專題_物聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)應(yīng)用ppt課件VIP

第四章物聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)應(yīng)用,電子商務(wù)應(yīng)用專題：,內(nèi)容概要,物聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)技術(shù)架構(gòu),2,1物聯(lián)網(wǎng)基本概念,1.1物聯(lián)網(wǎng)概念的提出,“物聯(lián)網(wǎng)”概念的正式的提出是在2005年11月17日，在突尼斯舉行的“信息社會峰會上，國際電信聯(lián)盟發(fā)布了ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)。該報告指出：無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體都可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換。,1.2物聯(lián)網(wǎng)的定義,1）物聯(lián)網(wǎng)（TheInternetofThings，IoT）的定義有多種，普遍認(rèn)可的一種是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品通過有線與無線方式與互聯(lián)網(wǎng)連接，進行通信和信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。,1.2物聯(lián)網(wǎng)的定義,2）對“TheInternetofThings”可理解為“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，但互聯(lián)網(wǎng)原義指計算機網(wǎng)絡(luò)，所以“物聯(lián)網(wǎng)”有兩層含義：第一，物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和支撐仍是功能強大的計算機系統(tǒng)，它是以計算機網(wǎng)絡(luò)為核心進行延伸和擴展而成的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端已延伸和擴展到了眾多物品與物品之間，進行數(shù)據(jù)交換和通信。,1.2物聯(lián)網(wǎng)的定義,3）英文百科Wikipedia的定義較簡單：TheInternetofThingsreferstoanetworkofobjects，suchashouseholdappliances，物聯(lián)網(wǎng)即“像家用電器一樣的物體的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)”。同時在不同場合中有不同的表述方式，如M2M（MachinetoMachine）、傳感網(wǎng)（SensorNetworks）、普適計算（PervasiveComputing）、泛在計算（Ubiquitouscomputing）、環(huán)境感知智能（AmbientIntelligence）等，都從不同側(cè)面各自反映了物聯(lián)網(wǎng)的一些特征。,2物聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)技術(shù)架構(gòu),2.2無線網(wǎng)絡(luò),2.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò),2.4無線接入技術(shù),2.5自動識別技術(shù),2物聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)技術(shù)構(gòu)架,圖4-1物聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)技術(shù)構(gòu)架,2物聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)技術(shù)構(gòu)架,感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼掃描設(shè)備、RFID標(biāo)簽和讀寫器、視頻監(jiān)控攝像頭、GPS、手機與移動設(shè)備等感知終端。感知層的作用相當(dāng)于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)獲識別物體，采集信息的來源，其主要功能是識別物體，采集信息。網(wǎng)絡(luò)層由互聯(lián)網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成，相當(dāng)于人的神經(jīng)中樞和大腦，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。,2.1傳感器技術(shù),1）傳感器的定義傳感器的英文是“Sensor”，意為感覺或知覺等。國際電工委員會（IEC）定義為：“傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量的信號”，即其是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號的裝置。它的前端由敏感元器件（感知元件）和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成，有的半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號，本身就構(gòu)成傳感器。,2）傳感器的應(yīng)用,各種傳感器用來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)，使設(shè)備工作在最佳或正常狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到質(zhì)量要求。在家用電器領(lǐng)域，如全自動洗衣機、電飯煲、冰箱和微波爐等都離不開傳感器。在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，電子脈博儀、體溫計、醫(yī)用呼吸機、超聲波診斷儀、斷層掃描（CT）及核磁共振診斷設(shè)備等，都大量地使用了各種各樣的傳感技術(shù)。