【大学课件】物联网与短距离无线通信技术 概述P89-PPT课件
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物联网与短距离无线通信技术[董健] 第二章ppt课件
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作为一种无线数据与语音通信的开放性全球规范 ，蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础，为 固定与移动设备通信环境建立一个特别连接，完成 数据信息的短程无线传输。其实质内容是要建立通 用的无线电空中接口（Radio Air Interface）及 其控制软件的公开标准，使通信和计算机进一步结 合，使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电 缆相互连接的情况下，能够在近距离范围内具有互 用、互操作的性能（Interoperability）。
大的商业潜力，同时也意识到凭借一家企业的实力根本
无法继续研究，于是，爱立信将其公诸于世，并极力说
服其他企业加入到它的研究中来。
他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信
技术，并将此技术命名为“蓝牙”，来表达要将这种全
新的无线传输技术在全球推广，并实现全球通用的雄心
。
精选ppt
5
2.1.1“蓝牙”的由来
精选ppt
17
2.1.4 蓝牙系统组成
但是，要实现数据的无差错传输，FEC就必然要生 成一些不必要的开销比特而降低数据的传送效率。这 是因为数据包对于是否使用FEC是弹性定义的。报头总 有占1/3比例的FEC码起保护作用，其中包含了有用的 链路信息。
精选ppt
18
2.1.4 蓝牙系统组成
3.链路管理（软件）单元
1998年2月，瑞典爱立信（ERICSSON）、芬兰诺基亚（NOKIA ）、日本东芝（TOSHIBA）、美国IBM和英特尔（Intel）公司五 家著名厂商，组成了一个特殊利益集团（有的书译为特别兴趣小 组）SIG（Special Interest Group）。之后，蓝牙引起了越来 越多企业的关注。
第二章 蓝牙技术
本章内容
• 蓝牙技术概述 • 蓝牙应用 • 组网形式 • 协议栈
大的商业潜力，同时也意识到凭借一家企业的实力根本
无法继续研究，于是，爱立信将其公诸于世，并极力说
服其他企业加入到它的研究中来。
他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信
技术，并将此技术命名为“蓝牙”，来表达要将这种全
新的无线传输技术在全球推广，并实现全球通用的雄心
。
精选ppt
5
2.1.1“蓝牙”的由来
精选ppt
17
2.1.4 蓝牙系统组成
但是，要实现数据的无差错传输，FEC就必然要生 成一些不必要的开销比特而降低数据的传送效率。这 是因为数据包对于是否使用FEC是弹性定义的。报头总 有占1/3比例的FEC码起保护作用，其中包含了有用的 链路信息。
精选ppt
18
2.1.4 蓝牙系统组成
3.链路管理（软件）单元
1998年2月，瑞典爱立信（ERICSSON）、芬兰诺基亚（NOKIA ）、日本东芝（TOSHIBA）、美国IBM和英特尔（Intel）公司五 家著名厂商，组成了一个特殊利益集团（有的书译为特别兴趣小 组）SIG（Special Interest Group）。之后，蓝牙引起了越来 越多企业的关注。
第二章 蓝牙技术
本章内容
• 蓝牙技术概述 • 蓝牙应用 • 组网形式 • 协议栈
物联网通信技术概述 ppt课件
常用于常规的家电控制中。
RFID
RFID(Radio Frequency Identification)技术，又称无线射频识别， 是一种通信技术，俗称电子标签。可通过无线电讯号识别特定目标并读写 相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
射频的话，一般是微波，1-100GHz，适用于短距离识别通信。 RFID读写器也分移动式的和固定式的，目前RFID技术应用很广，如: 图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。
有线通信
Modbus 通常认为Modbus只是使用串行方式进行通信的应用层协议
标准，它并不包含电气方面的规范。Modbus最初是Modicon于 1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表的，后来衍 生出Modbus RTU，Modbus ASCII和Modbus TCP三种模式，前两种 所用的物理接口是上面介绍的串口，后一种使用Ethernet接口。
物联网通信技术概述通信工程系电子信息实验教学中心上海市示范试验中心主任马潮副教授基本概念一短距离无线通信节点三长距离无线通信接入层四有线通信二有线连接和无线连接连接方式可以分成有线连接和无线连接我们这里讲的连接其目的都是要进行通信因此也就分别使用有线通信技术和无线通信技术
物联网通信技术概述
通信工程系 电子信息实验教学中心 (上海市示范试验中心)主任 马 潮 副教授
