物联网工程导论教材
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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？
《物联网工程导论》课件第4章
服务科学事实上是研究如何运用科学的方法和原则，管 理服务的组织过程和资源，以达到服务的效果和效率的学问。
4.4.2 运筹学概述
田忌赛马的故事说明在已有的条件下，经过筹划、安排， 选择了一个最好的方案，就会取得最好的效果。
1. 运筹学的定义 2. 运筹学的实质 3. 运筹学的基本方法 4. 服务科学与运筹学的关系 5. 运筹学在服务科学中的应用 求解过程如图4.10所示。
图4.6 服务的基础架构
3．服务的基本属性 服务由服务提供者定义、开发并提交给服务消费者使用， 服务消费者通过复用和组装已经发布的服务来构建应用系统， 满足应用的特定需求。
4.2.2 服务科学概念
服务科学概念的提出是与美国IBM公司密切相关的。 1. 服务科学概述 服务科学是一门新兴的复合交叉型学科，是计算机科学、 运筹学、工业工程、管理学、经济学、社会学、行为科学、 心理学等多种学科的集成，如图4.7所示。图4.8所示为对 SSME研究具有主要支撑作用的三门已有科学。
霍尔三维结构是将系统工程的整个活动过程分为前后紧 密衔接的七个阶段和七个步骤，同时考虑了为完成这些阶段 和步骤所需要的各种专业知识和技能。这样，就形成了由时 间维、逻辑维和知识维组成的三维空间结构，如图4.9所示。
图4.9 霍尔三维结构
4.4 服务科学的数学基础——运筹学及相关理论
4.4.1 服务科学与运筹学
服务 科学理论 服务 经济
服务管理 服务创新 服务工程
服务 市场 服务 价值链 服务 外包 服务 营销 服务 运营 顾客 导向性 服务 组织变革 服务 测度 服务 心理学 服务 优化 服务 资产化 服务 信息系统 服务 工程管理
4.3 方 法 与 模 型
4.3.1 服务科学的相关技术
4.4.2 运筹学概述
田忌赛马的故事说明在已有的条件下，经过筹划、安排， 选择了一个最好的方案，就会取得最好的效果。
1. 运筹学的定义 2. 运筹学的实质 3. 运筹学的基本方法 4. 服务科学与运筹学的关系 5. 运筹学在服务科学中的应用 求解过程如图4.10所示。
图4.6 服务的基础架构
3．服务的基本属性 服务由服务提供者定义、开发并提交给服务消费者使用， 服务消费者通过复用和组装已经发布的服务来构建应用系统， 满足应用的特定需求。
4.2.2 服务科学概念
服务科学概念的提出是与美国IBM公司密切相关的。 1. 服务科学概述 服务科学是一门新兴的复合交叉型学科，是计算机科学、 运筹学、工业工程、管理学、经济学、社会学、行为科学、 心理学等多种学科的集成，如图4.7所示。图4.8所示为对 SSME研究具有主要支撑作用的三门已有科学。
霍尔三维结构是将系统工程的整个活动过程分为前后紧 密衔接的七个阶段和七个步骤，同时考虑了为完成这些阶段 和步骤所需要的各种专业知识和技能。这样，就形成了由时 间维、逻辑维和知识维组成的三维空间结构，如图4.9所示。
图4.9 霍尔三维结构
4.4 服务科学的数学基础——运筹学及相关理论
4.4.1 服务科学与运筹学
服务 科学理论 服务 经济
服务管理 服务创新 服务工程
服务 市场 服务 价值链 服务 外包 服务 营销 服务 运营 顾客 导向性 服务 组织变革 服务 测度 服务 心理学 服务 优化 服务 资产化 服务 信息系统 服务 工程管理
4.3 方 法 与 模 型
4.3.1 服务科学的相关技术
物联网工程导论教学大纲
《物联网工程导论》教学大纲课程编码：课程性质：专业基础课课适用专业：物联网工程专业学分：2学分学时：32学时开设学期：第2学期一、教学目的本课程作为物联网工程专业的基础课，要求学生在了解当今信息化社会的发展的基础上，掌握物联网技术的发展和应用，了解物联网的关键技术，为以后学习物联网关键技术打下基础。
本课程的目的是使学生掌握物联网技术的定义和基本原理及应用，了解物联网技术的发展，了解物联网的关键技术和方法。
本课程的目标：1．了解物联网相关技术基本概念、定义和工程方法；2．掌握感知层、传输层、管理层等应用的典型关键技术；3．熟悉智能交通、智能家居、智能医疗和智能物流等综合应用项目实现方法。
