第一章

智能物聯(lián)網(wǎng)概述01智能物聯(lián)網(wǎng)的概念本章內(nèi)容04智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)02智能物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)05智能物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢03智能物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用IOTAIOT智能物聯(lián)網(wǎng)的概念1.1物聯(lián)網(wǎng)是指借助各種信息傳感器裝備、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、定位技術(shù)、射頻識別技術(shù)等，實現(xiàn)對物品進(jìn)行智能操控和管理的互連互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于智能家居、智能交通、智能醫(yī)療等領(lǐng)域，為人們的生活和工作帶來極大便利。物聯(lián)網(wǎng)定義三層物聯(lián)網(wǎng)模型三層物聯(lián)網(wǎng)模型自下而上劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。網(wǎng)絡(luò)層提供接入和傳輸網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)的高效傳輸，是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞。應(yīng)用層實現(xiàn)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)與客戶交互，為用戶提供智能化服務(wù)，是物聯(lián)網(wǎng)與用戶的接口。感知層負(fù)責(zé)信息采集和信號處理，是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，相當(dāng)于人的感官，收集環(huán)境數(shù)據(jù)。感知層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層010203四層物聯(lián)網(wǎng)模型三層物聯(lián)網(wǎng)模型VS四層物聯(lián)網(wǎng)模型比三層物聯(lián)網(wǎng)模型多了平臺層，可以認(rèn)為四層物聯(lián)網(wǎng)模型中的平臺層和應(yīng)用層就是三層物聯(lián)網(wǎng)模型中的應(yīng)用層。平臺層功能實現(xiàn)了對底層終端設(shè)備的“管、控、營”一體化，為上層提供應(yīng)用開發(fā)和統(tǒng)一接口。組成部分包括CMP、DMP、AEP和BAP四個部分，分別負(fù)責(zé)連接管理、設(shè)備管理、應(yīng)用使能和業(yè)務(wù)分析。作用為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)提供支持，提升產(chǎn)業(yè)整體價值，是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)模型各層講解平臺層各平臺組成關(guān)系智能物聯(lián)網(wǎng)是人工智能與物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同應(yīng)用，通過傳感器實時信息采集，在終端、邊緣或云中進(jìn)行數(shù)據(jù)智能分析，形成智能化生態(tài)體系。（摘自《2020年中國智能物聯(lián)網(wǎng)（AIoT）白皮書》）智能物聯(lián)網(wǎng)定義智能物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵融合共生AI賦能IoTIoT支撐AI人工智能幫助物聯(lián)網(wǎng)智能化處理數(shù)據(jù)、提升決策指揮、改善交互體驗、開發(fā)高層次應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)提供海量傳感器數(shù)據(jù)、拓展AI研究場景，推動人工智能落地應(yīng)用。AI賦予物聯(lián)網(wǎng)“大腦”，IoT給予AI“沃土”智能物聯(lián)網(wǎng)特點智能感知大數(shù)據(jù)分析自動化控制智能交互多傳感器\識別\定位技術(shù)，如智能家居環(huán)境監(jiān)測云計算/數(shù)據(jù)挖掘，如智能交通擁堵預(yù)測自主協(xié)同控制，如智能工廠生產(chǎn)線調(diào)整人機交互技術(shù)，如智能音箱語音控制智能物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)1.2國家傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組給出的物聯(lián)網(wǎng)定義：在物理世界的實體中部署具有一定感知能力、計算能力的各種信息傳感設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實現(xiàn)信息獲取、傳輸和處理，從而實現(xiàn)廣域或大范圍的人與人、人與物、物與物之間信息交換需求的互連。傳感器：物理量、化學(xué)量、生物量→數(shù)字信號執(zhí)行器：響應(yīng)從傳輸層轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)字信號，將數(shù)字信號→模擬信號物聯(lián)網(wǎng)感知和識別技術(shù)識別技術(shù)是以計算機技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的一門綜合性科學(xué)技術(shù)，是數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)標(biāo)識、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化手段。包括條碼識別技術(shù)、RFID技術(shù)、語音識別技術(shù)、生物特征識別技術(shù)、圖像識別技術(shù)、光學(xué)字符識別（OCR）技術(shù)、磁識別技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)感知和識別技術(shù)要素：標(biāo)識和識讀人工智能技術(shù)人工智能核心技術(shù)虛擬現(xiàn)實人機交互生物特征識別計算機視覺自然語言處理知識圖譜機器學(xué)習(xí)定義：計算機科學(xué)分支，算法模擬人類智能。邊緣計算指在靠近物體或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用等核心能力的開放平臺。關(guān)鍵需求：敏捷連接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)。邊緣計算技術(shù)智能邊緣計算是一種新興的計算模式，旨在解決云計算無法滿足數(shù)據(jù)實時處理、隱私保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)帶寬等方面需求的問題。數(shù)字孿生技術(shù)數(shù)字模型層AI分析層數(shù)據(jù)整合層傳感器層物理實體傳感技術(shù)AI/機器學(xué)習(xí)實時數(shù)據(jù)處理設(shè)計階段-模擬優(yōu)化維護(hù)階段-故障預(yù)警運行階段-狀態(tài)監(jiān)測03制造階段-虛擬調(diào)試020104貫穿產(chǎn)品全生命周期情景感知是指計算機或智能系統(tǒng)具有識別和理解用戶、環(huán)境和任務(wù)等上下文信息的能力，以此來提供更智能、更自適應(yīng)、更人性化的服務(wù)和體驗。情景感知技術(shù)（SA）應(yīng)用場景協(xié)同技術(shù)（CollaborativeTechnology）是指通過計算機、網(wǎng)絡(luò)和軟件工具，支持多終端、多系統(tǒng)或跨群體間高效協(xié)作與資源共享的技術(shù)。協(xié)同技術(shù)資源共享任務(wù)分配90%信息處理智能物聯(lián)網(wǎng)的概念1.3智能物聯(lián)網(wǎng)定義與核心特征智能物聯(lián)網(wǎng)定義智能物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的升級，將物聯(lián)網(wǎng)與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等前沿技術(shù)融合，實現(xiàn)更高效、更智能化、更自動化的生產(chǎn)和服務(wù)。連接海量設(shè)備智能物聯(lián)網(wǎng)能夠連接大量的智能化設(shè)備，如傳感器、機器人等，實現(xiàn)海量設(shè)備的互連互通，為智能化生產(chǎn)和服務(wù)提供基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)處理與分析通過云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，智能物聯(lián)網(wǎng)可以對海量設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理和分析，從而提高數(shù)據(jù)利用效率，為決策提供支持。安全保障智能物聯(lián)網(wǎng)采用加密和身份認(rèn)證等安全機制，確保設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全與可靠，為智能化應(yīng)用提供保障。智能工業(yè)定義與內(nèi)涵01智能工業(yè)定義智能工業(yè)，又稱工業(yè)4.0，是利用新一代信息技術(shù)將傳統(tǒng)工業(yè)制造與數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合的現(xiàn)代化工業(yè)模式。02管理智能化智能工業(yè)實現(xiàn)管理智能化，通過信息技術(shù)提升管理效率和決策科學(xué)性。03產(chǎn)品智能化智能工業(yè)推動產(chǎn)品智能化，使產(chǎn)品具備更高的附加值和用戶體驗。智能工業(yè)定義與內(nèi)涵智能工業(yè)定義與內(nèi)涵裝備智能化智能工業(yè)實現(xiàn)裝備智能化，提升生產(chǎn)設(shè)備的自動化和智能化水平。生產(chǎn)智能化智能工業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)智能化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。智能工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)列表泛在感知網(wǎng)絡(luò)技術(shù)泛在感知網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備的全面感知，為智能工業(yè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。泛在制造信息處理技術(shù)泛在制造信息處理技術(shù)提升信息處理效率，支持智能決策。虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)為智能工業(yè)提供沉浸式設(shè)計和培訓(xùn)體驗。人機交互技術(shù)人機交互技術(shù)提升人機協(xié)同效率，優(yōu)化生產(chǎn)流程。智能農(nóng)業(yè)定義與地位智能農(nóng)業(yè)定義智能農(nóng)業(yè)是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)形態(tài)，屬于農(nóng)業(yè)信息化范疇。重要性智能農(nóng)業(yè)通過融合人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來革命性變革，提升生產(chǎn)效率和資源利用效率。智能農(nóng)業(yè)四大應(yīng)用要點01環(huán)境監(jiān)測通過傳感器實時監(jiān)測土壤濕度、溫度等環(huán)境參數(shù)，結(jié)合人工智能算法分析作物生長狀況。02病蟲害識別利用無人機或衛(wèi)星遙感技術(shù)收集農(nóng)田圖像，結(jié)合圖像識別技術(shù)精準(zhǔn)識別病蟲害早期跡象。03精準(zhǔn)管理根據(jù)作物需求和土壤條件，制定精準(zhǔn)施肥和灌溉計劃，實現(xiàn)水肥精確管理。04自動化作業(yè)推動農(nóng)業(yè)機器人和無人駕駛農(nóng)機發(fā)展，完成播種、除草、收割等作業(yè)任務(wù)，提高生產(chǎn)效率。智能交通定義與升級路徑智能交通定義智能交通是一種新的城市交通體系，集成多種信息技術(shù)，提升交通效率和安全性。傳統(tǒng)交通問題傳統(tǒng)交通體系已無法滿足社會發(fā)展需求，交通擁堵和事故頻發(fā)成為突出問題。智能化升級智能物聯(lián)網(wǎng)通過融合人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)交通系統(tǒng)的智能化升級，提升運行效率。智能交通三大落地場景01交通信號優(yōu)化交通管理系統(tǒng)實時監(jiān)測道路交通狀況，自動調(diào)整信號燈配時，提高道路通行能力。02異常行為識別智能攝像頭和傳感器實時監(jiān)測交通狀況，結(jié)合人工智能算法自動識別異常行為并發(fā)出預(yù)警。03公共交通優(yōu)化公共交通系統(tǒng)實時監(jiān)測車輛位置和乘客數(shù)量，自動調(diào)整發(fā)車間隔和行駛路線，提升服務(wù)品質(zhì)。智能電網(wǎng)定義與挑戰(zhàn)來源智能電網(wǎng)定義智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)。傳統(tǒng)電網(wǎng)挑戰(zhàn)電力負(fù)荷快速增長和間歇性供電接入比例高，使傳統(tǒng)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行面臨巨大挑戰(zhàn)。技術(shù)融合智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將先進(jìn)通信、信息和控制技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)，解決源側(cè)、網(wǎng)側(cè)和負(fù)荷側(cè)的問題。智能電網(wǎng)四大應(yīng)用方向?qū)崟r監(jiān)測連接智能電網(wǎng)中的各種傳感器，實時監(jiān)測電網(wǎng)運行狀態(tài)，確保安全穩(wěn)定運行。智能調(diào)度利用智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)能源的智能調(diào)度和優(yōu)化，預(yù)測能源需求趨勢并優(yōu)化儲能設(shè)備充放電計劃。故障預(yù)測運用機器學(xué)習(xí)算法分析電網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測潛在設(shè)備故障并提前采取預(yù)防措施。自動化運維實現(xiàn)設(shè)備的自動化運維，結(jié)合人工智能算法深度分析設(shè)備運行數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)潛在性能問題。智能環(huán)保定義與轉(zhuǎn)型目標(biāo)01智能環(huán)保定義智能環(huán)保是將智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)相融合的環(huán)保形式，通過數(shù)字化和智能化手段優(yōu)化環(huán)保過程。02轉(zhuǎn)型目標(biāo)智能環(huán)保有助于建設(shè)全面的環(huán)境保護(hù)治理體系，加快環(huán)保信息化進(jìn)程，實現(xiàn)從“數(shù)字環(huán)?！毕颉爸悄墉h(huán)?！钡霓D(zhuǎn)變。03提升效率智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠提高環(huán)保效率和降低環(huán)保成本，同時提升環(huán)境監(jiān)測、預(yù)警和響應(yīng)的能力。智能環(huán)保四大落地場景空氣質(zhì)量監(jiān)測通過空氣質(zhì)量監(jiān)測站實時采集污染物數(shù)據(jù)，結(jié)合人工智能算法分析數(shù)據(jù)趨勢，預(yù)測空氣質(zhì)量變化并發(fā)布預(yù)警。排污監(jiān)測應(yīng)用于企業(yè)排污口的在線監(jiān)測，實時采集排污數(shù)據(jù)并與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對比分析，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)排放即發(fā)出預(yù)警。能源管理應(yīng)用于能源生產(chǎn)和消費的全過程管理，實時監(jiān)測能源使用情況，優(yōu)化能源分配和調(diào)度，提高利用效率。垃圾分類回收通過智能垃圾桶和回收站實現(xiàn)垃圾的自動分類和回收，結(jié)合人工智能算法提高分類準(zhǔn)確率，促進(jìn)資源循環(huán)利用。智能醫(yī)療定義與核心目標(biāo)智能醫(yī)療定義智能醫(yī)療是一種利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)患者與醫(yī)務(wù)人員、醫(yī)療機構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備之間互動的醫(yī)療模式。核心目標(biāo)其核心是通過信息化手段提升醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量和效率，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的健康需求。智能醫(yī)療四大應(yīng)用要點設(shè)備維護(hù)預(yù)測通過連接醫(yī)療設(shè)備上的傳感器，實時監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)，利用人工智能算法預(yù)測設(shè)備維護(hù)需求。生理指標(biāo)監(jiān)測通過可穿戴設(shè)備實時監(jiān)測患者生理指標(biāo)，一旦發(fā)現(xiàn)異常即向患者和醫(yī)生發(fā)出預(yù)警。智能分診應(yīng)用于醫(yī)院的智能分診系統(tǒng)，通過語音識別和自然語言處理技術(shù)為患者提供分診建議。藥品追溯與管理對藥品的生產(chǎn)、流通、使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行全程追溯，確保藥品質(zhì)量和安全，同時實現(xiàn)藥品庫存的智能化管理。智能安防定義與發(fā)展方向智能安防定義智能安防是把智能物聯(lián)網(wǎng)及其產(chǎn)品與安防產(chǎn)品結(jié)合，使安防產(chǎn)品智能化，起到智能安全防護(hù)的作用。發(fā)展方向隨著人們對安防需求的增加，智能安防將向高度人性化、多種服務(wù)集成的方向發(fā)展。智能安防兩大核心功能實時監(jiān)控與異常檢測智能攝像頭實時捕捉視頻畫面，通過內(nèi)置人工智能算法對視頻內(nèi)容進(jìn)行智能分析，自動識別異常行為并發(fā)出警報。安全威脅預(yù)警系統(tǒng)能夠檢測到潛在的安全威脅，如可疑人員的異常行為、非法入侵等，并及時發(fā)出預(yù)警信息。智能家居定義與標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀智能家居定義智能家居是一個包含通信網(wǎng)絡(luò)、連接主要電器和服務(wù)，并允許它們被遠(yuǎn)程控制、監(jiān)控或訪問的住宅。標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀目前我國智能家居尚缺乏一套通用標(biāo)準(zhǔn)和接口協(xié)議，實現(xiàn)智能家居還需大量研究工作。智能家居三大典型應(yīng)用遠(yuǎn)程控制用戶可以通過手機App等遠(yuǎn)程控制工具，隨時隨地查看和控制家中的智能設(shè)備。