优点： 串口通信的最大有点就是普及率高，串口至今PC电脑还是标配 （现在USB口模拟），通常为了方便连接打印机。大部分的工业设备都有 串口，那些没有串口的设备，在其开发时，常见方法也是通过串口连接到 进行开发的电脑上的，因此串口是设备进行通信的最简单最容易的方法。
缺点：串口通速度以太网比起来还是有很大差距，一般来讲，只适合低速率和小数 据量的通信。
RFID
RFID(Radio Frequency Identification)技术，又称无线射频识别， 是一种通信技术，俗称电子标签。可通过无线电讯号识别特定目标并读写 相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
射频的话，一般是微波，1-100GHz，适用于短距离识别通信。 RFID读写器也分移动式的和固定式的，目前RFID技术应用很广，如: 图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。
有线通信
Modbus 通常认为Modbus只是使用串行方式进行通信的应用层协议
标准，它并不包含电气方面的规范。Modbus最初是Modicon于 1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表的，后来衍 生出Modbus RTU，Modbus ASCII和Modbus TCP三种模式，前两种 所用的物理接口是上面介绍的串口，后一种使用Ethernet接口。
物联网通信技术概述通信工程系电子信息实验教学中心上海市示范试验中心主任马潮副教授基本概念一短距离无线通信节点三长距离无线通信接入层四有线通信二有线连接和无线连接连接方式可以分成有线连接和无线连接我们这里讲的连接其目的都是要进行通信因此也就分别使用有线通信技术和无线通信技术
物联网通信技术概述
通信工程系 电子信息实验教学中心 (上海市示范试验中心)主任 马 潮 副教授
优点： 串口通信的最大有点就是普及率高，串口至今PC电脑还是标配 （现在USB口模拟），通常为了方便连接打印机。大部分的工业设备都有 串口，那些没有串口的设备，在其开发时，常见方法也是通过串口连接到 进行开发的电脑上的，因此串口是设备进行通信的最简单最容易的方法。
缺点：串口通速度以太网比起来还是有很大差距，一般来讲，只适合低速率和小数 据量的通信。
《物联网技术》ppt课件完整版
物联网在智慧城市中的关键作用
数据采集与感知
物联网设备能够实时采集城市运行中的各种数据，如环境监测、 交通流量、能源消耗等，为智慧城市提供丰富的数据源。
智能化决策支持
基于物联网大数据的分析和处理，能够为城市管理者提供智能化的 决策支持，提高管理效率和响应速度。
便捷化公共服务
物联网技术能够推动城市公共服务的便捷化，如智能停车、智能照 明、智能安防等，提升城市居民的生活品质。
案例分析三
某物流配送中心通过物联 网技术实现了对货物的实 时追踪和管理，提高了物 流配送的效率和准确性。
07
物联网在智慧城市领域应用
智慧城市概念及体系架构
智慧城市定义
利用先进的信息通信技术，实现城市运营、管理和服务的智能化，提升城市可持续 发展能力。
智慧城市体系架构
包括感知层、网络层、平台层和应用层，各层级之间协同工作，实现数据采集、传 输、处理和应用的全流程。
《物联网技术》ppt课件完整版
目 录
• 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
01
物联网技术概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网是通过射频识别、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，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以 实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络。
发展历程
物联网概念最早出现于1999年，由美国麻省理工学院提出。随着技术的不断发 展和应用需求的增加，物联网逐渐从概念走向实践，成为全球范围内的研究热 点。
物联网短距离通信技术 第1章物联网短距离无线技术概述
从层次的维度（纵向）
第一层是感知网络 利用RFID 、摄像头、传感器、GPS等识别物体、采集信息 第二层是传输网络 利用移动通信系统、互联网等将感知层获取的信息进行处理 和传递 第三层是业务和应用网络 分析和处理获取的信息，实现智能化的管理、应用和服务
*联网与传感网 *物联网与互联网
*物联网与泛在网
物联网的标准化概况
目前物联网还缺乏统一标准。标准化的实现将能够整合行业应用，规范新业务的 实现和测试，保证物联网产品的互操作性和全网的互联互通。物联网标准体系的 建设与完备，是扩大物联网市场规模的基础，是物联网产业发展的关键。
本章内容
1.1 物联网概述 1.2 物联网通信概述 1.3 短距离无线通信技术概览 1.4 本章小结
1.1.1 物联网的概念
物联网（Internet of Things）的概念最早由MIT Auto-ID 中心Ashton教授于1999年在研究射频识别（RFID）时首先 提出。2005年国际电信联盟（ITU）发布有关物联网的报告， 指出：
2009年8月国家领导人在考察无锡高新微纳传感器工程技术中心时指出， 要积极创造条件，在无锡建立中国的传感网中心——“感知中国”中心。
