物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論-2-物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

1、桂小林 11物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論（課程第2章）桂小林2AR2物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的模型型最少學(xué)時(shí)時(shí)：3學(xué)時(shí)知識(shí)點(diǎn)：功能模型型層次模型型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)標(biāo)：熟悉物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的功功能模型型熟悉物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的層層次模型型理解功能能模型與與層次模模型之間間的關(guān)系系連接物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)常用用網(wǎng)絡(luò)拓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)桂小林3第二章物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)體系結(jié)結(jié)構(gòu)桂小林4本章內(nèi)容容2.1物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)體系結(jié)結(jié)構(gòu)概述述2.2物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)體系結(jié)結(jié)構(gòu)的基基本組成成2.3物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)鍵技技術(shù)2.4已已有物物聯(lián)網(wǎng)相相關(guān)應(yīng)用用架構(gòu)桂小林52.1物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)體系結(jié)結(jié)構(gòu)概述述認(rèn)識(shí)任何何事物都都要有一一個(gè)從整整體到局局部的過(guò)過(guò)程，尤尤其對(duì)于于結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)雜、功功能多樣樣的系統(tǒng)統(tǒng)。首先先

2、需要對(duì)對(duì)它的整整體結(jié)構(gòu)構(gòu)有所了了解，然然后才能能進(jìn)一步步的去討討論其中中的細(xì)節(jié)節(jié)。體系架構(gòu)構(gòu)是指導(dǎo)具具體系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)的的首要前前提。物物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用廣泛泛，系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)劃和和設(shè)計(jì)極極易因角角度的不不同而產(chǎn)產(chǎn)生不同同的結(jié)果果，因此此急需建建立一個(gè)個(gè)具有框框架支撐撐作用的的體系架架構(gòu)。另另外，隨隨著應(yīng)用用需求的的不斷發(fā)發(fā)展，各各種新技技術(shù)將逐逐漸納入入物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)體系中中，體系系架構(gòu)的的設(shè)計(jì)也也將決定定物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的技術(shù)術(shù)細(xì)節(jié)、應(yīng)用模模式和發(fā)發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)。桂小林6如圖2-1所示，在在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)中，任任何人和和物之間間都可以以在任何何時(shí)間、任何地地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)與任何何網(wǎng)絡(luò)的的無(wú)縫融融合，它它實(shí)現(xiàn)了了物理世世界的情情景（co

3、ntext）感知、處處理和控控制這一一閉環(huán)過(guò)過(guò)程真正正意義上上形成了了人-物、人-人、物-物間信息息連接的的新一代代智能互互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。桂小林7物聯(lián)網(wǎng)的的最終目目的是建建立一個(gè)個(gè)滿足人人們生產(chǎn)產(chǎn)、生活活以及對(duì)對(duì)資源、信息更更高需求求的綜合合平臺(tái)，管理跨跨組織、跨管理理域的各各種資源源和異構(gòu)構(gòu)設(shè)備，為上層層應(yīng)用提提供全面面的資源源共享接接口，實(shí)實(shí)現(xiàn)分布布式資源源的有效效集成，提供各各種數(shù)據(jù)據(jù)的智能能計(jì)算、信息的的及時(shí)共共享，決決策的輔輔助分析析等。物聯(lián)網(wǎng)是是在傳感感網(wǎng)、互互聯(lián)網(wǎng)的的基礎(chǔ)上上發(fā)展起起來(lái)的桂小林8物聯(lián)網(wǎng)可可以抽象象劃分成成廣泛分分布的感感知設(shè)備備、物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)中間間件、上上層應(yīng)用用三個(gè)層層

4、次，如如圖2-2所示中間件（Middleware）是位于于感知設(shè)設(shè)備和應(yīng)應(yīng)用之間間的通用用服務(wù)，這些服服務(wù)具有有標(biāo)準(zhǔn)的的程序接接口和協(xié)協(xié)議，即即中間件件=平臺(tái)+通信。桂小林92.2物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)體系結(jié)結(jié)構(gòu)的基基本組成成由物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)特點(diǎn)可可知，物物聯(lián)網(wǎng)具具有很強(qiáng)強(qiáng)的異構(gòu)構(gòu)性，為為實(shí)現(xiàn)異異構(gòu)設(shè)備備之間的的互聯(lián)、互通與與互操作作，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)需要要以一個(gè)個(gè)開(kāi)放的的、分層層的、可可擴(kuò)展的的網(wǎng)絡(luò)體體系結(jié)構(gòu)構(gòu)為框架架。目前，國(guó)國(guó)內(nèi)外的的研究人人員在描描述物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的體體系結(jié)構(gòu)構(gòu)時(shí)，差差異很大大。如：ITU-T在Y.2002的自下而而上分為為底層泛泛在感知知網(wǎng)絡(luò)、異構(gòu)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接入入層、骨骨干傳輸輸網(wǎng)、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中間間件、泛泛

