现代计算机网络技术刘功庆 第13章

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1、现代计算机网络技术第13章物联网技术本章阐述了物联网的概念，定义以及物联网在世界上的应用情况，重点介绍了物联网中的技术架构，核心技术以及物联网在应用过程中可能遇到的问题，最后展望了物联网以后的发展。学习目标物联网的概念及分类理解掌握掌握了解物联网的技术构架和核心技术物联网中所涉及到的硬件物联网在世界上的应用和发展情况物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。如

2、图所示。13.1物联网简介13.1.1物联网的概念物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。在物联网的概念中的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：①要有数据传输通路；②要有一定的存储功能；③要有CPU；④要有操作系统；⑤要有专门的应用程序；⑥遵循物联网的通信协议；⑦在世界网络中有可被识别

3、的唯一编号。物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“TheInternetofthings”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网的基础上进行延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。13.1.2物联网分类按照物联网的应用差别，我们可以大致把物联网分成4大类：①私有物联网（PrivateIoT）：一般面向单一机构内部提供服务；②公有物联网（PublicIoT）：基于互

4、联网（Internet）向公众或大型用户群体提供服务；③社区物联网（CommunityIoT）：向一个关联的“社区”或机构群体（如一个城市政府下属的各委办局：如公安局、交通局、环保局、城管局等）提供服务；④混合物联网（HybridIoT）：是上述的两种或以上的物联网的组合，但后台有统一运维实体。13.1.3物联网的技术架构物联网有三个基本特点，如图所示：各层的主要组成部分和作用如下图所示13.2物联网关键技术介绍1.RFID技术简介RFID是RadioFrequencyIdentificatio

5、n的缩写，即射频识别技术，俗称电子标签。电子标签属于智能卡的一类，RFID技术在物联网中起重要的“使能”（Enable)作用；RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可在各种恶劣的环境下工作。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。与传统的条型码、磁卡及IC卡相比，射频卡具有非接触、阅读速度快、

6、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能，能同时处理多张卡片。在国外，射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。RFID的组成RFID系统主要是由电子标签、天线、读写器、中间件和主机组成，其构成如图:2.RFID的工作原理RFID技术的基本工作原理并不复杂：如图13.2.2二维码技术1.二维码技术简介二维码（2-dimensionalbarcode）是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；

7、在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。目前全球一、二维码超过250种，其中常见的有20余种。而目前国内二维码产品大多源自于国外的技术，如美国PDF417码、日本的QR码、韩国DM码，应用最为

8、广泛的码字为QR(DataMatrix)码和DM(QuickResponsecode)码。我国自行研发的是GM和CM。2.二维码的技术指标二维码主要有二个技术指标信息存储容量和信息纠错功能。13.2.3传感器技术1.传感器简介传感技术同计算机技术和通信技术被称为信息技术的三大支柱。传感技术主要琢磨关于从自然信源获守信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代信息与工程技术。传感技术的核心即传感器，它是负责完成物联网中物与物或人与物之间信息交互的必要组成部分。2.传感器节点的构成一般而