《物联网工程导论》PPT课件 认识物联网系统结构共37页文档
合集下载
第2章物联网的体系结构ppt课件全
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
3. 人工智能
人工智能(Artificial Intelligence，简称AI)是研究人类智 能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如 何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作， 也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智 能行为的基本理论、方法和技术。
2.2 网络层
2.2.2 网络层关键技术 3. 无线短距离通信技术
（1）ZigBee （2）蓝牙 （3）Wi-Fi
2.3 应用层
2.3.1 应用层主要功能
应用层包括各类用户界面显示设备以及其他管理设备 等，这也是物联网体系结构的最高层。应用层根据用户 的需求可以面向各类行业实际应用的管理平台和运行平 台，并根据各种应用的特点集成相关的内容服务。
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
1. 云计算 云计算概念是由Google提出的，其核心思想是将大量用 网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资 源池向用户提供相应服务。
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
2. 中间件 中间件是一类连接软件组件和应用的计算机软件，它包 括一组服务，以便运行在一台或多台机器上的多个软件 通过网络进行交互。
课后练习参考答案
一、单项选择题 1～5:DBBCD 6～10:BCDCC 11～15:D AAA 二、简答题 略
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
4. 数据挖掘 数据挖掘(Data Mining)，就是从存放在数据库、数据仓 库或其他信息库中的大量的数据中获取有效的、新颖的、 潜在有用的、最终可理解的模式的非平凡过程。
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
物联网层次结构PPT课件
物联网层次结构模型
• 物联网可分为感知层、网络层、应用层
农业
应用层
工业监测 公共安全
城市管理
智能家电
智能交通
GSM CDMA
CDMA2000 WCDMA TDSCDMA
LTE LTE-Advanced
网络层 2G网络
3G网络
4G网络
感知层 传感器
RFID
5 汽车
汽车
WSN
WSN
7
第7页/共39页
物联网感知层
3
第3页/共39页
物联网的层次结构
物联网工作过程与人的智能处理问题过程比较
4
第4页/共39页
物联网的层次结构
• 设计一个复杂的、庞大的系统必然要采用 “化整为零，分而治之”的“分层结构” 思想。
• 物联网是一个形式多样、涉及社会生活各 个领域的复杂系统。从实现技术角度看， 物联网的特点是：网络的异构性，规模的 差异性，接入的多样性。
物联网的层次结构
• 如果将人对问题智慧处理的能力形式与物 联网工作过程做一个比较，不难看出两者 也有惊人的相似之处。
• 人的感官用来获取信息，人的神经用来传 输信息，人的大脑用来处理信息，使人具 有智慧处理各种问题的能力。
• 物联网处理问题同样也要经过三个过程： 全面感知、可靠传输、智能应用（处理）
• 感知层位于物联网层次结构中的最底层，主要用于采集物理世界中发生的物理事 件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据等。
• 感知层的作用相当于人的眼、耳、鼻、喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物 体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体、采集信息。
• 数据采集技术有多种，主要包括传感器、RFID、多媒体信息采集、实时定位等。
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？
物联网导论-物联网体系结构概述PPT(共 54张)