二、重点难点1.重点：本课程的重点是掌握物联网技术的基础理论知识以及在工程应用中采取的典型技术方法。
2.难点：理解物联网时间同步、定位和信号处理的典型算法。
三、教学方法讲授、课堂互动、课堂指导、课后作业和辅导答疑。
四、教学内容第一章物联网概述教学要求：通过本章学习，要求了解物联网的起源和发展，理解物联网的相关概念；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。
教学内容：一、发展的社会背景二、物联网发展的技术背景三、物联网的定义与主要技术特征四、物联网的体系结构五、物联网的关键技术与产业发展第二章RFID与物联网应用教学要求：通过本章学习，掌握目前常用的自动识别技术，了解RFID的历史和现状；掌握RFID的工作原理，RFID系统的构成和工作过程；掌握RFID的技术特点和解决标签冲突的常用方案；理解RFID在物联网中的地位。
教学内容：一、自动识别技术的发展背景二、条形码简介三、磁卡与IC卡应用四、RFID五、RFID应用系统结构与组成六、RFID标签编码标准第三章传感器、智能传感器与无线传感网络技术教学要求：通过本章学习，要求了解传感器发展历史，掌握无线传感器网络的硬件平台，理解无线传感器网络典型操作系统，掌握常用无线组网技术，理解无线传感网的应用。
精品文档-物联网工程导论(王志良)-第3章
一种崭新的工业控制技术。 图3.11所示为传统控制系统接线方式和现场总线系统接线
方式的比较。
第3章 物联网的技术基础
(a) 传统的接线方式
(b) 现场总线接线方式
图3.11 传统控制系统接线方式和现场总线系统接线方式的比较
第3章 物联网的技术基础
2) 现场总线的特点 现场总线技术实际上是采用串行数据传输和连接方式代替 传统的并行信号传输和连接方式的方法。 3) 现场总线的应用领域 控制系统分为不同的层次，图3.12简明地表示出控制系统 的金字塔结构。
第3章 物联网的技术基础 图3.14 Ad-Hoc拓扑结构
第3章 物联网的技术基础
Infrastructure是一种整合有线与无线局域网络架构的应 用模式，通过此种网络结构，同样可实现网络资源的共享，此 应用需通过AP。
此种网络的拓扑结构如图3.15所示。
第3章 物联网的技术基础 图3.15 Infrastructure拓扑结构
第3章 物联网的技术基础 图3.20 典型的PLC系统应用示意图
第3章 物联网的技术基础
2) PLC的关键技术 目前国际上高速电力线通信采用的调制技术主要有扩展频 谱类和OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing， 正交频分复用)调制技术。 3) PLC的特点 电力线路作为通信媒介带来的噪声干扰远比电信线路大得 多，如图3.21所示。
第3章 物联网的技术基础 图3.16 蓝牙标志与蓝牙耳机
第3章 物联网的技术基础
2) 蓝牙技术的系统参数和技术指标 蓝牙技术产品采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数 据和视频的传输。 蓝牙的系统参数与技术指标见表3.3。
第3章 物联网的技术基础
方式的比较。
第3章 物联网的技术基础
(a) 传统的接线方式
(b) 现场总线接线方式
图3.11 传统控制系统接线方式和现场总线系统接线方式的比较
第3章 物联网的技术基础
2) 现场总线的特点 现场总线技术实际上是采用串行数据传输和连接方式代替 传统的并行信号传输和连接方式的方法。 3) 现场总线的应用领域 控制系统分为不同的层次，图3.12简明地表示出控制系统 的金字塔结构。
第3章 物联网的技术基础 图3.14 Ad-Hoc拓扑结构
第3章 物联网的技术基础
Infrastructure是一种整合有线与无线局域网络架构的应 用模式，通过此种网络结构，同样可实现网络资源的共享，此 应用需通过AP。
此种网络的拓扑结构如图3.15所示。
第3章 物联网的技术基础 图3.15 Infrastructure拓扑结构
第3章 物联网的技术基础 图3.20 典型的PLC系统应用示意图
第3章 物联网的技术基础
