物联网理论及应用培训 - 第5篇-物联网设备端开发核心技术
物联网的核心技术
物联网的核心技术引言：物联网作为互联网的延伸，将物理世界与数字世界无缝连接，正逐渐渗透到我们的生活和工作中。
物联网的实现离不开核心技术的支持，本文将对物联网的核心技术进行探讨。
一、传感器技术传感器是物联网的重要组成部分，它可以感知和采集物理世界的信息，并将这些信息转化成数字信号传输给物联网系统。
传感器技术的发展极大地促进了物联网的发展。
传感器可以分为光学传感器、温度传感器、压力传感器等多种类型，不同类型的传感器可以满足不同领域的需求。
二、无线通信技术物联网需要大量的设备进行连接，而无线通信技术为物联网的设备连接提供了可靠的解决方案。
无线通信技术可以实现设备之间的远程通信，并支持大规模设备的并发连接。
目前常用的无线通信技术有Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等，它们各自具有不同的特点和适用场景。
三、云计算技术云计算技术是支撑物联网的关键技术之一。
通过云计算技术，物联网可以将海量的数据进行存储和处理，并提供实时的数据访问和分析服务。
云计算技术使得物联网系统具备了数据存储、计算和应用的强大能力，从而实现了物联网的高效运行。
四、边缘计算技术边缘计算技术是一种将计算、存储和网络资源靠近物联网终端设备的技术。
通过在边缘节点上进行数据处理和分析，物联网可以减少对云计算中心的依赖，并实现更低的延迟和更高的实时性。
边缘计算技术在物联网中具有重要的意义，可以提高系统的响应速度和资源利用效率。
五、物联网安全技术物联网的普及离不开安全的保障。
物联网安全技术包括身份认证、数据加密、安全传输等多方面的保护措施，旨在确保物联网系统的安全可靠。
随着物联网规模的不断扩大，物联网安全问题日益突出，物联网安全技术也日趋重要。
六、数据管理技术物联网的核心价值在于数据的使用和分析。
数据管理技术可以对物联网产生的海量数据进行有效的管理和利用，包括数据采集、存储、处理和分析等环节。
通过合理的数据管理技术，物联网可以挖掘出更多有价值的信息，并为各行各业提供更好的服务和决策支持。
2024年物联网技术与应用培训资料
医疗健康领域创新服务模式
1 2 3
远程医疗
物联网技术可实现医疗设备和患者数据的远程传 输和处理，为医生提供准确的诊断依据和治疗方 案。
个性化医疗
通过物联网技术收集患者的生理参数、生活习惯 等数据，为患者提供个性化的健康管理和医疗服 务。
医疗大数据
物联网技术可汇集海量医疗数据，运用大数据分 析和人工智能技术挖掘数据价值，推动医学研究 和医疗服务的创新发展。
完善法律法规，加强监管力度
制定完善的法律法规
针对物联网安全领域制定专门的法律法规，明确各方责任和义务 ，为物联网安全提供法律保障。
加强监管力度
政府和相关监管机构应加强对物联网设备和服务的监管力度，确保 企业和个人遵守法律法规要求。
推动行业自律
鼓励物联网行业组织制定行业标准和自律规范，引导企业自觉遵守 相关要求，提升行业整体安全水平。
设备安全防护措施和方法探讨
设备固件安全
确保设备固件来源可靠，及时修复漏洞，防止恶意攻击者利用固 件漏洞入侵设备。
身份认证与访问控制
对设备和用户进行身份认证，实施严格的访问控制策略，防止未 经授权的访问和操作。
网络隔离
将物联网设备与内部网络隔离，限制其与外部网络的通信，降低 被攻击的风险。
网络攻击防范手段介绍
智慧城市建设中作用和价值
01
02
03
交通管理
物联网技术可实现交通信 号的实时控制和调度，提 高城市交通运行效率，减 少拥堵现象。
公共安全
通过物联网技术建立城市 安全监控网络，实现对突 发事件的快速响应和处理 ，保障城市居民安全。
能源管理
物联网技术可对城市能源 设施进行实时监控和数据 分析，提高能源利用效率 ，促进可持续发展。
2024年最热门的物联网技术培训资料
无线通信协议及标准
Wi-Fi通信协议
Wi-Fi是一种无线局域网技术，使用IEEE 802.11系列标准 ，允许电子设备连接到无线局域网（WLAN）。
蓝牙通信协议
蓝牙是一种支持设备间短距离通信（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 脑等众多设备之间进行无线信息交换。
威胁识别
通过监控网络流量、设备行为等方式，识别潜在的物联网安全威胁，如恶意软件 、僵尸网络、中间人攻击等。
威胁分析
对识别出的威胁进行深入分析，了解其攻击方式、传播路径、危害程度等信息， 为后续的安全防护提供决策支持。
Байду номын сангаас
加密技术和身份认证方法
加密技术
采用先进的加密算法和技术，对物联 网传输的数据进行加密处理，确保数 据的机密性和完整性，防止数据泄露 和篡改。
THANKS.