2010年3月，“加快物联网的研发应用”第一次写入中国政府工作报告。
《国家中长期科学与技术发展规划（2006－2020年）》和“新一代宽带 移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。
2011年以来，我国有更多城市、科研机构、企业和学校加入物联网的队 伍中来，物联网市场规模迅速增长。2015年全球物联网市场规模达到 624亿美元，同比增长29%。2016年，物联网迈向2.0时代，全球物联网 技术生态系统将加速构建。
我国物联网发展现状
短距离无线通信技术PPT课件
负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备
Wi-Fi的技术优势
❖ 无线电波的覆盖范围广
基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有15 m 而Wi-Fi的半径则可达100 m左右
❖ 传输速度非常快 可以达到11 Mb/s
❖ 厂商进入该领域的门槛比较低
Wi-Fi技术的应用
❖ 手持设备（大部分） ❖ PC ❖ 小型办公网络 ❖ 智能家居 ❖ 物联网
短距离无线通信技术
❖ 基本概念
主要内容
❖ 发展、应用及特点
❖ 研究开发实例
基本概念
有线通信
借助线缆线路传送信号的通信方式
数据传输介质 双绞线，同轴电缆，光纤，etc
无线通信 仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式
一般意义上，只要通信收发双方通过电磁波（红外、无线电微 波）传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常
蓝牙技术的应用
语音/数据接入
将一台计算机通过安全的无线链路连接到通信设备上 完成与广域网的连接
外围设备互联
将各种设备通过蓝牙链路连接到主机上
个人局域网（PAN） 主要用于个人网络与信息的共享与交换
Wi-Fi（wireless fidelity）技术
Wi-Fi是一种能够将个人电脑、手持 设备（如Pad、手机）等终端以无线 方式互相连接的技术
它是一个无线网路通信技术的品牌， 由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有
目的是改善基于IEEE802.11标准的无 线网路产品之间的互通性
IEEE 802.11b标准
IEEE 802.11b标准是当前应用最为广泛的WLAN标准，发布于1999年9月
主要目的 提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标准
Wi-Fi的技术优势
❖ 无线电波的覆盖范围广
基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有15 m 而Wi-Fi的半径则可达100 m左右
❖ 传输速度非常快 可以达到11 Mb/s
❖ 厂商进入该领域的门槛比较低
Wi-Fi技术的应用
❖ 手持设备（大部分） ❖ PC ❖ 小型办公网络 ❖ 智能家居 ❖ 物联网
短距离无线通信技术
❖ 基本概念
主要内容
❖ 发展、应用及特点
❖ 研究开发实例
基本概念
有线通信
借助线缆线路传送信号的通信方式
数据传输介质 双绞线，同轴电缆，光纤，etc
无线通信 仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式
一般意义上，只要通信收发双方通过电磁波（红外、无线电微 波）传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常
蓝牙技术的应用
语音/数据接入
将一台计算机通过安全的无线链路连接到通信设备上 完成与广域网的连接
外围设备互联
将各种设备通过蓝牙链路连接到主机上
个人局域网（PAN） 主要用于个人网络与信息的共享与交换
Wi-Fi（wireless fidelity）技术
Wi-Fi是一种能够将个人电脑、手持 设备（如Pad、手机）等终端以无线 方式互相连接的技术
它是一个无线网路通信技术的品牌， 由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有
目的是改善基于IEEE802.11标准的无 线网路产品之间的互通性
IEEE 802.11b标准
IEEE 802.11b标准是当前应用最为广泛的WLAN标准，发布于1999年9月
主要目的 提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标准
物联网建设中的短距离无线通信技术
物联网建设中的短距离无线通信技术随着物联网技术的不断发展和普及，越来越多的设备和终端需要进行互联互通，这就给短距离无线通信技术带来了更大的应用空间。
短距离无线通信技术是指在不到100米的距离内，通过无线信号进行通信的技术，其中包括蓝牙、ZigBee、NFC等多种技术。
本文将对物联网建设中的短距离无线通信技术进行详细介绍。
一、蓝牙技术蓝牙技术是一种被广泛应用于手机、耳机、智能手表、智能家居等设备的短距离无线通信技术，其最大通信距离在30米左右。
