傳感器與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)電子教案第11章物

1、 2022-5-52022-5-52 2一、教學(xué)目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)（1 1）了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)技術(shù)。）了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)技術(shù)。 （2 2）掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義和應(yīng)用。）掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義和應(yīng)用。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1 1、重點(diǎn)：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義和應(yīng)用、重點(diǎn)：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義和應(yīng)用2 2、難點(diǎn)：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)技術(shù)、難點(diǎn)：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)技術(shù)三、教學(xué)學(xué)時三、教學(xué)學(xué)時 4 4學(xué)時學(xué)時人類進(jìn)入人類進(jìn)入21世紀(jì)，信息已經(jīng)成為不可或缺的世紀(jì)，信息已經(jīng)成為不可或缺的一部分資源，社會的信息化、信息的時代化一部分資源，社會的信息化、信息的時代化是新時代的標(biāo)志。在通信、互聯(lián)網(wǎng)和射頻識是新時代

2、的標(biāo)志。在通信、互聯(lián)網(wǎng)和射頻識別技術(shù)的推動下，出現(xiàn)了一種可以使人與人、別技術(shù)的推動下，出現(xiàn)了一種可以使人與人、人與機(jī)器、人與物體，甚至物體與物體交互人與機(jī)器、人與物體，甚至物體與物體交互信息的網(wǎng)絡(luò)信息的網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)。繼互聯(lián)網(wǎng)改變了人類物聯(lián)網(wǎng)。繼互聯(lián)網(wǎng)改變了人類的世界觀后，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)勢必將再次帶來的世界觀后，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)勢必將再次帶來新的生活方式。新的生活方式。11.1.1 什么是物聯(lián)網(wǎng)什么是物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱是物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱是“Internet of Things”。顧。顧名思義物聯(lián)網(wǎng)就是名思義物聯(lián)網(wǎng)就是“物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這里有兩層含義：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)這

3、里有兩層含義：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上延伸和擴(kuò)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到展的一種網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。11.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)術(shù)語物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)術(shù)語物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義的就會想到是關(guān)于物體之間物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義的就會想到是關(guān)于物體之間關(guān)系的一種網(wǎng)絡(luò)。但是由于其涉及的技術(shù)知識關(guān)系的一種網(wǎng)絡(luò)。但是由于其涉及的技術(shù)知識非常廣泛，而且與生活息息相關(guān)，各個行業(yè)的非常廣泛，而且與生活息息相關(guān)，各個行業(yè)的從業(yè)人員都根據(jù)自己行業(yè)的角度，對

4、物聯(lián)網(wǎng)做從業(yè)人員都根據(jù)自己行業(yè)的角度，對物聯(lián)網(wǎng)做出界定，相關(guān)人員對這個概念出現(xiàn)了出界定，相關(guān)人員對這個概念出現(xiàn)了“盲人摸盲人摸象象”的狀態(tài)。的狀態(tài)。11.1.3 物聯(lián)網(wǎng)在中國的定義物聯(lián)網(wǎng)在中國的定義目前在國內(nèi)被普遍認(rèn)為的物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通目前在國內(nèi)被普遍認(rèn)為的物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過視頻識別（過視頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位）、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，按約定的系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤

5、、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。11.2 .1 物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的背景及發(fā)展現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的背景及發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)濟(jì)學(xué)家稱，從經(jīng)濟(jì)學(xué)家稱，從19世紀(jì)中葉到今天的世紀(jì)中葉到今天的160多年里，多年里，全球的經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了全球的經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了3個半的經(jīng)濟(jì)長周期：個半的經(jīng)濟(jì)長周期：1842-1897年（年（55年）是蒸汽機(jī)和鋼鐵的時代；年）是蒸汽機(jī)和鋼鐵的時代；1897-1933年（年（36年）是電氣、化學(xué)、汽車的時代；年）是電氣、化學(xué)、汽車的時代；1973-2008年（年（35年）是計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的時代。年）是計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的時代。從從2008年以后，在信息革命和互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展下，年以后，在信息革

