物联网工程实践课件：电子教案03.doc

1、教案（第 1 页）章章 节节名名 称称3 3 物联网标准物联网标准授授 课课安安 排排授授 课课时时 数数2授授 课时课时间间第 3 次授授 课课方方 法法讲练结合授授 课课 教教具具机房教教 学学目目 的的了解物联网标准化的相关概念教教 学学重重 点点物联网标准化的意义，物联网国际标准化组织，ZigBee 标准教教 学学难难 点点物联网标准化的意义，物联网国际标准化组织，ZigBee 标准第一个是物联网标准化的意义从物联网架构的角度来看，未来物联网的标准将在其中发挥着极其重要的作用：首先，通过标准，可以方便参与其中的各种物品、个人、公司、企业、团体以及机构方便的实现标准技术，使用物联网的应用

2、，享受物联网的建设成果和便利条件，而且可以在各个国家、地区和国际组织之间起到不可替代的协调作用；其次，通过标准，可以促进未来的物联网解决方案市场的竞争性，增进各种技术解决方案之间的互操作能力，同时避免和限制垄断的形成，保证基于物联网开放基础平台的解决方案提供商可以不受限制地、平等地向他们的用户提供各种各样丰富精彩的应用与服务，从而保障任何个人以及组织可以享受这样一个富含竞争力的市场所带来的各种实惠；同时，通过标准，可以允许参与物联网的个人和组织，在他们进行信息共享与数据交换时，高效的完成所需的工作，最大限度的减少和避免所交换信息的意义产生歧义的可能性。这样就大大的促进物联网中各个系统间互相交换

3、，互相共享。最后，随着全球/全局信息生成和信息收集基础设施的逐步建立，国际质量和诚信体系标准将变得至关重要。我们要保证这些标准可以在全球范围内顺利地部署到位。装订线教案（附页）（第2页）这张图是物联网国际标准化组织相关介绍。这里我们看到，分为了四个部分，第一个是整体框架主要有 ITU-T SG13、ETSI、ISO 来参与，第二个框架是智能电网/计量，主要有FCC 美国智能电网标准、IEEE、CEN 等，第三个方面 WSN/RFID 主要参与的有 IEEE802.15、IETF 6、EPC Global GS1，第四个是电信网 3GPP、GSMA、OMA DM看的第一类标准就是 RFID 标准

4、。教案（附页）（第3页）RFID 用于使用的时间较长，它所产生的标准非常的多，分为以下四类技术标准，其中有ISO180001 一直到 ISO180007 都有，第二类叫数据结构标准，第三类是性能标准，主要有 ISO18046 REID 性能测试的方法等，第四个类标准应用标准，主要有货运集装箱标签，货运集装箱电子封条 RF 通信协议等一些内容第二个标准 IEEE 802.15.4 标准。 这个是标准结构， 分为 868/915MHz 物理层、 2450MHz物 理 层 、 在 上 面 一 层 介 质 访 问 层 ， 还 有 网 络 层 ， 高 层ZigBee 标准ZigBee 标准是一种新兴的短

5、距离无线网络通信技术，它是基于 IEEE 802.15.4 协议教案（附页）（第4页）栈，主要针对低速率的通信网络设计的。它功耗低，是最具有可能应用在工控场合的无线方式。它和 2.4 GHz 频带提供的数据传输速率为 250 kbps，915 MHz 频带提供的数据传输速率为 40 kbps，而 868 MHz 频带提供的数据传输速率为 20 kbps。它采用跳频技术和扩频技术。我们来看看 ZigBee 体系结构示意图这个 ZigBee 体系标准中，最底层是芯片、ZigBee Stack、应用程序，最下一层叫物理层，介质访问层、数据链路层这三层是 IEEE 用户，在上面一层是网络层、应用层接口

6、、应用层，这主要针对于用户的，这一片连接起来就是 ZigBee 联盟其他标准短距离无线通信技术标准主要有 IrDA 协议、Bluetooth 技术和 802.11 Wi-Fi 等技术。首先看 IrDA 协议IrDA（Infrared Data Association）是点对点的数据传输协议，通信距离很短，一般在 01 m，通信介质为波长为 900 nm 左右的近红外线，传输速率最快可达 16 Mbps，其传输具备角度小（30角以内） 、距离短、数据直线传输、传输速率较高，保密性强等特点，适用于传输大容量的文件和多媒体数据。IrDA 协议只适用于两台（非多台）设备之间的连接。接下来是 Bluet

7、ooth 技术Bluetooth 技术能够实现单点对多点的无线数据和声音传输，通信距离在 10 m 半径范围内，数据传输带宽最高可达 1 Mbps。Bluetooth 工作在全球开放的 2.4 GHz ISM 频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为 2.402 GHz2.480 GHz 的电磁波。Bluetooth 具有功耗低、支持语音传输、通信安全性好、组建网络简单等特点。Bluetooth 还存在植入成本高、通信对象少、通信速率较低和技术不够成熟的问题。第三个是 802.11 Wi-Fi它工作在2.4 GHz附近的频段。 Wi-Fi基于IEEE 802.11 a、 IEEE 802.11 b、 IEEE 802.11g、IEEE 802.11 n 协议。传输的有效距离很长，目前最新的交换机能把 Wi-Fi 无线网络从 100 m 的通信距离扩大到约 6.5 km。数据传输速率达到上百兆，与各种 802.11 DSSS设备兼容。Wi-Fi 已成为最受笔记本青睐的计算机技术了。教案（附页）（第5页）本领域中一些需要解决的问题和主要研究内容包括：1.物联网标准化体系。2.基于语义本体的语义标准研究。3.云内、云外及云间通信标准的研发。