安全監(jiān)控智能家居中的攝像頭可以實時監(jiān)控家庭環(huán)境，并通過人工智能算法識別異常行為。智能溫控智能溫控系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)外溫度和用戶習(xí)慣自動調(diào)節(jié)空調(diào)等設(shè)備的工作狀態(tài)。智能物流定義與目標(biāo)智能物流定義智能物流是利用智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)物流過程的自動化運作和高效率優(yōu)化管理。目標(biāo)智能物流的目標(biāo)是實現(xiàn)信息的同步和共享，確保信息的準(zhǔn)確和及時。運作模式智能物流強調(diào)物流過程數(shù)據(jù)智慧化、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同化和決策智慧化。智能物流三大落地場景庫存管理智能貨架與庫存管理，通過傳感器實時監(jiān)測貨物存儲狀態(tài)和數(shù)量變化。自動化搬運與分揀利用無人搬運車和自動化分揀系統(tǒng)，實現(xiàn)貨物的自動化搬運和分揀。智能調(diào)度與路徑規(guī)劃對運輸資源進(jìn)行智能調(diào)度和路徑規(guī)劃，降低空載率和運輸成本。水下物聯(lián)網(wǎng)定義與適用范圍01水下物聯(lián)網(wǎng)定義水下物聯(lián)網(wǎng)通過水下傳感器、通信和控制技術(shù)，將水下設(shè)備、機器人、感知設(shè)備等互相連接。02適用范圍水下物聯(lián)網(wǎng)可應(yīng)用于海洋、湖泊、河流等水域環(huán)境，以及海底油氣勘探、水下管線巡檢、水下生態(tài)監(jiān)測等領(lǐng)域。03功能水下物聯(lián)網(wǎng)可實時監(jiān)測水下環(huán)境，有效保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，提高水下勘探、工程建設(shè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等行業(yè)的效率和安全性。水下物聯(lián)網(wǎng)三大技術(shù)支撐水質(zhì)監(jiān)測通過水下傳感器實時監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)，分析水質(zhì)變化趨勢，及時發(fā)現(xiàn)水質(zhì)污染問題。通信技術(shù)引入水聲通信、光通信等新技術(shù)，實現(xiàn)水下設(shè)備之間的可靠通信。智能機器人為水下機器人提供智能支持，使其能夠自主完成水下作業(yè)任務(wù)，結(jié)合人工智能算法實現(xiàn)自主避障和路徑規(guī)劃。天空地海一體化物聯(lián)網(wǎng)定義與組成定義天空地海一體化物聯(lián)網(wǎng)由具備通信、導(dǎo)航、氣象等多種功能的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、深空網(wǎng)絡(luò)、空間飛行器以及地面有線和無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)施組成。組成衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)大量數(shù)據(jù)的獲取、傳輸和分發(fā)工作。作用該物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)天空、地面和海洋等不同網(wǎng)絡(luò)之間的互連互通和互操作。天空地海一體化三大應(yīng)用方向01數(shù)據(jù)采集利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對偏遠(yuǎn)地區(qū)、海洋、高山等難以覆蓋區(qū)域的數(shù)據(jù)采集和傳輸。02跨域協(xié)同實現(xiàn)跨域協(xié)同，將天空、地面、海洋的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，為決策提供更全面準(zhǔn)確的信息支持。03應(yīng)急響應(yīng)在自然災(zāi)害、海洋事故等緊急情況下，快速響應(yīng)，提供實時數(shù)據(jù)和智能決策支持。智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)1.4智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈八環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層四層模型構(gòu)成，涵蓋芯片、傳感器、無線模組等八大環(huán)節(jié)，形成完整復(fù)雜系統(tǒng)。產(chǎn)業(yè)與鏈條關(guān)系智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)業(yè)鏈相輔相成，產(chǎn)業(yè)發(fā)展需產(chǎn)業(yè)鏈支持保障，鏈條優(yōu)化推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。產(chǎn)業(yè)鏈重要性智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)菍崿F(xiàn)智能物聯(lián)網(wǎng)功能的關(guān)鍵，各環(huán)節(jié)緊密協(xié)作，確保智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的高效運行。智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)菍崿F(xiàn)智能物聯(lián)網(wǎng)功能的關(guān)鍵，各環(huán)節(jié)緊密協(xié)作，確保智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的高效運行。芯片：智能物聯(lián)網(wǎng)的“大腦”芯片定義低功耗、高可靠的半導(dǎo)體芯片是智能物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵部件，既是傳感器、無線模組的功能核心，也是終端設(shè)備的“大腦”。芯片供應(yīng)商國際芯片巨頭包括ARM、英特爾、高通等，國內(nèi)主要供應(yīng)商有華為海思、展訊、北京君正等。傳感器：塑造“五官”01傳感器定義傳感器是檢測裝置，用于采集身份標(biāo)識、壓力、溫度、濕度等信息并轉(zhuǎn)換為特定信號，是智能物聯(lián)網(wǎng)的“五官”。02傳感器分類傳感器分為物理類、化學(xué)類、生物類三大類，涵蓋多種信息采集功能。03傳感器市場傳感器行業(yè)由美、日、德公司主導(dǎo)，國內(nèi)代表企業(yè)有漢威電子、歌爾股份等。無線模組：連網(wǎng)與定位關(guān)鍵無線模組分類無線模組分為通信模組和定位模組，涵蓋多種通信技術(shù)。通信技術(shù)局域網(wǎng)技術(shù)有WiFi、藍(lán)牙、ZigBee等，廣域網(wǎng)技術(shù)有2G/3G/4G/5G、NB-IoT等。無線模組供應(yīng)商國外主導(dǎo)廠商有Telit、SierraWireless等，國內(nèi)成熟供應(yīng)商有華為、中興等。模組作用無線模組是實現(xiàn)智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和定位的關(guān)鍵部件，支持多種通信協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)運營：掌控通道網(wǎng)絡(luò)運營定義網(wǎng)絡(luò)運營是智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中最成熟的環(huán)節(jié)，涉及通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、SIM卡制造等。網(wǎng)絡(luò)運營核心智能物聯(lián)網(wǎng)可復(fù)用現(xiàn)有電信運營商網(wǎng)絡(luò)，三大運營商及SIM卡制造商是核心力量。平臺服務(wù)：完善管理平臺服務(wù)定義物聯(lián)網(wǎng)平臺是設(shè)備匯聚、應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)分析的重要環(huán)節(jié)，提供向下管理和向上服務(wù)的功能。平臺分類平臺分為設(shè)備管理平臺、連接管理平臺和應(yīng)用開發(fā)平臺三種類型。平臺服務(wù)商國內(nèi)平臺服務(wù)商包括三大運營商、BATJ互聯(lián)網(wǎng)廠商及細(xì)分領(lǐng)域平臺商。系統(tǒng)及軟件：打造“動脈”系統(tǒng)及軟件定義系統(tǒng)及軟件包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，是智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運行的基礎(chǔ)。系統(tǒng)及軟件供應(yīng)商主要供應(yīng)商包括谷歌、微軟、蘋果等IT廠商，應(yīng)用開發(fā)集中在特定領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)智能終端：智能硬件智能終端定義智能硬件是集傳感器件和通信功能于一體的設(shè)備，可接入智能物聯(lián)網(wǎng)并提供服務(wù)。智能終端分類分為2B類（如表計、監(jiān)控）和2C類（如消費電子、智能家居）。智能終端供應(yīng)商2B類代表有三川智慧等，2C類代表有蘋果、三星等。系統(tǒng)集成及應(yīng)用服務(wù)：落地實施者系統(tǒng)集成定義系統(tǒng)集成是將多種產(chǎn)品技術(shù)整合為完整解決方案的過程，分為設(shè)備系統(tǒng)集成和應(yīng)用系統(tǒng)集成。系統(tǒng)集成作用系統(tǒng)集成商幫助客戶解決設(shè)備、協(xié)議、平臺等問題，確保智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用落地。四大區(qū)域集聚格局形成區(qū)域分布特點我國智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已初步形成環(huán)渤海、長三角、珠三角、中西部四大區(qū)域集聚格局。區(qū)域獨立性各產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)相互獨立、各有特色，推動智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。我國各地區(qū)智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢地區(qū)發(fā)展重點江蘇、上海、北京、四川、重慶、廣東芯片制造上海、北京、廣東、福建、湖北傳感器設(shè)備制造北京、廣東、福建、湖北標(biāo)簽成品制造江蘇、北京、廣東、福建讀寫器制造北京、江蘇、廣東、四川、浙江系統(tǒng)集成北京、上海、廣東、江蘇、山東網(wǎng)絡(luò)運營北京、上海、廣東、江蘇、福建、重慶、湖北、山東應(yīng)用示范環(huán)渤海：研發(fā)設(shè)計與系統(tǒng)集成高地環(huán)渤海地區(qū)特點環(huán)渤海地區(qū)是我國智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)重要的研發(fā)、設(shè)計、設(shè)備制造及系統(tǒng)集成基地。環(huán)渤海地區(qū)優(yōu)勢該地區(qū)技術(shù)研發(fā)實力強勁，感知節(jié)點產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用與普及程度高，網(wǎng)絡(luò)傳輸方式多樣。長三角：高端環(huán)節(jié)龍頭集聚長三角地區(qū)特點長三角是我國智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用的起源地，擁有先發(fā)優(yōu)勢。長三角地區(qū)定位產(chǎn)業(yè)定位于產(chǎn)業(yè)鏈高端，從軟硬件核心產(chǎn)品與技術(shù)兩環(huán)節(jié)入手。長三角地區(qū)成果形成全國智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)核心與龍頭企業(yè)集聚中心。珠三角：整機制造+創(chuàng)新突破珠三角地區(qū)特點珠三角是我國電子整機重要生產(chǎn)基地，圍繞設(shè)備制造、軟件及系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)運營服務(wù)及應(yīng)用示范，重點突破核心技術(shù)與創(chuàng)新。中西部：科研教育驅(qū)動完整產(chǎn)業(yè)鏈01中西部地區(qū)特點中西部發(fā)展迅速，重點省市結(jié)合自身優(yōu)勢布局智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。02中西部地區(qū)優(yōu)勢依托科研教育與人力資源優(yōu)勢及較好產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，構(gòu)建完整產(chǎn)業(yè)鏈和體系。03中西部地區(qū)目標(biāo)重點培育智能物聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)，大力推廣智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程。04中西部地區(qū)成果湖北、四川、陜西、重慶、云南等省市在智能物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域取得顯著進(jìn)展。智能物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢1.5智能物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略價值定位戰(zhàn)略價值智能物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息通信技術(shù)的核心，對促進(jìn)經(jīng)濟、社會轉(zhuǎn)型和升級具有重大價值。它能夠助力行業(yè)實現(xiàn)智能互連，推動智慧城市、智能交通、智能家居的快速建設(shè)，進(jìn)而加速新興市場的崛起。共享平臺應(yīng)用機制與信息體系共享平臺核心共享平臺以應(yīng)用為核心，通過獲取各領(lǐng)域的共享要素并按技術(shù)特點分類處理，形成完整的信息體系。它能滿足各行業(yè)的應(yīng)用需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與提取，避免信息孤島現(xiàn)象。平臺功能共享平臺支持行業(yè)用戶協(xié)同計算，統(tǒng)一管理共享設(shè)備，融合軟硬件共享功能，提供專業(yè)化信息服務(wù)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定發(fā)展。軟件開發(fā)應(yīng)用與開源環(huán)境需求軟件開發(fā)重要性信息化軟件開發(fā)是技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，需要突破原始硬件設(shè)施，提供開放的開發(fā)環(huán)境，以適應(yīng)智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展需求。開源軟件應(yīng)用智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)依賴開源軟件，通過數(shù)字化處理收集的信息，實現(xiàn)信息的提取與傳遞，推動技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展。硬件與網(wǎng)絡(luò)支持實現(xiàn)智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目標(biāo)需性能齊全且低成本的硬件支持，以及突破時空限制的通信網(wǎng)絡(luò)，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、穩(wěn)定性與安全性。安全威脅與多層面風(fēng)險安全威脅智能物聯(lián)網(wǎng)連接大量設(shè)備，為惡意軟件提供分散入口，使廉價物理設(shè)備易被篡改。軟件、集成中間件、API及機器對機器通信均引入新的復(fù)雜性與安全風(fēng)險。信任與隱私保護(hù)難題01隱私問題突出遙感與監(jiān)測用例提升對數(shù)據(jù)訪問與所有權(quán)的敏感性，智能物聯(lián)網(wǎng)隱私問題較傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更突出，信息多含用戶隱私。02管理對象與層次倍增物、服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)融合使管理對象與層次倍增，現(xiàn)有安全架構(gòu)易阻塞物間邏輯關(guān)系，亟需適合智能物聯(lián)網(wǎng)的安全架構(gòu)。03密碼算法與硬件需求智能物聯(lián)網(wǎng)需低成本、低時延、高能效密碼算法及靈活硬件，保障隱私與安全成為傳感器或設(shè)備必備條件。復(fù)雜性混亂與整合障礙復(fù)雜性體現(xiàn)智能物聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜性體現(xiàn)在設(shè)備技術(shù)海量且異構(gòu)、跨領(lǐng)域行業(yè)眾多、系統(tǒng)持續(xù)更新，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致難互操作、市場競爭激烈、資源共享受阻。數(shù)據(jù)整合與分析難題智能物聯(lián)網(wǎng)需整合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全隱私需求高，使數(shù)據(jù)整合與分析難度倍增。體系結(jié)構(gòu)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)沖突體系結(jié)構(gòu)挑戰(zhàn)智能物聯(lián)網(wǎng)涵蓋廣泛技術(shù)與隱形智能設(shè)備，通信隨時空自發(fā)進(jìn)行，服務(wù)移動分散，跨環(huán)境數(shù)據(jù)集成困難。單一參考體系局限單一參考體系無法適配所有應(yīng)用，異構(gòu)體系須共存且開放、靈活，以支持RFID等識別技術(shù)。多協(xié)議沖突多協(xié)議WiFi、藍(lán)牙、ZigBee、Z-Wave、Thread性能功耗安全各異，互操作沖突，給用戶帶來不便。競爭性標(biāo)準(zhǔn)問題oneM2M、IoTivity、AllJoyn等競爭性標(biāo)準(zhǔn)增加不確定性，亟需共同協(xié)議確?；ゲ僮?。智能物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化面臨的問題標(biāo)準(zhǔn)化四大難題分類平臺競爭當(dāng)前市場上存在多種不同的智能物聯(lián)網(wǎng)平臺，它們之間存在互相競爭和不兼容的問題，增加了開發(fā)和部署成本。連通性問題隨著智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的種類和數(shù)量不斷增加，設(shè)備之間的連接方式和通信協(xié)議也在不斷變化，互連互通、安全穩(wěn)定待解。殺手級應(yīng)用需求需針對控制事物、收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)三功能打造殺手級應(yīng)用，推動統(tǒng)一平臺商業(yè)模式。業(yè)務(wù)模型復(fù)雜智能家居、城市、制造等多元業(yè)務(wù)模型令標(biāo)準(zhǔn)制定更復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)化工作需考慮不同行業(yè)的特殊需求。挑戰(zhàn)催生的新商機

