信。
由于LoRaWAN的低功耗和长距离传输特性，适用于需要远程监测和长时间运行的设备连接。
组网方案选择的考虑因素选择合适的物联网平台组网方案需要考虑多个因素，包括以下几点：1.设备类型和需求：根据不同的设备类型和需求选择适合的组网方案。
基于物联网的智能家居组网技术
基于物联网的智能家居组网技术随着物联网技术的不断发展和普及，智能家居已经成为了家电行业的新宠。
通过将家居设备连接到互联网，将各种智能家居设备在网络上组成一个集成的、智能化的家居系统，能够实现更加高效、舒适、安全、智能化的生活方式。
然而，要实现智能家居，需要解决的问题很多，其中最基本的问题之一就是智能家居设备之间的组网技术。
本文将从物联网智能家居的构成、智能家居组网技术的发展历程、当前的物联网组网技术标准和智能家居组网技术发展方向等方面进行论述。
一、物联网智能家居的构成物联网智能家居可以分为三个部分：云平台、家居设备和固定设备。
云平台是智能家居的核心，负责控制和管理整个智能家居。
家居设备是指各种传感器、智能家电设备、安全设备等，用于收集和传输数据。
固定设备则是指支持家居设备连接到互联网的路由器等设备。
二、智能家居组网技术的发展历程智能家居组网技术的发展经历了三个阶段：有线网络、无线局域网、物联网。
有线网络是智能家居组网技术最早的形式，通过有线连接方式将智能家居设备与云平台进行连接。
这种方式速度快，信号稳定，但由于需要在家庭中进行电缆布线，因此存在较大的实际操作难度和成本问题，除此之外，不利于家居环境的美观。
无线局域网是随着WIFI技术的普及而发展起来的一种新型组网技术。
WIFI技术采用无线连接方式，无需布线，只要家中有无线路由器，就可方便地将智能家居设备与云平台进行连接。
但是，由于WIFI技术频段被占用很多，造成了信号干扰和时延问题，同时端到端传输效率不太理想，因此存在一定的不足。
物联网是智能家居组网技术的未来发展方向。
随着物联网技术的迅速发展，智能家居设备不再需要互联网路由器的支持，而是可以直接连接到互联网上，借助云计算和大数据分析，实现信息处理和设备管理。
三、当前的物联网组网技术标准为了推进物联网技术的发展，各国和行业都在努力制定相应的技术标准，以保证不同厂商的设备之间的互通性和兼容性。
在物联网组网技术方面，目前较为流行的标准有以下几种：ZigBee：ZigBee是一种低功耗、低速率的无线通信技术，主要应用于家庭自动化、医疗卫生等领域。
如何进行智能物联网的应用和组网技术实现
如何进行智能物联网的应用和组网技术实现智能物联网是当前物联网技术发展的关键方向之一。
与传统物联网相比，智能物联网不仅仅是连接物品，还能够通过数据处理和智能算法实现物品之间的智能交流和智能决策，从而实现更高层次的智能化应用。
本文将重点介绍智能物联网的应用和组网技术实现。
一、智能物联网的应用1. 智能家居随着物联网技术的不断发展，智能家居已经成为了智能物联网应用的热门领域。
智能家居通过将家庭中的各种设备和家居装饰品建立连接，实现智能控制和互联互通，从而提高家庭生活的舒适度、安全性、节能性和互动性。
例如，智能开关、智能窗帘、智能电视等智能设备可以通过语音识别、移动APP等方式实现远程控制和智能化操作。
2. 智能交通随着城市化的加速和交通拥堵的日益严重，智能交通成为了智能物联网应用的另一个热门领域。
智能交通通过智能化的道路交通设施、车辆和旅客管理系统等手段，实现交通信息的采集、分析、传输和应用，从而提高城市交通的安全性、效率性和可持续性。
例如，智能交通系统可以通过车联网、移动定位等技术，实现车辆的自动驾驶和路线规划，从而减少交通拥堵和交通事故。
3. 智能医疗面对日益增长的老龄化人口和慢性病人口，智能医疗成为了智能物联网应用的又一个热门领域。
智能医疗通过智能化的医疗设备、医疗信息管理系统等手段，实现医疗信息的采集、传输、存储和应用，从而提高医疗服务的智能化水平和效率。
例如，智能健康手环、智能医疗设备等可以通过传感器、云计算和大数据技术，实现医疗监护、预警、救治等功能。
二、智能物联网的组网技术实现1. 传统组网技术传统的组网技术主要包括有线网络和无线网络两种方式。
有线网络主要采用以太网、局域网等传统有线技术，可以通过有线连接的网关实现智能物联网节点之间的连接和数据传输。
无线网络主要采用无线局域网、蓝牙、ZigBee等无线技术，可以通过无线节点实现智能物联网节点之间的连接和数据传输。
但是，传统组网技术存在连接稳定性、数据安全性、传输带宽等方面的问题，无法满足大规模的智能物联网应用需求。
物联网网络层技术
协议性能分析 各种协议的性能对比 协议选择的重要性
