物联网技术及应用4.通信与网络技术
物联网技术与应用5-04
经济管理学院
M2M技术是物联网实现的关键，是无线通信 和信息技术的整合，用于双向通信，适用范围 较广，可以结合GSM/GPRS/UMTS等远距离 传输技术，同样也可以结合Wi-Fi、UWB、 Blue Tooth、Zig Bee等近距离连接技术，应用 在各种领域。 未来的物联网将是由无数个M2M系统构成， 不同的M2M系统会负责不同的功能处理，通 过中央处理单元协同运作，最终组成智能化的 社会系统。
经济管理学院
M2M不只是人到机器设备的远程通信，而且 还包括及机器与机器之间的通信和相互沟通， 而反映到人的交互界面可能就只有一个结果。 M2M不是一种新的技术，而是在现有的基础 上的一种新的应用。 M2M不只是基于移动通信技术的，无线传感 器网络RFID等短距离无线通信技术甚至有线 网络都可以成为连接机器的手段。
WMMP（Wireless M2M Protocol）是为实现 M2M业务中M2M终端与M2M平台之间、 M2M终端之间、M2M平台与M2M应用平台 之间的数据通信过程而设计的应用层协议，主 要作用是为了实现推进机器通信协议统一，降 低运营成本的目的，其体系如图所示。
经济管理学院
经济管理学院
WMMP，由M2M平台与M2M终端接口协议 （WMMP-T）和M2M平台与M2M应用接口 协议（WMMP-A）两部分协议组成。
• WMMP-T完成M2M平台与M2M终端之间的数据 通信，以及M2M终端之间借助M2M平台转发、路 由所实现的端到端数据通信。 • WMMP-A完成M2M平台与M2M应用之间的数据 通信，以及M2M终端与M2M应用之间借助M2M平 台转发、路由所实现的端到端数据通信。
经济管理学院
WMMP的功能架构
经济管理学院
物联网的关键技术及物联网的应用
物联网的关键技术及物联网的应用在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）已经成为了引领变革的重要力量。
物联网将各种设备、物体与互联网连接起来，实现了智能化的感知、控制和管理，为我们的生活和工作带来了极大的便利和创新。
接下来，让我们深入探讨一下物联网的关键技术以及其广泛的应用领域。
一、物联网的关键技术1、传感器技术传感器是物联网获取信息的关键设备，它能够感知物理世界中的各种参数，如温度、湿度、压力、光照等，并将这些信息转换为电信号。
随着技术的不断进步，传感器的精度、灵敏度和可靠性不断提高，同时体积越来越小、成本越来越低，为物联网的广泛应用奠定了基础。
2、射频识别技术（RFID）RFID 技术通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无需接触即可完成信息的采集和传输。
它在物流、仓储、零售等领域有着广泛的应用，能够实现快速、准确的物品识别和跟踪。
3、无线通信技术物联网中的设备需要通过无线通信技术与网络进行连接和数据传输。
常见的无线通信技术包括蓝牙、WiFi、Zigbee、NBIoT 等。
这些技术各有特点，适用于不同的场景和应用需求。
例如，蓝牙适用于短距离、低功耗的设备连接，而 NBIoT 则适用于大规模的物联网设备接入，具有覆盖广、功耗低等优点。
4、云计算和大数据技术物联网产生的海量数据需要强大的计算和存储能力进行处理和分析。
云计算提供了弹性的计算资源和存储空间，能够满足物联网数据处理的需求。
大数据技术则能够从海量的数据中挖掘出有价值的信息，为决策提供支持。
5、人工智能技术人工智能在物联网中发挥着重要作用，如通过机器学习算法对传感器数据进行预测和分析，实现智能控制和优化。
同时，图像识别、语音识别等人工智能技术也为物联网的人机交互提供了更加自然和便捷的方式。
6、网络安全技术随着物联网设备的增多和应用场景的扩展，网络安全问题日益突出。
保障物联网设备和数据的安全成为了至关重要的任务。
物联网通信技术与应用
• 智能家居：实现家庭设备的联网和智能控制 • 智能农业：实现农田设备的联网和智能监控 • 工业自动化：实现生产线设备的自动化控制和监控
04
物联网通信技术的安全挑战与对策
物联网通信技术面临的安全挑战
数据泄露和篡改
• 物联网设备的安全性较低， 易受到攻击 • 数据在传输过程中可能被窃 取或篡改
光纤通信技术在物联网中的优势
• 传输速率高：满足物联网应用中对高数据传输速率的需求 • 抗干扰性强：保证数据传输的稳定性和准确性 • 保密性好：提高数据传输的安全性
电力线载波通信技术在物联网中的应用
电力线载波通信技术在物联网中的优势
• 无需额外布线：利用现有电力线进行通信，降低部署成本 • 传输距离远：满足物联网应用中设备间的长距离通信需求 • 适用于多种环境：适用于各种环境和设备，尤其是电池供电的设备