新商機智能物聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)為技術(shù)公司、中間件與工具開發(fā)商、系統(tǒng)集成及應(yīng)用服務(wù)商、設(shè)備制造商、跨平臺集成商提供了新的商機。我國智能物聯(lián)網(wǎng)短板核心技術(shù)差距我國智能物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，但核心技術(shù)與高端產(chǎn)品與國外仍有差距，高端綜合集成服務(wù)能力不強。缺乏龍頭企業(yè)我國智能物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域缺乏龍頭企業(yè)，應(yīng)用水平較低且規(guī)模化應(yīng)用較少，影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展。應(yīng)用水平不足我國智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用水平較低，規(guī)模化應(yīng)用較少，限制了產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。產(chǎn)業(yè)生態(tài)不完善我國智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚不完善，需要進(jìn)一步加強產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的協(xié)同發(fā)展。政策標(biāo)準(zhǔn)平臺商業(yè)模式政策法規(guī)我國需完善政策法規(guī)，為跨行業(yè)整合提供保障，確保智能物聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與平臺建立統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)調(diào)機制，確保物聯(lián)網(wǎng)、AI、大數(shù)據(jù)、云計算深度融合，避免接口割裂與重復(fù)研發(fā)。云邊協(xié)同與顆粒度細(xì)化云邊協(xié)同未來智能物聯(lián)網(wǎng)將利用云、大數(shù)據(jù)、個人/移動設(shè)備與社交網(wǎng)絡(luò)，提供更接近“邊緣”的顆粒度傳感器，催生全新應(yīng)用與用例，推動新商業(yè)模式與盈利機會。長尾延伸與新共享場景共享經(jīng)濟加速智能物聯(lián)網(wǎng)將加速共享經(jīng)濟，使房屋、飛機、汽車、自行車之外的更小更廉價物品可被跟蹤管理，實現(xiàn)共享。長尾理論延伸智能物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)是“長尾理論”延伸：設(shè)備粒度更細(xì)，支持創(chuàng)建以往經(jīng)濟上不可行的新用途、新應(yīng)用、新服務(wù)與新商業(yè)模式。商業(yè)邏輯智能物聯(lián)網(wǎng)通過降低邊際成本激活長尾市場，為共享經(jīng)濟提供更廣闊的發(fā)展空間。規(guī)?；瘏f(xié)同智能化愿景未來趨勢隨著技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化與應(yīng)用經(jīng)驗成熟，智能物聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)規(guī)?；?、協(xié)同化、智能化趨勢，擴大各行業(yè)應(yīng)用規(guī)模，吸引更多企業(yè)參與。產(chǎn)業(yè)生態(tài)與社會貢獻(xiàn)智能物聯(lián)網(wǎng)將形成強大產(chǎn)業(yè)生態(tài)，在社會治理現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與民生消費升級中發(fā)揮關(guān)鍵作用，為社會經(jīng)濟全面發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。課后習(xí)題END1．什么是智能物聯(lián)網(wǎng)？2．智能物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)是什么？3．目前全球還沒有對物聯(lián)網(wǎng)概念統(tǒng)一定義，你如何理解物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵？4．簡述四層物聯(lián)網(wǎng)模型。5．簡述智能物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展可能面臨的挑戰(zhàn)。6．簡述你知道的智能物聯(lián)網(wǎng)在生活中的應(yīng)用。謝謝！THANKS!第二章