在軍事國防領(lǐng)域，各種偵測設(shè)備，紅外夜視探測，雷達跟蹤、武器精確制導(dǎo)等，沒有傳感器是難以實現(xiàn)的。在航空航天領(lǐng)域，空中管制、導(dǎo)航、飛機的飛行管理和自動駕駛著陸系統(tǒng)等，都需要大量的傳感器。,2.2無線網(wǎng)絡(luò),無線網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，包括遠(yuǎn)距離無線連接的語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，近距離無線連接的紅外線及射頻技術(shù)等。通常用于各種設(shè)備如便攜式計算機、臺式計算機、手持終端、個人數(shù)字助理（PDA）、移動電話、筆式計算機，以及大量帶有無線傳感器的裝置等的接入。,1）無線網(wǎng)絡(luò)分類,1）無線網(wǎng)絡(luò)分類,（1）無線廣域網(wǎng)（WWAN），用戶可通過公用或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)建立無線網(wǎng)絡(luò)連接，以覆蓋廣大的地理區(qū)域，例如若干城市或國家和地區(qū)。（2）無線城域網(wǎng)（WMAN），它可在城區(qū)的多個場所之間創(chuàng)建無線連接（如一個城市或大學(xué)校園的多個辦公樓之間），使用無線電波或紅外光波傳送數(shù)據(jù)，為用戶提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入的寬帶無線接入服務(wù)。（3）無線局域網(wǎng)（WLAN），可為用戶創(chuàng)建本地?zé)o線連接?？捎糜谂R時辦公室或其他流動場所，使用戶能在不同時間、不同場所、或同一辦公樓的不同地方工作。（4）無線個人網(wǎng)（WPAN），它使用戶能為個人操作空間（POS）設(shè)備（如PDA、移動電話和筆記本電腦等）創(chuàng)建臨時無線通訊。POS指以個人為中心，最大距離為10米的一個空間范圍。目前兩個主要技術(shù)是藍(lán)牙和紅外線。,2）無線網(wǎng)絡(luò)的特點,2.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetworks，WSN）是信息科學(xué)領(lǐng)域中一個全新的發(fā)展方向，從某種意義上說，物聯(lián)網(wǎng)就是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。1）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了3個階段：,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在電子商務(wù)應(yīng)用主要集中在：,2）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在電子商務(wù)的應(yīng)用,2.4無線接入技術(shù),1）無線接入標(biāo)準(zhǔn),無線接入標(biāo)準(zhǔn),W-CDMA,CDMA2000,TD-SCDMA,WiMAX,2）Wi-Fi,Wi-Fi是一種將個人電腦、各種手持設(shè)備等以無線方式互連的技術(shù)，通過無線路由器，實現(xiàn)覆蓋范圍內(nèi)的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)無線路由器連接了上網(wǎng)線路時，則被稱為“熱點”。熱點可短程傳輸無線信號（通常為100m），當(dāng)支持Wi-Fi的上述設(shè)備遇到熱點時，就可無線連網(wǎng)。Wi-Fi特點：,3）近距離無線通訊技術(shù)（NFC）,NFC即NearFieldCommunication，一種近距離或近域非接觸式識別和互聯(lián)通信技術(shù)，可在移動設(shè)備、電子產(chǎn)品、PC和智能控件間進行近距離無線通信，可讓消費者簡單直觀地交換信息、訪問內(nèi)容與開展電子商務(wù)。它可將非接觸讀卡器、非接觸卡和點對點通信器件整合進一塊芯片，為人們的生產(chǎn)、生活與商務(wù)提供了眾多的開放接口與應(yīng)用。,4）藍(lán)牙技術(shù),藍(lán)牙（Bluetooth）是一種支持設(shè)備間短距離無線通信技術(shù)，能在移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進行無線信息交換。它能有效簡化移動設(shè)備之間的通信，也能簡化設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)之間的通信。,4）藍(lán)牙技術(shù),4）藍(lán)牙技術(shù),5）紫蜂,“Zigbee”的音譯，Zigbee是一種新興的短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)率、低成本、低復(fù)雜度的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；zigbee采取了IEEE802.15.4強有力的無線物理層所規(guī)定的全部優(yōu)點：省電、簡單、成本又低的規(guī)格；zigbee增加了邏輯網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用層；zigbee的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括無線數(shù)據(jù)采集、無線工業(yè)控制、消費型電子設(shè)備、汽車自動化、家庭和樓宇自動化、醫(yī)用設(shè)備控制、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制等場合；主要適合于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時支持地理定位功能。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，IEEE802.15.4工作組主要負(fù)責(zé)制定物理層和MAC層的協(xié)議，其余協(xié)議主要參照和采用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，高層應(yīng)用、測試和市場推廣等方面的工作將由ZigBee聯(lián)盟負(fù)責(zé)。