传感器与感知层技
02
术
传感器类型及工作原理
温度传感器
利用热敏元件测量温度 ，将温度变化转换为电
信号输出。
湿度传感器
通过测量空气中水蒸气 的含量来确定湿度，常 采用电容式或电阻式测
量方法。
压力传感器
将压力变化转换为电信 号输出，广泛应用于气
象、工业等领域。
光学传感器
利用光学原理测量光强 、颜色等参数，应用于
智能终端设备硬件设计原理
智能终端设备概述
简要介绍智能终端设备的 定义、分类及发展趋势。
硬件设计原理
深入讲解智能终端设备硬 件设计原理，包括电路设 计、元器件选型、PCB布 局布线等。
硬件调试与优化
探讨智能终端设备硬件调 试方法，包括故障排查、 性能测试等，并提供优化 建议。
物联网应用技术培训总结
物联网应用技术培训总结本文档旨在总结物联网应用技术培训的内容，通过详细介绍每个章节的细节，帮助读者更好地了解物联网应用技术培训，以下是具体内容。
一、引言1.1 本文档目的1.2 物联网应用技术培训概述1.3 培训目标与预期效果二、物联网基础知识2.1 什么是物联网2.2 物联网的应用领域2.3 物联网的基本组成2.4 物联网的核心技术三、传感技术在物联网应用中的作用3.1 传感器的种类和工作原理3.2 传感器在物联网中的应用案例3.3 传感器选择与部署的考虑因素3.4 传感技术的发展趋势四、通信技术在物联网应用中的作用4.1 网络通信技术概述4.2 无线通信技术在物联网中的应用4.3 有线通信技术在物联网中的应用4.4 通信技术选择与部署的考虑因素五、云计算与大数据在物联网应用中的作用5.1 云计算的基本概念与特点5.2 云计算在物联网应用中的关键技术5.3 大数据在物联网应用中的重要性与挑战5.4 云计算与大数据的融合应用案例六、物联网应用技术培训实践案例分析6.1 案例一、智能家居系统设计与实现6.2 案例二、智能交通系统设计与实现6.3 案例三、智能医疗系统设计与实现6.4 案例四、智能农业系统设计与实现七、法律名词及注释7.1 数据隐私保护相关法规7.2 网络安全相关法规7.3 电子商务相关法规7.4 知识产权保护相关法规八、总结与展望8.1 本文档总结8.2 未来物联网应用技术的发展趋势附件：附件1：物联网应用技术培训课程大纲附件2：物联网应用技术培训讲义附件3：物联网应用技术培训演示视频本文所涉及的法律名词及注释：- 数据隐私保护相关法规：包括《中华人民共和国网络安全法》、《中华人民共和国个人信息保护法》等。
- 网络安全相关法规：包括《中华人民共和国网络安全法》、《中华人民共和国信息安全技术基本要求》等。
- 电子商务相关法规：包括《中华人民共和国电子商务法》、《中华人民共和国电子签名法》等。
物联网应用与开发培训资料
汇报人：XX 2024-01-23
目 录
• 物联网概述 • 物联网硬件设备 • 物联网通信技术 • 物联网应用软件开发 • 物联网数据安全与隐私保护 • 物联网应用案例与前景展望
01
物联网概述
物联网定义与发展
物联网（IoT）定义
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。
建立完善的密钥管理体系，包括 密钥生成、存储、分发、更新和 销毁等环节，确保密钥的安全性
和可用性。
物联网用户隐私保护策略
隐私保护原则
遵循最小化收集、明确目的、用户同意、数据安全和透明 度等原则，保护用户隐私权益。
数据脱敏技术
采用数据脱敏技术，如匿名化、去标识化等，降低数据泄 露风险。
访问控制策略
实施严格的访问控制策略，如基于角色的访问控制（ RBAC）或基于属性的访问控制（ABAC），防止未经授 权的访问和数据泄露。
射频识别技术及应用
射频识别技术原理
01
阐述射频识别技术的工作原理，包括读写器与标签之间的通信
协议和数据传输方式。
射频识别技术应用
02
介绍射频识别技术在物流管理、门禁系统、移动支付等领域的
应用实例。
射频识别系统设计与开发
03
探讨射频识别系统的硬件设计、软件开发和系统集成方法。
嵌入式系统技术及应用
嵌入式系统概述
物联网应用领域
工业领域
实现工业自动化、智能制造、供应链管理 等方面的应用。