物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)01智能物聯(lián)網(wǎng)的概念上章回顧04智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)02智能物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)05智能物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢03智能物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用IOTAIOT01物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)基本概念本章內(nèi)容04定位技術(shù)02RFID技術(shù)03傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)基本概念2.1感知技術(shù)利用傳感器和多跳自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)，依附于敏感機理、敏感材料、工藝設(shè)備和計測技術(shù)，對基礎(chǔ)技術(shù)和綜合技術(shù)要求非常高。感知和識別技術(shù)技術(shù)瓶頸傳感技術(shù)AI/機器學(xué)習(xí)實時數(shù)據(jù)處理識別技術(shù)涵蓋物體識別、位置識別和地理識別，物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)是以二維碼、RFID標(biāo)識為基礎(chǔ)的，對象標(biāo)識體系是物聯(lián)網(wǎng)的一個重要技術(shù)點。RFID技術(shù)2.2RFID技術(shù)簡介RFID是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，自動識別目標(biāo)對象、獲取相關(guān)數(shù)據(jù)并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。技術(shù)核心與原理：核心部件是標(biāo)簽。閱讀器在幾厘米到幾米內(nèi)發(fā)射無線電波，讀取標(biāo)簽內(nèi)存儲的信息。核心優(yōu)勢：無需接觸環(huán)境適應(yīng)力強高效識別標(biāo)識能力強（標(biāo)簽可存儲96位EPC碼，使每個物品擁有??獨一無二??的標(biāo)識。）RFID技術(shù)其他自動識別技術(shù)VS系統(tǒng)參數(shù)條碼圖像識別磁卡智能卡RFID信息載體紙或物質(zhì)表面—磁條EEPROMEEPROM讀寫性能讀讀讀/寫讀/寫讀/寫讀取方式CCD或激光束掃描機器識讀電磁轉(zhuǎn)換電擦寫無線通信讀取距離近很近接觸接觸遠(yuǎn)識別速度慢很慢慢慢很快環(huán)境適應(yīng)性不好不好一般一般很好多標(biāo)簽同時識別不能不能不能不能能RFID技術(shù)發(fā)展歷史第二次世界大戰(zhàn)時期英國開發(fā)出戰(zhàn)斗機的敵我識別系統(tǒng)（IFF），實現(xiàn)戰(zhàn)斗機自動識別，成為早期的主動式RFID系統(tǒng)。20世紀(jì)40年代射頻技術(shù)改進(jìn)推動RFID發(fā)展。1948年哈利斯·托克曼發(fā)表關(guān)鍵論文，奠定RFID理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)50年代為早期RFID技術(shù)的探索階段，主要處于實驗室研究狀態(tài)。20世紀(jì)60年代集成電路與微處理器推動理論發(fā)展，IFF系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于空中交通管制。20世紀(jì)70年代RFID技術(shù)快速發(fā)展，出現(xiàn)首批實際應(yīng)用。1975年被動式標(biāo)簽原型論文發(fā)表，標(biāo)志技術(shù)突破。20世紀(jì)80年代進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，專利數(shù)量增多，應(yīng)用于動物識別、電子收費等領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代計算機小型化促進(jìn)RFID普及，標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程啟動，產(chǎn)品逐步融入日常生活。至今標(biāo)簽類型豐富（有源/無源/半無源），成本降低，應(yīng)用行業(yè)擴展。物聯(lián)網(wǎng)興起推動RFID成為關(guān)鍵技術(shù)之一。RFID技術(shù)工作原理RFID系統(tǒng)包括閱讀器、天線和標(biāo)簽，其工作原理是閱讀器通過天線發(fā)出交流連續(xù)波，標(biāo)簽收到信號后，從信號中獲取直流電源和時鐘，再通過自身天線發(fā)送標(biāo)簽內(nèi)部存儲信息，最后閱讀器通過天線接收標(biāo)簽發(fā)送的信息。后向散射（Backscatter）RFID系統(tǒng)架構(gòu)定義：閱讀器是用于讀?。ɑ?qū)懭耄?biāo)簽信息的設(shè)備。構(gòu)成：由傳送器、接收器、微處理器、電源和時鐘模塊組成。工作流程：從后臺計算機接收命令→ISO標(biāo)準(zhǔn)編碼調(diào)制→通過天線發(fā)射→標(biāo)簽接收并響應(yīng)→通過天線接收響應(yīng)→解調(diào)解碼→傳給上位機做進(jìn)一步處理。分類：按工作方式（全/半雙工）、通信方式（閱讀器/標(biāo)簽先發(fā)言）、應(yīng)用方式（固定/便攜/一體式）。工作頻率：低頻（30kHz～300kHz）、高頻（3MHz～30MHz）和超高頻（300MHz～3GHz）。RFID系統(tǒng)核心組件——閱讀器、天線天線內(nèi)置于閱讀器，用于在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號。RFID系統(tǒng)通過天線來發(fā)射能量，進(jìn)而形成電磁場，從而對標(biāo)簽進(jìn)行識別。天線形成的電磁場的范圍就是閱讀器的可讀區(qū)域。定義：一般附著在物體表面，用于標(biāo)識目標(biāo)。構(gòu)成：由存儲數(shù)據(jù)的RFID芯片、射頻天線以及相關(guān)電路組成。核心標(biāo)識??：每個標(biāo)簽內(nèi)有全球唯一的電子編碼，也就是用戶身份證明（UID），UID無法改造、無法偽造；標(biāo)簽內(nèi)還有一個電子標(biāo)簽和一個身份標(biāo)識。特征：RFID系統(tǒng)核心組件——標(biāo)簽（射頻卡）非接觸體積小多標(biāo)簽識別耐環(huán)境可重復(fù)使用安全可批量生產(chǎn)標(biāo)簽的分類??被動式（無源）標(biāo)簽??：無內(nèi)置電源，由閱讀器供電；成本低、體積小、壽命長，但讀寫距離短。??主動式（有源）標(biāo)簽??：有內(nèi)置電池；讀寫距離遠(yuǎn)、存儲大，但成本高、壽命有限，工作模式分為主動模式和喚醒模式。??半自動式標(biāo)簽??：電池僅供內(nèi)部計算，通信能量來自閱讀器。低頻??：讀寫距離<1m，數(shù)據(jù)量少，成本較高（如門禁、身份證）。??高頻??：讀寫距離>1m，數(shù)據(jù)量大，成本較低（如校園卡）。??超高頻??：讀寫距離>10m，速率高，但抗干擾差。按讀寫功能（只讀/一次寫入/可讀寫）按形狀（信用卡形、圓形等）。010203是否內(nèi)置電源工作頻率范圍其他分類ISO制定了ISO14443、ISO15693、ISO18000等系列標(biāo)準(zhǔn)，覆蓋從低頻125kHz到微波頻段5.8GHz的全頻段。這些標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了通信數(shù)據(jù)幀格式，還著重對工作距離、頻率、耦合方式等與天線物理特性相關(guān)的技術(shù)規(guī)格進(jìn)行了規(guī)范，確保不同頻段的RFID系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。EPCglobal以96位EPC編碼為核心，負(fù)責(zé)全球EPC號碼的注冊管理，推動了超高頻RFID紙箱標(biāo)簽等產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，為全球供應(yīng)鏈管理提供了高效的信息標(biāo)識解決方案。RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系在相同的頻率下，存在多種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)采用不同的無線調(diào)制方式、基帶編碼格式、傳輸協(xié)議和傳輸距離，導(dǎo)致不同標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽和閱讀器無法互通，帶來了一定的挑戰(zhàn)。RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系頻率關(guān)鍵應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)125kHz低價的無源射頻標(biāo)簽，用于識別動物ISO1800-213.56MHz低價的無源射頻標(biāo)簽，用于識別物體，如書籍、衣服等ISO14443400MHz用于汽車中控系統(tǒng)ISO18000-7868MHz、915MHz、922MHz有源和無源的射頻標(biāo)簽，用于歐洲、美國、澳大利亞的物流Auto-IDClass0、Auto-IDClass1、ISO18000-62.45GHz（微波）是一個ISM頻段頻率，采用有源和無源的射頻標(biāo)簽，用于溫度傳感器和衛(wèi)星定位等ISO18000-45.8GHz（微波）用于長距離讀取無源和有源射頻標(biāo)簽，如車輛識別和高速公路收費ISO18000-5RFID技術(shù)應(yīng)用智能制造領(lǐng)域：RFID無線作業(yè)管理、超高頻RFID生產(chǎn)線管理、RFID工廠庫存管理、海馬RFID系統(tǒng)等3支付領(lǐng)域：數(shù)字化校園一卡通、城市一卡通應(yīng)用等大多都屬于RFID技術(shù)應(yīng)用5物流領(lǐng)域：超市使用RFID物流跟蹤和通信信息系統(tǒng)，使供應(yīng)鏈的透明度大大提高，物品能在供應(yīng)鏈的任何地方被實時追蹤，同時消除以往各環(huán)節(jié)上的人工差錯?；赗FID技術(shù)的物流配送中心信息系統(tǒng)可以通過安裝在工廠、配送中心、倉庫及商場貨架上的閱讀器自動記錄物品從生產(chǎn)線到最終消費者的整個供應(yīng)鏈上的流動。7零食領(lǐng)域：RFID新零售智能零售柜、二維碼門禁無人超市、RFID智慧門店及倉庫管理、電子標(biāo)簽揀貨系統(tǒng)等2食品溯源領(lǐng)域：食品溯源系統(tǒng)4安保領(lǐng)域：應(yīng)用RFID技術(shù)的門禁管理系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、上下班管理系統(tǒng)等6交通領(lǐng)域：不停車高速公路自動收費系統(tǒng)1傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.3定義：傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一門多學(xué)科交叉的技術(shù)，涉及從自然信源??獲取信息??并對信息進(jìn)行??處理、變換、識別??的系列活動。核心價值：對物品的運動狀態(tài)進(jìn)行實時感知，通過傳感器節(jié)點，構(gòu)建具有信息收集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理功能的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，是實現(xiàn)跟蹤、監(jiān)控和決策支持等的基礎(chǔ)。突出特點：傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述自組織微型化對外界具有感知能力感知信息智能化網(wǎng)絡(luò)化地位：傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”，是信息獲取的終端模塊，傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的核心，主要解決信息感知問題。面臨的三個關(guān)鍵問題：種類繁多：物體千差萬別，導(dǎo)致傳感器種類繁多；編址的數(shù)量巨大：IPv4地址已經(jīng)枯竭，而IPv6地址對傳感器來說過于復(fù)雜；成本與功耗要求苛刻：傳感器數(shù)量巨大。傳感器的地位&不足傳感器??：??基本單元??，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)??初步采集??（硬件）。??傳感器網(wǎng)絡(luò)??：由傳感器節(jié)點組成的??系統(tǒng)??，實現(xiàn)廣泛的數(shù)據(jù)??收集和處理??（集合與平臺）。??傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)??：支撐網(wǎng)絡(luò)運行的??技術(shù)集合??（軟件與協(xié)議）。關(guān)系辨析傳感器傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集合共同工作以收集和傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)保障傳感器節(jié)點包括4個基本單元：傳感單元（傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能模塊）處理單元（由嵌入式模塊組成，包括CPU、存儲單元、嵌入式操作系統(tǒng)等）通信單元（由無線通信模塊組成）電源模塊可以選擇的其他功能單元包括執(zhí)行器、定位系統(tǒng)、動力系統(tǒng)及發(fā)電裝置等傳感器節(jié)點傳感器工作原理監(jiān)測物理、化學(xué)等非電量參數(shù)，轉(zhuǎn)換為電信號傳感單元為各單元提供電能電源模塊有線（Profibus、LonWorks、CAN）與無線通信通信單元實現(xiàn)決策信息的環(huán)境反饋控制執(zhí)行器核心單元，運行程序處理感知數(shù)據(jù)處理單元4類存儲器（RAM、ROM、EEPROM、Flash）存儲單元傳感器優(yōu)點1低功耗僅需較少能力即可工作2微型化體積小、集成度高，便于設(shè)備集成3高可靠性結(jié)構(gòu)簡單，惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運行4多樣性可檢測溫度、濕度、壓力等多參數(shù)5通信能力支持無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸6自適應(yīng)集成微處理器，支持自校準(zhǔn)診斷傳感器三大技術(shù)瓶頸電池容量有限，更換成本高昂能耗分布：發(fā)送信號>接收>空閑>睡眠部署環(huán)境復(fù)雜，充電困難電池能量有限量消耗與距離關(guān)系：??E=k×d???(2<n<4)關(guān)鍵結(jié)論：??距離增加