ZigBee聯(lián)盟成立于2002年8月，由英國Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司組成，如今已經(jīng)吸引了上百家芯片公司、無線設(shè)備公司和開發(fā)商的加入。,ZigBee技術(shù)簡介-短程無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),WWAN,WMAN,WLAN,WPAN,傳輸范圍,0.01,10,1,0.1,100,1000,數(shù)據(jù)傳輸率（Mbps）,ZigBee技術(shù)簡介-短程無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),文本,因特網(wǎng)/聲音,壓縮圖片,多通道數(shù)字圖像,低高,短程長程,ZigBee技術(shù)簡介-無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的比較,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee與IEEE802.15.4,ZigBee是一組基于IEEE802.15.4無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的，有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)，IEEE802.15.4僅處理MAC層和物理層協(xié)議，ZigBee聯(lián)盟對其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進行了標(biāo)準(zhǔn)化。ZigBee是由ZigBeeAlliance所主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)，定義了網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer)、安全層（SecurityLayer）、應(yīng)用層（ApplicationLayer)、以及各種應(yīng)用產(chǎn)品的資料（Profile）;而由國際電子電機工程協(xié)會（IEEE）所定制的802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，則是定義了物理層（PHYLayer)及媒體存取層（MediaAccessControlLayer;MACLayer)。,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee協(xié)議棧,8位處理器協(xié)議棧簡介緊湊4K-32k網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點容納網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點的設(shè)備信息、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)表、設(shè)備關(guān)聯(lián)表、與安全有關(guān)的密鑰存儲等。,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee頻帶和數(shù)據(jù)傳輸率,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee物理信道,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),星型,網(wǎng)狀型,簇狀型,網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器,全功能設(shè)備(FFD,Router):可以支持任何一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)商者和普通協(xié)商者，并且可以和任何一種設(shè)備進行通信,精簡功能設(shè)備(RFD):只支持星型結(jié)構(gòu)，不能成為任何協(xié)商者，可以和網(wǎng)絡(luò)協(xié)商者進行通信，實現(xiàn)簡單。,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型,網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器：包含所有的網(wǎng)絡(luò)消息，是3種設(shè)備類型中嘴復(fù)雜的一種，存儲容量最大、計算能力最強。發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)、建立一個網(wǎng)絡(luò)、管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、存儲網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息、尋找一對節(jié)點間的路由消息、不斷地接收信息。全功能設(shè)備（FFD）：可以擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者，形成網(wǎng)絡(luò)，讓其他的FFD或是精簡功能裝置（RFD）連結(jié)，F(xiàn)FD具備控制器的功能，可提供信息雙向傳輸。附帶由標(biāo)準(zhǔn)指定的全部802.15.4功能和所有特征更多的存儲器、計算能力可使其在空閑時起網(wǎng)絡(luò)路由器作用也能用作終端設(shè)備精簡功能設(shè)備（RFD）：RFD只能傳送信息給FFD或從FFD接收信息。附帶有限的功能來控制成本和復(fù)雜性在網(wǎng)絡(luò)中通常用作終端設(shè)備。ZigBee相對簡單的實現(xiàn)自然節(jié)省了費用。RFD由于省掉了內(nèi)存和其他電路，降低了ZigBee部件的成本，而簡單的8位處理器和小協(xié)議棧也有助于降低成本。