《物联网技术导论》教案
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1、教案教案2013通信专业通信专业授课类型：课堂讲授授课类型：课堂讲授参考书目：物联网导论参考书目：物联网导论 魏旻魏旻 人民邮电人民邮电 物联网技术导论物联网技术导论 桂小林桂小林授课内容，教学方法，及作业其他见每小节授课内容，教学方法，及作业其他见每小节第一节第一节 绪绪 论论课堂讲授：课时课堂讲授：课时4 4难点：物联网的发展难点：物联网的发展内容如下：内容如下：思考题：物联网的应用思考题：物联网的应用1.1 1.1 物联网的概念物联网的概念 1.1.1 1.1.1 物联网的定义物联网的定义 定义：定义：物联网是通过使用射频识别（物联网是通过使用射频识别（Radio Frequency R
2、adio Frequency IdentificationIdentification，RFIDRFID）、传感器、红外感应器、全球）、传感器、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息采集设备，按约定的协议，定位系统、激光扫描器等信息采集设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。络。1.1 1.1 物联网的概念物联网的概念 1.1.2 1.1.2 物联网的特征物联网的特征u全面感知全面感知u可靠传递可靠传递u智能处理智能
3、处理 1.1.3 1.1.3 “物物”的含义的含义1.1 1.1 物联网的概念物联网的概念 1.1.4 1.1.4 物联网概念辨析物联网概念辨析u EPC EPC系统系统u 信息物理系统信息物理系统u 传感器网络传感器网络u M2M M2M技术技术1.2 1.2 物联网的起源与发展物联网的起源与发展 1.2.1 1.2.1 物联网的起源物联网的起源u 国际发展现状国际发展现状u 国内发展现状国内发展现状 1.2.2 1.2.2 物联网的发展物联网的发展u 物联网发展面临的问题物联网发展面临的问题1.3 1.3 物联网的应用物联网的应用u 智能交通智能交通u 智能物流智能物流u 环境监测环境监测
4、u 智能电网智能电网u 医疗健康医疗健康u 智能家居智能家居1.4 1.4 小结小结第二节第二节 物联网体系结构物联网体系结构课堂讲授课时：课堂讲授课时：4 4难点：物联网的体系结构与计算难点：物联网的体系结构与计算机网络体系结构的区别机网络体系结构的区别内容如下：内容如下：作业：复习计算机网络相关内容作业：复习计算机网络相关内容2.1 2.1 物联网体系结构概述物联网体系结构概述 2.1.1 2.1.1 意义和功能意义和功能 物联网的最终目的是建立一个满足人们生产、生活以及对资源、信息更高需求的综合平台，管理跨组织、跨管理域的各种资源和异构设备，为上层应用提供全面的资源共享接口，实现分布式资
5、源的有效集成，提供各种数据的智能计算、信息的及时共享以及决策的辅助分析等。图 物联网2.1 2.1 物联网体系结构概述物联网体系结构概述 2.1.2 2.1.2 设计原则设计原则u 以以“用户为中心用户为中心”u 时空性时空性u 互联互通互联互通u 开放性开放性u 可管理性可管理性u 安全性安全性u 鲁棒性鲁棒性2.1 2.1 物联网体系结构物联网体系结构 2.1.1 2.1.1 组成模块组成模块图 USN结构2.1 2.1 物联网体系结构物联网体系结构 2.1.1 2.1.1 组成模块组成模块图 物联网体系结构2.2 2.2 物联网体系结构物联网体系结构 2.2.1 2.2.1 组成模块组成