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能耗劇烈增加??解決方案：采用多跳路由傳輸機制通信能力有限嵌入式微處理器，處理能力有限存儲空間小，僅支持臨時緩存數(shù)據(jù)處理限于基礎(chǔ)操作（濾波、閾值判斷）計算和存儲能力有限定義：由大量微小傳感器節(jié)點通過自組織構(gòu)成的分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能自主完成指定任務(wù)且實現(xiàn)“無處不在的計算”理念。技術(shù)融合：融合傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)等。體系結(jié)構(gòu)：傳感器節(jié)點

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匯聚節(jié)點

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互聯(lián)網(wǎng)/衛(wèi)星

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用戶中心多跳中繼傳輸方式。傳感器網(wǎng)絡(luò)概述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點（1）分布式、自組織性由對等節(jié)點構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，不存在中心控制；自我協(xié)調(diào)、自動組網(wǎng)，不依賴固定的基礎(chǔ)設(shè)施；每個節(jié)點都具有路由功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點（2）網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、節(jié)點分布密度高部署大量的節(jié)點保證監(jiān)測完整度；分布式采集提高精確度；大量冗余節(jié)點協(xié)同工作，以提高系統(tǒng)容錯率和覆蓋率，減少監(jiān)測盲區(qū)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點（3）可擴展性新增節(jié)點自動融入網(wǎng)絡(luò)無需外界條件即可擴展無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點計算存儲資源有限（嵌入式微處理器）電池能量有限（紐扣電池供電）網(wǎng)絡(luò)壽命受能量限制04資源有限性調(diào)挑戰(zhàn)關(guān)注動態(tài)觀測數(shù)據(jù)而非單個節(jié)點快速有效融合多節(jié)點數(shù)據(jù)提取有效信息給用戶05以數(shù)據(jù)為中心無統(tǒng)一通信平臺軟硬件平臺和協(xié)議差異大設(shè)計需貼近具體應(yīng)用06相關(guān)實用性定位技術(shù)2.4情景感知技術(shù)（SA）位置信息對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用至關(guān)重要。衛(wèi)星定位（如GPS）在室外應(yīng)用受限：能耗高、體積大、成本高、需基礎(chǔ)設(shè)施。定位技術(shù)的重要性針對節(jié)點數(shù)量龐大的物聯(lián)網(wǎng)，需采用底層感知網(wǎng)絡(luò)，以低成本方式解決目標(biāo)發(fā)現(xiàn)與定位難題。傳感器節(jié)點定位技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的定位需求定位技術(shù)基礎(chǔ)：術(shù)語錨節(jié)點（AnchorNode）：也稱為信標(biāo)節(jié)點，是可通過某種手段自主獲取自身位置的節(jié)點。普通節(jié)點（NormalNode）：也稱為未知節(jié)點或待定節(jié)點，是預(yù)先不知道自身位置，需要使用錨節(jié)點的位置信息并運用算法得到估計位置的節(jié)點。鄰居節(jié)點（NeighborNode）：傳感器節(jié)點通信半徑以內(nèi)的其他節(jié)點。定位技術(shù)基礎(chǔ)：術(shù)語跳數(shù)（HopCount）：兩節(jié)點間的跳段總數(shù)。跳段距離（HopDistance）：兩節(jié)點之間的每一跳距離之和。連通度（Connectivity）：一個節(jié)點擁有的鄰居節(jié)點數(shù)?；A(chǔ)設(shè)施（Infrastructure）：協(xié)助節(jié)點定位且已知自身位置的固定設(shè)備，如衛(wèi)星基站、衛(wèi)星定位系統(tǒng)等。定位技術(shù)基礎(chǔ)：評價指標(biāo)定位精度：定位技術(shù)首要的評價指標(biāo)就是定位精度，其可分為絕對精度和相對精度。絕對精度是測量坐標(biāo)與真實坐標(biāo)的偏差，一般用長度計量單位表示；相對精度一般用誤差值與節(jié)點無線覆蓋范圍的比例表示，定位誤差越小則定位精度越高。規(guī)模：不同的定位系統(tǒng)或算法應(yīng)用范圍不同，其中包括樓房內(nèi)部、房間內(nèi)部等。同時，單次定位過程能夠跟蹤的目標(biāo)數(shù)量也是一個重要的評價指標(biāo)。定位技術(shù)基礎(chǔ)：評價指標(biāo)錨節(jié)點密度：錨節(jié)點定位依賴人工部署或使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)兩種方式實現(xiàn)。錨節(jié)點密度影響定位精度和網(wǎng)絡(luò)成本。節(jié)點密度：節(jié)點密度通常以網(wǎng)絡(luò)的平均連通度來表示，節(jié)點密度增大不僅意味著網(wǎng)絡(luò)部署費用的增加，還意味著節(jié)點間的通信沖突會帶來有限帶寬的阻塞問題。功耗：與傳感器節(jié)點有限的電池能量直接相關(guān)。與功耗密切相關(guān)的定位所需的計算量、通信開銷、存儲開銷、時間復(fù)雜度是一組關(guān)鍵指標(biāo)。定位技術(shù)基礎(chǔ)：評價指標(biāo)容錯性和自適應(yīng)性：應(yīng)對復(fù)雜真實環(huán)境的能力，能夠通過自動調(diào)整或重構(gòu)來糾正錯誤，對物聯(lián)網(wǎng)感知網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障管理，減小各種誤差的影響。代價：包括時間、空間、資金成本。例如，時間代價包括一個系統(tǒng)的安裝時間、配置時間、定位所需時間等；空間代價包括一個定位系統(tǒng)或算法所需的基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)量、硬件尺寸等；資金代價包括實現(xiàn)一種定位系統(tǒng)或算法的基礎(chǔ)設(shè)施、節(jié)點設(shè)備所需的總費用。定位算法分類依據(jù)信息處理的方式分為集中式算法和分布式算法。集中式算法精度高，但通信量較大。分布式算法網(wǎng)絡(luò)通信量，但節(jié)點資源有限。依據(jù)是否測量距離可分為基于測距的算法和無須測距的算法?；跍y距的算法精度高，但對節(jié)點本身硬件要求高。當(dāng)待定位節(jié)點無法與足夠多的錨節(jié)點進(jìn)行直接通信測距時，就需要考慮用無須測距的算法來估計節(jié)點之間的距離。依據(jù)節(jié)點連通度和拓?fù)浞诸惙譃閱翁惴ê投嗵惴?。單跳算法簡便，但可測量范圍過?。欢嗵惴山鉀Q測量范圍較大時節(jié)點之間無法直接通信的情況?；跍y距的算法基于測距的算法通常分為兩個步驟：先利用某種測量方法測量距離（或角度），接著利用測得的相關(guān)結(jié)果計算未知節(jié)點坐標(biāo)。第一個步驟中有3種測量距離的主流方法：第一種基于時間的方法：第二種：第三種：基于信號到達(dá)時間（TOA）基于信號到達(dá)時間差（TDOA）基于信號到達(dá)角度（AOA）基于信號強度指示（RSSI）基于信號到達(dá)時間（TOA）??原理??：通過測量信號的傳播時間來計算距離。分為??單程測距??（需嚴(yán)格時間同步）和??雙程測距??（無需同步但受時鐘誤差影響）。??特點??：方法簡單，在??視距（LOS）傳播??條件下可獲得較高精度（如ActiveBat系統(tǒng)精度達(dá)厘米級）。??局限??：在??非視距（NLOS）??環(huán)境下，測量誤差會顯著增大。基于信號到達(dá)時間差（TDOA）原理??：利用不同類型信號（如超聲波與電磁波）傳播速度的差異，通過計算其到達(dá)時間差來測距。??特點??：在視距條件下能實現(xiàn)??高精度定位??（如Calamari系統(tǒng)平均誤差0.78米）。??改進(jìn)??：通過特殊結(jié)構(gòu)（如多傳感器陣列、金屬圓錐）解決信號方向性問題，并可結(jié)合時間同步協(xié)議實現(xiàn)混合測距。基于信號到達(dá)角度（AOA）??原理??：AOA定位核心在于，接收節(jié)點利用??天線陣列??捕獲來自發(fā)送節(jié)點的信號，通過分析信號到達(dá)的??相位差??，計算出信號的入射方向，從而形成一條從接收節(jié)點指向發(fā)送節(jié)點的??方位線??。主要優(yōu)勢：??理論精度高顯著局限性：??硬件要求高??（??專用的天線陣列??或??有向天線）、??應(yīng)用擴展受限??（高昂的成本和復(fù)雜的硬件）?；谛盘柕竭_(dá)時間（TOA）-Cricket室內(nèi)定位系統(tǒng)