,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee網(wǎng)狀（MESH）網(wǎng)絡(luò),MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有強大的功能，網(wǎng)絡(luò)可以通過多級跳的方式來通信；該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以組成極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)還具備自組織、自愈功能。,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee網(wǎng)狀（MESH）網(wǎng)絡(luò),Mesh是一種特殊的、按接力方式傳輸?shù)狞c對點的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其路由可自動建立和維護。通過以上ZigBeeMesh結(jié)構(gòu)圖可以得知，一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)只有一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，但可以有若干個路由器。協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)的建網(wǎng)，同時它也可作為與其它類型網(wǎng)絡(luò)的通訊節(jié)點（網(wǎng)關(guān)）。構(gòu)成協(xié)調(diào)器和路由器的器件必須是全功能器件（FFD），而構(gòu)成終端設(shè)備的器件可以是全功能器件，也可是簡約功能器件（RFD).,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee網(wǎng)狀（MESH）網(wǎng)絡(luò),ZigBee采用按需路由算法AODV，在節(jié)能和網(wǎng)絡(luò)性能上都有著很大的優(yōu)勢。AODV路由協(xié)議是一種基于距離矢量的按需路由算法，只保持需要的路由，而不需要節(jié)點維持通信過程中未達目的節(jié)點的路由。節(jié)點僅記住嚇一跳，而非像源節(jié)點路由那樣記住整個路由。它能在網(wǎng)絡(luò)中的各移動節(jié)點之間動態(tài)地、自啟動地建立逐跳路由。當(dāng)鏈路斷開時，AODV會通知受影響的節(jié)點，從而使這些節(jié)點能被確認(rèn)為無效路由。AODV允許移動節(jié)點響應(yīng)鏈路的破損情況，并以一種及時的方式更新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。AODV操作是無還回的，并避免了當(dāng)Adhoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r快速收斂的無限計算問題（特別是當(dāng)一個節(jié)點進入網(wǎng)絡(luò)時）。,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee通信可靠性保證,物理層RF通信連接直序擴頻采用高處理增益明晰的信道檢測對干擾能量進行檢測協(xié)議基于CRC的誤碼監(jiān)測/校正采取了避免沖突的策略CSMA/CA為固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用的有保證的時隙發(fā)送的數(shù)據(jù)包都有待于接收方的確認(rèn)，如出現(xiàn)問題進行重發(fā)保持?jǐn)?shù)據(jù)包的及時傳輸Packetdatafreshness,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee通信可靠性保證,通信可靠機制ZigBee采用了CSMA-CA的碰撞避免機制，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突；明晰的信道檢測MAC層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機制，每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接受方的確認(rèn)信息。網(wǎng)絡(luò)的自組織自語能力強ZigBee的自組織功能：無需人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能夠感知其他節(jié)點的存在，并確定連結(jié)關(guān)系，組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)；ZigBee自愈功能：增加或者刪除一個節(jié)點，節(jié)點位置發(fā)生變動，節(jié)點發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡(luò)都能夠自我修復(fù)，并對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的調(diào)整，無需人工干預(yù)，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee通信可靠性保證,在低信噪比的環(huán)境下ZigBee具有很強的抗干擾性能。,誤碼率,信噪比dB,bluetooth,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee通信可靠性保證,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee技術(shù)優(yōu)勢,數(shù)據(jù)傳輸速率低：10KB/秒-250KB/秒，專注于低傳輸應(yīng)用功耗低：在低功耗待機模式下，兩節(jié)普通5號電池可使用6-24個月成本低：ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本網(wǎng)絡(luò)容量大：網(wǎng)絡(luò)可容納65000個設(shè)備時延短：典型搜索設(shè)備時延為30ms，休眠激活時延為15ms，活動設(shè)備信道接入時延為15ms。