目前最常见的蓝牙技术为蓝牙4.0及以上版本，其具有低功耗、高速率、广播传输等特点，在物联网建设中有较为重要的应用。
蓝牙技术在物联网中主要应用于以下几个方面：1、智能家居：通过蓝牙技术，各类智能家居设备可以互联互通，实现智能化控制。
2、智能手表：蓝牙技术可以实现智能手表与手机之间的数据共享、远程控制等功能。
3、医疗设备：将医疗设备与手机通过蓝牙连接，可以实现远程监护、数据传输等功能，为医疗行业带来便利。
二、ZigBee技术ZigBee技术是一种低速率、低功耗、低成本的无线传感器网络技术，适用于低功耗、低速率、低数据量的短距离无线通信，其通信距离在10-100米之间，可以实现网络中多设备间的互联互通。
ZigBee技术的主要应用领域包括：2、智能建筑：ZigBee技术可以应用于智能楼宇管理系统，实现楼宇内各类设备的互联互通与自动控制。
三、NFC技术NFC技术是一种基于近场感应技术的短距离无线通信技术，其通信距离一般在10cm以内。
NFC技术可以在智能手机、智能手表、NFC标签等设备间进行无线通信和数据传输，其应用领域较为广泛。
1、移动支付：NFC技术可以应用于智能手机中，实现移动支付功能。
2、门禁管理：通过NFC技术，可以实现门禁卡的替代，领先门禁设备识别用户的身份。
3、标签识别：通过NFC技术，可以识别NFC标签上的信息，实现物品追溯、证件读取等功能。
总结短距离无线通信技术在物联网建设中发挥着重要作用，蓝牙、ZigBee、NFC等多种技术都可以在物联网中找到广泛的应用。
第5讲 短距离无线通信技术
第7章 短距离无线通信技术
ZigBee技术
• “ZigBee‖一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时，通过跳“ZigZag‖ 形舞蹈来相互告知， 达到交换信息目的。
•
一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双 向无线网络技术，主要用于自动控制领域，满足小型廉价设 备的联网和控制。
8
物 联 网 技 术 概 论
网状型网络是在树型网络的基础上实现的。 与树状网络不同的是，它允许网络中所有具 有路由功能的节点互相通信，由路由器中的 路由表完成路由查寻过程 。在网状型网络 中，每个设备都可以与在无线通信范围内的 其他任何设备进行通信。
23
物 联 网 技 术 概 论
第7章 短距离无线通信技术
• 星形结构 —— 整个网络由一个网络协调器来控制， 是一种常用且适用于长期运行使用操作的网络。
第7章 短距离无线通信技术
ZigBee是IEEE802.15.4技术的商业名称，其前 身是“HomeRFlite”技术。
9
物 联 网 技 术 概 论
第7章 短距离无线通信技术
按照网络覆盖的地理范围分为无线广域网（WWAN）、无线城域网 （WMAN）、无线局域网（WLAN）和无线个域网（WPAN）
10
17
物 联 网 技 术 概 论
• 低数据速率的WPAN中包括两种无线设备：全功能设备（FFD）和精简功能设
备（RFD）。其中，FFD可以和FFD、RFD通信，而RFD只能和FFD通信，RFD之
第7章 短距离无线通信技术
间是无法通信的。RFD的应用相对简单，例如在传感器网络中，它们只负责将
采集的数据信息发送给它的协调点，并不具备数据转发、路由发现和路由维
4
物 联 网 技 术 概 论
物联网中的短距离无线通信技术
对于Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技 术 而 言 ， 其 作 为短 距 离 、 架 构 相 对 简 单 的技 术 形式 ，其 整体 的覆 盖 范 围
需要 在 １ ０ － ７ ５ ｍ 之间 ，其 中，最基本 的网络现 状如 图一所示 。在系统运用 中需要保 证频率传
输 的稳 定 性 ， 同时 ，协 议 设 计 中存 在 着技 术传
了１ ６ ０ ０ ＭＨ ｚ快 速 跳 频 的 技 术 ，这 种 传 播 速 度
输简单 、成本低 以及时 间长 的特点 ，因此 ，在 短波通信技术使用 中具有较大 的开发潜力 ，同 样满足 了市场运行及发展的需求。
相对较快 ， 同时也存在着抗干扰能力强的特点 。
但 是 ，在 该种 蓝 牙 技 术 运 用 中 ，其 芯 片 的 价 格
以，具有信息传输 快捷 性的特 点。
（ ２）由 于 短 距 离 无 线 通 信 的距 离 短 、成 本 低 以 及 范 围 广 等 优 势 ，信 息 传 输 的 方 式 相 对 灵活，所以充分满足了不同用户的需求。 （ ３ ） 在 短 距 离 无 线 通 信 技 术 运 用 中 ，可 以 充 分 展 现 出 信 息 加 密 的 处 理 方 式 ，满 足 信 息
盖 范 围 相 对 较 大 。其 传 播 的 距 离 在 ｌ ０ ０ ｍ 的 范
定的转变。仪器通信在该种环境得到 了创新
小于 １ ０ ｍ，这种通 信技术形式适用于不同的物
联 网 环 境 下 ， 因此 ， 在物 联 网 时 代 中 得 到 了 广
性 的 运 用 ，而 且 ，在 短 波 距 离 无 线 通 信 技 术 双
的传播形成了广泛的发展模式 ，在短距离无线 通信技术运用的过程中 ，仪器通信技术发生 了
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物联网与近距离通讯技术
docin/sundae_meng
