浅谈物联网技术课件.pptx
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1、浅谈物联网技术孔维元浅谈物联网技浅谈物联网技术术 一、物联网技术的产生背景 二、物联网技术的应用领域以及前景 三、物联网技术相关关键性技术 四、电磁波频率、功率、能量、传输距离 五、RFID 六、典型案例:ETC车载电子标签识别系统 七、典型案例:小米智能家居 八、典型案例:共享单车物联网技术产生的背景爱迪生改进灯泡批量生产后,必然同时制作了一个开关来控制它;能否远程控制呢?那需要把线拉长对吧;后来出现了继电器:我们上中学物理课都做过的实验,小电流控制大电流回路上的开关,可以在很远的距离人工遥控;电子计算机出现后,两台电脑直接通过数据线可以交换数据了;再后来,1969年美国建成了第一个互联网,
2、此时internet不=www(万维网),仅仅是实验室的一个成功项目;再后来发展成为一个覆盖五大洲150多个国家的开放型全球计算机网络系统。我想说的是:我们一直在希望自己的控制能力更强,控制范围更远,从最开始控制眼前的电灯泡,到现在我们可以在北京控制武汉自家的净化器开关,我们希望自己的控制能力强大,不但要控制电脑,还要控制饮水机,空调,汽车,生产线上的设备,还要随时查看自己购买的快递的物流信息,要随时检测自己的健康状况,当家里的天然气泄漏时,我们希望立刻在自己的终端设备上(手机,手表)得到报警信息,这一切的实现,都依赖物联网这门技术,其实有些现在已经实现了。给物联网概念给物联网一个定义:物联网
3、(Internet of Things)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。一句式理解物联网:把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换,即物物相息,以实现智能化识别和管理。通俗一点说:物联网是物与物之间的联网(物物相连);互联网是人与人之间的联网(人人相连)物联网技术,是电子、通信、计算机三大领域技术的融合,所以与其说物联网是一种技术,不如说是一个时代(互联网也是一个时代),它通过对相关技术进行整合,形成了一个时代的概念,是一个建立在技术基础之上的时代。
4、物联网技术主要的应用领域以及前景智能仓储:可以确保企业及时准确地掌握库存的真实数据,合理保持和控制企业库存;智慧物流:在物流的运输、仓储、包装、装卸搬运、流通加工、配送、信息服务等各个环节实现系统感知,全面分析,及时处理可以提高企业的利润,节约成本;智能家庭:方方面面了解家庭情况,对家用电器进行远程控制;智能医疗:通过传感器与移动设备来对生物的生理状态进行捕捉。如心跳频率、体力消耗、葡萄糖摄取、血压高低等生命指数。把它们记录到电子健康文件里面。方便个人或医生进行查阅,还能够监控人体的健康状况;智能电力:以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为
5、基础),将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的,实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。智能交通:以图像识别技术为核心。综合利用射频技术、标签等手段,对交通流量、驾驶违章、行驶路线、牌号信息、道路的占有率、驾驶速度等数据进行自动采集和实时传送,相应的系统会对采集到的信息进行汇总分类,并利用识别能力与控制能力进行分析处理,对机动车牌号和其它高档车进行识别、快速处置,为交通事件的检测提供
6、详细数据。该系统的形成,会给智能交通领域带来极大的方便。智能农业:地表温度检测、家禽的生活情形、农作物灌溉监视情况、土壤酸碱度变化、降水量、空气、风力、氮浓缩量、土壤的酸碱性和土地的湿度等,进行合理的科学估计,为农民在减灾、抗灾、科学种植等方面提供很大的帮助,完善农业综合效益。智能工业:是将具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节,大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,将传统工业提升到智能化的新阶段。智能安防:相比以往的人防方式,智能化安防技术的主要内涵是其相关内容和服务的信息化、图象的传输和存储、数据的存储和处理等等。就智能
7、化安防来说,一个完整的智能化安防系统主要包括门禁、报警和监控三大部分。军事应用:当今时代,各国战争趋于信息化,对于作战要求以“看得通透、反应敏捷、打得精准”为目标,只有在信息摄取、传递和处理上占优势的一方才能获得战争的主动权。物联网凭借着自身的优势,可以在各种情形下获得有效军事信息,微传感器节点在战场中自动组网,摄取、传递战场信息,为取得胜利提供必不可少的情报支持。物联网中的关键技术三项关键技术:传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术1、传感器技术:这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机
8、才能处理。2、RFID标签:也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。3、嵌入式系统技术:是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很
9、形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。物联网可分为3层LOREM IPSUM DOLOR 感知层:由各种传感器网关和传感器构成、包括有温度传感器、二氧化碳浓度传感器、二维码标签、湿度传感器、摄像头、RFID 标签和读写器、GPS等感知终端。感知层的作用就像人的视觉、触觉、味觉、听觉一样,它是物联网获取识别物体、采集信息的来源,主要功能是识别物体、采集信息。网络层:由互联网、私有网络、无线和有线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成的,网络层就相当于人的大脑和神经中枢,主要负责传递和处理感知层获取的信息。应用层:是物联网和用户(包括个人、组织或者其他系统)的接口,它与行业发展应用
10、需求相结合,实现物联网的智能化服务应用。物联网网络种类据GSMA预测,到2020年全球互联设备将会到达270亿,其中100亿为移动连接设备电磁波频率、功率、能量、传输距离与有线传输相比,无线传输具有许多优点,或许最重要的是,它更灵活,物联网无线连接的方式在未来的比重会越来越大,那么就细说一下无线传输方式长波通信长波通信(3kHz 30kHz)。长波主要沿地球表面进行传播(又称地波),也可在地面与电离层之间形成的波导中传播,传播距离可达几千公里甚至上万公里。长波能穿透海水和土壤,因此多用于海上、水下、地下的通信与导航业务。中波通信中波通信(30kHz 3MHz)。中波在白天主要依靠地面传播,夜间
11、可由电离层反射传播。中波通信主要用于广播和导航业务。短波通信短波通信(3MHz 30MHz)。短波主要靠电离层发射的天波传播,可经电离层一次或几次反射,传播距离可达几千公里甚至上万公里。短波通信适用于应急、抗灾通信和远距离越洋通信。超短波通信超短波通信(30MHz 300MHz)。超短波对电离层的穿透力强,主要以直线视距方式传播,比短波天波传播方式稳定性高,受季节和昼夜变化的影响小。由于频带较宽,超短波通信被广泛应用于传送电视、调频广播、雷达、导航、移动通信等业务。微波通信微波通信(300MHz 300GHz)。微波主要是以直线视距传播,但受地形、地物以及雨雪雾影响大。其传播性能稳定,传输带宽
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