網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強，通信可靠數(shù)據(jù)安全：ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，采用AES-128加密算法（美國新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一），各個應(yīng)用可靈活確定其安全屬性工作頻段靈活：使用頻段為2.4GHz、86MHz（歐洲）和915MHz（美國），均為免執(zhí)照（免費）的頻段,ZigBee技術(shù)簡介-ZigBee應(yīng)用場合,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN；帶負(fù)載管理功能的自動抄表（AMR）系統(tǒng)；智能交通、油氣生產(chǎn)遙測遙控通信系統(tǒng)；監(jiān)控照明、HVAC和寫字樓安全；農(nóng)田耕作、環(huán)境監(jiān)測、水利水文監(jiān)測無線通信；工業(yè)制造、過程控制遙測遙控；對患病、設(shè)備及設(shè)施進行醫(yī)療和健康監(jiān)控；家庭監(jiān)控、HVAC、安防報警系統(tǒng)運用；有源RFID應(yīng)用，用于產(chǎn)品運輸、產(chǎn)品跟蹤、存儲較大物品和財產(chǎn)管理；軍事應(yīng)用，包括戰(zhàn)場監(jiān)視和機器人控制；汽車應(yīng)用，配合傳感器網(wǎng)絡(luò)報告汽車所有系統(tǒng)的狀態(tài)。,RFID數(shù)據(jù)傳輸-zigbee在RFID數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸中的應(yīng)用,由于RFID的傳輸距離相對比較近，利用ZIGBEE無線網(wǎng)絡(luò)作為RFID的遠(yuǎn)程無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以很好地結(jié)合RFID和ZIGBEE的技術(shù)優(yōu)勢，組合成一個比較完美的RFID應(yīng)用系統(tǒng)。,ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,結(jié)合ZigBee和GPRS的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,基于ZigBee的油田油井遙測遙控?zé)o線通信,ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,ZigBee技術(shù)在石油石化行業(yè)的應(yīng)用,液化天然氣罐遠(yuǎn)程監(jiān)控,汽油管線的腐蝕監(jiān)測,潤滑油供應(yīng)鏈,汽油管線侵入者監(jiān)測,液化天然氣容器跟蹤,ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,ZigBee技術(shù)在石油石化行業(yè)的應(yīng)用,化工產(chǎn)品鐵路槽車的遠(yuǎn)程信息處理,游船引擎震動監(jiān)控,油罐車駕駛員安全措施,ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,基于ZigBee技術(shù)的管道監(jiān)測無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,基于ZigBee技術(shù)的無線三表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng),采用MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｃ看眴卧獦窃O(shè)置一個ZigBee遠(yuǎn)端節(jié)點一個小區(qū)設(shè)置一個ZigBee中心節(jié)點ZigBee中心節(jié)點數(shù)據(jù)通過GPRS/CDMA或ADSL上傳到集抄中心,ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,基于ZigBee技術(shù)的無線三表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng),ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,基于ZigBee技術(shù)的水文水利監(jiān)測無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),采用MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃悦總€水文水利計量處設(shè)置一個ZIGBEE遠(yuǎn)端節(jié)點一個區(qū)域監(jiān)測點設(shè)置一個ZIGBEE中心節(jié)點ZIGBEE中心節(jié)點數(shù)據(jù)通過GPRS/CDMA或ADSL上傳到監(jiān)測中心,ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,ZigBee智能交通控制系統(tǒng)無線通信方案,ZIGBEE無線通信的交通信號控制系統(tǒng)-交通路口控制通信,ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,ZigBee智能交通控制系統(tǒng)無線通信方案,ZIGBEE無線通信的交通信號控制系統(tǒng)-遠(yuǎn)程實時控制通信,ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,醫(yī)院對病患、監(jiān)護設(shè)備及設(shè)施進行醫(yī)療和健康監(jiān)控,借助于各種傳感器和ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)，準(zhǔn)確且實時地監(jiān)測病人的血壓、體溫和心跳速度等信息，從而減少醫(yī)生查房的工作負(fù)擔(dān)，有助于醫(yī)生作出快速的反應(yīng)，特別是對重病和病?；颊叩谋O(jiān)護治療。,ZigBee技術(shù)應(yīng)用解決方案,基于ZigBee技術(shù)的無線點餐系統(tǒng)通信解決方案,小結(jié),ZigBee作為一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有效彌補了低成本、低功耗和低速率無線通信市場的空缺，其成功的關(guān)鍵技術(shù)在于豐富而便捷的應(yīng)用，而不是技術(shù)本身。我們有理由相信在不遠(yuǎn)的將來，將有越來越多的內(nèi)置式ZigBee功能的設(shè)備進入我們的生活，并極大地改善我們的生活方式和體驗。