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
加强数据保护
• 采用数据加密和完整性检查，防 止数据泄露和篡改 • 保护用户隐私信息，确保用户数 据安全
建立安全管理体系
• 建立物联网安全管理体系，规范 物联网设备的安全管理 • 定期进行安全审计和风险评估， 及时发现和处理安全隐患
物联网通信技术的安全发展趋势
物联网安全技术的创新
• 随着物联网技术的发展，将出现更多创 新的安全技术和解决方案 • 物联网安全技术将更加注重设备安全、 数据安全、网络安全等多方面
智能交通领域的物联网通信技术 应用
01
智能交通系统的组成
• 物联网通信技术实现交通设备的联网和 智能管理 • 交通设备包括道路监控、车辆追踪、智 能停车等设备
02
物联网的关键技术及应用
物联网的关键技术及应用物联网是指通过互联网将各种日常用品、设备和系统连接在一起，实现智能化和自动化的网络。
它是信息技术、通信技术、传感技术和人工智能等领域的综合应用，为我们的生活和工作带来了巨大的变革和便利。
本文将介绍物联网的关键技术，并探讨其在各个领域的具体应用。
一、感知技术感知技术是物联网实现智能化的基础。
它通过传感器等设备对周围环境的信息进行采集和感知，并将这些数据传输至云端进行处理和分析。
感知技术包括环境感知、人体感知和物体感知等多种形式，例如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
这些技术的发展不仅提高了物联设备对环境变化的感知能力，还为各行各业带来了更多的智能化应用。
二、通信技术通信技术是物联网实现设备之间互联互通的核心技术。
物联网需要建立一个庞大的互联网，使各种设备和系统能够实时地进行数据传输和通信。
目前，物联网通信技术主要采用无线通信技术，如蜂窝通信、WiFi、蓝牙和Zigbee等。
这些技术具有广覆盖、低功耗、高可靠性和高安全性等特点，能够满足物联网大规模部署和应用的需求。
三、数据处理技术数据处理技术是物联网实现信息管理和分析的关键环节。
物联网所产生的数据量庞大，需要进行有效的处理和分析，以提取有用信息并支持后续的决策和管理。
数据处理技术包括数据融合、数据挖掘和数据可视化等方法。
通过对大数据的处理和分析，可以实现对物联网系统的优化管理和智能化决策，提升工作效率和生活质量。
四、安全与隐私技术安全与隐私技术是物联网发展过程中亟待解决的问题。
物联网系统具有着广泛的智能化和自动化能力，但也面临着安全风险和隐私泄露的风险。
为了保护物联网系统的安全性和隐私性，需要采取一系列的安全与隐私技术，如身份认证、数据加密、安全传输和访问控制等。
只有确保物联网系统的安全性和隐私性，才能更好地推进其在各个领域的应用。
物联网的应用广泛而多样，正逐渐渗透到各个领域。
以下为物联网在几个主要领域中的应用示例：1. 智能家居：通过物联网技术，智能家居系统可以实现对家庭设备的远程控制和智能化管理，包括智能灯光、智能门锁、智能温控等，提升居住环境的舒适度和便利性。
物联网技术在通信领域的应用
物联网技术在通信领域的应用随着科技的不断发展，物联网技术在各个领域的应用越来越广泛，其中在通信领域的应用也逐渐受到重视。
物联网技术的发展为通信行业带来了新的机遇和挑战，为提供更高效、更智能的通信服务提供了新的方法和途径。
本文将探讨物联网技术在通信领域的应用，评估其对通信行业的影响。
一、物联网技术在智能手机通信中的应用智能手机作为人们日常生活中不可或缺的通信工具，不仅仅是用来进行语音通话，还能进行数据传输和智能化操作。
物联网技术的应用使得智能手机的功能得到了大幅度拓展。
通过物联网技术，智能手机可以连接和控制各种智能设备，如智能家居、智能汽车等。
用户可以通过手机远程操控家里的电器设备，调整空调、灯光、监控等。
此外，物联网技术还可以提供更智能的通信服务。
例如，基于物联网技术的智能手机可以根据用户的位置、需求和偏好，自动调整网络连接方式和运营商，以提供更佳的通信质量和服务体验。
智能手机还可以通过与其他设备的互联，实现更多功能，如智能支付、健康监测等，从而满足用户的多样化需求。
二、物联网技术在通信基础设施中的应用通信基础设施是支撑通信行业正常运行的关键环节，物联网技术在通信基础设施中的应用也愈发重要。
物联网技术可以通过传感器、RFID等技术手段，实现对通信基础设施的远程监测和管理，提高设施的可靠性和安全性。
在基站方面，物联网技术可以实现对基站设备的远程监控和故障诊断，及时发现和解决设备问题，降低维护成本和提高通信质量。