家居领域
实现智能家居、智能安防、智能家电等方 面的应用。
农业领域
应用于农业环境监测、精准农业、农业信 息化等方面。
物联网应用系统开发与实现关键技术
物联网应用系统开发与实现关键技术物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过传感器、物理设备、网络连接和数据传输等技术手段，将现实世界中的各种物体与互联网相连接，实现智能化的感知、互联和智能决策的网络系统。
物联网应用系统的开发与实现涉及到多个关键技术，本文将从硬件、软件和通信等方面介绍其中的一些重要技术。
一、硬件技术物联网应用系统的硬件技术主要包括传感器技术、嵌入式系统技术和物联网终端设备技术。
1. 传感器技术传感器是物联网应用系统中不可或缺的组成部分。
传感器能够感知、采集和传输各种物理量和环境信息，如温度、湿度、光照等。
开发物联网应用系统时，需要根据实际需求选择合适的传感器类型，并根据传感器的特性进行数据的采集和传输。
2. 嵌入式系统技术嵌入式系统是物联网应用系统的核心部件之一，它通常包括微处理器或微控制器、内存、存储器、输入输出接口等。
嵌入式系统能够独立运行，通过连接网络实现与其他设备的通信。
开发物联网应用系统时，需要选择适合的嵌入式系统平台，并根据具体需求进行硬件设计和开发。
3. 物联网终端设备技术物联网终端设备是物联网应用系统与现实世界互动的桥梁，如智能家居设备、智能手环等。
物联网终端设备需要具备较小的体积、低功耗、高可靠性等特点。
开发物联网应用系统时，需要根据具体应用场景选择合适的终端设备，并进行相关的开发和调试。
二、软件技术物联网应用系统的软件技术主要包括数据处理与分析技术、应用开发技术和安全技术。
1. 数据处理与分析技术物联网应用系统产生的数据量庞大，对于这些数据的处理与分析是实现智能化决策的关键。
开发物联网应用系统时，需要借助大数据技术、机器学习技术等，对海量的数据进行处理与分析，并提取出有用的信息和知识。
2. 应用开发技术物联网应用系统的开发离不开应用开发技术。
根据具体应用需求，可以选择使用Java、C++、Python等编程语言进行应用开发。
同时，还需要掌握数据库技术、网络通信技术等相关知识。
物联网技术与应用培训资料2024
云计算基础
讲解云计算的概念、架构 及服务模型，包括IaaS、 PaaS和SaaS等。
边缘计算原理
介绍边缘计算的原理、特 点以及在物联网中的应用 价值，如降低网络负载、 提高数据处理效率等。
云边协同与融合
探讨云计算与边缘计算在 物联网中的协同作用，以 及如何实现云边融合，提 升整体系统性能。
03
物联网在各行业应用案例 分享
安全漏洞扫描与修复
定期对系统和应用进行安全漏 洞扫描，及时发现并修复漏洞 ，减少攻击面。
应急响应计划
制定完善的应急响应计划，明 确应急响应流程和责任人，确 保在发生安全事件时能够及时
响应和处置。
05
物联网标准规范及政策解 读
国际国内标准制定情况介绍国际标 Nhomakorabea制定情况
国际电信联盟（ITU）、国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（ IEC）等国际组织在物联网领域制定了一系列标准，涉及物联网架构、标 识、安全、应用等方面。
政策法规对产业发展影响分析
政策法规对物联网产业发展的促进作用
各地方政府也结合本地实际，制定了相应的政策措施， 推动物联网技术在智慧城市、智能制造等领域的应用和 推广。
国家加强对物联网产业的监管和规范，制定了相应的法 律法规和标准规范，保障了物联网技术的安全可控和产 业的健康发展。
国家出台了一系列支持物联网产业发展的政策法规，包 括税收优惠、资金扶持、人才培养等方面，为物联网产 业的快速发展提供了有力保障。 政策法规对物联网产业发展的规范作用
智能交通系统
通过物联网技术实现交通信号的 实时控制和交通流量的监测，提
高城市交通运行效率。
智能安防系统
利用物联网技术构建城市安防监 控网络，保障城市居民的安全。
物联网技术与应用培训资料