基于接收信號強度指示的方法（RSSI）??原理??：在已知發(fā)射節(jié)點信號功率的前提下，接收節(jié)點測量到達(dá)信號的功率強度，計算出信號在傳播路徑上的損耗，然后根據(jù)特定的無線電信號傳播模型，將功率損耗轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的距離估值。優(yōu)勢：??低成本與易實現(xiàn)性，由于現(xiàn)代無線傳感節(jié)點（如Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee模塊）本身都具備測量接收信號強度的能力，因此無需增加任何額外的專用硬件即可實現(xiàn)測距功能。局限性：??精度易受環(huán)境影響??，無線電信號傳播會遭遇??衰減、繞射等多種因素的影響，從而影響定位精度。定位計算法-三邊測量法??已知3個錨節(jié)點A、B、C的坐標(biāo)及3個節(jié)點到未知節(jié)點D的距離，就可以通過以下式子：估算出該未知節(jié)點的坐標(biāo)。

定位計算法-三邊測量法??經(jīng)過線性化，可得到線性方程，如式:(N是由于存在測距誤差而引入的參數(shù))定位計算法-三角測量法

定位計算法-三角測量法

定位計算法-極大似然估計法

定位計算法-極大似然估計法從第一個方程開始，每個方程均減去最后一個方程，得到n-1個方程組成的線性方程組，如式:用線性方程組表示為AX=b，得到式:定位計算法-極大似然估計法最后采用最小二乘估計法可以得到未知節(jié)點的坐標(biāo)，如式:定位計算法-極小極大定位算法

定位計算法-極小極大定位算法包圍盒的交集通過式計算:未知節(jié)點坐標(biāo)為交集的質(zhì)心。當(dāng)未知節(jié)點可利用的錨節(jié)點多于3個時，可將其轉(zhuǎn)化為組分別計算并取平均值。針對極小極大定位算法對錨節(jié)點密度依賴過高的問題，該算法在只利用適量錨節(jié)點的情況下可達(dá)到較高的定位精度。無需測距的算法-質(zhì)心法

無需測距的算法-質(zhì)心法

無需測距的算法-APIT算法??原理??：通過測試未知節(jié)點是否位于多個錨節(jié)點組成的三角形內(nèi)來定位。使用鄰節(jié)點信號強度模擬移動，判斷節(jié)點遠(yuǎn)離或靠近錨節(jié)點，最終取三角形交集的質(zhì)心作為位置。??優(yōu)點??：適用于高密度網(wǎng)絡(luò)，定位精度約40%。??缺點??：需要高錨節(jié)點密度，計算組合多，復(fù)雜度高。無需測距的算法-DV-Hop定位算法原理??：分布式算法，屬于臨時定位系統(tǒng)（AdhocPositioningSystem，APS）中的一種。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中常采用距離矢量定位方法，先計算出節(jié)點與錨節(jié)點間的最小跳數(shù)，再根據(jù)錨節(jié)點估算出平均每跳的距離，最后利用最小跳數(shù)乘以平均每跳距離得到目標(biāo)節(jié)點與錨節(jié)點之間的估計距離。分三階段：計算到錨節(jié)點跳數(shù)、估算平均每跳距離、使用三邊測量法定位。??優(yōu)點??：通信開銷小，適合傳感器網(wǎng)絡(luò)；錨節(jié)點密度10%時誤差33%。??缺點??：僅適用于各向同性密集網(wǎng)絡(luò)，跳數(shù)估算有誤差。無需測距的算法-其他DV-Distance算法原理??：與DV-Hop類似，但交換報文時使用RSSI或TOA測距得到的估計距離之和，而非跳數(shù)。需校正避免過估計。??優(yōu)點??：測距更直接，可能提高精度。??缺點??：易受信號干擾，需額外校正。無組織定位（AmorphousPositioning）算法原理??：使用離線跳躍距離估測，通過鄰節(jié)點信息交換提高精度。網(wǎng)絡(luò)連通度15時，精度20%。??優(yōu)點??：通信開銷低，適合靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)。??缺點??：需預(yù)知網(wǎng)絡(luò)連通度，密度要求高。無需測距的算法-其他N-Hop多點定位（Multilateration）算法原理??：使用卡爾曼濾波技術(shù)循環(huán)求解，避免多跳傳輸誤差積累。錨節(jié)點密度20%，測距誤差1cm時，定位誤差3cm。??優(yōu)點??：精度高，抗誤差積累。??缺點??：計算復(fù)雜，需測距支持。算法自定位算法（Self-PositioningAlgorithm，SPA）原理??：針對無線自組網(wǎng)，通過節(jié)點間測距建立局部坐標(biāo)系，再協(xié)調(diào)為全局坐標(biāo)系。節(jié)點需參與多次坐標(biāo)變換。??優(yōu)點??：適用于無基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。??缺點??：計算量和通信開銷大，功耗高。基于移動錨節(jié)點的定位概述??原理??：利用移動錨節(jié)點在環(huán)境中移動，實時更新自身坐標(biāo)并廣播位置信息。未知節(jié)點測量與移動錨節(jié)點在不同位置的距離（如通過RSSI或TOA），當(dāng)獲取至少3個位置信息時，使用三邊測量法計算自身位置，之后未知節(jié)點可升級為錨節(jié)點輔助定位。??應(yīng)用場景??：智能倉儲、環(huán)境監(jiān)測、無人機輔助定位等需要高精度動態(tài)定位的領(lǐng)域。??關(guān)鍵算法??：移動信標(biāo)輔助定位（MBAL）是該部分的典型代表?；谝苿渝^節(jié)點的定位概述??優(yōu)點??：避免多跳傳輸?shù)恼`差累積，提高定位精度。減少錨節(jié)點數(shù)量，降低網(wǎng)絡(luò)成本和部署復(fù)雜度。動態(tài)適應(yīng)環(huán)境變化，適合大規(guī)?；騽討B(tài)網(wǎng)絡(luò)。??缺點??：移動錨節(jié)點的路徑規(guī)劃至關(guān)重要，路徑不當(dāng)會增加功耗和定位時間。實時性要求高，需確保坐標(biāo)更新和通信及時。三維定位算法針對三維空間定位需求，目前的三維定位算法包括基于劃分空間為球殼并取球殼交集定位的思想，提出對傳感器節(jié)點進(jìn)行三維定位的非距離定位算法即球體中的近似點（ApproximatePointInSphere，APIS）算法。在此基礎(chǔ)上，針對目前三維定位算法的不足提出基于球面坐標(biāo)的動態(tài)定位機制。該機制將定位問題抽象為多元線性方程組求解問題，最終利用克萊姆法則解決多解、無解問題。??應(yīng)用??：無人機群定位、智能建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測、地下管網(wǎng)三維建模。智能定位算法原理??：利用先進(jìn)計算技術(shù)提升定位精度。包括：??粒子濾波定位??：用于戶外三維定位，結(jié)合RSSI測距，無需先驗知識。??神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)??（如多層感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）：通過訓(xùn)練模型最小化誤差，提高精度，無需額外硬件。??支持向量回歸（SVR）和直推式回歸??：解決非視距問題，利用核函數(shù)直接推導(dǎo)位置，降低誤差。Map-growing算法