本 课 程 特 点
物联网专业是新开设的专业 物联网技术是应用技术 物联网技术涉及面相当广泛
近距离通信技术是新开设的课程
近距离通信技术是新的应用技术 近距离通信技术与新的商业模式密切结合
近距离通信技术是小技术大应用
强调来源概念系统和应用的范围 强调基本原理基本方法和使用
2
VeriFone Systems, Inc. Confidential Information
第一章 物联网介绍
物联网的产业
考核方式
⒈ 平时成绩占30%：包括平时上课 考核、作业和实验；
⒉ 期终考试占70%：闭卷（或半 开卷）考试，以笔试为主。
目
1 2
3 4
录
5学时 3学时 2学时
物联网介绍 通信网基本概念 近距离通信技术 蓝牙技术 WIFI技术 4学时
第一章 物联网介绍
电容式传感器主要用于压力、位移、液位、 厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器主要用于位移、压力、力、 振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器主要用于流量、转速和位移 等参数的测量。
电涡流式传感器主要用于位移及厚度等参数的测量。
第一章 物联网介绍
(2) 磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的， 主要用于位移、转矩等参数的测量。 (3) 光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要 的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的 ，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 (4) 电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等 原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热 辐射等参数的测量。 (5)电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及 加速度的测量。
第一章 物联网介绍
网关节点实现与互联网等外部网络的连接 ，将收到的数据转发到外部网络上。网关节点 与外部网络的通信可采用多种方式，其中包括 以太网、光纤、ADSL等有线媒介，以及WiFi 、蜂窝通信网络等无线媒介，数据交互方式较 为灵活。
第一章 物联网介绍
传感器分类方法：按被测物理量来分；按传 感器工作原理来分。 物理量：温度传感器、、压力传感器、位移传感 器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速 度传盛器、转矩传感器等。 工作原理：电容式、电阻式、电感式、三电式、 热电式、光敏、光电传感器等。
第一章 物联网介绍
第一章 物联网介绍
传感器网络的发展与微电子技术息息相关，而微 电子技术的核心是超大规模集成电路设计与制造。 集成电路自1959年诞生以来，经历了小规模、大 规模、超大规模到巨大规模集成电路的发展，其特征 尺寸不断缩小，集成密度不断提高，集成规模迅速增 ，然而传感器节点受到物理尺寸及制造成本限制，其 处理能力、存储能力和通信能力相对较弱通信范围一 般在10～100m之间，缺乏将数据进行远程传输的手段 。
第一章 物联网介绍
(6)半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应 、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿 度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 (7)谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原 理制成，主要用来测量压力。 (8)光纤传感器 光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维( Optical Fiber)的新型传感器。光纤传感器以光作为敏感信息的载体 ，将光纤作为传递敏感信息的媒质，它与以电位为基础的传感器有 本质区别。光纤传感器的主要优点包括电绝缘性能好、抗电磁干 扰能力强、非侵入性、高灵敏度和容易实现对被测信号的远距离监 控等。
第一章 物联网介绍
大量部署在作用区域内具有通信与计算能力的微小 传感器节点通过自组织方式构成传感器网络，能根据环 境以协作的方式自主完成监控不同位置的物理或环境状 况（比如温度、声音、振动、压力、运动、污染物等） ，可以实现对任意地点信息在任意时间的采集、处理和 分析。通常情况下通信距离较短，一般采用多跳( multihop)的无线通信方式传输感知信息。 传感器网络可以在相对独立的环境下运行，也可以 通过网关连接到互联网，使用户可以远程访问。传感器网 络的特性使其有非常广泛的应用前景，其无处不在的特 点在不远的未来将使之成为我们生活中不可缺少的一部 分。
5
4学时
Hale Waihona Puke 目1 23 4录
2学时 4学时 2学时 2学时 4学时
Zigbee和UWB技术 NFC技术
蓝牙实验
