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1、无线物联网技术,电子科技大学 物理电子学院 喻志远,主要内容,*物联网的概念 *主要应用涵盖范围 *关键技术 *发展状况,物联网的概念,从麻省理工学院Auto-ID实验室1999年第一次提出了“产品电子码”(Electronic Product Code,EPC)的概念至今，“物联网”(The Internet of Things)的概念已经风起云涌,被称之为第三次信息技术革命。,什么是物联网？,所谓“物联网”，简而言之就是“物物相连的互联网”，是继计算机、互联网与无线移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。 物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。 物联网把新一代IT技术充分
2、运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、航线，建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。,基本结构,温度，压力，湿度，光照 流量，移动识别，射频识别,无线传输，电磁波(
3、超高频信号，微 波，毫米波)，红外，超声波 有线传输(光纤，电缆) 混合方式：光纤无线电(Radio over fible)，漏泄电 缆(Leaky coaxial Cable),基于计算机技术的信息处理，分析系统；管理系统 遥测遥控系统，,主要应用涵盖范围,1。智能物流系统 2。无线智能家居 3。智能监控系统,智能物流系统,从家电互联互通的意义上讲，智能家居是涵盖在物联网这个大概念之下的。网络信息、无线信息、三网融合以及物联网的快速发展都为智能家居提供了高速发展的条件和可能。,智能家居系统,由于无线物联网的引入，智能家居系统比以前有了“质的变化”，变得“聪明”很多。因为智能家居概念流行10多
4、年，曾经在上海高档小区出现过，但总的来说，智能化程度不高，操作不稳定，远达不到用户心理预期，市场认可度较低，一直没有走红。如今，主人拿着手机或者ipad就能在远程遥控操作，这在以前是压根不敢想的事情。,主要系统技术,1、以RFID为代表的射频物品识别技术； 2、传感和传动技术； 3、无线网络通信技术 4、数据存储和处理技术； 5、以3C融合为代表的智能物体技术。,关键技术 1. RFID 2. NETWORK OF WIRELESS SENSOR 3. WLAN 4. Blue tooth 蓝牙 5. UWB 6. ZigBee 7. Smart Antenna,RFID,射频识别即RFID（
5、Radio Frequency IDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。 射频识别技术是无线物联网系统的核心技术之一。,RFID的基本组成部分,RFID的基本组成部分 标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象 阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式； 天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。,RFID的曲型应用,物流和供应管理 生产制造和装配 航空行李处理
6、 邮件/快运包裹处理 文档追踪/图书馆管理 动物身份标识 运动计时 门禁控制/电子门票 道路自动收费。,RFID的应用 (据2011年8月报道),RFID洗涤系统设计与实现(8/26) RFID技术在港口集装箱物流中的应用(8/22) 监狱人员智能化管理系统(8/22) 基于RFID技术的LED路灯智能控制系统(8/19) 最新高频门禁控制技术转移(8/19) 城域网指纹门禁考勤系统(8/15) 停车场通道管理与车位引导的解决方案(8/12) 港口货位集装箱定位管理解决方案(8/11) ETC不停车收费系统解决方案(8/11) 基于无源RFID的调车安全控制预警装置(8/11),据2011年6
7、-8月报道,RFID助力加拿大Htel-Dieu dAmo(8/23) 哈特福德保险公司鼓励食品业客户部署RF(8/15) RFID的使用提高肿瘤诊所的效率和安全性(8/15) 医用大麻使用EPC标签实现全程追踪(8/15) Beer Wall 提供给顾客自取啤酒的服务(8/2) 全球国际货运使用温度记录标签来监控药(8/1) 水族馆中的RFID芯片鱼(7/18) TempTrip温度跟踪系统像租碟片一样简易(7/11) RFID管理医疗设备节省医院大量资金(6/30) 匹兹堡的研究人员为骨科器械植入RFID(6/20),wireless sensor network 无线传感器网络,A wi
8、reless sensor network (WSN) consists of spatially distributed autonomous sensors to monitor physical or environmental conditions, such as temperature, sound, vibration, pressure, motion or pollutants and to cooperatively pass their data through the network to a main location. The more modern network
9、s are bi-directional, enabling also to control the activity of the sensors. The development of wireless sensor networks was motivated by military applications such as battlefield surveillance; today such networks are used in many industrial and consumer applications, such as industrial process monit
10、oring and control, machine health monitoring, and so on. http:/en.wikipedia.org/wiki/Wireless_sensor_network,无线传感器网络示意图,WLAN无线局域网,WLAN是Wireless Local Area Network的缩写，指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活 。,Zigbee “紫蜂”技术,ZigBee是一种新兴的近距离
11、、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。,无线网状分布,无线Mesh网络12 是一种与传统的无线网络完全不同的新型无线网络技术，它是一种多跳网络，能够为下一代通信技术提供更好的服务。目前，无线Mesh网络已经引起广泛的关注。 在传统的无线局域网(WLAN)中，每个客户端均通过一条与AP(Access Point)相连的无线链路来访
12、问网络，用户必须首先访问一个固定的AP，才能与其他节点进行相互通信，这种网络结构被称为单跳网络。 而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都既可以作为AP同时也作为路由器进行发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点直接通信。如果最近的AP由于流量过大导致拥塞，则数据可以重新路由到流量较小的节点进行传输，直到到达最终目的节点。这种就是多跳访问方式。 无线Mesh网络中的节点具有自动配置和集中管理的能力，简化了网络的管理和维护。同时，节点还具备自愈合功能，即可以自动发现和动态连接，消除单点故障对业务的影响。无线Mesh网络用“热区”覆盖的方式替代原来传统无线局域网中使用的“热点”覆盖方式，这可以消除无线局域网中由于距离增加导致的带宽下降。 高利用率是无线Mesh网络的又一技术优势。在单跳网络中，AP的网络利用率会随着网络设备的增多而大大降低。而在无线Mesh网络中，一旦发现某个AP利用率下降，数据便自动重新选择其他的AP进行传输。此外，无线Mesh网络还提供更好的漫游功能和更安全的端到端连接等功能。,无线网状分布2,