物联网概论-2版-第5章+
物联网工程导论
物联网工程导论 第一章 刘美
习题解答
1.简述物联网的定义 物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协 议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交 换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监 控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸 和扩展的网络。
物联网工程导论 第一章 刘美
习题解答
2.简述物联网应具备的三个特征 （1）全面感知 ：利用射频识别、二维码、 传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体 进行信息采集和获取； （2）可靠传送：通过将物体接入信息网络，依 托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互 和共享； （3）智能处理：利用各种智能计算技术，对海 量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能 化的决策和控制。
物联网工程导论 第一章 刘美
1.1 物联网的定义
物联网工程导论 第一章 刘美
1.1 物联网的定义
物联网是一种通过射频识别（RFID）、红 外感应器、全球定位系统、激光扫描器等 信息传感设备，按照约定协议，使物体与 互联网相连接，进行信息交换和通信，以 实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、 监控和管理的网络。
物联网工程导论 第一章 刘美
本章小结
通过本章的学习，能够掌握物联网的核心问题、 本质特色以及最高目标，应对物联网的概念定义、 基本组成结构、关键技术和主要问题以及发展应 用领域有一个基本了解，建立物联网整体概念， 为后续各章节的学习打下良好的基础。
物联网工程导论 第一章 刘美
习题
1.简述物联网的定义 2.简述物联网应具备的三个特征 • 3.简述信息浪潮15年定律的内容 4.请解释以下名词：RFID；EPC 5.物联网的三大推动力分别是什么？ • 6.国家提出的战略性新兴产业领域，主要包括哪 七个方面？
《物联网概论》电子教案
时间分配
4.1.1移动通信基本原理
4.1.2宽带移动通信
30’
30’
重点与难点
重点：移动通信的工作原理；
难点：移动通信的工作原理；
作业
移动通信网络概述
参考资料
或
网址
[1]吴功宜.物联网工程导论.北京：机械工业出版社，2012
[2]刘云浩.物联网导论.北京：科学出版社，2010
信息学院教案
周次
第7周
课次
第7次课
备注
授课
内容
4.2短距离无线通信
授课
方式
理论课（√）；实验课（）；实践课（）
教学时数
2
教学
目的
及其
要求
重点掌握zigbee的组成及工作原理；
了解其他短距离无线通信的特点
教学内容提要
时间分配
4.2.1zigbee
4.2.2bluetooth
4.2.3超宽带(uwb)
4.2.460ghz通信
了解嵌入式系统在实际中的应用案例。
教学内容提要
时间分配
（1）嵌入式系统的概念
（2）嵌入式系统的发展及应用
（3）嵌入式系统的组成
15’
15’
25’
重点与难点
重点：嵌入式系统的概念及组成
难点：嵌入式系统的组成
作业
什么是嵌入式系统
参考资料
或
网址
[1]吴功宜.物联网工程导论.北京：机械工业出版社，2012
[2]刘云浩.物联网导论.北京：科学出版社，2010
或
网址
[1]吴功宜.物联网工程导论.北京：机械工业出版社，2012
[2]刘云浩.物联网导论.北京：科学出版社，2010
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）。
ch3-物联网概论(第2版)-崔艳荣-清华大学出版社
➢ ①传感器是测量装置； ➢ ②它的输入量是某一被测量； ➢ ③它的输出量是某种物理量； ➢ ④输出输入有对应关系。
传感器的组成结构
A= A 100 %
YFS
（6）最小检测量和分辨率。最小检测量是指传感器能 确切反映被测量的最低极限量。最小检测量愈小，表示 传感器检测能力愈高。
M=CN／K （7）零点漂移。传感器无输入（或某一输入值不变） 时，每隔一段时间进行读数，其输出偏离零值（或原指 示值），即为零点漂移（简称零漂）。
零漂= Y0 100 %
物性型传感器是利用物质定律构成的，如虎克定律、欧姆 定律等。物质定律是表示物质某种客观性质的法则。这种 法则，大多数是以物质本身的常数形式给出。
4、按能量转换方式分类
能量控制型传感器，在信息变换过程中，其能量需要外电 源供给。如电阻，电感、电容等电路参量传感器都属于这 一类传感器。
能量转换型传感器，主要由能量变换元件构成，它不需要 外电源。如基于压电效应、热电效应、光电动势效应等的 传感器都属于此类传感器。
目录
1传感器技术Fra bibliotek2自动识别技术
3
RFID技术
4
条形码技术
5
本章小结
传感器技术
在信息科学领域里，传感器被认为是生物体 “五官”的工程模拟物，是自动检测和自动转 换技术的总称。
传感器的定义
• 一般的，可以定义传感器是一种能把特定的被测信 号，按一定规律转换成某种“可用信号”输出的器 件或装置，以满足信息的传输、处理、记录、显示 和控制等要求。
《物联网概论》教学大纲