通信协议的优劣 蓝牙、Wi-Fi、LoRa等协议对比 适用场景和优劣分析
未来应用场景
智能家居
01 家庭设备联网，实现智能控制
智慧城市
02 城市基础设施智能化，提升生活质量
工业物联网
03 生产环节自动化，提高生产效率
结束语
在物联网快速发展的时代，物联网网络层技术 作为关键部分，将持续演化和创新，为各行业 带来更多可能性和便利。
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总结内容
物联网网络层技术介绍
详细介绍物联网网络层 的相关技术
研究现状分析
分析物联网网络层技 术当前的研究状况
关键技术点
列举物联网网络层技术 的重要技术特点
未来展望
未来物联网网络层技术将迎来更多创新，应用 场景将不断扩展和深化，为物联网技术的发展 带来新的可能性。
研究方向比较
AI在网络层的应用 AI技术将如何影响物联网网络层 AI对网络层性能的优化
边缘计算优势分析
02 降低数据传输成本
边缘计算在物联网中的应用案例
03 智能家居系统
智能物联网系统
智能感知技术 传感器技术 环境监测 数据采集
智能控制技术 远程控制 自动化调节 智能执行
智能推荐与优化算法
个性化推荐 自适应算法 智能优化
未来发展趋势与展望
物联网网络层技术将继续发展，随着5G和6G的 普及，物联网将变得更加快速和稳定。人工智 能与物联网的合作将更加紧密，共同推动各行 各业的发展。物联网网络层技术的应用前景广 阔，涉及到生活、绝服务攻击
网络资源可能受到拒绝 服务攻击
浅谈物联网的组网技术与应用
链包 括移动运 营商 、 支付服务 商（ 比如银行 ， 银联等 ）应用 提供商 （ 、 公 交 、 园、 校 公共事业等 ）设备提供商 （ 端厂商 ， 、 终 卡供应商 ， 芯片提供商 等 ）系统集成商 、 、 商家和终端用户。
１组 网方 案设 计 ． 本方案 基于 Ｒ Ｉ ．Ｇ ｚ 率融合手机 ＳＭ卡 的技 术实现方 式 ， ＦＤ２ Ｈ 频 ４ Ｉ 兼 容 １ ．６ ｚ 率 应 用方 式 。 网络 组 网 以 校 园 网为 例 ， 下 图 所示 。 ３５ ＭＨ 频 如
芯片与芯片融合形成具备射频通信能力的卡其通讯流程如下图卡通讯特征使用频段自动选频通信速率高可靠性连接与通信支持自动感应和主动出发连接两种通信方法双向通信距离内可以根据应用设定支持菜单进行通信距离调整单向数据广播半径刷卡感应功能可自行启闭节电数据夺中传输自动加密防窃听数据刷卡时双向认证存储结构目前主流应用的存储容量在一之间除去通信应用以外至少能为移动支付应用预留空间
关键 技 术 是 ＲＦＤ 电 子标 签技 术 ， 动 支付 作 为物 联 网的 一 个 分 支也 称 为手 机 支付 ， Ｉ 移 就是 允许 用 户使 用 其 移 动 终 端 （ 常是 手机 ） 通 对 所 消 费的 商 品 或服 务 进 行 账 务 支付 的 一种 服 务 方 式 。
［ 关键词 ］ 物联 网 射频识别 移动支付 无线接入
撼
赣
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系统服务器放 置在 中心机房 ； 各类消费终端 、 机具结合现场情况布 放在各 自的实验场所， 终端支持联 网和脱机交易 ， 以便覆盖所有功能应 用。
２功 能 介绍 ．
建议采取 ２ Ｇ ｚ Ｆ Ｓ ． ＨＲ —Ｉ ４ Ｍ卡与 １． Ｍ ｚ ＩＡ Ｅ卡同时应用的方 ３ ６ Ｈ Ｆ Ｒ ５ Ｍ
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1.2物联网网络工程概述 1.2.2 物联网的概念与本质 1、物联网概念起源 1995年比尔.盖茨的书《未来之路》 1998年MIT完成EPC的研究，第一次使用“物联网”的
概念 2003年“EPC决策研讨会”举行 2005.11.17 ITU发布了《ITU互联网报告2005：物联网》
2、物联网的概念
谢谢各位的聆听
பைடு நூலகம்
3、物联网行业的发展状况 （1）美国的“智慧地球” （2）欧盟的物联网行动计划 （3）日本的U-Japan和韩国的U-Korea计划 （4）中国的“感知中国”
4、物联网的特征 （1）“网络化”，是物联网的基础。 （2）“物联化”，人物相联，物物相联是物联网的基本 要求之一。 （3）“互联化”，在一定的协议关系下，实行多种网络 融合，分布式与协同式并存，是物联网的显著特征。 （4）“自动化”，通过数字传感设备自动采集数据。 （5）“感知化”，物联网离不开传感设备，它们是物联 网不可或缺的关键元器件。 （6）“智能化”，是物联网综合能力的表现。