5、在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)應(yīng)用平平臺(tái)5層結(jié)構(gòu)。通用四層層物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)體系結(jié)結(jié)構(gòu)，包包含感知知控制層層、數(shù)據(jù)據(jù)傳輸層層、數(shù)據(jù)據(jù)管理與與組織層層、應(yīng)用用決策層層。桂小林105層結(jié)構(gòu)桂小林11通用四層層結(jié)構(gòu)桂小林12通用四層層結(jié)構(gòu)感知控制制層：它是物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)發(fā)展展和應(yīng)用用的基礎(chǔ)礎(chǔ)，包括括RFID讀寫(xiě)器、智能傳傳感節(jié)點(diǎn)點(diǎn)和接入入網(wǎng)關(guān)等等組成。各種傳傳感節(jié)點(diǎn)點(diǎn)通過(guò)感感知目標(biāo)標(biāo)環(huán)境的的相關(guān)信信息，并并自行組組網(wǎng)傳遞遞到網(wǎng)關(guān)關(guān)接入點(diǎn)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)關(guān)將收集集到的數(shù)數(shù)據(jù)通過(guò)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)提交交到后臺(tái)臺(tái)處理。數(shù)據(jù)傳輸輸層：主要負(fù)責(zé)責(zé)通過(guò)各各種接入入設(shè)備實(shí)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)、移移動(dòng)通信信網(wǎng)等不不同類型型的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)融合。此外，還提供供路由、格式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換、地地

6、址轉(zhuǎn)換換等功能能。數(shù)據(jù)的動(dòng)動(dòng)態(tài)組織織與管理理層：實(shí)現(xiàn)感知知數(shù)據(jù)的的語(yǔ)義理理解、推推理、決決策以及及提供數(shù)數(shù)據(jù)的查查詢、存存儲(chǔ)、分分析、挖挖掘等。云計(jì)算算為感知知數(shù)據(jù)的的存儲(chǔ)、分析提提供了很很好的平平臺(tái)，是是信息處處理的重重要組成成部分，也是應(yīng)應(yīng)用層各各種應(yīng)用用的基礎(chǔ)礎(chǔ)。應(yīng)用決策策層：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)應(yīng)用層層利用經(jīng)經(jīng)過(guò)分析析處理的的感知數(shù)數(shù)據(jù)，為為用戶提提供多種種不同類類型的服服務(wù)。物物聯(lián)網(wǎng)的的應(yīng)用可可分為監(jiān)監(jiān)控型（物流監(jiān)監(jiān)控、污污染監(jiān)控控），控控制型（智能交交通、智智能家居居），掃掃描型（手機(jī)錢錢包、高高速公路路不停車車收費(fèi)）等。桂小林13感知控制制層感知是指指對(duì)客觀觀事物的的信息直直接獲取取并進(jìn)行行

7、認(rèn)知和和理解的的過(guò)程。人們對(duì)于于信息獲獲取的需需求促使使其不斷斷研發(fā)新新的技術(shù)術(shù)來(lái)獲取取感知信信息，如如傳感器、RFID、定位技技術(shù)等。桂小林14數(shù)據(jù)傳輸輸層物聯(lián)網(wǎng)的的數(shù)據(jù)傳傳輸層主主要進(jìn)行行信息的的傳送，它是物物理感知知世界的的延伸，更好地地實(shí)現(xiàn)物與物之間的通通信、物與人之間的通通信以及及人與人之間的通通信。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)數(shù)的據(jù)傳傳輸層主主要包括括接入網(wǎng)和和核心網(wǎng)網(wǎng)兩層結(jié)構(gòu)構(gòu)學(xué)生調(diào)研研桂小林15數(shù)據(jù)管理理層數(shù)據(jù)管理理層則是是利用云云計(jì)算平平臺(tái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)海量感感知數(shù)據(jù)據(jù)的動(dòng)態(tài)態(tài)組織與與管理，云計(jì)算算技術(shù)的的運(yùn)用，使數(shù)以以億計(jì)的的各類物物品的實(shí)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)態(tài)管理變變得可能能。隨著物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用用的發(fā)展展、終端端