《物联网概论》教学大纲第一篇：《物联网概论》教学大纲《物联网概论》课程教学大纲一、课程名称1、中文名称：物联网概论2、英文名称：Introduction to Internet of Things二、学时总学时32学时，其中讲授24学时，实验8学时三、开课学期第1学期四、课程考核要求考试（期终考试成绩中卷面成绩占70%，实践环节成绩占30%）五、课程概述《物联网概论》是物联网工程专业专业的一门重要的专业必修课。
目的是帮助学生了解物联网的特征与本质，熟悉物联网的体系结构和各环节的关键技术，明确物联网的知识结构，并为学习后续物联网专业课程打下坚实的基础。
六、适用专业物联网工程专业七、课程教学要求和学时分配一概述（一）课程内容1、物联网的起源和发展2、物联网的理论基础3、物联网的体系结构和主要特点4、核心技术5、物联网的体系标准6、应用前景（二）基本要求了解物联网的起源和发展，掌握物联网的相关概念；掌握物联网的理论基础，掌握物联网的体系结构和主要特点；了解物联网的核心技术和体系标准；了解物联网的应用前景。
（三）重点难点重点是物联网的概念、体系结构和核心技术。
难点是物联网的体系结构、核心技术和理论基础。
（四）建议学时 2学时二自动识别技术与RFID （－）课程内容- 1技术。
（四）建议学时 2学时五智能信息设备（－）课程内容1、智能设备概述2、智能设备运行平台3、智能设备发展新趋势（二）基本要求了解智能设备产生的背景、传统智能设备和新时代的智能设备；掌握智能设备运行平台的特点；了解智能设备发展新趋势。
（三）重点难点重点是智能设备的特点和运行平台。
难点是智能设备的运行平台。
（四）建议学时 2学时六互联网原理（－）课程内容1、互联网概述2、应用层3、传输层4、网络层5、从互联网到物联网（二）基本要求了解互联网的基本知识，掌握互联网的网络协议和体系结构，如OSI七层结构和TCP/IP的四层结构；掌握TCP/IP各层的主要协议和主要服务；了解从互联网到物联网的演变趋势。
吴功宜_物联网工程导论_第5章：网络.
5.2.3 NSFNET对互联网发展的影响 • 从ARPANET到Internet的发展过程
1957年 设立DARPA
1969年
启动ARPANET 1969年
UNIX发布
1980年 TCP/IP标准化
1983年
ARPANET与 MILNET分离
1986年 启动NSFNET
ARPANET与 NSFNET互联
#1 UCLA
SDS SIGMA7
11
#4 UTAH
DEC PDP-10
Nankai University
ARPANET对推动网络技术发展的贡献
• 开展了对计算机网络定义与分类方法的 研究
• 提出了资源子网与通信子网的二级结构 概念
• 研究了分组交换协议与实现技术 • 研究了层次型网络体系结构的模型与协
9
Nankai University
ARPANET设计思想
• 通信子网结构与分组交换原理示意图
分组
IMP（路由器） 通信子网
源主机
B
C
发送
进程
A
E
D
目的主机
接收 进程
10
Nankai University
• ARPANET最早四个节点的结构
SDS 940
IBM360/75
#3 UCSB
#2 SRI
• 如何发送主机与接收主机之间没有直接连接的通信线 路，那么分组就需要通过中间节点“存储转发”，这 种中间转发节点就是目前广泛使用的路由器
• 每个路由器可以根据链路状态与分组的源地址、目的 地址，通过路由选择算法为每个分组选择合适的传输 路径
• 当目的主机接收到属于一个报文的所有分组之后，再 将分组中多个短的数据字段组合起来，还原成发送主 机发送的报文
《物联网技术概论》教学教案
方法及手段
一、RFID的组成
二、应答器原理
三、阅读器部分
四、可编程
任务名称：电视控制器组装调试
举例讲解、多媒体讲解
作业、讨论题、思考题：
学习任务三书后作业
课后小结：
通过本任务的介绍和学习，了解什么是RFID；掌握RFID的工作过程；熟悉RFID的应用领域。
课次
第三次
授课方式
（请打√）
理论课讨论课□ 实验课
课次
第十次
授课方式
（请打√）
理论课讨论课□ 实验课
习题课□ 其他□
课时
安排
40/56
授课题目（教学章、节或主题）：项目五 物联网服务技术
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1. 了解中间件的作用
2.掌握什么是物联网中间件
3.掌握EPC中间件的原理及作用
4.掌握OPC中间件的原理及作用
5. 了解物联网智能终端的定义
物联网技术概论课程教案
课次
第一次
授课方式
（请打√）
理论课讨论课□ 实验课
习题课□ 其他□
课时
安排
4/56
授课题目（教学章、节或主题）：
学习任务一 EPC编码与识别
学习任务二 二维编码与识别
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1.了解识别技术的基本原理
2.了解物联网标识技术中的几种识别技术
3. 掌握识别技术的使用方法及应用的环境
任务名称：风扇控制器组装调试
举例讲解、多媒体讲解
作业、讨论题、思考题：
学习任务一、二书后作业
课后小结：
通过本任务的学习使学生了解3G、4G的发展趋势及其相关概念。掌握GSM、GPRS技术的应用情况及其优缺点。
物联网概论(第2版)黄玉兰习题答案
《物联网概论（第2版）》习题答案1.1 物联网的英文名称是The Internet of Things，简称为IoT。
1.2 全面感知、互通互联和智慧运行。