同时，物联网技术还可以用于基站的能耗管理，通过智能化的能源监测和控制，实现节能减排的目标。
另外，物联网技术还可以应用于光纤通信网络的监测和管理。
通过传感器和智能化管理系统，可以实时监测光纤线路的质量和信号强度，快速定位故障，并进行远程维护。
这种智能化管理方式可以提高光纤通信网络的可靠性和稳定性，减少故障发生的概率。
三、物联网技术在物流和仓储管理中的应用物联网技术在物流和仓储管理中的应用也是物联网技术在通信领域的重要应用之一。
物联网技术的使用教程及应用案例分析
物联网技术的使用教程及应用案例分析物联网（Internet of Things，IoT）技术作为一种新兴的信息技术，正在快速发展并广泛应用于各个领域。
本文将简单介绍物联网技术的基本原理，并通过应用案例分析，展示物联网技术的使用教程及应用。
一、物联网技术的基本原理物联网是将传感器、控制器、网络技术和云计算等技术相结合，建立起一种互联互通的系统，实现设备之间无缝连接和数据的实时交互。
物联网技术的基本原理包括：1. 传感器和控制器：物联网的核心是传感器和控制器，它们可以采集各种环境数据，并控制物联网设备的运行状态。
2. 网络技术：物联网使用各种网络技术，如无线传感网、蓝牙、Wi-Fi等，将传感器和控制器连接到互联网，并实现设备之间的通信。
3. 云计算：云计算是物联网的重要支撑技术，它可以提供强大的计算和存储能力，实现大规模的数据处理和分析。
4. 应用平台：物联网还需要建立相应的应用平台，用于数据的展示、设备的管理和控制等功能。
二、物联网技术的使用教程1. 硬件选型：在使用物联网技术之前，首先需要选择适合的硬件设备，包括传感器、控制器和通信模块等。
根据实际需求选择合适的硬件设备，同时考虑成本、功耗和性能等因素。
2. 网络搭建：搭建物联网的网络环境是使用物联网技术的重要一步。
根据实际需求选择适合的网络技术，如无线传感网、蓝牙或Wi-Fi等，进行网络的搭建和配置。
3. 数据采集和传输：在物联网环境下，传感器负责采集各种环境数据，控制器将采集到的数据通过网络传输到云平台或其他设备。
在使用物联网技术时，需根据硬件设备的接口和通信协议，编写程序实现数据的采集和传输。
4. 数据处理和分析：云平台接收到传感器传输的数据后，需要进行进一步的处理和分析。
使用云计算技术可以实现大规模的数据处理和分析，通过相应的算法和模型，挖掘数据的隐藏信息和规律。
5. 应用开发和管理：根据物联网的应用需求，开发相应的应用程序和管理平台。
对于物联网应用开发者来说，需要掌握相应的编程语言和开发框架，根据具体需求实现相应的功能。
物联网通信技术及应用课程设计
物联网通信技术及应用课程设计一、课程简介物联网技术是未来数字化社会的重要组成部分，其所涉及的各种业务场景和数据流量量也会与日俱增。
本课程主要介绍物联网通信技术、应用场景和应用案例。
在理论教学的基础上，还将安排一些实践环节，帮助学生理解和掌握物联网通信技术的基础知识和应用要点。
二、课程设置1. 物联网发展概述本课程首先介绍物联网的定义、发展历程和发展现状，让学生了解物联网发展的背景和现状。
2. 物联网通信技术这一章节主要介绍物联网通信技术，包括物联网协议、无线通信技术、传感器技术和网络技术等。
可以鼓励学生自己完成一些简单的物联网通信技术的实验，例如基础的TCP/IP通信实验。
3. 物联网数据处理本章将介绍物联网的数据类型及处理模型，以及如何提取和分析数据。
在这个章节中，还可以介绍大数据相关的技术和处理方法，让学生了解物联网通信技术在数据处理方面的应用。
4. 物联网安全和隐私物联网的安全和隐私问题也是非常重要的。
本章节将涵盖物联网安全、密码学和身份验证等方面的知识，以及隐私保护的技术，从而保证学生能够掌握物联网通信技术的安全和隐私保护要求。
5. 物联网应用场景和案例分析本章节将结合实际案例，介绍物联网通信技术的应用场景。
包括物联网在智慧城市、智能家居、智慧医疗和智能制造等领域中的应用以及案例分析，这将帮助学生进一步了解物联网通信技术的实际应用。
6. 讨论环节本课程还将安排一些讨论环节，通过与学生的互动，促进和学生的交流和思考。
在这些讨论环节中，学生将有机会扩展对物联网通信技术和应用场景的认知，还可以自由提出问题和答疑。
7. 实践环节为了巩固本课程所学的知识，我们将安排一些课程实践环节，例如基础的物联网通信技术实验。
这将帮助学生更好地掌握和实际应用物联网通信技术。
三、课程评价与传统课程不同，本课程的评估将采用更加灵活的方式。
在本课程中，学生的成绩将主要基于课堂表现、小组讨论和实践实验成果等方面的综合评估。
物联网技术与应用复习知识点
物联网技术与应用复习知识点物联网（Internet of Things，简称 IoT）作为新一代信息技术的重要组成部分，正以惊人的速度改变着我们的生活和工作方式。