8、數(shù)量的的增長(zhǎng)，通過(guò)借借助云計(jì)計(jì)算處理理海量信信息，進(jìn)進(jìn)行輔助助決策，提升物物聯(lián)網(wǎng)信信息處理理能力。(1)智能計(jì)算算(2)海量數(shù)據(jù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索。桂小林16應(yīng)用決策策層物聯(lián)網(wǎng)技技術(shù)綜合合了傳感感器技術(shù)術(shù)、嵌入入式計(jì)算算技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)及無(wú)無(wú)線通信信技術(shù)、分布式式信息處處理技術(shù)術(shù)等多種種領(lǐng)域技技術(shù),具具有十分分廣闊的的應(yīng)用前前景，在在智能家家居、工工農(nóng)業(yè)控控制、城城市管理理、遠(yuǎn)程程醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)監(jiān)測(cè)、搶搶險(xiǎn)救災(zāi)災(zāi)、防恐恐反恐、危險(xiǎn)區(qū)區(qū)域遠(yuǎn)程程控制等等眾多領(lǐng)領(lǐng)域有著著廣泛的的應(yīng)用價(jià)價(jià)值。桂小林17智能處理理層：智能處處理層是是整個(gè)系系統(tǒng)的核核心，它它的主要要功能是是數(shù)據(jù)存存儲(chǔ)和多多源數(shù)據(jù)據(jù)的協(xié)同同分析。

9、通過(guò)在在服務(wù)器器上部署署智能分分析處理理程序，針對(duì)單單一探測(cè)測(cè)器所采采集的數(shù)數(shù)據(jù)，調(diào)調(diào)用相應(yīng)應(yīng)的功能能模塊進(jìn)進(jìn)行分析析，對(duì)同同一區(qū)域域的其它它探測(cè)器器所采集集的信息息進(jìn)行綜綜合分析析，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)異常事事件的智智能判斷斷。應(yīng)用決策策層：應(yīng)用決策策層的主主要是系系統(tǒng)的應(yīng)應(yīng)用展示示和管理理。用戶戶可以通通過(guò)智能能手機(jī)、平板電電腦等遠(yuǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控控終端監(jiān)監(jiān)控和管管理系統(tǒng)統(tǒng)，及時(shí)時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)測(cè)到的各各種事件件進(jìn)行決決策處理理。桂小林18圖2-11手機(jī)錢包包桂小林19三層桂小林20桂小林212.3物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)鍵技技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)是是繼互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)后又又一次技技術(shù)的革革新，代代表著未未來(lái)計(jì)算算機(jī)與通通信的發(fā)發(fā)展方向向。這次次革新

10、也也取決于于一些重重要領(lǐng)域域的動(dòng)態(tài)態(tài)技術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新，從從RFID、EPC、傳感技技術(shù)到認(rèn)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)絡(luò)、云計(jì)計(jì)算等。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)發(fā)展的關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)如圖2-12所示，其中負(fù)負(fù)責(zé)物體體標(biāo)識(shí)的的RFID技術(shù)術(shù)、感知知物體動(dòng)動(dòng)態(tài)信息息的傳感感器技術(shù)術(shù)、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)信息傳傳遞的通通信技術(shù)術(shù)和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)融合技技術(shù)、信信息處理理的智能能技術(shù)我我們稱之之為物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的四四大關(guān)鍵鍵技術(shù)。桂小林222.3.1感感知標(biāo)識(shí)識(shí)技術(shù)感知和標(biāo)標(biāo)識(shí)是物物聯(lián)網(wǎng)實(shí)實(shí)現(xiàn)“物物物相聯(lián)聯(lián)，人物物互動(dòng)”的基礎(chǔ)礎(chǔ)，各種種類型的的傳感器器在彌合合物理和和虛擬世世界差距距方面發(fā)發(fā)揮了關(guān)關(guān)鍵作用用，數(shù)據(jù)據(jù)的產(chǎn)生生、獲取取、傳輸輸、處理理、應(yīng)用用是物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的重重要組成成

11、部分，其中數(shù)數(shù)據(jù)的獲獲取是物物聯(lián)網(wǎng)智智能信息息化的重重要環(huán)節(jié)節(jié)之一，沒(méi)有它它，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)也就就成了無(wú)無(wú)水之源源、無(wú)本本之木。桂小林23桂小林242.3.2網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與通通信技術(shù)術(shù)物聯(lián)網(wǎng)本本質(zhì)上是是泛在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，需需要融合合現(xiàn)有的的各種通通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，并引引入新的的通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。要實(shí)現(xiàn)泛泛在的物物聯(lián)網(wǎng)，異構(gòu)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的融融合是一一個(gè)重要要的技術(shù)術(shù)問(wèn)題。三網(wǎng)融合合技術(shù)：“三網(wǎng)融融合”又又叫“三三網(wǎng)合一一”（即即FDDX），意指指電信網(wǎng)網(wǎng)、有線線電視網(wǎng)網(wǎng)和計(jì)算算機(jī)通信信網(wǎng)的相相互滲透透、互相相兼容、并逐步步整合成成為全世世界統(tǒng)一一的信息息通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。桂小林25三網(wǎng)融合合桂小林262.3.3云云計(jì)算技技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)聚聚集