6、命和互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展下，全球經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)了又一次的高峰，全球經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)了又一次的高峰，IT行業(yè)的發(fā)展也使行業(yè)的發(fā)展也使很多國家進(jìn)入了的經(jīng)濟(jì)繁榮期。很多國家進(jìn)入了的經(jīng)濟(jì)繁榮期。11.2.2 物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的背景物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的背景1、經(jīng)濟(jì)危機(jī)下的推手、經(jīng)濟(jì)危機(jī)下的推手2、傳感技術(shù)的成熟、傳感技術(shù)的成熟3、網(wǎng)絡(luò)接入和信息處理能力大幅提高、網(wǎng)絡(luò)接入和信息處理能力大幅提高11.2.3 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀 1. 物聯(lián)網(wǎng)在國外的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)在國外的發(fā)展目前為止，國外對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究主要集中目前為止，國外對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究主要集中在美國和歐盟，同時日本和韓國也開始行動起在美國和歐盟，同時日本和韓國也開始行動

7、起來。來。2. 物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)的發(fā)展我國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)是以我國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)是以RFID的應(yīng)用作為發(fā)展基礎(chǔ)的應(yīng)用作為發(fā)展基礎(chǔ)的。的。11.3.1傳感器與傳感器與RFID傳感器是用來監(jiān)測和感應(yīng)外界信息變化的，對傳感器是用來監(jiān)測和感應(yīng)外界信息變化的，對物品沒有標(biāo)識能力，物品沒有標(biāo)識能力，RFID具有強(qiáng)大的標(biāo)志物品具有強(qiáng)大的標(biāo)志物品能力。能力。傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)和傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分，在有效融合和系統(tǒng)集成后，的重要組成部分，在有效融合和系統(tǒng)集成后，其應(yīng)用前景不可估量。其應(yīng)用前景不可估量。11.3.2傳感器與傳感網(wǎng)傳感器與傳感網(wǎng) 傳感網(wǎng)的英

8、文是傳感網(wǎng)的英文是“Sensor Networks”或或“Wireless Sensor Networks”。物聯(lián)網(wǎng)包括。物聯(lián)網(wǎng)包括RFID、傳感網(wǎng)（、傳感網(wǎng)（WSN）、）、M2M和兩化融合四部和兩化融合四部分，因此傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的一部分。分，因此傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的一部分。11.3.3 傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)（傳感器網(wǎng)絡(luò)（Sensor Networks，簡稱傳感網(wǎng)），簡稱傳感網(wǎng)）最早出現(xiàn)在美國。最早出現(xiàn)在美國。廣泛應(yīng)用于安全保衛(wèi)、環(huán)境監(jiān)控，能夠提高個廣泛應(yīng)用于安全保衛(wèi)、環(huán)境監(jiān)控，能夠提高個人生產(chǎn)力甚至國家競爭力。如果將智能傳感器人生產(chǎn)力甚至國家競爭力。如果將智能傳感器和和RFID

9、融合，泛在網(wǎng)絡(luò)就接近現(xiàn)在所說的物聯(lián)融合，泛在網(wǎng)絡(luò)就接近現(xiàn)在所說的物聯(lián)網(wǎng)了。網(wǎng)了。11.3.4 泛在網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)泛在網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)泛在網(wǎng)絡(luò)，顧名思義，是一個無處不在的網(wǎng)絡(luò)。泛在網(wǎng)絡(luò)，顧名思義，是一個無處不在的網(wǎng)絡(luò)。日本和韓國最早提出日本和韓國最早提出U 戰(zhàn)略，對泛在網(wǎng)絡(luò)的定戰(zhàn)略，對泛在網(wǎng)絡(luò)的定義是：無所不在的網(wǎng)絡(luò)社會將是由智能網(wǎng)絡(luò)、義是：無所不在的網(wǎng)絡(luò)社會將是由智能網(wǎng)絡(luò)、最先進(jìn)的計算技術(shù)以及其他領(lǐng)先的數(shù)字技術(shù)基最先進(jìn)的計算技術(shù)以及其他領(lǐng)先的數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施武裝而成的技術(shù)社會形態(tài)。礎(chǔ)設(shè)施武裝而成的技術(shù)社會形態(tài)。11.3.5 互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)在以下幾方面與互聯(lián)網(wǎng)不同：物聯(lián)網(wǎng)在以下幾方面