從802.15.4到ZigBee不難發(fā)現(xiàn)，這些標(biāo)準(zhǔn)的目的，就是希望以低價進入產(chǎn)業(yè)自動化控制、能源監(jiān)控、機電控制、照明系統(tǒng)管控、家庭安全和RF遙控等領(lǐng)域。傳遞少量信息，例如：控制(control)或是事件(Event)的資料傳遞，都是ZigBee容易發(fā)揮的戰(zhàn)場。ZigBee技術(shù)適合于承載數(shù)據(jù)流量較小的業(yè)務(wù)。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)控制、消費型電子設(shè)備、汽車自動化、農(nóng)業(yè)自動化和醫(yī)用設(shè)備控制等。對于傳送長度一般為幾十字節(jié)的傳感器讀數(shù)來說，高帶寬是多余的，ZigBee地帶寬的奇跡是節(jié)能，正好有助于它實現(xiàn)其低功率、低成本和強健性的目標(biāo)。,6）UWB,UWB是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號，能在10米左右的范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)百Mbits至數(shù)Gbits的數(shù)據(jù)傳輸速率。它具有抗干擾性能強、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發(fā)送功率小、保密性好，穿透力較高等諸多優(yōu)勢，能在室內(nèi)提供與有線相媲美的性能。,6）UWB,實例如下：（1）交通信息服務(wù)系統(tǒng)。包括路況監(jiān)測、實現(xiàn)預(yù)警、建筑物信息、天氣預(yù)報和行駛建議，還可用作緊急援助事件的通信。（2）家庭數(shù)字娛樂中心。目前，家庭電子消費產(chǎn)品如PC、DVD、DVR、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、HDTV、PDA、數(shù)字機頂盒、MD、MP3、智能家電等層出不窮。家庭數(shù)字娛樂中心的概念是：將住宅中所有的上述娛樂設(shè)備、智能家電和互聯(lián)網(wǎng)等都連接一起，人們可在家中任何地方僅用一種操控器就能使用它們。但如何把這些相互獨立的信息產(chǎn)品結(jié)合起來，是建立家庭數(shù)字娛樂中心的關(guān)鍵問題，而UWB的技術(shù)特點無疑提供了一種很好的選擇。,2.5自動識別技術(shù),自動識別技術(shù)是應(yīng)用一定的識別裝置，自動獲取被識別物品的相關(guān)信息，供給后臺系統(tǒng)來完成相應(yīng)處理與控制的一種技術(shù)。該技術(shù)近幾十年在全球迅猛發(fā)展，形成了一個包括條形碼技術(shù)、磁條磁卡技術(shù)、IC卡技術(shù)、光學(xué)字符識別、射頻技術(shù)、聲音識別及視覺識別等集計算機、光、磁、物理、機電、通信技術(shù)為一體的高新技術(shù)學(xué)科。,2.5自動識別技術(shù),如商場的條形碼掃描系統(tǒng)就是一種典型的自動識別技術(shù)。售貨員通過POS系統(tǒng)掃描儀掃描商品條形碼，就可獲取商品名稱、價格、打折信息；輸入數(shù)量，后臺即可計算出該批商品的價格。當(dāng)顧客使用銀行卡時，刷卡支付過程也以自動識別技術(shù)為前提。自動識別技術(shù)是計算機、通信和自動化技術(shù)相結(jié)合的綜合技術(shù)，它在電子商務(wù)、自動交易領(lǐng)域發(fā)揮核心作用。,2.5自動識別技術(shù),自動識別管理信息系統(tǒng)包括自動識別系統(tǒng)（AutoIdentificationSystem，簡稱AIDS），應(yīng)用程序接口（ApplicationInterface,簡稱API）或中間件（Middleware）和應(yīng)用系統(tǒng)軟件。自動識別系統(tǒng)完成系統(tǒng)的采集和存儲工作，應(yīng)用系統(tǒng)軟件對自動識別系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)進行應(yīng)用處理，而應(yīng)用程序接口軟件則提供自動識別系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)軟件之間的通訊接口包括數(shù)據(jù)格式，將自動識別系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成應(yīng)用軟件系統(tǒng)可以識別和利用的信息并進行數(shù)據(jù)傳遞。,自動識別系統(tǒng)模型圖,1）無線射頻識別技術(shù),（1）無線射頻識別技術(shù)的基本概念無線射頻識別技術(shù)（RadioFrequencyIdentification，RFID）是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。,（1）無線射頻識別技術(shù)的基本概念,RFID單元包含電子標(biāo)簽和閱讀器兩部分。電子標(biāo)簽是其數(shù)據(jù)載體，由天線和芯片組成。依據(jù)供電方式不同，可分為有源電子標(biāo)簽（Activetag）、無源電子標(biāo)簽（Passivetag）和半無源電子標(biāo)簽（Semi-passivetag）。有源電子標(biāo)簽有內(nèi)裝電池，無源電子標(biāo)簽沒有內(nèi)裝電池，半無源電子標(biāo)簽部分依靠電池工作；依據(jù)封裝形式的不同可分為信用卡標(biāo)簽、線形標(biāo)簽、紙狀標(biāo)簽、玻璃管標(biāo)簽、圓形標(biāo)簽及特殊用途的異形標(biāo)簽等。無線射頻識別閱讀器（讀寫器）通過天線與無線射頻識別電子標(biāo)簽進行無線通信，實現(xiàn)對標(biāo)簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。典型的閱讀器包含有發(fā)送器和接收器模塊、控制單元及閱讀器天線。,（2）無線射頻識別技術(shù)的基本原理,無線射頻識別技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)包括可編程電子標(biāo)簽、讀寫器以及處理數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)端計算機三個部分。