物联网核心技术和知识体系

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1、物联网核心技术和知识体系2011年5月11日1我们的实训核心RFID(HF和UHFEPC),ZIGBEE,嵌入式WIFI,蓝牙，无线定位和卫星数据通讯系统；2物联网技术开发实力技术资源和开发工具，从源代码到价值数万美元的开发设备；物联网开发实验室一般都具有齐备的高频无线测试设备和仪器和各种开发系统和工具。附图其中主要物联网设计需要的高频仪器和设备。3物联网核心技术和知识体系主要内容第一部分为全球物联网技术4大趋势及其代表性技术的深度分析；附带介绍美国和国外相关典型最新应用和市场；第二部分为物联网技术教学知识体系的思考：教什么？如何教？并具体示范其中一课教学－－“微功耗无线简单网络

2、”；4物联网核心技术/技术趋势研究/最新应用5物联网核心技术目前公认的概念：物联网由传感层，网络层，应用层组成；物联网是一个比互联网更大的网络我们的观点一：物联网的本质是网络通讯，（网状网络）是关键；我们的观点二：物联网核心技术是无线技术，包括无线SOC、无线网络标准、无线通讯的协议栈和其它相关嵌入式软件，数据库，中间件等；我们的观点三：无线网络通讯中的主流技术；卫星数据通讯6越来越小的无线网络节点和功耗ZIGBEE传感器网络节点AA电池X25X3CM20-30微安电流WIFIGS1010传感器网络节点AA电池X14X3CM电池工作5年无线监控手表微型电池3X3CM平均电流10微

3、安有源433MHZ电子标签CR2032钮扣电池直径2.2X3CM电池工作6年123456电子药丸特殊微型电池小于直径2.0X2CM无源EPC电子标签无需电池直径1.6X1.6X0.001CM总量0.002克物联网传感层7越来越小的无线网络终端节点带来了全新的应用和市场空间牙刷也上物联网无线网络节点的微型化和微功耗化，加上SOC芯片大幅度降价：16位单片机MSP430G系列，价格下降到0.25美元，32位M0单片机，价格下降到0.5美元；无线单片机也下降到接近1美元；而且待机功耗下降到1微安以下；这样，物联网技术将以很快的速度，进入家电和消费电子市场，衍生出全新应用；手持，轻薄，网

4、络化，微功耗是主要特点和主要卖点；物联网上的温度计物联网上血糖仪物联网上的计步器8越来越小的无线网络路由节点逐步实现微功耗的能量收集运行无线传感器网络路由节点承担路由转发任务，必须要消耗一定功率，一般设计采用外加电源供电；但是随着路由节点功耗和体积下降，使用最新的能量收集技术，作为路由节点供电可能性逐步加大；荒漠，草原，农业环境监测，滴灌，根灌等野外传感器网，物联网应用将逐步实现；太阳能供电路由节点示意图振动收集供电路由节点示意图植物收集为无线网络路由器供电，实现能量收集无线传无线感器网络示意图可以监视野外环境火灾报警等9超高频电子标签（节点）微型化：推动UHFEPC技术新应用

5、－1超高频电子标签微型化的主要技术原因是：1、读卡器输出功率增加；2、标签芯片灵敏度提高；标签体积微型化，将带来一系列新应用目前我们在美国实验室测试，UHFEPC无源标签读写距离已经可以达到30－40米这意味着货物识别将具有更大准确性，快捷性；将有更多的商业应用可以实现小型药瓶名酒酒瓶放心猪肉UHF标签小型化和微型化，为防伪应用开辟了广阔的天地；很多体积小，价格敏感的商品将也很容易实现跟踪和识别10超高频电子标签（节点）微型化：推动UHFEPC技术新应用－2长距离UHF标签智慧公交系统UHF微型标签可以在很远的地方被准确读取将大大加快智慧商业应用长距离标签11物联网技术趋势研究之

6、二无线网络覆盖范围越来越大低轨道卫星数据通讯有源RFID网络802.11SWIFI网状网3G/4G电信网络12低轨道卫星数据通讯，物联网连接更遥远美国最近发射了第二代低轨道卫星；卫星接收模块实现了微型化，容易实现全球集装箱，交通工具实时跟踪联网和监控；低轨道卫星M2M油管远程监控实例新一代低轨道卫星系统13长距离有源电子标签和网络扩展RFID范围和功能读卡器网络化有源标签读卡器和唤醒基站标签具有网络和定位功能14典型UHF有源标签硬件和协议软件UHF有源标签工作距离：10-2000m(1.2mi)频率：433MHz速率：28kbps标签容量：数千个标签具有multi-hop,

7、sensors,security,IPv6和很多功能软件协议C语言代码1万行编译后执行代码典型8-16KB长距离有源电子标签和网络：标签结构性能和软件有源标签电路板15长距离有源电子标签和网络广阔的应用范围和全球市场16802.11SWI－FI网状网络无线网络覆盖范围越来越大802.11S网络拓扑802.11S都市无线网络802.11S车载无线网络17WI-FI网状网实际应用举例：智慧医院急诊室无线定位系统802.11S路由器802.11S路由器－2输液器标签WIF