10、與互聯(lián)網(wǎng)不同： 1.專用性專用性 2. 穩(wěn)定性和可靠性穩(wěn)定性和可靠性 3. 安全性和可控性安全性和可控性 圖圖11-1 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成11.4.1 感知層感知層感知層主要由傳感器和傳感網(wǎng)（無源傳感器）感知層主要由傳感器和傳感網(wǎng)（無源傳感器）組成，處于物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的最底層，用于感知信組成，處于物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的最底層，用于感知信號并且進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。號并且進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。傳感器可以采集各類物理量、標(biāo)識、音頻和視傳感器可以采集各類物理量、標(biāo)識、音頻和視頻信號，而物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集除了利用傳感器頻信號，而物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集除了利用傳感器之外，還可以設(shè)計之外，還可以設(shè)計RFID、二維碼、實(shí)時定位技、

11、二維碼、實(shí)時定位技術(shù)和多媒體信息采集。術(shù)和多媒體信息采集。11.4.2 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層的作用是將感知層感受到的信息無障礙、網(wǎng)絡(luò)層的作用是將感知層感受到的信息無障礙、高可靠性、高安全性的進(jìn)行傳遞，這就要依靠高可靠性、高安全性的進(jìn)行傳遞，這就要依靠傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相互配合。經(jīng)過近些年的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、移動通互配合。經(jīng)過近些年的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、移動通信已經(jīng)發(fā)展的很成熟，可以為物聯(lián)網(wǎng)提高可靠信已經(jīng)發(fā)展的很成熟，可以為物聯(lián)網(wǎng)提高可靠的信息傳輸。的信息傳輸。11.4.3 應(yīng)用層應(yīng)用層應(yīng)用層由應(yīng)用支撐平臺子層和應(yīng)用服務(wù)平臺子應(yīng)用層由應(yīng)用支撐平臺子

12、層和應(yīng)用服務(wù)平臺子層組成。應(yīng)用支撐平臺子層用于支撐跨系統(tǒng)、層組成。應(yīng)用支撐平臺子層用于支撐跨系統(tǒng)、跨行業(yè)、跨應(yīng)用信息的協(xié)同、共享和互通；應(yīng)跨行業(yè)、跨應(yīng)用信息的協(xié)同、共享和互通；應(yīng)用服務(wù)平臺子層通常有智能家居、智能交通、用服務(wù)平臺子層通常有智能家居、智能交通、智能醫(yī)療、智能物流等行業(yè)的應(yīng)用。智能醫(yī)療、智能物流等行業(yè)的應(yīng)用。11.4.4 公共技術(shù)公共技術(shù)公共技術(shù)并不屬于物聯(lián)網(wǎng)的三個結(jié)構(gòu)之一，但公共技術(shù)并不屬于物聯(lián)網(wǎng)的三個結(jié)構(gòu)之一，但是其余三個結(jié)構(gòu)都有密切關(guān)系，包括標(biāo)識與解是其余三個結(jié)構(gòu)都有密切關(guān)系，包括標(biāo)識與解析、安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和服務(wù)質(zhì)量（析、安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和服務(wù)質(zhì)量（QoS）管理。管理。

13、11.5.1 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)本教材在之前的章節(jié)里已經(jīng)詳細(xì)介紹了生產(chǎn)生本教材在之前的章節(jié)里已經(jīng)詳細(xì)介紹了生產(chǎn)生活中使用的各式各樣的傳感器，例如：電阻式、活中使用的各式各樣的傳感器，例如：電阻式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光電式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光電式、熱電偶、光纖式、超聲波式、微波式等。熱電偶、光纖式、超聲波式、微波式等。11.5.2 RFID技術(shù)技術(shù)20世紀(jì)世紀(jì)90年代年代RFID技術(shù)開始興起并走向成熟，技術(shù)開始興起并走向成熟，屬于自動識別技術(shù)的一種，是一項用射頻信號屬于自動識別技術(shù)的一種，是一項用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實(shí)現(xiàn)無接通過空間耦合（交變磁