電子標(biāo)簽也就是射頻卡，具有智能讀寫及加密通信的能力。讀寫器由無線收發(fā)模塊、控制模塊和接口電路組成，通過調(diào)制的RF通道向標(biāo)簽發(fā)出請求信號，標(biāo)簽回答識別信息，讀寫器把信號送到計算機或其他數(shù)據(jù)處理設(shè)備中。,（2）無線射頻識別技術(shù)的基本原理,在應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附在待識別物體表面，其中保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當(dāng)標(biāo)簽進入磁場時產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時利用此能量發(fā)送出自身編碼等信息，讀寫器讀取信息并解碼后傳送至主機并進行相關(guān)處理，達到自動識別物體或驅(qū)動作業(yè)的目的。圖中周邊跑道狀物為天線，上部小圓狀物體為集成電路芯片，相當(dāng)于一個具有無線收發(fā)功能加存儲功能的單片系統(tǒng)，通過連線將其與天線聯(lián)結(jié)起來。,電子標(biāo)簽示例,（2）無線射頻識別技術(shù)的基本原理,閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器、通訊器、讀寫器。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的無接觸耦合、在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關(guān)系，實現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。,射頻識別系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖,（2）無線射頻識別技術(shù)的基本原理,閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種。電感耦合為變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實現(xiàn)耦合，依據(jù)電磁感應(yīng)收取信號；電磁反向散射耦合為雷達模型，發(fā)射出去的電磁波，碰到目標(biāo)后反射，同時攜帶回目標(biāo)信息。電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識別系統(tǒng)。電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識別系統(tǒng)。識別作用距離大于1m，典型作用距離為3l0m。,2）條形碼技術(shù),條形碼由一組規(guī)則排列的條和空、相應(yīng)的數(shù)字組成，“條”指光線反射率較低的部分，“空”指光線反射率較高的部分，這種用條、空組成的數(shù)據(jù)編碼可以供機器識讀，而且很容易譯成二進制數(shù)和十進制數(shù)。這些條和空可有各種不同的組合方法，構(gòu)成不同的圖形符號，如一維與二維圖型即各種符號體系，也稱碼制，適用于不同的應(yīng)用場合。該自動識別技術(shù)，具有輸入速度快、準(zhǔn)確度高、成本低、可靠性強等優(yōu)點，在當(dāng)今的自動識別技術(shù)中占有重要的地位。,（1）一維條形碼識別系統(tǒng)及原理,條形碼簡稱條碼，是由一組黑白相間、粗細(xì)不同的條狀符號組成，條碼隱含著數(shù)字信息、字母信息、標(biāo)志信息、符號信息，主要用以表示商品的名稱、產(chǎn)地、價格、種類等，是全世界通用的商品代碼的表示方法。,（1）一維條形碼識別系統(tǒng)及原理,一維條碼的條紋由一組寬度不同，反射率不同的黑色的條和白色的空按規(guī)定的編碼規(guī)則組合起來的。為能讀出條形碼所代表的信息，需要條形碼識別系統(tǒng)，它由條形碼掃描器（閱讀器）、放大整形電路、譯碼接口電路和計算機系統(tǒng)等部分組成。它們能使掃描光線產(chǎn)生不同的反射接受效果，在光電轉(zhuǎn)換設(shè)備上轉(zhuǎn)換成不同的電脈沖，形成可以傳輸?shù)碾娮有畔?。由于光的運動速度極快，所以，可以采用各種光電掃描設(shè)備，如光筆掃描器、臺式掃描器、手持式掃描器、固定式光電及激光快速掃描器等，準(zhǔn)確無誤地對運動中的條碼予以識別。,（1）一維條形碼識別系統(tǒng)及原理,目前國際上通用的和公認(rèn)的物流條碼碼制主要是UPC條形碼和EAN條形碼。UPC條形碼是由美國統(tǒng)一代碼委員會制定的一種條形碼，EAN13條形碼是由歐洲編碼委員會編制的。我國制定的通用商品條形碼結(jié)構(gòu)與EAN13條形碼結(jié)構(gòu)相同。它是由13位數(shù)字及相應(yīng)的條碼符號組成：前綴碼，由三位數(shù)字組成，是國家的代碼，我國為690，是國際物品編碼會統(tǒng)一決定的；制造商代碼，由四位數(shù)字組成，我國物品編碼中心統(tǒng)一分配并統(tǒng)一注冊，一個制造商一個碼；商品代碼，由五位數(shù)字組成，表示每個制造商的商品，由制造商決定，可以標(biāo)識10萬種商品；校驗碼，由一位數(shù)字組成，用以校驗前面各碼的正誤。,標(biāo)準(zhǔn)版商品一維條碼（EAN13條碼）,（2）二維條形碼,由于一維條形碼的信息量小，如商品條形碼僅有13位數(shù)字，僅能作檢索標(biāo)識，詳細(xì)信息只能依賴后臺數(shù)據(jù)庫，因而一維條形碼的應(yīng)用受到了相當(dāng)?shù)南拗啤Ｒ痪S條形碼在一個方向表達信息，另一方向則不表達信息；如水平和垂直方向皆能存儲信息，就稱為二維條形碼（2-dimensionalbarcode），簡稱二維碼。二維條形碼利用特定的幾何圖形按一定的碼制以平面的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)，在代碼編制上巧妙地利用“0”、“1”比特流，使用若干個與二進制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。,（2）二維條形碼,二維碼能在橫向和縱向兩個方位同時表達信息，故能在很小面積內(nèi)表達大量的信息。如果說一維條形碼是商品的身份證，二維條形碼則是商品便攜的數(shù)據(jù)庫。二維條形碼具有高密度、大容量、安全性強的特點。它可不依賴數(shù)據(jù)庫的存在，而實現(xiàn)對各種信息的采集和識別。