6、模块u 感知控制层感知控制层u 数据传输层数据传输层u 数据的动态组织与管理层数据的动态组织与管理层u 应用决策层应用决策层 数据的实时采集数据的实时采集 信息的有效传递信息的有效传递 信息的智能化处理信息的智能化处理2.2 2.2 物联网体系结构物联网体系结构 2.2.2 2.2.2 感知控制层感知控制层u 传感技术传感技术 传感器是将能感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。u 标识技术标识技术标识技术是通过RFID、条形码等设备所感知到的目标外在特征信息 来证实和判断目标本质的技术来。u 定位技术定位技术定位技术是测量目标的位置参
7、数、时间参数、运动参数等时空信息的技术，它利用信息化手段来得知某一用户或者物体的具体位置。2.2 2.2 物联网体系结构物联网体系结构 2.2.2 2.2.2 感知控制层感知控制层图 定位技术2.2 2.2 物联网体系结构物联网体系结构 2.2.3 2.2.3 数据传输层数据传输层图 数据传输技术u 短距离通信技术短距离通信技术u 广域网通信技术广域网通信技术2.2 2.2 物联网体系结构物联网体系结构 2.2.3 2.2.3 数据的动态组织与管理数据的动态组织与管理图 云计算架构2.2 2.2 物联网体系结构物联网体系结构 2.2.4 2.2.4 数据的动态组织与管理数据的动态组织与管理u
8、智能计算技术智能计算技术u 海量数据的存储海量数据的存储u 服务计算服务计算2.2 2.2 物联网体系结构物联网体系结构 2.2.5 2.2.5 应用决策应用决策u 监控型应用监控型应用图 基于RFID的物流跟踪2.2 2.2 物联网体系结构物联网体系结构 2.2.5 2.2.5 应用决策应用决策u 控制型应用控制型应用图 智能交通2.2 2.2 物联网体系结构物联网体系结构 2.2.5 2.2.5 应用决策应用决策u 扫描型应用扫描型应用图 手机钱包2.3 2.3 物联网关键技术物联网关键技术图 物联网关键技术2.4 2.4 已有架构已有架构 2.4.1 2.4.1 无线传感网无线传感网图
9、WSN2.4 2.4 已有架构已有架构 2.4.1 2.4.1 无线传感网无线传感网图 WSN体系结构2.4 2.4 已有架构已有架构 2.4.2 EPC/UID 2.4.2 EPC/UID图 EPC的组成2.4 2.4 已有架构已有架构 2.4.2 EPC/UID 2.4.2 EPC/UID图 EPC2.4 2.4 已有架构已有架构 2.4.3 CPS 2.4.3 CPS图 CPS2.4 2.4 已有架构已有架构 2.4.4 M2M 2.4.4 M2M图 M2M2.5 2.5 物联网的反馈与控制物联网的反馈与控制 2.5.12.5.1自动控制的基本原理与方式自动控制的基本原理与方式 u 自动
10、控制的概念及应用自动控制的概念及应用u 反馈控制原理反馈控制原理u反馈控制系统的基本组成反馈控制系统的基本组成u自动控制系统的基本控制方式自动控制系统的基本控制方式物联网中的“感、智、控”分别构成了物联网控制系统的测量、比较、执行等三大部件，这三大部件又在“联”这种网络平台上得以相互作用，形成了“控制系统”，最终实现了“控”的目的。联联鲁棒性鲁棒性保安性保安性可信性可信性时延性时延性物联网的控制系统一定是一个计算机参与的离散控制系统，将离散控制理论的分析方法引入物联网系统的分析、研究和设计过程中，能够使这一过程更加科学、合理，对系统的各种性能将有一个更准确的判断，同时也便于进行仿真分析。第三、
11、四章第三、四章 传感器及传感器及RFIDRFID技术技术课堂讲授：课时课堂讲授：课时8 8重点难点：该章为本书重点之一，重点难点：该章为本书重点之一，主要涉及二维码，主要涉及二维码，RFIDRFID等传感技等传感技术术具体如下：具体如下：思考题：思考题：RFIDRFID系统组成，生物识系统组成，生物识别技术与物联网的联系。别技术与物联网的联系。3.1 3.1 传感器概述传感器概述 3.1.1 3.1.1 传感器的功能传感器的功能 u 物理世界的物理世界的“感觉器官感觉器官”u 从狭义角度来看，传感器是一种将测量信号转换从狭义角度来看，传感器是一种将测量信号转换 成电信号的变换器成电信号的变换器