1.8 互联网是由多个计算机网络按照一定的协议组成的国际计算机网络。
1.9 人到人（H2H）的发展路线主要有宽带化、移动化。
物到物（T2T）的发展路线主要有IP化、智能化。
2.1 感知层、网络层、应用层。
2.3 自动识别和传感器两种方式。
2.4信息短距离传输主要有ZigBee、蓝牙、RFID、IrDA、NFC和UWB等。
2.7 计算机网络从逻辑上分为资源子网和通信子网，体系结构有OSI、TCP/IP参考模型。
3.3 射频识别系统基本都是由电子标签、读写器和计算机网络这3部分组成。
3.6RFID主要工作频率为0～135kHz、13.56MHz、800/900MHz、2.45GHz及5.8GHz。
3.8 RFID标准体系主要由技术标准、数据内容标准、性能标准和应用标准4部分组成。
全球RFID标准体系组织有ISO/IEC、EPC global、UID、AIM global和IP-X。
3.10 EPC系统5个基本组成部分是EPC码、RFID、Middleware、ONS和EPCIS。
3.11 ① 2 097 151；②131 071；③16 777 215；④4 611 648 360 173 142 015。
3.13 EPC标签分Class 0、Class 1、Class 2、Class 3和Class 4共5类，有Gen1、Gen2代。
4.1传感器通常是由敏感元件、转换元件和转换电路组成。
4.3 传感器的一般特性是指传感器系统的输出-输入关系特性。
传感器的一般特性分为静态特性和动态特性。
4.4 12.5mV/mm。
4.5 0.2级。
4.13 无线传感器网络的基本组成是传感器节点、汇聚节点和管理节点。
5.1 核心网（包括长途网、中继网）和接入网。
5.2 WPAN，一般在10m以内；WLAN，几十米～几百米；WMAN，几千米～几十千米；WWAN，一个国家或一个洲。
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物联网概论（第2版）
5.2.1 ZigBee
4．ZigBee协议
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物联网概论（第2版）
5.2.1 ZigBee
5．ZigBee的应用场景
（1）无线传感器网络
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物联网概论（第2版）
无线接入网
在物联网中，最能体现物联网通信特征的是无线接 入网。ZigBee、蓝牙、UWB、60GHz、Wi-Fi和WiMAX
都属于无线接入网。
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物联网概论（第2版）
5.2.1 ZigBee
ZigBee的中文译名通常称为“紫蜂”。ZigBee是近距离、低功耗、低 复杂度、低速率的无线通信技术。 1．ZigBee的起源
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物联网概论（第2版）
5.2.2 蓝牙
4．蓝牙的协议体系
5．蓝牙的应用场景
（1）居家 （2）工作 （3）途中
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物联网概论（第2版）
5.2.3 UWB
超宽带（UWB）是在宽频带上发送一系列非常窄的低功率脉
冲，能在10m左右的范围内实现Mbit/s的无线数据传输速率。
1．UWB的起源
点击此LAN
2．WLAN的技术特点
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物联网概论（第2版）
5.2.5 WLAN
3．WLAN的标准
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物联网概论（第2版）
5.2.6 WiMAX
全球微波互联接入（WiMAX）也称为IEEE 802.16无线城域网，它是一种宽带无线接入技术，
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物联网概论（第2版）
2．频谱的划分
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物联网概论（第2版）
2．频谱的划分
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物联网概论（第2版）
5.2
无线接入网
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物联网概论（第2版）
无线接入网
5.2.1 ZigBee 5.2.2 蓝牙 5.2.3 UWB 5.2.4 60GHz通信 5.2.5 WLAN 5.2.6 WiMAX
2．UWB的工作原理
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物联网概论（第2版）
5.2.3 UWB
3．UWB的技术特点
4．UWB的应用场景
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物联网概论（第2版）
5.2.4 60GHz通信
尽管 UWB技术能够提供百 Mbit/s的无线数据传输速率，但依旧不能 满足人们对日益增长的数据业务需求。目前众多室内无线应用需要高速 互 联 网 接 入 和 实 时 数 据 传 输 ， 所 需 的 数 据 传 输 速 率 大 约 在 1Gbit/s ～