2) PLC的关键技术 目前国际上高速电力线通信采用的调制技术主要有扩展频 谱类和OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing， 正交频分复用)调制技术。 3) PLC的特点 电力线路作为通信媒介带来的噪声干扰远比电信线路大得 多，如图3.21所示。
第3章 物联网的技术基础 图3.16 蓝牙标志与蓝牙耳机
第3章 物联网的技术基础
2) 蓝牙技术的系统参数和技术指标 蓝牙技术产品采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数 据和视频的传输。 蓝牙的系统参数与技术指标见表3.3。
第3章 物联网的技术基础
《物联网工程导论》PPT课件 认识物联网系统结构
5
1.8 认识物联网工程
1.8.3 物联网工程施工 • 定义
物联网工程施工，是指物联网工程项目通过立项、招标、设计等一系列的工作程序后，施工单 位根据设计要求对建设工程进行新建、扩建、改建的活动。
• 工作内容Байду номын сангаас
物联网工程施工所涵盖的工作内容主要有：熟悉和审查施工图纸；编制施工方案；督促施工材料 及设备合格并按时进场；施工费用的核算；现场施工调试及配合验收等。
• 验收内容
物联网工程的验收内容主要包括：工程的建设内容、工程质量、工程设备、工程经费、系统 性能和过程文件等。
5
1.8 认识物联网工程
1.8.5 物联网工程项目管理 • 定义
所谓项目管理，就是项目的管理者，在有限的资源约束下，运用专门的知识、技能、工具 和方法，对项目涉及的全部工作进行有效地管理。
单元一 探寻物联网世界
任务二 认识物联网系统结构
引导案例
走进物联网世界
1
引导案例
走进物联网世界
讨论
以上视频中实现了哪些智能化功能？ 这些功能实现要经历哪些过程？
2
目标与任务
1
知识准备
2
目录
3
任务实施
4
任务评价
1
PART.1
目标与任务
2
任务目标
知识目标
• 掌握物联网的层级结构 • 了解物联网典型的应用场景 • 了解物联网典型的关键技术 • 认识物联网工程的设计与实施流程
5
1.7 认识物联网的关键技术
1.7.2 网络层——通信与网络技术
物联网的网络层建立在现有的通信网络、互联网、广电网基础上，将感知层采集的信息通过各 种接入设备与网络相连，实现物体信息的传输。
1.8 认识物联网工程
1.8.3 物联网工程施工 • 定义
物联网工程施工，是指物联网工程项目通过立项、招标、设计等一系列的工作程序后，施工单 位根据设计要求对建设工程进行新建、扩建、改建的活动。
• 工作内容Байду номын сангаас
物联网工程施工所涵盖的工作内容主要有：熟悉和审查施工图纸；编制施工方案；督促施工材料 及设备合格并按时进场；施工费用的核算；现场施工调试及配合验收等。
• 验收内容
物联网工程的验收内容主要包括：工程的建设内容、工程质量、工程设备、工程经费、系统 性能和过程文件等。
5
1.8 认识物联网工程
1.8.5 物联网工程项目管理 • 定义
所谓项目管理，就是项目的管理者，在有限的资源约束下，运用专门的知识、技能、工具 和方法，对项目涉及的全部工作进行有效地管理。
单元一 探寻物联网世界
任务二 认识物联网系统结构
引导案例
走进物联网世界
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引导案例
走进物联网世界
讨论
以上视频中实现了哪些智能化功能？ 这些功能实现要经历哪些过程？
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目标与任务
1
知识准备
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目录
3
任务实施
4
任务评价
1
PART.1
目标与任务
2
任务目标
知识目标
• 掌握物联网的层级结构 • 了解物联网典型的应用场景 • 了解物联网典型的关键技术 • 认识物联网工程的设计与实施流程
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1.7 认识物联网的关键技术
1.7.2 网络层——通信与网络技术
物联网的网络层建立在现有的通信网络、互联网、广电网基础上，将感知层采集的信息通过各 种接入设备与网络相连，实现物体信息的传输。
物联网工程专业系列教材：物联网导论