Map-growing算法同時與O、A、B這3個點為鄰節(jié)點的未知節(jié)點C首先通過三邊定位法計算得到自身的相對坐標(biāo)，計算完成后將自身的坐標(biāo)廣播。與點B不是鄰節(jié)點的點D收到點C發(fā)來的坐標(biāo)信息后，通過O、A、C這3個點實現(xiàn)定位并發(fā)布消息。重復(fù)運行此步，直到所有能計算得到坐標(biāo)的未知節(jié)點都得到定位。優(yōu)點??：實現(xiàn)簡單，對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適應(yīng)性強，節(jié)點覆蓋率高。局部定位，無需全局布局，適合復(fù)雜地形。缺點??：易產(chǎn)生累積誤差，邊緣節(jié)點精度低。LDP算法原理??：基于三邊定位的相對定位算法，引入分簇思想。選擇網(wǎng)關(guān)節(jié)點建立簇，每個簇內(nèi)建立局部坐標(biāo)系，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換統(tǒng)一為全局坐標(biāo)系，減少誤差累積。優(yōu)點??：分簇減少邊緣節(jié)點誤差，提高準(zhǔn)確度。適合高密度網(wǎng)絡(luò)，定位穩(wěn)健性強。??缺點??：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換增加計算量和通信開銷。依賴節(jié)點密度，低密度區(qū)域效果差。??應(yīng)用場景??：大規(guī)模工業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，如工廠設(shè)備監(jiān)控。GFF算法原理??：Range-free算法，類似DV-Hop。通過最小跳數(shù)估算距離，使用三個錨節(jié)點（P1、P2、P3）建立坐標(biāo)系，其他節(jié)點通過三邊定位計算相對坐標(biāo)。??優(yōu)點??：硬件成本低，無需測距功能，通信量小。算法簡單，適合低成本部署。??缺點??：跳數(shù)估算誤差大，低密度區(qū)域易失效。精度依賴網(wǎng)絡(luò)連通度。??應(yīng)用場景??：節(jié)點密集的農(nóng)業(yè)監(jiān)測或智能城市基礎(chǔ)設(shè)施。MDS-MAP算法原理??：基于多維定標(biāo)分析（MDS），通過距離矩陣降維建立相對坐標(biāo)系，再轉(zhuǎn)換為絕對坐標(biāo)。步驟包括：計算節(jié)點間最短路徑矩陣、應(yīng)用MDS算法降維、利用錨節(jié)點轉(zhuǎn)換坐標(biāo)。??優(yōu)點??：節(jié)點定位覆蓋率近100%，適合高密度網(wǎng)絡(luò)。可處理測距或非測距場景。??缺點??：計算量大，矩陣運算復(fù)雜，能耗高。集中式算法，不適用于分布式實時定位。??應(yīng)用場景??：離線網(wǎng)絡(luò)分析、科研實驗或大規(guī)模靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)部署。室外定位技術(shù)-衛(wèi)星定位衛(wèi)星定位衛(wèi)星定位通過接收衛(wèi)星提供的經(jīng)緯度坐標(biāo)信號來進(jìn)行定位。常用的衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要有美國的全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，GPS）、俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSystem，GLONASS）、歐洲的伽利略（Galileo）系統(tǒng)、我國的北斗（BeiDou）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。室外定位技術(shù)-以GPS為例衛(wèi)星定位GPS由空間部分、地面控制部分、用戶設(shè)備部分3部分組成。GPS就是通過4顆已知位置的衛(wèi)星來確定GPS接收機的位置的。GPS的定時精度范圍為20～50ns，衛(wèi)星定位雖然精度高、覆蓋廣，但其成本昂貴、功耗大，并不適合于所有用戶。室外定位技術(shù)-基站定位（LBS）衛(wèi)星定位基站定位一般應(yīng)用于手機用戶，手機基站定位服務(wù)又叫作基于位置的服務(wù)（Location-BasedService，LBS）。它通過電信運營商的網(wǎng)絡(luò)如全球移動通信系統(tǒng)（GlobalSystemforMobileCommunications，GSM）網(wǎng)，獲取移動終端用戶的位置信息。室外定位技術(shù)-基站定位（LBS）衛(wèi)星定位距離基站越遠(yuǎn)，信號越差，根據(jù)手機收到的信號強度可以估計距離基站的遠(yuǎn)近。當(dāng)手機同時搜索到至少3個基站的信號時，基站地理位置也是唯一的，也就可以得到3個基站與手機的距離。根據(jù)三點定位原理，只需要以基站為圓心、距離為半徑多次畫圓即可，這些圓的交點就是手機的位置。GPSvsLBS衛(wèi)星定位比較項目GPSLBS原理衛(wèi)星定位基站定位精度精度高（5～10m）精度較低（市區(qū)20～200m，郊區(qū)1000～2000m）耗電量很大，需要手機為GPS模塊提供高壓電源基站采集數(shù)據(jù)即可，不消耗手機電量優(yōu)點室外定位精度高，覆蓋廣定位速度超快，不受天氣、高樓、位置等因素的影響，功耗低缺點（1）天線必須在室外且能看到大面積天空，否則無法定位，受天氣和位置的影響很大；（2）比較耗電；（3）成本較高（1）定位條件是在有基站信號的位置，手機處于SIM卡注冊狀態(tài)，且必須收到至少3個基站的信號；（2）定位精度低室內(nèi)定位技術(shù)-WiFi定位技術(shù)衛(wèi)星定位??原理簡介??：通過WiFi熱點信號強度定位，常用“近鄰法”或WiFi指紋庫比對。精度約2m。??優(yōu)點??：成本低、易擴展，適合大范圍部署。??缺點??：精度受環(huán)境影響，指紋庫維護(hù)復(fù)雜。??應(yīng)用場景??：商場、醫(yī)院、工廠的室內(nèi)導(dǎo)航。室內(nèi)定位技術(shù)-RFID定位技術(shù)衛(wèi)星定位??原理簡介??：通過閱讀器讀取標(biāo)簽ID或信號強度，使用多邊定位法確定位置。作用距離短（幾十米）。??優(yōu)點??：厘米級精度，非接觸、成本低。??缺點??：距離近，布設(shè)復(fù)雜，整合難度大。??應(yīng)用場景??：倉儲管理、資產(chǎn)跟蹤。室內(nèi)定位技術(shù)衛(wèi)星定位原理簡介??：通過紅外傳感器測量信號源距離或角度，或通過紅外線網(wǎng)直接定位。??優(yōu)點??：精度高，隱蔽性強。??缺點??：易被遮擋，成本高，受熱源干擾。紅外定位技術(shù)原理簡介??：采用反射式測距，主測距器與標(biāo)簽通過超聲波信號時間差計算距離。常與射頻技術(shù)結(jié)合。??優(yōu)點??：厘米級精度，抗干擾性強。??缺點??：信號衰減快，有效范圍有限。超聲波定位技術(shù)室內(nèi)定位技術(shù)-藍(lán)牙定位技術(shù)衛(wèi)星定位原理簡介??：基于RSSI原理，分網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位（通過信標(biāo)和網(wǎng)關(guān)）和終端側(cè)定位（手機直接計算）。網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位系統(tǒng)由終端（手機等帶低功耗藍(lán)牙的終端）、藍(lán)牙信標(biāo)（beacon）節(jié)點、藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)、無線局域網(wǎng)及后端數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu)成。終端側(cè)定位系統(tǒng)由終端設(shè)備，如嵌入軟件開發(fā)工具包（SoftwareDevelopmentKit，SDK）的手機，以及信標(biāo)組成。??優(yōu)點??：省電、實現(xiàn)簡單，精度可調(diào)。??缺點??：精度依賴信標(biāo)密度和功率。室內(nèi)定位技術(shù)衛(wèi)星定位原理簡介??：利用加速度傳感器、陀螺儀等運動數(shù)據(jù)，基于航位推測法計算位置。常與WiFi指紋結(jié)合校正誤差。??純客戶端，無需基礎(chǔ)設(shè)施。但是誤差累積，需定期校正。原理簡介??：通過納秒級窄脈沖信號，利用錨節(jié)點三角定位或指紋定位。精度0.1-0.5m。??優(yōu)點??：精度高、穿透力強，抗干擾。??缺點??：成本較高，部署復(fù)雜。慣性導(dǎo)航定位技術(shù)超寬帶定位技術(shù)（UWB）室內(nèi)定位技術(shù)衛(wèi)星定位??原理簡介??：利用LED燈光編碼，手機攝像頭識別ID或角度定位。精度厘米級。無電磁干擾，精度高，照明通信一體。但是需光源部署，環(huán)境光影響大。原理簡介??：利用室內(nèi)地磁場變化導(dǎo)航，通過預(yù)先記錄地磁數(shù)據(jù)比對。精度0.1-2m。??優(yōu)點??：無需硬件，精度較高。??缺點??：易受電磁干擾，需定期更新數(shù)據(jù)。可見光定位技術(shù)（VLC）地磁定位技術(shù)室內(nèi)定位技術(shù)衛(wèi)星定位原理簡介??：通過攝像頭采集圖像，與數(shù)據(jù)庫或傳感器數(shù)據(jù)比對定位。分移動傳感器和固定傳感器兩類?？筛呔榷ㄎ?，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。計算復(fù)雜，依賴圖像質(zhì)量。原理簡介??：結(jié)合多種定位技術(shù)（如地磁+慣性導(dǎo)航）進(jìn)行綜合定位，提高精度和穩(wěn)健性。??誤差小，適應(yīng)性強，成本優(yōu)化。設(shè)計復(fù)雜，需算法協(xié)調(diào)。視覺定位技術(shù)融合定位技術(shù)室內(nèi)定位技術(shù)衛(wèi)星定位原理簡介??：已知節(jié)點與未知節(jié)點通過信息交互、測距或鄰近探測協(xié)作定位，提升系統(tǒng)整體性能。定位精度高，適合分布式網(wǎng)絡(luò)。??通信開銷大，需節(jié)點協(xié)同。原理簡介??：利用用戶移動設(shè)備采集數(shù)據(jù)（如信號指紋），通過群智感知網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建或更新定位數(shù)據(jù)庫。大規(guī)模覆蓋，成本低。數(shù)據(jù)質(zhì)量依賴用戶參與，隱私問題。協(xié)同定位技術(shù)群智感知定位技術(shù)室內(nèi)定位技術(shù)衛(wèi)星定位原理簡介??：通過激光跟蹤儀或全站儀測量角度或時間，實現(xiàn)高精度三維定位。工業(yè)級精度，可靠性高。成本高，需可視距，不適合大眾市場。原理簡介??：結(jié)合基站信號和遠(yuǎn)程服務(wù)器，輔助GPS接收器快速定位。定位速度快，精度較高。網(wǎng)絡(luò)資源占用大，易受擁堵影響。極點定位技術(shù)輔助全球定位技術(shù)（A-GPS）室內(nèi)定位技術(shù)的比較衛(wèi)星定位定位技術(shù)通用定位方法定位精度覆蓋范圍優(yōu)點缺點視覺圖像處理、場景分析mm～dm1～10m環(huán)境依賴性低成本較高、穩(wěn)定性較低紅外線圖像處理、鄰近探測cm～m1～5m定位精度較高可視距傳播、傳輸距離短、成本高、受光線干擾PolarSystems直接測量μm～mm2～10km定位精度極高造價高超聲波多邊定位cm2～10m精度高、結(jié)構(gòu)簡單多徑效應(yīng)、受環(huán)境溫度影響、