14、場或電磁場）實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳達(dá)的信息達(dá)到識別目的觸信息傳遞并通過所傳達(dá)的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)。通常把的技術(shù)。通常把RFID稱為電子標(biāo)簽。稱為電子標(biāo)簽。 圖圖11-3 RFID的組成的組成圖圖11-4 RFID的工作原理的工作原理11.5.3 EPC技術(shù)技術(shù)EPC碼是采用一組編號代表制造商和產(chǎn)品，并碼是采用一組編號代表制造商和產(chǎn)品，并且還有另外一組數(shù)字來唯一的標(biāo)識單品。且還有另外一組數(shù)字來唯一的標(biāo)識單品。EPC是唯一存儲在是唯一存儲在RFID標(biāo)簽微型芯片中的信息，可標(biāo)簽微型芯片中的信息，可以使以使RFID標(biāo)簽降低成本，同時保持靈活性，數(shù)標(biāo)簽降低成本，同時保持靈活性，數(shù)據(jù)庫中的動態(tài)數(shù)

15、據(jù)可以與據(jù)庫中的動態(tài)數(shù)據(jù)可以與EPC標(biāo)簽鏈接。標(biāo)簽鏈接。11.5.4 攝像頭攝像頭攝像頭在我們的生活中隨處可見，環(huán)境監(jiān)控、攝像頭在我們的生活中隨處可見，環(huán)境監(jiān)控、安全監(jiān)控、醫(yī)療保健都會用到它。對于物聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)控、醫(yī)療保健都會用到它。對于物聯(lián)網(wǎng)而言，視頻和圖像采集是物聯(lián)網(wǎng)收集數(shù)據(jù)的重而言，視頻和圖像采集是物聯(lián)網(wǎng)收集數(shù)據(jù)的重要組成部分。要組成部分。攝像頭一般有模擬和數(shù)字兩類，模擬式的攝像攝像頭一般有模擬和數(shù)字兩類，模擬式的攝像頭捕捉到的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換才可以進(jìn)入頭捕捉到的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換才可以進(jìn)入計算機(jī)，而數(shù)字式的可以直接捕捉圖像，經(jīng)過計算機(jī)，而數(shù)字式的可以直接捕捉圖像，經(jīng)過串口、并口或者

16、串口、并口或者USB接口送入電腦，因此現(xiàn)在普接口送入電腦，因此現(xiàn)在普遍使用的是數(shù)字式的攝像頭。遍使用的是數(shù)字式的攝像頭。11.5.5 ZigBee技術(shù)ZigBee是IEEE 802.15.4協(xié)議的代名詞，據(jù)此協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是短距離、低功率的無線通信技術(shù)。這個命名來源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂（bee）在與同伴傳遞花粉位置信息時，通常是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的“舞蹈”來實(shí)現(xiàn)的，也就是說蜜蜂通過這個方法構(gòu)成了群體的信息網(wǎng)絡(luò)。11.5.6 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場電器、現(xiàn)場儀表及現(xiàn)場設(shè)現(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場電器、現(xiàn)場儀表及現(xiàn)場設(shè)備和控制室之間的一種開放的、全數(shù)字化、雙備和控制室之間的一

17、種開放的、全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)。其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了控制系統(tǒng)向、多站的通信系統(tǒng)。其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了控制系統(tǒng)中現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)交換方式。數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì)中現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)交換方式。數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì)就是電線電纜、光纜、電話線、無線電波等。就是電線電纜、光纜、電話線、無線電波等。WiFi的英文名稱是的英文名稱是Wireless Fidelity，又被稱，又被稱為為IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)。帶寬為標(biāo)準(zhǔn)。帶寬為11Mbit/s，信，信號弱或被干擾時，帶寬可自動調(diào)整至號弱或被干擾時，帶寬可自動調(diào)整至5.5 Mbit/s、2 Mbit/s和和1 Mbit/s，保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)，保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。其特點(diǎn)是：速度快