述 第1章物联网概述 1.1起源与发展 1.2核心技术 1.3主要特点 1.4发展趋势 1.5应用前景 第二篇感知识别 第2章自动识别技术与RFID 2.1自动识别技术 2.1.1光符号识别技术
作者简介
作者简介
刘云浩，清华大学信息学院特聘教授、博士生导师，清华大学软件学院院长。ACM中国理事会主席。本科毕 业于清华大学自动化系，在美国密西根州立大学获硕士与博士学位。历任香港科技大学计算机系助理教授、副教 授、研究生部主任。2008年因传感网创新应用被香港政府授予最佳创新与研究特等奖（Grand Prize）。2010年 获得教育部自然科学奖一等奖。2011年获得国家自然科学基金委员会杰出青年基金，并获得国家自然科学奖二等 奖。2013年被TCP/IP发明人之一、图灵奖获得者文顿·瑟夫（Vinton Cerf）授予ACM主席奖（ACM Presidential Award）。是该奖设立以来首位获奖的中国人。担任国际一流学术期刊《IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems》的副主编（Associate Editors—in—Chief），《IEEE/ACM Transactions on Networking》和《ACM Transactions on Sensor Networks》的编委（Associate Editor）。发表论文一百多篇，单篇论文最高国际他引超过1000次，论文累计他引超过8000次。
图书目录
图书目录
前言 第1章物联网概述 1.1物联网的概念 1.1.1物联网发展背景 1.1.2物联网的定义 1.1.3物联网的特征 1.1.4物联网应用范围 1.2物联网体系结构 1.2.1感知层 1.2.2网络层 1.2.3应用层
作者简介
作者简介
刘云浩，清华大学信息学院特聘教授、博士生导师，清华大学软件学院院长。ACM中国理事会主席。本科毕 业于清华大学自动化系，在美国密西根州立大学获硕士与博士学位。历任香港科技大学计算机系助理教授、副教 授、研究生部主任。2008年因传感网创新应用被香港政府授予最佳创新与研究特等奖（Grand Prize）。2010年 获得教育部自然科学奖一等奖。2011年获得国家自然科学基金委员会杰出青年基金，并获得国家自然科学奖二等 奖。2013年被TCP/IP发明人之一、图灵奖获得者文顿·瑟夫（Vinton Cerf）授予ACM主席奖（ACM Presidential Award）。是该奖设立以来首位获奖的中国人。担任国际一流学术期刊《IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems》的副主编（Associate Editors—in—Chief），《IEEE/ACM Transactions on Networking》和《ACM Transactions on Sensor Networks》的编委（Associate Editor）。发表论文一百多篇，单篇论文最高国际他引超过1000次，论文累计他引超过8000次。
图书目录
图书目录
前言 第1章物联网概述 1.1物联网的概念 1.1.1物联网发展背景 1.1.2物联网的定义 1.1.3物联网的特征 1.1.4物联网应用范围 1.2物联网体系结构 1.2.1感知层 1.2.2网络层 1.2.3应用层
01-物联网工程导论-第一章
智慧地球
1.2 物联网兴起的背景
物联网兴起历史：
1、《未来之路》
2、《ITU互联网报告2005：物联网》 3、IBM-智慧地球
1.2 物联网兴起的背景
中国发展物联网的基础（优势）：
1、世界第一的用户群
2、政府集中优势资源实现和谐社会的决心和能力 3、世界领先的网络技术和基础设施 4、现有“包袱”相对较少(有利于重新规划和规范) 5、中国人追求新奇的用户习惯
传感网
泛在网 （ubiquitous network ）
泛在网”即广泛存在的网络，它以无所不在、无所不包、无所 不能为基本特征，以实现在任何时间、任何地点、任何人、 任何物都能顺畅地通信为目标。 以“无所不在”、“无所不包”、“无所不能”为基本特征， 帮助人类实现“4A”化通信，即在任何时间(anytime)、任何 地点(any-where)、任何人(anyone)、任何物(anything)都能 顺畅地通信 ITU把泛在网络描述为物联网基础的远景。泛在网络由此成为物 联网通信技术的核心。