信號衰減明顯WLAN指紋定位m20～50m成本低、精度較高受環(huán)境干擾、指紋采集工作量大RFID鄰近探測、指紋定位dm～m1～50m成本低、精度高、體積小距離短、無源標(biāo)簽、無通信能力超寬帶多邊定位cm～m1～50m穿透力強、精度高成本高慣性導(dǎo)航航位推算m10～100m不依賴外部環(huán)境存在累積誤差地磁指紋定位m1～30m不依賴額外設(shè)備、成本低需要前期采集、穩(wěn)定性差ZigBee鄰近探測、多邊定位dm～m1～50m成本低、功耗低穩(wěn)定性差、受環(huán)境干擾藍(lán)牙鄰近探測、質(zhì)心法、

多邊定位m1～20m功耗低、設(shè)備

體積小、易部署傳輸距離短、信號穩(wěn)定性差定位技術(shù)應(yīng)用衛(wèi)星定位智能醫(yī)療通過傳感器獲取患者位置和體征信息，借助無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)患者、醫(yī)護(hù)人員和設(shè)備間的互動。定位技術(shù)用于優(yōu)化醫(yī)療資源分配，提高服務(wù)可及性。智能醫(yī)療智能物流智能物流將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)物流業(yè)，通過傳感技術(shù)獲取貨物存儲、運輸環(huán)節(jié)的信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中處理。定位技術(shù)貫穿整個物流過程，對貨物位置監(jiān)控至關(guān)重要。智能交通智能交通依賴車輛實時位置信息的采集，通過定位技術(shù)實現(xiàn)出行規(guī)劃、導(dǎo)航和行車安全管理。車載導(dǎo)航系統(tǒng)已發(fā)展至第三代，融合無線通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，支持實時路況分析。課后習(xí)題END1．常見自動識別技術(shù)有哪些？它們的優(yōu)勢、劣勢分別是什么？2．RFID技術(shù)的工作原理是什么？3．傳感器由哪些部分組成？它們的作用是什么？4．傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點是什么？5．典型定位算法有哪些？6．常見的室內(nèi)外定位技術(shù)有哪些？它們的優(yōu)缺點是什么？謝謝！THANKS!第三章

物聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)01物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)基本概念上章內(nèi)容04定位技術(shù)02RFID技術(shù)03傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)01物聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)概述本章內(nèi)容02最優(yōu)化部署理論03拓?fù)渫该鞯恼{(diào)度技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)概述3.1物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)定義物聯(lián)網(wǎng)定義物聯(lián)網(wǎng)是傳感器網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。傳感器網(wǎng)絡(luò)作為末端信息拾取或饋送系統(tǒng)，無需預(yù)設(shè)固定底層設(shè)施即可快速建立。節(jié)點動態(tài)性傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點可以動態(tài)、頻繁地加入或離開網(wǎng)絡(luò)，無需事先通知，也不會中斷其他節(jié)點間的通信。節(jié)點移動性網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點可以高速移動，這使得節(jié)點群快速變化，節(jié)點間的鏈路通斷頻繁變化。隨機部署與多跳自組織隨機部署大量傳感器節(jié)點隨機布設(shè)于監(jiān)測區(qū)，以自組織方式建網(wǎng)，感知環(huán)境數(shù)據(jù)后通過無線信號經(jīng)多跳轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)節(jié)點。多跳轉(zhuǎn)發(fā)與能源管理節(jié)點感知環(huán)境數(shù)據(jù)后通過無線信號經(jīng)多跳轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)節(jié)點，途中可本地處理數(shù)據(jù)并執(zhí)行能源管理以延長壽命。集中式分布式混合網(wǎng)狀集中式結(jié)構(gòu)集中式結(jié)構(gòu)類似移動通信的蜂窩結(jié)構(gòu)，可將節(jié)點集中管理。分布式結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)類似AdHoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可自組織網(wǎng)絡(luò)接入連接、分布管理?；旌鲜浇Y(jié)構(gòu)混合式結(jié)構(gòu)是集中式和分布式結(jié)構(gòu)的組合。網(wǎng)狀式結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀式結(jié)構(gòu)類似Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)網(wǎng)狀分布連接和管理。七類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總覽

七類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)按節(jié)點功能及結(jié)構(gòu)層次，物聯(lián)網(wǎng)-傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常分為平面、分級、混合、Mesh、點對點、星形、樹形七類。平面網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠x全對等結(jié)構(gòu)平面網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇槿珜Φ冉Y(jié)構(gòu)，所有節(jié)點功能一致，包含相同的MAC、路由、管理和安全等功能。本質(zhì)與算法其本質(zhì)是一種AdHoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，無中心管理節(jié)點，采用自組織協(xié)同算法形成網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)算法復(fù)雜。優(yōu)點這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、易維護(hù)、具有較好的穩(wěn)健性。分級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠x結(jié)構(gòu)組成分級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為上層骨干節(jié)點和下層普通傳感器節(jié)點，通常以“簇”的形式存在。特點可擴展性好，便于集中管理，但集中管理開銷大，硬件成本高，普通傳感器節(jié)點之間可能無法直接通信。分級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠x混合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠x結(jié)構(gòu)組成混合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是平面網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和分級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一種混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。特點支持的功能更加強大，但所需硬件成本更高。Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠x01結(jié)構(gòu)特點Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種規(guī)則分布的網(wǎng)絡(luò)，通常只允許節(jié)點與節(jié)點的最近鄰居通信。02容錯性由于Mesh網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間存在多條路由路徑，該網(wǎng)絡(luò)對單點或單鏈路故障具有很強的容錯性和穩(wěn)健性。03節(jié)點功能節(jié)點可以被指定為簇首節(jié)點，并且可以執(zhí)行額外的功能。分級分簇Mesh簡化路由分級分簇在Mesh網(wǎng)絡(luò)中引入分級分簇技術(shù)，可簡化路由設(shè)計，充分利用每個節(jié)點的能源，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。Mesh技術(shù)五大特點01無線節(jié)點Mesh網(wǎng)絡(luò)由無線節(jié)點構(gòu)成，節(jié)點由傳感器或執(zhí)行器組成，連接到雙向無線收發(fā)器。02自形成與自愈Mesh網(wǎng)絡(luò)具有自我形成和自愈功能，節(jié)點可以自動加入網(wǎng)絡(luò)并重新路由消息。03多跳路由Mesh網(wǎng)絡(luò)支持多跳路由，通過短距離通信鏈路提高網(wǎng)絡(luò)吞吐速率和頻譜復(fù)用效率。04功耗與移動性Mesh網(wǎng)絡(luò)的功耗限制和移動性取決于節(jié)點類型及應(yīng)用的特點。05多種網(wǎng)絡(luò)接入方式可以通過星形、Mesh等節(jié)點方式和其他網(wǎng)絡(luò)集成。點對點拓?fù)涠x連接方式點對點拓?fù)湓趦晒?jié)點間建立直接連接，可為永久硬連線或交換式。特點點對點網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點是簡單和低成本，但網(wǎng)絡(luò)范圍被限制為一跳，無法擴展。星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠x結(jié)構(gòu)組成星形網(wǎng)絡(luò)由一個中心集線器和多個傳感器節(jié)點組成，所有數(shù)據(jù)流都通過中心集線器。優(yōu)點星形網(wǎng)絡(luò)的性能一致、低時延、高吞吐速率，且易于隔離故障和設(shè)備。缺點星形網(wǎng)絡(luò)的范圍僅限于單個設(shè)備的傳輸范圍，且存在單一故障點。星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠x樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠x結(jié)構(gòu)特點樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫且环N節(jié)點層次結(jié)構(gòu)，最高層次為根節(jié)點，連接較低層次的傳感器節(jié)點。數(shù)據(jù)處理當(dāng)數(shù)據(jù)從“樹”的分支移動到根節(jié)點時，節(jié)點中的處理能力和能量將增加，因此可以在其生成位置附近對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠x云計算的正式提出與維基定義云計算定義云計算于2006年被正式提出，維基百科定義為基于互聯(lián)網(wǎng)的計算新方式，通過異構(gòu)自治服務(wù)為用戶提供按需即取的計算，是互聯(lián)網(wǎng)時代革命性舉措。計算能力商品化與巨頭布局計算能力商品化云計算使計算能力成為可流通商品，像天然氣、水、電一樣，通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸，取用方便，按需付費。巨頭布局谷歌、微軟、IBM、亞馬遜等IT巨頭紛紛推出云計算平臺，將其作為未來發(fā)展的重點之一。云計算拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點01設(shè)備眾多云計算拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中設(shè)備眾多，規(guī)模較大，這是其顯著特點之一，能夠滿足大量用戶的需求。02虛擬機技術(shù)利用虛擬機技術(shù)，云計算可以在一臺物理機上動態(tài)建立或刪除多個虛擬機，實現(xiàn)資源的最大彈性分配。03接入與服務(wù)質(zhì)量云計算支持任意地點各種設(shè)備的接入，并且可以定制服務(wù)質(zhì)量，滿足不同用戶的需求。面向市場應(yīng)用的云計算拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用戶代理與SLA資源分配器用戶代理用戶代理負(fù)責(zé)在任意地點提交服務(wù)請求，是面向市場應(yīng)用云計算拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的前端入口。SLA資源分配器SLA資源分配器是云后端和用戶之間的接口，包含多個子模塊，負(fù)責(zé)處理用戶的服務(wù)請求。接納控制模塊功能功能概述接納控制模塊包含客戶驅(qū)動服務(wù)管理、計算風(fēng)險管理和自主資源管理等功能。請求檢測與接納當(dāng)服務(wù)請求首次提交時，該模塊檢測服務(wù)質(zhì)量需求，決定是否接納請求，防止資源過載。協(xié)同工作該模塊需要協(xié)同虛擬機監(jiān)視器模塊的資源可用信息和服務(wù)請求監(jiān)視器模塊的負(fù)載處理信息。