1.3物联网的体系结构 1.3.1 计算机网络体系结构 1、OSI参考模型 七层：物理层
数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层
1.3物联网的体系结构 1.3.1 计算机网络体系结构 2、TCP/IP参考模型 四层：网络接口层
网际层 传输层 应用层
3、OSI参考模型与TCP/IP参考模型比较
OSI参考模型 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层
数据链路层 物理层
TCP/IP参考模型
应用层
传输层 网际层 网络接口层
1.3物联网的体系结构
1.3.2 物联网体系结构
物联网体系结构有三个层次：感知层、网络层、应用 层。
1、感知层，解决数据获取问题，处于三层架构的底层， 是物联网发展和应用的基础，具有物联网全面感知 的核心能力。
第1
1.1网络改变世界 1969.9.2 互联网诞生 1987.9.20 中国人开始使用Internet 1989年，中国建成第一个互联网络 1994.4 中国与国际互联网连接 互联网是信息社会的基础设施。
1.2物联网网络工程概述
1.2.1 物联网是把任何物品通过信息传感设备，按约定 的协议与互联网连接起来，进行信息交换和共享， 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和一种无所 不在的网络。
1.4物联网联网组成 1.4.1 物联网硬件平台 2、网络终端
物联网终端是物联网 中连接传感网络层和传输 网络层，实现采集数据及 向网络层发送数据的设备。 它担负着数据采集、初步 处理、加密、传输等多种功能
1.4物联网联网组成 1.4.1 物联网硬件平台 3、通信网络
（1）无线网络 ①蓝牙技术 ②Wi-Fi技术 ③ZigBee技术 ④红外通信技术 ⑤近距离通信技术
2、网络层，承担数据传输的功能，是建立在Internet和 移动通信网等现有网络基础上。
3、应用层，对信息进行分析和处理，做出正确的控制 和决策，实现智能化的处理、应用和服务。
1.4物联网联网组成
1.4.1 物联网硬件平台
物联网是以数据为中心的面向应用的网络，主要完成 信息感知、数据处理、数据回传及决策支持等功能， 其硬件平台可由传感网、核心承载网和信息服务系 统等几个大的部分组成。
1.4物联网联网组成
1.4.1 物联网硬件平台
1、感知节点
无线传感器网络，是由大量部署在作用区域内的、具 有无线通信与计算能力的微小感知节点通过自组织 方式构成的能根据环境自主完成指定任务的分布式 智能化网络系统。感知节点间距离很短，一般采用 多跳的无线通信方式进行通信。
感知节点由传感器模块、处理器模块、无线通信 模块和能量供应模块4部分组成。
5、物联网的本质 物联网的关键不在“物”而在“网”。 物联网的精髓是对物实现连接和操控，实现人与物、 物与物之间的相融与互动。 物联网的特性：合作性与开放性。
1.2物联网网络工程概述 1.2.3 物联网与互联网的区别与联系 物联网是互联网的延伸，进一步增加了能力。 区别： （1）不同应用领域的专用性。 （2）高度的稳定性和可靠性。 （3）严密的安全性和可控性。
（1）物联网是将各种信息传感设备与互联网结合起 来而形成的一个巨大网络 。
（2）物联网是由具有自我识别、感知和智能的物理 实体基于通信技术相互连接形成的网络 。
（3）物联网是任何时刻、任何地点、任意物体之间 的互联。
（4）物联网是基于标准的和可互操作的通信协议， 且具有自配置能力的、全球网络基础架构 。
3、通信网络
（3）设备对设备通信
M2M，广义上说，代表机器对机器、人对机器、机 器对人、移动网络对机器之间的连接与通信，它涵 盖了所有可以实现在人、机、系统之间建立通信连 接的技术和手段。从狭义上说，代表机器对机器通 信。
1.4物联网联网组成 1.4.2 物联网软件平台 1、数据采集软件 2、中间件软件 3、操作系统软件 4、物联网网络管理软件
Bluetooth
IrDA NFC
1.4物联网联网组成 1.4.1 物联网硬件平台 3、通信网络
（2）移动通信网络 2G：GSM、iDEN、IS-136、IS-95、PDC 3G：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA 4G：TDD-LTE、FDD-LTE
1.4物联网联网组成
1.4.1 物联网硬件平台