WIFI实验 物联网工程实验
5
第一章 物联网介绍
一、物联网是什么
首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网 上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是 一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容 和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性， 按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数 据。
第一章 物联网介绍
第一章 物联网介绍
第一章 物联网介绍
第一章 物联网介绍
下 卜
第一章 物联网介绍
物理传感器 物理传感器是检测物理量的传感器，它是利用某些 物理效应，将被测的物理量转化为便于处理的能量 信号的装置。 (1) 电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广 的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传 感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传 感器等。 电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、 力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。
第一章 物联网介绍
第一章 物联网介绍
物联网是什么
物联网体系架构中，传感节点负责采集感知对象相关信息， 并通过相应的通信模块将数据发送至网关节点，进而转发至远端 服务中心。 传感节点平台在硬件结构上基本相同，传感节点通常包括如 下几个部分：传感器单元、处理器单元、存储器单元、射频单元 和供电电源等。 传感节点单元负责对所监测的物理量进行测量并采集数据，将 数据传给处理器单元；处理器单元负责数据处理，并控制整个节 点的正常工作。存取单元负责对节点所采集或处理的数据进行保 存，射频单元负责与其他节点进行无线通信，从而交换控制信息 和相关数据，供电单元负责为节点提供运行所需的能量。
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本 课 程 特 点
物联网专业是新开设的专业 物联网技术是应用技术 物联网技术涉及面相当广泛
近距离通信技术是新开设的课程
近距离通信技术是新的应用技术 近距离通信技术与新的商业模式密切结合
近距离通信技术是小技术大应用
强调来源概念系统和应用的范围 强调基本原理基本方法和使用
2
VeriFone Systems, Inc. Confidential Information
第一章 物联网介绍
物联网的产业
考核方式
⒈ 平时成绩占30%：包括平时上课 考核、作业和实验；
⒉ 期终考试占70%：闭卷（或半 开卷）考试，以笔试为主。
目
1 2
3 4
录
5学时 3学时 2学时
物联网介绍 通信网基本概念 近距离通信技术 蓝牙技术 WIFI技术 4学时
第一章 物联网介绍
电容式传感器主要用于压力、位移、液位、 厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器主要用于位移、压力、力、 振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器主要用于流量、转速和位移 等参数的测量。
电涡流式传感器主要用于位移及厚度等参数的测量。
第一章 物联网介绍
(2) 磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的， 主要用于位移、转矩等参数的测量。 (3) 光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要 的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的 ，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 (4) 电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等 原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热 辐射等参数的测量。 (5)电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及 加速度的测量。
第一章 物联网介绍
网关节点实现与互联网等外部网络的连接 ，将收到的数据转发到外部网络上。网关节点 与外部网络的通信可采用多种方式，其中包括 以太网、光纤、ADSL等有线媒介，以及WiFi 、蜂窝通信网络等无线媒介，数据交互方式较 为灵活。
第一章 物联网介绍
传感器分类方法：按被测物理量来分；按传 感器工作原理来分。 物理量：温度传感器、、压力传感器、位移传感 器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速 度传盛器、转矩传感器等。 工作原理：电容式、电阻式、电感式、三电式、 热电式、光敏、光电传感器等。