第一章 物联网概述
本章要点
1、理解【物联网的概念】 2、了解国内外物联网发展概况
3、了解物【联网关键技术】
4、了解【物联网产业】相关
目 录
1.1 物联网的基本概念 1.2 物联网兴起的背景 1.3 国内外物联网发展概况 1.4 物联网关键技术 1.5 物联网产业 1.6 我国物联网发展的机遇与挑战
社会服务：医院、广播、体育场馆„„ 商业服务：旅游、饭店、娱乐、餐饮、银行„„ „„
1.5 物联网产业
物联网产业链：
1.6 我国物联网发展存在的问题
1、标准体系健全难
2、核心技术有待突破：高端芯片
3、缺乏规模效应导致成本过高 4、赢利模式无经验可借鉴 5、CGlobal网络架构
物联网工程导论-概述ppt课件
物联网工程导论
21
物联网的共性技术
物联网架构技术：目前处于概念发展阶段。物联网 需具有统一的架构，清晰的分层，支持不同系统的 互操作性，适应物联网的业务特性。 标识和解析技术：物联网标识和解析技术涉及不同 的标识体系、不同体系的互操作、全球解析或区域 解析、标识管理等。 安全和隐私技术：包括安全体系架构、网络安全技 术、隐私保护技术、安全管理机制和保证措施等； 网络管理技术：包括管理需求、管理模型、管理功 能、管理协议等。
2学时
4学时 4学时 4学时 6学时 2学时 4学时 2学时 2学时 6学时 2学时 2学时
8学时
物联网工程导论
课程介绍
教材： 魏旻 王平 《物联网导论》，人民邮电出 版社，2015年8月第1版 参考资料： （1）杨埙 罗勇《物联网技术概论》，西安电子科 技大学出版社，2015年1月第1版 （2）胡四泉 王新平 王志良 王宏 《物联网组成原 理》，机械工业出版社，2015年10月第1版 专业网站： 中国物联网、物联中国等
物联网工程导论
25
物联网目前最大的问题？
观察目前市面上的物联网产品可以发现，百货公 司、网站甚至大卖场都可以看到跟生活面相关的 产品，不过标准林立也使产品之间信息共通困难 ，严重阻碍市场接受度。
物联网目前最大的问题是标准无法统一！
如果可以整合资源，推动制订兼容性规格，甚至 开放源码，那么未来数十亿的设备，包括设备、 手机、计算机、工业设备以及应用等都能得以互 通。
物联网工程导论
35
课程介绍
教学方式：教师主导、学生主体
课程考核方式：平时学习及作业+课程设计+笔试
考核项目
平时学习及 作业
平时表现 学习态度 作业完成
21
物联网的共性技术
物联网架构技术：目前处于概念发展阶段。物联网 需具有统一的架构，清晰的分层，支持不同系统的 互操作性，适应物联网的业务特性。 标识和解析技术：物联网标识和解析技术涉及不同 的标识体系、不同体系的互操作、全球解析或区域 解析、标识管理等。 安全和隐私技术：包括安全体系架构、网络安全技 术、隐私保护技术、安全管理机制和保证措施等； 网络管理技术：包括管理需求、管理模型、管理功 能、管理协议等。
2学时
4学时 4学时 4学时 6学时 2学时 4学时 2学时 2学时 6学时 2学时 2学时
8学时
物联网工程导论
课程介绍
教材： 魏旻 王平 《物联网导论》，人民邮电出 版社，2015年8月第1版 参考资料： （1）杨埙 罗勇《物联网技术概论》，西安电子科 技大学出版社，2015年1月第1版 （2）胡四泉 王新平 王志良 王宏 《物联网组成原 理》，机械工业出版社，2015年10月第1版 专业网站： 中国物联网、物联中国等
物联网工程导论
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物联网目前最大的问题？
观察目前市面上的物联网产品可以发现，百货公 司、网站甚至大卖场都可以看到跟生活面相关的 产品，不过标准林立也使产品之间信息共通困难 ，严重阻碍市场接受度。
物联网目前最大的问题是标准无法统一！
如果可以整合资源，推动制订兼容性规格，甚至 开放源码，那么未来数十亿的设备，包括设备、 手机、计算机、工业设备以及应用等都能得以互 通。
物联网工程导论
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课程介绍
教学方式：教师主导、学生主体
课程考核方式：平时学习及作业+课程设计+笔试
考核项目
平时学习及 作业
平时表现 学习态度 作业完成