,（2）二維條形碼,二維條形碼的碼制,PDF417碼示例,這是一種堆疊式二維碼標(biāo)準(zhǔn)，全稱為PortableDataFile，意為“便攜數(shù)據(jù)文件”，在美國得到廣泛應(yīng)用，其示例如圖所示。,（2）二維條形碼,二維條形碼的碼制,QR碼示例,QR全稱為QuickResponsecode，意為快速響應(yīng)。它是目前日本主流的二維碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，除可表示日語中假名和ASCII碼字符集外，還可高效地表示漢字。由于發(fā)明企業(yè)放棄其專利權(quán)而供任何人或機構(gòu)任意使用，故現(xiàn)已成為目前全球使用面最廣的一種二維碼。,（2）二維條形碼,二維條形碼的碼制,DM碼示例,DM碼全稱為DataMatrix即數(shù)據(jù)矩陣之意。DM采用了復(fù)雜的糾錯碼技術(shù)，使得該編碼具有超強的抗污染能力，在韓國得到廣泛應(yīng)用，其示例如圖4-8。,（2）二維條形碼,二維條形碼的碼制,GM網(wǎng)格矩陣碼示例,GM和CM均由原中國信息產(chǎn)業(yè)部于作為行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。GM碼：GM碼為網(wǎng)格矩陣碼（GridMatrixCode）,是一種正方形二維碼，該碼制的碼圖由正方形宏模塊組成，每個宏模塊由6乘6個正方形單元模塊組成。網(wǎng)格碼可以編碼存儲一定量的數(shù)據(jù)并提供5個用戶可選的糾錯等級，其示例如圖4-9所示。,（2）二維條形碼,二維條形碼的碼制,CM緊密矩陣碼示例,CM碼為緊密矩陣（CompactMatrix）碼。通過分析齒孔定位信息和分段信息可快速完成二維條形碼圖像的識別和處理，示例如圖。,（2）二維條形碼,國內(nèi)主流二維碼應(yīng)用概況目前國內(nèi)主流的二維碼以QR碼為主，其次是DM碼。目前中國移動采用QR和DM碼，繼2006年DM碼識別系統(tǒng)開通后，中國移動針對個人服務(wù)的QR碼也已就緒。國內(nèi)火車票普遍采用QR碼，且QR碼不存在專利糾紛問題，故其應(yīng)用將在國內(nèi)很快普及。,3物聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)應(yīng)用,3.1物聯(lián)網(wǎng)智能商業(yè),3.2智能物流,3.3智能交通,3.6軍事航天,3.4精準(zhǔn)農(nóng)業(yè),3.5職能家居,3.1物聯(lián)網(wǎng)智能商業(yè),物聯(lián)網(wǎng)在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，是一種將技術(shù)轉(zhuǎn)化為交易與管理模式的過程。技術(shù)角度主要從移動銷售、物品感知、過程數(shù)據(jù)采集、信息分析、自動控制和客戶體驗等應(yīng)用上考慮，系統(tǒng)上則需建立成套的數(shù)據(jù)感知、接收和分析鏈，覆蓋生產(chǎn)過程溯源、安全與合格證據(jù)、同類商品選擇、購物提醒、虛擬效果模擬、電子錢包、自動結(jié)算、會員打折、縮短結(jié)算時間等方面上。,3.1物聯(lián)網(wǎng)智能商業(yè),物聯(lián)網(wǎng)在零售業(yè)的應(yīng)用示意,3.1物聯(lián)網(wǎng)智能商業(yè),3.1物聯(lián)網(wǎng)智能商業(yè),3.2智能物流,智能物流是綜合利用集成智能化技術(shù)、傳感器、射頻技術(shù)等，使物流系統(tǒng)能模仿人的智能，具有思維、感知、學(xué)習(xí)、推理、判斷和自行解決物流中某些問題的能力。,智能物流的未來發(fā)展將會呈現(xiàn)四個特點,3.2智能物流,通過智能物流系統(tǒng)的四個智能機理，來分析智能物流的應(yīng)用前景：,3.3智能交通,智能交通系統(tǒng)將依靠預(yù)先部署的基礎(chǔ)設(shè)施。例如，嵌入路面的電磁感應(yīng)器，部署在主要道路交叉口的交通攝像頭，高速公路收費口安裝的射頻標(biāo)簽(RFID)讀取器。車載網(wǎng)絡(luò)的短距離通信能力將會改變這種傳統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)的通信模式，可以大幅提高未來交通系統(tǒng)的安全和效率，并將車輛連接到計算機網(wǎng)絡(luò)。車載物聯(lián)網(wǎng)能夠在行駛中的車輛之間建立無線通信，也能夠在過路車輛和路邊基站之間建立無線通信。利用多跳轉(zhuǎn)發(fā)的方式，車載網(wǎng)絡(luò)能夠讓兩個在信號范圍之外的車輛也建立通信連接。車載網(wǎng)絡(luò)將成為未來智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。未來十年內(nèi)城市中能夠普及這種智能車聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)“不堵車、不撞車”的愿望。,3.3智能交通,(1)智能交通安全應(yīng)用安全應(yīng)用包括碰撞預(yù)警、電子路牌、紅綠燈警告、網(wǎng)上車輛診斷、道路濕滑檢測、動態(tài)路線引導(dǎo)、安全駕駛支持等。通常這類應(yīng)用利用短距離通信實時性的特點來為司機提供即時警告。(2)智能交通效率應(yīng)用效率應(yīng)用包括城市交通管理、交通擁塞檢測、路徑規(guī)劃、公路收費、公共交通管理等。這類應(yīng)用致力于改善公眾和個人的出行效率。(3)智能交通商業(yè)應(yīng)用商業(yè)應(yīng)用包括基于位置的服務(wù)、輔助泊車、汽車防盜、車況檢測，將帶給人們巨大的商機。這些商業(yè)應(yīng)用的種類繁多，如，最近的餐館、最便宜的加油站、商場促銷信息等。這些可能的商業(yè)應(yīng)用將為服務(wù)業(yè)帶來新的競爭手段。,3.4精準(zhǔn)農(nóng)業(yè),精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)（PrecisionAgriculture）是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與信息化融合的產(chǎn)物，它將傳統(tǒng)作物學(xué)、農(nóng)藝、土壤、植保、測量和優(yōu)化控制技術(shù)等集成在農(nóng)