在对物联网技术与应用进行复习时，以下是一些关键的知识点需要掌握。
一、物联网的概念与特点物联网简单来说，就是将各种设备、物品通过网络连接起来，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
其特点包括：1、全面感知：通过各种传感器，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等，获取物理世界的信息。
2、可靠传输：利用多种通信技术，如蓝牙、Zigbee、WiFi、移动网络等，确保数据的稳定传输。
3、智能处理：对采集到的数据进行分析和处理，以实现智能化的决策和控制。
二、物联网的关键技术1、传感器技术传感器是物联网感知层的核心组件，能够将物理量转化为电信号。
常见的传感器有光电传感器、霍尔传感器、超声波传感器等。
2、射频识别技术（RFID）通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无需直接接触。
RFID 标签分为有源标签和无源标签，广泛应用于物流、仓储等领域。
3、无线通信技术（1）蓝牙：短距离无线通信技术，适用于手机、耳机等设备之间的连接。
（2）Zigbee：低功耗、短距离的无线通信技术，常用于智能家居等场景。
（3）WiFi：广泛应用于家庭和公共场所的无线网络连接。
（4）移动网络：如 4G、5G 等，为物联网设备提供广域覆盖的通信支持。
4、云计算与大数据技术物联网产生的海量数据需要依靠云计算平台进行存储和处理，大数据技术则用于挖掘数据中的价值。
三、物联网的体系架构物联网通常分为感知层、网络层和应用层三个层次。
1、感知层负责采集物理世界的信息，包括传感器、RFID 标签、摄像头等设备。
2、网络层将感知层获取的数据传输到应用层，包括各种通信网络和互联网。
3、应用层对数据进行分析和处理，为用户提供各种应用服务，如智能交通、智能医疗、智能农业等。
四、物联网的应用领域1、智能家居通过物联网技术，实现家庭设备的智能化控制，如智能灯光、智能家电、智能安防等。
- 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)。
(a) 3个站点的自组网 （DS）
(b) 2个站点在AP协调下组网
物联网技术及应用
➢WiFi技术特点
✓无线电波的覆盖范围广，Wi-Fi的覆盖半径可达100m。 ✓传输速度快，Wi-Fi技术传输速度非常快，可以达到11Mbit/s（802.11b） ✓稳定性和可靠性高 ✓无需布线 ✓健康安全， IEEE802.11规定的发射功率不可超过100mW ✓不足之处在于覆盖面积有限（一般为100m左右）和移动性不佳
➢ 短距离无线通信技术：蓝牙Bluetooth、Wi-Fi、红外线(IrDA)、ZigBee、超宽带、NFC等。 ➢ 常用的无线网络的设备：包括便携式计算机、台式计算机、手持计算机、个人数字助
理PDA、移动电话等。
物联网技术及应用
4.2.2 WiFi技术
➢WiFi技术的概念
✓WiFi全称Wireless Fidelity，又称802.1lb标准，是IEEE定义的一个无线网络通信工业标准 （IEEE802.11）。802.11b定义了使用直接序列扩频调制技术，在2.4GHz频带传输速率为 11Mbit/s，在信号较弱或有干扰的情况下，传输速率为5.5Mbit/s、2Mbit/s和1Mbit/s。
➢ 现场设备：指安装在现场的工作设备如传感器、变送器、执行器、控制器等。具体说 来有开关、阀门、气缸、电机、灯光、温度、压力、流量等方面的信号检测和参量控制。
➢ 通信特点：由于现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自 都具有数字计算和数字通信能力，成为能独立承担某些控制、通信任务的网络节点，实 现数据传输与信息共享，形成各种适应实际需要的自动控制系统。
物联网技术及应用
4.2.2 ZigBee技术
➢ZigBee技术概述
✓ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术，主要适 用于自动控制和远程控制领域，是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制而提出的。
✓ZigBee是IEEE 802.15.4技术的商业名称，其联盟由英国Invensys公司、日本三菱电气公司、 美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司等组成，已经吸引了上百家芯片公司、无线 设备开发商和制造商加盟。