18、、可靠性定性和可靠性。其特點(diǎn)是：速度快、可靠性高；開放性區(qū)域通信距離可達(dá)高；開放性區(qū)域通信距離可達(dá)305m；封閉性；封閉性區(qū)域通信距離可達(dá)區(qū)域通信距離可達(dá)76122m；方便與現(xiàn)有的；方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)整合，降低成本。有線以太網(wǎng)整合，降低成本。藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信（藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信（10m內(nèi)）內(nèi)）的無線電通信技術(shù)，能在移動電話、無線耳的無線電通信技術(shù)，能在移動電話、無線耳機(jī)、便攜式電腦等設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交機(jī)、便攜式電腦等設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。利用該技術(shù)，可以簡化移動通信設(shè)備之換。利用該技術(shù)，可以簡化移動通信設(shè)備之間的通信，也成功簡化設(shè)備與間的通信，也成功簡化設(shè)備與

19、 Internet之間之間的通信，使數(shù)據(jù)傳輸更加高效。藍(lán)牙技術(shù)支的通信，使數(shù)據(jù)傳輸更加高效。藍(lán)牙技術(shù)支持點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)通信，工作在全球通用持點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)通信，工作在全球通用的的2.4GHz ISM頻段，數(shù)據(jù)傳輸速率為頻段，數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbit/s。全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）是）是20世紀(jì)世紀(jì)70年代由美國海、陸、空三年代由美國海、陸、空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。經(jīng)過經(jīng)過20年的研究，耗資年的研究，耗資300億美元，億美元，1994年年3月，全球覆蓋率高達(dá)月，全球覆蓋率

20、高達(dá)98%的的24顆顆GPS衛(wèi)星布衛(wèi)星布設(shè)完成。設(shè)完成。11.5.7 終端設(shè)備終端設(shè)備1. 個人計算機(jī)個人計算機(jī)2. 3G手機(jī)手機(jī)3. PDA11.5.8 MEMS技術(shù)技術(shù)相對于傳統(tǒng)的機(jī)械，相對于傳統(tǒng)的機(jī)械，MEMS的尺寸更小，最大的不的尺寸更小，最大的不超過超過1cm，甚至僅僅為幾個微米。，甚至僅僅為幾個微米。MEMS技術(shù)使用技術(shù)使用的材料是硅，硅材料的強(qiáng)度、硬度和楊氏模量與鐵的材料是硅，硅材料的強(qiáng)度、硬度和楊氏模量與鐵相當(dāng)，密度與鋁類似，熱傳導(dǎo)接近鉬和鎢。相當(dāng)，密度與鋁類似，熱傳導(dǎo)接近鉬和鎢。MEMS的生成技術(shù)與集成電路（的生成技術(shù)與集成電路（IC）類似，利用）類似，利用IC的制作工藝可以

21、使其制作成本大大降低，而性價比的制作工藝可以使其制作成本大大降低，而性價比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)機(jī)械。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)機(jī)械。完整的完整的MEMS系統(tǒng)由微傳感器、微執(zhí)行器、信號處系統(tǒng)由微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理和控制電路、通信接口和電源燈部件組成。未來理和控制電路、通信接口和電源燈部件組成。未來MEMS技術(shù)向小型化、智能化、集成化發(fā)展，將會技術(shù)向小型化、智能化、集成化發(fā)展，將會給人類帶來新一次的技術(shù)革命。給人類帶來新一次的技術(shù)革命。11.5.9 智能技術(shù)智能技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)的智能分為：個體智能和空間智能。個物聯(lián)網(wǎng)的智能分為：個體智能和空間智能。個體智能層次對應(yīng)的是嵌入式智能平臺體智能層次對應(yīng)的是嵌入式智能平臺（