第一章 物联网介绍
第一章 物联网介绍
传感器网络的发展与微电子技术息息相关，而微 电子技术的核心是超大规模集成电路设计与制造。 集成电路自1959年诞生以来，经历了小规模、大 规模、超大规模到巨大规模集成电路的发展，其特征 尺寸不断缩小，集成密度不断提高，集成规模迅速增 ，然而传感器节点受到物理尺寸及制造成本限制，其 处理能力、存储能力和通信能力相对较弱通信范围一 般在10～100m之间，缺乏将数据进行远程传输的手段 。
第一章 物联网介绍
(6)半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应 、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿 度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 (7)谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原 理制成，主要用来测量压力。 (8)光纤传感器 光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维( Optical Fiber)的新型传感器。光纤传感器以光作为敏感信息的载体 ，将光纤作为传递敏感信息的媒质，它与以电位为基础的传感器有 本质区别。光纤传感器的主要优点包括电绝缘性能好、抗电磁干 扰能力强、非侵入性、高灵敏度和容易实现对被测信号的远距离监 控等。
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大量部署在作用区域内具有通信与计算能力的微小 传感器节点通过自组织方式构成传感器网络，能根据环 境以协作的方式自主完成监控不同位置的物理或环境状 况（比如温度、声音、振动、压力、运动、污染物等） ，可以实现对任意地点信息在任意时间的采集、处理和 分析。通常情况下通信距离较短，一般采用多跳( multihop)的无线通信方式传输感知信息。 传感器网络可以在相对独立的环境下运行，也可以 通过网关连接到互联网，使用户可以远程访问。传感器网 络的特性使其有非常广泛的应用前景，其无处不在的特 点在不远的未来将使之成为我们生活中不可缺少的一部 分。
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4学时
Hale Waihona Puke 目1 23 4录
2学时 4学时 2学时 2学时 4学时
Zigbee和UWB技术 NFC技术
蓝牙实验
WIFI实验 物联网工程实验
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第一章 物联网介绍
一、物联网是什么
首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网 上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是 一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容 和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性， 按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数 据。
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下 卜
第一章 物联网介绍
物理传感器 物理传感器是检测物理量的传感器，它是利用某些 物理效应，将被测的物理量转化为便于处理的能量 信号的装置。 (1) 电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广 的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传 感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传 感器等。 电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、 力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。
第一章 物联网介绍
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物联网是什么
物联网体系架构中，传感节点负责采集感知对象相关信息， 并通过相应的通信模块将数据发送至网关节点，进而转发至远端 服务中心。 传感节点平台在硬件结构上基本相同，传感节点通常包括如 下几个部分：传感器单元、处理器单元、存储器单元、射频单元 和供电电源等。 传感节点单元负责对所监测的物理量进行测量并采集数据，将 数据传给处理器单元；处理器单元负责数据处理，并控制整个节 点的正常工作。存取单元负责对节点所采集或处理的数据进行保 存，射频单元负责与其他节点进行无线通信，从而交换控制信息 和相关数据，供电单元负责为节点提供运行所需的能量。