物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)和知識體系

1、1物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)和知識體系2物聯(lián)網(wǎng)定義Internet of Thingsn 在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用感知（RFID，傳感器等）、無線通信、智能等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的網(wǎng)絡(luò)。n 在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品能夠彼此進行“交流”，人們能夠彼此進行“交流”，人與物能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預(yù)。n 其實質(zhì)是利用感知/無線技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。 3物品開口說話4物聯(lián)網(wǎng)定義n 物聯(lián)網(wǎng)，英文名稱叫“The Internet of things”（簡稱IOT）。通俗地講，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,是將各種信息傳感設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)把物品與物品結(jié)合起來而形

2、成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。n 物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)絡(luò)通訊，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵。n 物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)是無線技術(shù)無線技術(shù)，包括無線SOC、無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準、無線通訊的協(xié)議棧和其它相關(guān)嵌入式軟件，數(shù)據(jù)庫，中間件等。n 無線網(wǎng)絡(luò)通訊中的主流技術(shù)。5物聯(lián)網(wǎng)涉及無線技術(shù)6物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)7物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)8物聯(lián)網(wǎng)歷史n 物聯(lián)網(wǎng)概念出現(xiàn)于比爾蓋茨1995年未來之路一書，在未來之路中，比爾蓋茨已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念，只是當(dāng)時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展，并未引起重視。n 而物聯(lián)網(wǎng)概念最早提出于1999年，來源于“Internet Of Things”一詞，其定義很簡單，即把所有物品通過射頻識別和條碼等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，

3、實現(xiàn)智能化識別和管理。9美國智慧地球n IBM認為建設(shè)智慧地球需要三個步驟：首先各種創(chuàng)新的感應(yīng)科技開始被嵌入各種物體和設(shè)施中，從而令物質(zhì)世界被極大程度的數(shù)據(jù)化。n 第二隨著網(wǎng)絡(luò)的高度發(fā)達，人、數(shù)據(jù)和各種事物都將以不同方式聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)。n 第三，先進的技術(shù)和超級計算機則可以對這些堆積如山的數(shù)據(jù)進行整理、加工和分析，將生硬的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成實實在在的洞察，并幫助人們做出正確的行動決策。n IBM并且提出將在六大領(lǐng)域建立智慧行動方案，分別是：智慧電力、智慧醫(yī)療、智慧城市、智慧交通、智慧供應(yīng)鏈、智慧銀行。10日本i-Japan構(gòu)想11韓國u-Korea戰(zhàn)略12物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用n 物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能樓宇、智能家居

4、、路燈監(jiān)控、智能醫(yī)院、智慧能源、智能交通、水質(zhì)監(jiān)測、智能消防、物流管理、政府工作、公共安全、資產(chǎn)管理、軍械管理、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)監(jiān)測、礦井安全管理、食品藥品管理、票證管理、老人護理、個人健康等諸多領(lǐng)域。n 物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟的效率，大大節(jié)約成本；另一方面可以為經(jīng)濟的復(fù)蘇提供技術(shù)動力，帶動所有的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)部門進行結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級，并將推動國家整個經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，推動發(fā)展模式從粗放型發(fā)展轉(zhuǎn)向集約型發(fā)展。13公共安全14家庭自動化15智慧農(nóng)業(yè)16環(huán)境監(jiān)測17越來越小的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和功耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢研究之一物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢研究之一ZIGBEE傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 AA電池X25X3CM 20-30微安電

5、流WIFI GS1010傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 AA電池X14X3CM 電池工作5年無線監(jiān)控手表 微型電池3X3CM 平均電流10微安有源433MHZ電子標(biāo)簽 CR2032鈕扣電池直徑2.2X3CM 電池工作6年123456電子藥丸 特殊微型電池小于直徑2.0X2CM 無源EPC電子標(biāo)簽 無需電池直徑1.6X1.6X0.001 CM總量克 物聯(lián)網(wǎng)傳感層18無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍越來越大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢研究之二物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢研究之二低軌道衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊有源RFID網(wǎng)絡(luò)WIFI網(wǎng)狀網(wǎng)3G/4G電信網(wǎng)絡(luò)19無線SOC結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜n無線單片機（無線SOC）處理器內(nèi)核從8位到16位，到32位，再到多處理器，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)

6、雜；n不僅實現(xiàn)了系統(tǒng)在芯片，而且實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)在芯片；n我們從分析GS1010 WIFI 無線單片機來看這個技術(shù)趨勢；GS1010 WI-FI無線單片機結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢研究之三物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢研究之三20無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧設(shè)計越來越難物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢研究之四物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢研究之四低功耗藍牙協(xié)議棧21物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué) 知識體系知識點152 高頻技術(shù)基礎(chǔ)信號和噪聲傳輸和損耗頻率和頻道，ISM波段典型的無線收發(fā)系統(tǒng)3 、微控制器4、短距離無線通訊5、無線SOC多路訪問，F(xiàn)DMATDMA，CSMAFHSS單片機和SOC內(nèi)核單片機C語言編譯和調(diào)試工具1、物聯(lián)網(wǎng)起源和今天22物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué) 知識體系知識點6106無線傳感器傳感器技術(shù)單片機傳感器接口無線傳感器系統(tǒng)7 無線網(wǎng)絡(luò)微功耗8 簡單無線網(wǎng)絡(luò)9 有源RFID技術(shù)10 無線網(wǎng)絡(luò)拓撲微功耗無線網(wǎng)絡(luò)拓撲和路由典型無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧解剖麻雀23物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué) 知識體系知識點111511 ZigBeeZigBee的物理層和網(wǎng)絡(luò)拓撲；ZigBee的協(xié)議棧12無線通訊加密14 高頻RFID15 超高頻RFID13無線定位ZigBee無線定位電子標(biāo)簽國際標(biāo)準 電子標(biāo)簽原理讀寫器原理和設(shè)計；24物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué) 知識體系知識點162