22、Embedded Intelligent Platform，EIP）技）技術(shù)，空間智能層次對應(yīng)的是智能空間術(shù)，空間智能層次對應(yīng)的是智能空間（Intelligent Space/iSpace/Smart Space）技術(shù)。技術(shù)。 圖圖11-6 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用11.6.1 智能家庭智能家庭智能家庭的出現(xiàn)可以給人們的生活帶來什么呢？智能家庭的出現(xiàn)可以給人們的生活帶來什么呢？首先，使生活環(huán)境更加安全。由防盜、防劫、防火、首先，使生活環(huán)境更加安全。由防盜、防劫、防火、防可燃?xì)怏w泄漏等功能組成的家居安全系統(tǒng)，以防防可燃?xì)怏w泄漏等功能組成的家居安全系統(tǒng)，以防盜報警為中心，監(jiān)控和聯(lián)動自控控制系統(tǒng)為手

23、段保盜報警為中心，監(jiān)控和聯(lián)動自控控制系統(tǒng)為手段保護(hù)人身財產(chǎn)安全。護(hù)人身財產(chǎn)安全。其次，使生活環(huán)境更加環(huán)保、節(jié)能。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測其次，使生活環(huán)境更加環(huán)保、節(jié)能。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測可告知室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量；各種設(shè)備根據(jù)室內(nèi)光線和作可告知室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量；各種設(shè)備根據(jù)室內(nèi)光線和作息時間調(diào)節(jié)室內(nèi)采光情況；新型能源的使用使家庭息時間調(diào)節(jié)室內(nèi)采光情況；新型能源的使用使家庭耗材更加合理。耗材更加合理。再次，家庭信息化、自動化程度更高。所有的家電再次，家庭信息化、自動化程度更高。所有的家電都可以和主人進(jìn)行交流，根據(jù)主人的需求滿足日常都可以和主人進(jìn)行交流，根據(jù)主人的需求滿足日常生活的需要。生活的需要。最后，家庭娛樂更豐富。最后，

24、家庭娛樂更豐富?！叭W(wǎng)互聯(lián)三網(wǎng)互聯(lián)”（電信網(wǎng)、（電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、計算機(jī)網(wǎng)）實(shí)現(xiàn)了個性化定制服務(wù)，廣播電視網(wǎng)、計算機(jī)網(wǎng)）實(shí)現(xiàn)了個性化定制服務(wù)，人們可方便地根據(jù)愛好定制自己喜愛的節(jié)目。人們可方便地根據(jù)愛好定制自己喜愛的節(jié)目。11.6.2 智能物流智能物流智能物流系統(tǒng)（智能物流系統(tǒng)（Intelligence Logistic System，ILS）是在智能交通系統(tǒng)（）是在智能交通系統(tǒng)（Intelligence Transportation System，ITS）和相關(guān)信息技術(shù)）和相關(guān)信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，以電子商務(wù)（的基礎(chǔ)上，以電子商務(wù)（Electronic Commerce，EC）方式運(yùn)作的現(xiàn)代物

25、流服務(wù)體）方式運(yùn)作的現(xiàn)代物流服務(wù)體系。通過系。通過ITS和相關(guān)技術(shù)解決了物流過程中信息采和相關(guān)技術(shù)解決了物流過程中信息采集的問題，并對采集的信息進(jìn)行分析和處理。通集的問題，并對采集的信息進(jìn)行分析和處理。通過物流環(huán)節(jié)中的信息傳遞，為物流服務(wù)提供商和過物流環(huán)節(jié)中的信息傳遞，為物流服務(wù)提供商和客戶提供詳盡的信息和咨詢服務(wù)。客戶提供詳盡的信息和咨詢服務(wù)。11.6.3 智能醫(yī)療智能醫(yī)療醫(yī)療和健康是關(guān)系民眾的大事，推動醫(yī)療服務(wù)體醫(yī)療和健康是關(guān)系民眾的大事，推動醫(yī)療服務(wù)體系的發(fā)展是政府、醫(yī)療行業(yè)努力的方向。系的發(fā)展是政府、醫(yī)療行業(yè)努力的方向。IBM提提出的智能醫(yī)療方案，以家庭、健康服務(wù)電話中心、出的智能醫(yī)療