2．ZigBee的技术特点
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物联网概论（第2版）
5.2.1 ZigBee
3．ZigBee的网络特点
ZigBee支持3种拓扑结构：星形、网状和簇状树形结构，如图5.2所示。
ZigBee是一个最多可由65 000个节点组成的无线数据传输网络平台。
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物联网概论（第2版）
5.2.1 ZigBee
（2）其他应用
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物联网概论（第2版）
5.2.2 蓝牙
蓝牙技术的宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术，使
短程无线通信技术标准化。
1．蓝牙的起源
2．蓝牙的技术优势
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物联网概论（第2版）
5.2.2 蓝牙
3．蓝牙的各种技术 蓝牙技术支持点对点、点对多点的业务，采用灵活的无基站组网 方式，所有设备的地位都是平等的。蓝牙微微网一个主设备（master） 可以同时与7个从设备（slave）进行通信。
物联网概论（第2版）
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物联网概论（第2版）
物联网概论（第2版）
电 子
教
案
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物联网概论（第2版）
第5章 物联网通信
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物联网概论（第2版）
通信是物联网的主要功能，物联网通信构成了物与物、物 与人互联的基础。 物联网通信几乎包含了现在所有的通信技术， 形成了大规模的信息化网络。本章将介绍无线通信网络，包括 无线接入网和移动通信网。本章将介绍有线通信网络，包括有 线接入网和光网络。
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物联网概论（第2版）
1．无线通信网络
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物联网概论（第2版）
1．无线通信网络 （1）WPAN
（2）WLAN
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物联网概论（第2版）
1．无线通信网络 （3）WMAN
（4）WWAN
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物联网概论（第2版）
2．频谱的划分 由于应用领域众多，对频谱的划分有多种方式。较为通用的 IEEE频谱分段法见表5.2。
3Gbit/s。这就促使人们寻找新的技术解决方案， 60GHz通信技术就是在
这种背景下产生的。
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物联网概论（第2版）
5.2.4 60GHz通信
1．60GHz通信的起源
2．60GHz通信的特点和应用
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物联网概论（第2版）
5.2.4 60GHz通信
3．60GHz通信的标准化工作
60GHz通信技术和标准。工业界有WirelessHD和WiGig联盟，标准化组织有 ECMA、IEEE 802.15.3c（TG3c）和IEEE 802.11ad（TG ad）小组。
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物联网概论（第2版）
5.2.5 WLAN
无线局域网（WLAN）是一种利用无线 信号在空中传输数据、话音和视频的技术。 1．WLAN的起源 1990年IEEE成立802.11 WLAN标准工 作组。1997年，WLAN第一个标准IEEE 802.11诞生了。1999年，工业界成立了Wi-Fi 联盟。工作在2.4GHz，5.8GHz。
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物联网概论（第2版）
5.1
无线通信网络概述 无线接入网 移动通信网络 有线接入网
5.2
5.3
5.4
5.5
光网络
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物联网概论（第2版）
5.1
无线通信网络概述
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物联网概论（第2版）
1．无线通信网络 迄今为止，没有任何一种单
一的无线通信网络能够满足所有
的场合和应用需要，因而技术的 多元性是无线网络的一个基本特 征。依通信覆盖范围的不同，无 线网络从小到大依次为无线个域 网 （ WPAN ） 、 无 线 局 域 网 （ WLAN ） 、 无 线 城 域 网 （ WMAN ） 和 无 线 广 域 网 （ WWAN ）。无线网络覆盖的范 围如图5.1所示。