物联网通信.ppt

第8章物联网通信? 物联网的基本概念? 物联网的基本原理? 物联网的应用? 物联网的基本概念?2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念。报告指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。根据ITU的描述,在物联网时代,通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器,人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度,从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。 物联网的基本原理?物联网的基本原理是先利用无线射频技术、无线传感器以及全球定位系统等对物品的信息进行识别和采集,然后利用信息传输网络将信息汇集到数据处理系统对数据进行处理,将处理后的数据反馈给各种应用实体。物联网的网络架构包括感知层、网络层和应用层。 感知层?感知层位于物联网的最底层,是物联网数据信息的来源。感知层用来感知和采集物理世界中的物理数据和事件,包括众多的数字信息和物理量,以及图片、音频、视频等多媒体信息,同时接收上层网络传送来的控制信息,并完成相应的执行动作。物联网信息采集的技术种类繁多,主要包括RFID 技术、无线传感技术和全球定位系统。一、物联网感知方法?RFID 系统一般由阅读器、标签和数据处理系统等组成,标签又分为无源的和有源的。在嵌入无源标签的物品进入识别范围内后,其利用读写器发出的射频信号驱动标签内的芯片使其发送出物品信息,读写器随后接收芯片的应答,将信息处理后发送到中央信息系统。嵌入有源标签的物品在进入识别范围后,会主动向读写器发送物品信息。?无线传感器网络是早于物联网出现的一个概念,作为感知手段,在物联网出现后以传感器网络子网或端节点的形式被纳入到物联网的感知层部分。无线传感技术是由智能传感节点和接入网关组成,智能节点感知信息(温度、湿度、图像等),并自行组网传递到上层网关接入点,由网关将收集到的感应信息通过网络层提交到后台处理。?GPS是目前世界上应用最为广泛和成熟的定位技术,主要由空间卫星、地面控制站和用户接收设备等组成。在测量出某一已知位置的卫星到用户接收机的距离的基础上,再综合其他卫星的测量数据和手持设备,则可快速准确地得出接收机所在位置的三维坐标等相关信息。二RFID技术1、RFID技术的起源与发展?RFID起源于20世纪40年代,当时的雷达技术催生了RFID技术,并在1948年奠定了RFID的理论基础;经过几十年的实验和研究,RFID技术的研发在20世纪70年代达到高潮,进而首次被商业应用;90年代人们开始重视RFID技术的标准化问题,以更加丰富的经验应用着RFID技术,RFID越来越多地进入人们生活;本世纪以来,随着RFID标签造价的降低而得到大规模应用。目前RFID技术应用己经处于全面推广的阶段。2、RFID系统组成?RFID系统细分由五个组件构成,包括:传送器、接收器、微处理器、天线、标签。传送器、接收器和微处理器通常都被封装在一起,又统称为阅读器(Reader),因而工业界经常将RFID系统粗分为为阅读器、天线和标签三大组件,这三大组件一般都可由不同的生厂商生产。RFRD系统组成3、RFID系统分类?RFID系统有多种不同的分类方法。按照工作频率来分可分为低频(30-300kHz)、高频(3-30MHZ)、超高频(300MHz-3GHz),3GHz以上为微波范围。其中,低频有125kHz,133kHz两个典型工作频率,通常为无源标签,通信范围小于1米,标签数据量小,成本低;高频的典型工作频率为13. 56MHz,标签和阅读器成本均较高,标签存储数据量较大,有效阅读距离在1米或几米的范围内;超高频的典型工作频率有433MHz,860-960MHz,以及严格意义上说属于微波范围的2. 45GHz,,这些频率的标签分为有源和无源两种。通信范围大于1米,典型情况为4-6米,最大可能超过10米。