物联网概念最早出现于1999年，随后在全球范围内得到了广 泛关注和研究。随着技术的不断进步和应用需求的不断增加 ，物联网逐渐从概念走向应用，成为推动经济社会发展的重 要力量。
物联网体系架构与技术特点
体系架构
物联网体系架构包括感知层、网络层、 平台层和应用层。感知层负责采集物理 世界的信息，网络层负责将信息传输到 平台层，平台层负责处理、存储和管理 数据，应用层则基于平台层提供的数据 开发各种应用。
06
CATALOGUE
物联网应用案例分析与实践
智能家居系统设计与实现
系统架构设计
包括感知层、网络层和应用层，实现家居环 境的全面感知和智能控制。
智能家居产品
智能门锁、智能照明、智能家电等产品的设 计和实现。
关键技术应用
无线传感网络、云计算、大数据等技术在智 能家居系统中的应用。
系统集成与测试
将各个智能家居子系统集成到一个平台上， 进行系统测试和性能优化。
信号的检测和控制。
传感器数据采集与处理方法
数据采集
通过传感器采集环境参数 ，如温度、湿度、压力等 ，将模拟信号转换为数字 信号进行处理。
数据处理
对采集到的数据进行滤波 、放大、A/D转换等处理 ，以便于后续的分析和应 用。
数据传输
将处理后的数据通过有线 或无线方式传输到上位机 或云端进行存储和分析。
02
物联网设备之间的通信可能遭受中间人攻击、拒绝服务攻击等
网络攻击。
设备与系统安全威胁
03
物联网设备存在被非法控制、漏洞利用等安全风险，可能导致
设备故障或系统瘫痪。
物联网安全防护策略和方法
加密与认证技术
采用数据加密、身份认证等技术手段，确保物联网数据传输和访 问的安全。
物联网技术的核心技术
物联网技术的核心技术随着科技的不断发展，越来越多的新兴技术逐渐出现在我们的生活中，其中之一就是物联网技术。
物联网技术能够将多种现实世界中的事物通过互联网连接起来，让这些事物之间的信息互相交流，实现更加智能化的控制和管理。
而要实现物联网技术的应用，就需要掌握一些核心技术，下面就让我们一起来了解一下这些技术。
一、传感器技术传感器是物联网技术中最关键的组成部分之一，是实现信息感知和采集的重要设备。
传感器主要负责将各类数据从物理量转化为数字信号，然后再通过网络传输给终端设备，供人们进行处理和分析。
物联网技术与传统的传感器技术最大的不同在于，它可以利用互联网的优势，将各种传感器设备进行联网，实现对多种物体和事物的监测。
二、网络通信技术物联网技术的另一个核心技术是网络通信技术，这种技术可以使大量设备和终端通过互联网实现数据的共享和交流。
当前，物联网技术主要采用的是无线网络技术，包括WiFi、蓝牙、ZigBee、NB-IoT等，这些技术可以使众多设备更加便捷地完成信息的传输，并且能够保证数据传输的准确性和安全性。
三、云计算技术云计算技术是物联网技术的重要支持技术之一。
通过云计算技术，可以将海量的数据存储到云端，同时通过云计算的算法进行分析和处理，可以获得更准确、更智能的数据信息。
与此同时，云计算技术还可以实现对物联网设备的集中管理和监控。
四、数据分析技术物联网技术造就了信息的爆炸式增长，对于正确有效地处理这些数据，数据分析技术显得十分重要。
数据分析技术可以尽可能地挖掘数据中隐藏的价值，对于各行各业的发展都起着重要作用。
目前，数据分析技术主要包括机器学习、人工智能、大数据等技术，这些技术的应用可以大大提升物联网技术的智能化水平。
五、安全保障技术随着物联网技术的迅速发展，其所涉及的信息和数据量也与日俱增，而物联网设备本身又具有相应的网络安全风险。
因此，安全保障技术对于物联网技术的发展至关重要。
其中，物联网安全保障技术主要涉及物联网设备的授权、数据传输的安全性保障、数据存储的安全等。
物联网基础架构及应用培训资料
生态繁荣
物联网生态系统 不断完善，推动 整个物联网行业
的繁荣发展
物联网生态系统
01 多方共同参与
各类厂商、开发者等共同参与物联网生态系 统建设，推动行业发展
02 生态繁荣
物联网生态系统不断完善，推动整个物联网 行业的繁荣发展
03 创新驱动
不断创新的技术和应用推动物联网生态系统 的不断壮大
5G与物联网
物联网通信技术
无线传输技 术
WiFi、Zigbee、 LoRa等
RFID技术
射频识别技术