• 数据的动态组织与管理层：实现感知数据的语义理解、推理、决策以及 提供数据的查询、存储、分析、挖掘等。云计算为感知数据的存储、分 析提供了很好的平台，是信息处理的重要组成部分，也是应用层各种应 用的基础。
• 应用决策层：物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供 多种不同类型的服务。物联网的应用可分为监控型（物流监控、污染监 控），控制型（智能交通、智能家居），扫描型（手机钱包、高速公路 不停车收费）等。
• 体系架构是指导具体系统设计的首要前提。物联网 应用广泛，系统规划和设计极易因角度的不同而产 生不同的结果，因此急需建立一个具有框架支撑作 用的体系架构。另外，随着应用需求的不断发展， 各种新技术将逐渐纳入物联网体系中，体系架构的 设计也将决定物联网的技术细节、应用模式和发展 趋势。
桂小林 5
• 如图2-1所示，在物联 网中，任何人和物之间 都可以在任何时间、任 何地点实现与任何网络 的无缝融合，它实现了 物理世界的情景（ context）感知、处 理和控制这一闭环过程 真正意义上形成了人物、人-人、物-物间信 息连接的新一代智能互 联网络。
桂小林 10
通用四层结构
桂小林 11
通用四层结构
• 感知控制层：它是物联网发展和应用的基础，包括RFID读写器、智能 传感节点和接入网关等组成。各种传感节点通过感知目标环境的相关信 息，并自行组网传递到网关接入点，网关将收集到的数据通过互联网络 提交到后台处理。
• 数据传输层：主要负责通过各种接入设备实现互联网、移动通信网等不 同类型的网络融合。此外，还提供路由、格式转换、地址转换等功能。
桂小林 3
本章内容
• 2.1 物联网体系结构概述 • 2.2 物联网体系结构的基本组成 • 2.3 物联网关键技术 • 2.4 已有物联网相关应用架构
• 应用决策层：物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供 多种不同类型的服务。物联网的应用可分为监控型（物流监控、污染监 控），控制型（智能交通、智能家居），扫描型（手机钱包、高速公路 不停车收费）等。
• 体系架构是指导具体系统设计的首要前提。物联网 应用广泛，系统规划和设计极易因角度的不同而产 生不同的结果，因此急需建立一个具有框架支撑作 用的体系架构。另外，随着应用需求的不断发展， 各种新技术将逐渐纳入物联网体系中，体系架构的 设计也将决定物联网的技术细节、应用模式和发展 趋势。
桂小林 5
• 如图2-1所示，在物联 网中，任何人和物之间 都可以在任何时间、任 何地点实现与任何网络 的无缝融合，它实现了 物理世界的情景（ context）感知、处 理和控制这一闭环过程 真正意义上形成了人物、人-人、物-物间信 息连接的新一代智能互 联网络。
桂小林 10
通用四层结构
桂小林 11
通用四层结构
• 感知控制层：它是物联网发展和应用的基础，包括RFID读写器、智能 传感节点和接入网关等组成。各种传感节点通过感知目标环境的相关信 息，并自行组网传递到网关接入点，网关将收集到的数据通过互联网络 提交到后台处理。
• 数据传输层：主要负责通过各种接入设备实现互联网、移动通信网等不 同类型的网络融合。此外，还提供路由、格式转换、地址转换等功能。
桂小林 3
本章内容
• 2.1 物联网体系结构概述 • 2.2 物联网体系结构的基本组成 • 2.3 物联网关键技术 • 2.4 已有物联网相关应用架构
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
物联网介绍PPT课件
农业信息化
精准农业管理
物联网技术可实时监测土壤、气候等数据，为农民提供精准的种 植和管理建议。
智能农机装备
物联网技术可将农机设备与传感器相连，实现自动化播种、施肥、 灌溉等作业，提高生产效率。
农产品溯源
物联网技术可记录农产品的生长、加工、流通等环节的信息，实 现农产品的溯源和质量保障。
智能交通
减少交通拥堵
物联网介绍PPT课件
汇报人：XXX
CONTENTS
01 物联网概述 02 物联网的组成与工作原理 03 物联网的应用场景 04 物联网的技术支持 05 物联网的挑战与解决方案 06 物联网的未来展望
物联网概述
物联网的定义
物与物相连的网络
物联网是通过互联网将各种物品相互连接，实现信息的交换和共 享，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网设备可以方便地扩展和集成新的设备和系统， 提高了系统的灵活性和可扩展性。