➢分层模型通信原理
层号 1 2 3 4 5 6 7
层名 物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层
表4-1 OSI模型分层情况
工作任务 比特流传输 成帧、纠错 选线、寻址 收发 同步 编译 管理、协同
接口要求 物理接口定义 介质访问方案 路由器选择 数据传输 对话结构 数据表达 应用操作
了物理层国际标准IEC 1158-2发展起来的。
物联网技术及应用
4.2 无线通信技术
4.2.1 概述
➢ 根据涵盖范围：既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括 为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术等。
➢ 根据用途可分为：无线个域网WPAN，如ZigBee等；无线局域网WLAN，如Wi-Fi等；无 线城域网WMAN，如WiMAX等，无线广域网WWAN，如GIS、GPRS等。
物联网技术及应用
➢协议特点：现场总线具有完全开放的网络通信协议，具有互操作性和互换性。 ➢本质特征：现场总线控制把大量的控制信息交由智能仪表在现场处理，实现了信息处理
的现场化，可以说现场总线既是一种通信网络，也是一种控制系统。
4.1.2 现场总线通信协议模型
➢OSI参考模型：7个层次
物联网技术及应用
✓ WiFi由AP和无线网卡组成，接入点AP当于一个内置无线发射器的集线器Hub或者路由器Router ，无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的客户端设备。因此，任何一台装有无线网卡的PC均可 透过AP分享有线局域网络甚至广域网络的资源。
➢WiFi网络结构和原理
✓ IEEE802.11标准定义了介质访问接入 控制层MAC和物理层PHY。
操作内容 数据收发 访问控制 路径选定 端口确认 会话管理 数据构造 信息交换
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
物联网技术及应用
4.1.2 现场总线类型及应用
➢现场总线技术比较成熟，类型也很多，目前国际认可的有近30种。
➢比较常用的有：
✓ 基金会现场总线FF：由美国Fisher公司和Honeywell公司联合创立 ✓ 区域控制网络（CAN）总线：由德国Bosh公司推出 ✓ LonWorks总线：美国埃施朗公司开发，并与摩托罗拉和日本东芝公司共同倡导 ✓ ProfiBus总线：德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线标准 ✓HART（Highway Addressable Remote Transducer）总线：由罗克韦尔自动化公司等提出 ✓P-NET现场总线：由丹麦Process-Data A/S公司研究并开发 ✓InterBUS总线：广泛应用于制造业和机器加工业，由德国的Phoenix Contact公司推出 ✓World FIP：是欧洲标准EN 50170的3个组成部分之一，是在法国标准FIP C46-601/607的基础上采纳
➢ 通信方式：数字通信有串行和并行两种基本方式
✓ 并行通信：传输量大，但传输距离受限，常用于机箱内部各设备间的通信，如计算机主板和硬 盘之间的通信就采用并行数据总线；
✓ 串行通信：通信量小，但可进行长距离传输，适合于控制系统和现场设备间只有零星简短报文 发送的情况。
➢ 控制特点：采用智能现场设备，可以单独进行、分小组进行、集中进行，也可以根 据具体情况动态地组合，实现了真正意义上的分布式控制。
✓ 物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频 段上。
✓总数据传输速率设计为2 Mbit/s （802.11）到54Mbit/s（802.11g）。
物联网技术及应用
➢WiFi网络的组成
✓基本组成：网络成员和结构站点 ✓通信和组网的形式：
•以自组网（Ad hoc）的方式进行通信和组网 •在基站BS或者访问点AP的协调下进行通信和组网
物联网技术及应用
物联网技术及应用（第2版）
物联网技术及应用
第4章 通信与网络技术
主要内容
4.1 现场总线 4.2 无线通信网络技术 4.3 新一代无线通信及网络技术
物联网技术及应用
4.1 现场总线
4.1.1 概述
➢ 现场总线：是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、全开放、全双工、多节点的 串行通信工业控制网络。