26、方案，以家庭、健康服務(wù)電話中心、社區(qū)服務(wù)中心、疾病防控專家、二社區(qū)服務(wù)中心、疾病防控專家、二/三級醫(yī)院、三級醫(yī)院、基本藥物配送物流等不同的機(jī)構(gòu)為核心，通過技基本藥物配送物流等不同的機(jī)構(gòu)為核心，通過技術(shù)創(chuàng)新和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加便民的智能醫(yī)療服務(wù)術(shù)創(chuàng)新和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加便民的智能醫(yī)療服務(wù)體系。我國每年因為醫(yī)療事故、重復(fù)診斷、流行體系。我國每年因為醫(yī)療事故、重復(fù)診斷、流行疾病等造成了人力、物力的大量浪費(fèi)，因此智能疾病等造成了人力、物力的大量浪費(fèi)，因此智能醫(yī)療體系的發(fā)展是勢在必行的。醫(yī)療體系的發(fā)展是勢在必行的。智能醫(yī)療應(yīng)用展望智能醫(yī)療應(yīng)用展望王女士是一名辦公室白領(lǐng)，某一天頸椎有點(diǎn)疼，王女士是一名辦公室白

27、領(lǐng)，某一天頸椎有點(diǎn)疼，打電話給社區(qū)醫(yī)院，門診張醫(yī)生在接電話的同時打電話給社區(qū)醫(yī)院，門診張醫(yī)生在接電話的同時就可以看到王女士的電子醫(yī)療檔案，詳細(xì)詢問情就可以看到王女士的電子醫(yī)療檔案，詳細(xì)詢問情況后，認(rèn)為有必要聯(lián)系市醫(yī)院的高級醫(yī)師，隨后況后，認(rèn)為有必要聯(lián)系市醫(yī)院的高級醫(yī)師，隨后與市醫(yī)院的高級醫(yī)師進(jìn)行了視頻會診。診斷后，與市醫(yī)院的高級醫(yī)師進(jìn)行了視頻會診。診斷后，張醫(yī)生建議王女士做張醫(yī)生建議王女士做X光檢查。王女士向市醫(yī)院光檢查。王女士向市醫(yī)院預(yù)約了第二天上午預(yù)約了第二天上午9點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)進(jìn)行X光檢查。第二天光檢查。第二天9點(diǎn)點(diǎn)王女士到達(dá)市醫(yī)院后，無需排隊直接進(jìn)行王女士到達(dá)市醫(yī)院后，無需排隊直接進(jìn)行X光檢

28、光檢查，結(jié)果和處方自動記錄到她的個人醫(yī)療檔案中。查，結(jié)果和處方自動記錄到她的個人醫(yī)療檔案中。下午回家后，就可以收到醫(yī)藥物流按處方送來的下午回家后，就可以收到醫(yī)藥物流按處方送來的藥物，費(fèi)用通過醫(yī)保支付。藥物，費(fèi)用通過醫(yī)保支付。11.6.4 智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)電是日常生活中必不可少的能源，電網(wǎng)包含電力電是日常生活中必不可少的能源，電網(wǎng)包含電力的生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。智能電網(wǎng)應(yīng)該做到以下幾的生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。智能電網(wǎng)應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)。點(diǎn)。（1）可靠）可靠可靠的智能電網(wǎng)要保證用戶在何時何地都可以得到可靠的智能電網(wǎng)要保證用戶在何時何地都可以得到電力的供應(yīng)。對電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題發(fā)出警告，在電力的供應(yīng)。對電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題發(fā)出警告，在收到電網(wǎng)的擾動時不會斷電。在斷電之前就通知用收到電網(wǎng)的擾動時不會斷電。在斷電之前就通知用戶，避免用戶受到影響。戶，避免用戶受到影響。（2）安全）安全智能的電網(wǎng)受到物理的、網(wǎng)絡(luò)的攻擊時不會斷電，智能的電網(wǎng)受到物理的、網(wǎng)絡(luò)的攻擊時不會斷電，不容易受到自然災(zāi)害的影響，不會傷害到公眾和電不容易受到自然災(zāi)害的影響，不會傷害到公眾和電網(wǎng)工人。網(wǎng)工人。（3）經(jīng)濟(jì)