通过物联网技术的应用，可以实现能源和资源的节 约，提高生产效率，降低运营成本。
物联网的组成与工作原理
物联网的硬件组成
传感器
传感器是物联网的重要硬件组成 之一，用于采集各种环境参数和
数据。
嵌入式系统
嵌入式系统负责将传感器采集的 数据进行处理和存储，并通过网
01
02
提升智能化水平
物联网与人工智能的融合将推动智能化水 平的大幅提升，实现更智能的设备和服务。
创造全新应用场景
物联网与人工智能的结合将创造出全新的 应用场景，如智能家居、智能交通等。
03
助力数字化转型
物联网与人工智能的融合将为企业数字化 转型提供有力支持，促进产业升级和创新 发展。
智慧城市
物联网体系结构PPT幻灯片课件
14
2019/10/11
经过近几年的快速发展，各国不同的单位和机构 均初步建立了各自的物联网技术方案。例如，欧盟于 2009年9月发布的《欧盟物联网战略研究路线图》白 皮书中列出了13类物联网关键技术，它包括物联网体 系结构技术、标识技术、通信技术、网络技术、发现 与搜索引擎技术、软件和算法技术、硬件技术、数据 和信号处理技术、关系网络管理技术、电源和能量储 存技术、安全与隐患技术、标准化与相关技术等。物 联网的关键技术如图2.5所示。
4
2019/10/11
2.2 物联网的体系结构 2.2.1 物联网的组成
物联网作为一种形式多样的聚合性复杂系统， 涉及了信息技术自上而下的每一个层面，其体 系架构一般可分为感知层、网络层、应用层三 个层面。其中公共技术不属于物联网技术的某 个特定层面，而是与物联网技术架构的三层都 有关系，它包括标识与解析、安全技术、网络 管理和服务质量QoS（Quality of Service， QoS）管理等内容。物联网体系结构图如图2.1 所示。
18
2019/10/11
2.4.2中国物联网产业的基本架构
19
2019/10/11
思考与练习题 一、简答题 1、简述物联网的功能特征与基本功能。 2、简述物联网感知层的组成与作用。 3、物联网在传输网络层存在各种网络形式，通常使
用的网络形式有哪几种？ 4、简述应用层相关技术?
20
2019/10/11
7
2019/10/11
感知层示意图 8
2019/10/11
2.2.3 物联网网络层 第二层是网络层。网络是物联网最重要的基础设施之一。
网络层在物联网模型中连接感知层和应用层，具有强大的纽 带作用，高效、稳定、及时、安全地传输上下层的数据。 网络层，即异构融合的泛在通信网络，它包括了现有的互联 网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网，通信网络对 采集到的物体信息进行传输和处理。
物联网导论介绍精品PPT
RFID技术
无线射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)，又称电子标 签，，在老人出现意外时发出求助信号
在机场防入侵系统中的应用
浦东国际机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低 空探测，可防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵
在路灯控制系统中的应用
济南园博园园区所有功能性照明 都采用了ZigBee无线技术达成的 无线路灯控制，节能环保
物联网的架构
应用层：互联网络
–
–
物联网的信息存储
物联网的计算决策
网络层：泛在接入 – – 无线网络（蜂窝、WiFi等） 有线网络
感知层：物物网络
– – 智能嵌入式设备 感知、标识和通信
感知层
解决的问题
就是人类世界和物理世界的 数据获取
功能和作用
是完成信息采集和信号 处理
特点
由于需要感知的地理范围和空间范围比较 大，包含的信息也比较多，该层中的设备 还需要通过自组织网络技术，以协同工作 的方式组成一个自组织的多节点网络进行 数据传递（瞎子摸象）。
实时获取路况信息，监视和控制交通流量
第二
可以实现车辆与网络相连，优化行车路线
第三
可以无缝地检测、标识车辆并收取行驶费用
在医疗行业的应用
体内智能诊断设备，有助于疾病的早期诊断，
1
增强康复效果
2
生物降解材料的智能设备，能够检测体内温 度湿度，防止皮肤问题
3
新型个人医疗设备，使得病人在家即可接受医疗，
远程医疗可避免昂贵路费，减少病人的压力
孩子
一种未来的生活愿景——身在外，家就
在身边；回到家，世界就在眼前