蓝牙技术
低功耗蓝牙、经 典蓝牙
物联网数据处理技术
大数据处理
数据采集、存储、 分析等
人工智能
机器学习、智能 算法
云计算
基于云平台进行 数据处理
物联网安全技术
数据安全
加密技术、访问 控制
隐私保护
用户数据保护、 权限管理
通。
智能交通
提高城市交通运 输效率，减少交
通事故发生。
工业自动化
实现生产过程的 数字化、智能化， 提高生产效率和
产品质量。
智慧城市
利用物联网技术 优化城市管理服 务，提升城市居
民生活质量。
● 02
第二章 物联网基础技术
物联网传感技术
传感器在物联网中扮 演着重要角色，通过 感知环境信息，实现 数据采集和传输。它 们可以监测温度、湿 度、光线等各种参数， 为物联网系统提供实 时数据支持。
物联网的发展历史
20世纪90年代
物联网的概念首次提出。
2000年后
物联网技术逐渐成熟。 应用领域不断扩展。
物联网的特点
01 互联性
各设备之间能够互相连接和通信。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
网络安全技术
• 身份验证，授权，计费，加密 • 入侵检测，软件签名和信任模型 • 镜像和增强、冗余机制 • 异常行为检测 • 白盒密码（抵抗白盒攻击环境下的攻事故？
特斯拉安全事件
DDNS攻击
技术成就梦想 梦想引领未来
• MQTT
* 采用发布/订阅模式，云端管理主题，负责消息的转发
* 各终端通过TCP连接到云端，采用二进制编码
• DDS
* 实时数据通信协议，用于国防、民航、工业控制领域
云平台对接
• 云平台对接接口 • 设备端对接指令流程 • 设备端上下行数据编程 • 云平台对接协议编程实现 • 云端开发（譬如华为OC平台的profile和编解码插件）
单片机软硬件开发
• 单片机硬件电路设计 • 射频及天线部分硬件设计 • 单片机软件编程 • I2C/SPI/UART等通信总线编程 • AD转换 • 软硬件生产、部署及测试 • 结构、散热、光学、机加工等配套开发
传感器技术
• 温湿度传感器 • 烟感探头（烟雾传感器） • 9轴传感器（动力加速度、陀螺仪、地磁） • GNSS（GPS/Beidou/Glonass） • 拉力/压力传感器 • 电量/气体流量 • 电池电压检测 • RFID/NFC
物联网理论及应用培训
第5篇 物联网设备端开发核心技术
物联网设备端开发核心点
• 设备端开发关键点1：单片机软硬件开发 • 设备端开发关键点2：传感器技术 • 设备端开发关键点3：网络通信编程 • 设备端开发关键点4：网络协议栈 • 设备端开发关键点5：云平台对接 • 设备端开发关键点6：低功耗技术 • 设备端开发关键点7：RTOS • 设备端开发关键点8：网络安全技术
讨论环节
说说你比较熟悉的传感器和应用场景
网络通信编程
• 网络编程基础知识 • AT指令集 • socket编程接口 • TCP/UDP
网络协议栈
• HTTP
* 互联网时代遗留，安全性和效率均不高
• COAP
* 可以理解为HTTP针对物联网的移植版本 * 采用UDP而不是TCP以节约建立连接的开销 * 数据包头采用二进制而不是文本编码 * 发送和接收可以异步进行
讨论环节
你了解能源行业吗？超级电池、石墨烯、光伏发电、 快充等技术当前处于哪个阶段？
RTOS
• 华为LiteOS • 阿里AliOS • RT-Thread • freeRTOS • uCOS2/uCOS3 • ARM mbed/RTX • ......
RTOS竞争优势：主要看配套组件和生态的完善程度
讨论环节
你认为云平台对接是否困难，是否是项目中的阻碍
低功耗技术
•MCU部分 选择低功耗MCU； 选择唤醒时间短MCU； 降低系统工作频率； 进入睡眠前：关掉内部所有外设; 如对晶振精度要求不高，尽量选用内部晶振； 降低工作电压（不同的工作电压功耗不同）； 降低工作温度；
• 外设部分： 选择合适的供电方式，采用LDO供电或DCDC供电要权衡； 选择低泄漏电流器件(MOS管和电容等)； 降低系统工作电压（根据伏安特性电压越高漏流越大）； 选择低功耗的开关切换电路，切换外部模块。