12、海量量數(shù)據(jù)海量數(shù)據(jù)據(jù)需要有有效組織織、管理理、存儲(chǔ)儲(chǔ)高效數(shù)據(jù)據(jù)處理時(shí)時(shí)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的核心心需要運(yùn)用用的云計(jì)計(jì)算技術(shù)術(shù)處理海海量數(shù)據(jù)據(jù)虛擬化Map-reduce。桂小林27云計(jì)算-低成本的的海量信信息處理理技術(shù)云計(jì)算資資源池存儲(chǔ)能力力統(tǒng)一監(jiān)控控管理計(jì)算能力力SaaS(Software as aSevice)軟件即服服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用不再再是單純純的賣硬硬件或軟軟件，而而是針對(duì)對(duì)長(zhǎng)尾市市場(chǎng)中各各行各業(yè)業(yè)的需求求，通過(guò)過(guò)能力開(kāi)開(kāi)放與組組合，形形成個(gè)性性化、差差異化的的優(yōu)質(zhì)服服務(wù)。云計(jì)算(Cloudcomputing)利用大規(guī)規(guī)模低成成本運(yùn)算算單元通通過(guò)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)相連而而組成的的運(yùn)算系系統(tǒng)，為為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)海量的的

13、信息處處理提供供低成本本計(jì)算能能力。27桂小林28云計(jì)算-從單單戶到多多租戶桂小林29云計(jì)算講講解SaaS桂小林302.3.4安全技術(shù)術(shù)由于物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)終端端感知網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的私私有特性性，因此此安全也也是一個(gè)個(gè)必須面面對(duì)的問(wèn)問(wèn)題。物物聯(lián)網(wǎng)中中的傳感感節(jié)點(diǎn)通通常需要要部署在在無(wú)人值值守、不不可控制制的環(huán)境境中，除除了受到到一般無(wú)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)絡(luò)所面臨臨的信息泄露露、信息息篡改、重放攻攻擊、拒拒絕服務(wù)務(wù)等多種種威脅外外，還面面臨傳感感節(jié)點(diǎn)容容易被攻攻擊者獲獲取，通通過(guò)物理理手段獲獲取存儲(chǔ)儲(chǔ)在節(jié)點(diǎn)點(diǎn)中的所所有信息息，從而而侵入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、控控制網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的威脅脅。涉及到安安全的主主要有程程序內(nèi)容容、運(yùn)行行使用、信息傳傳輸

14、等方方面。位置是物物聯(lián)網(wǎng)的的核心服服務(wù)。位位置隱私私成為物物聯(lián)網(wǎng)推推廣應(yīng)用用的核心心技術(shù)。桂小林31因此，物物聯(lián)網(wǎng)需需要云計(jì)計(jì)算支撐撐，必須須解決人人們關(guān)注注的隱私安全全問(wèn)題。用戶數(shù)據(jù)應(yīng)用桂小林322.4已已有物物聯(lián)網(wǎng)相相關(guān)應(yīng)用用架構(gòu)目前，具具有代表表性的物物聯(lián)網(wǎng)架架構(gòu)主要要可以分分為三類類：(1)基于傳感感器技術(shù)術(shù)的無(wú)線線傳感網(wǎng)網(wǎng)體系結(jié)結(jié)構(gòu)；(2)基于互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)和射射頻識(shí)別別技術(shù)的的EPC、UID系統(tǒng)；(3)學(xué)術(shù)界和和企業(yè)提提出的M2M、CPS系統(tǒng)框架架。下面我們們就分別別介紹這這些相關(guān)關(guān)應(yīng)用框框架。桂小林33WSN桂小林34EPC/UID系統(tǒng)桂小林35EPC/UID系統(tǒng)EPC(Electro

15、nicProductCode )電電子產(chǎn)產(chǎn)品編碼碼的概念念最早由由美國(guó)麻麻省理工工大學(xué)(MIT)的Sarma和Brock教授授在1999年年提出的的，其核核心思想想是為每每一個(gè)產(chǎn)產(chǎn)品提供供唯一的的電子標(biāo)標(biāo)識(shí)符，通過(guò)射射頻識(shí)別別技術(shù)實(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)據(jù)的自動(dòng)動(dòng)標(biāo)識(shí)和和采集。2003年，國(guó)國(guó)際物品品編碼協(xié)協(xié)會(huì)(EAN)和美國(guó)國(guó)統(tǒng)一代代碼協(xié)會(huì)會(huì)(UCC)聯(lián)聯(lián)合成立立了EPCglobal，以推動(dòng)動(dòng)EPC技術(shù)在在商業(yè)上上的應(yīng)用用。桂小林36EPC編編碼體系系有EPC-64，EPC-96和和EPC-256三三種。使使用較多多的是EPC-64編編碼體系系，而新新一代的的EPC標(biāo)簽將將采用EPC-96編編碼體系系，其

16、具體結(jié)結(jié)構(gòu)如表表2-19所示示。體系標(biāo)頭廠商識(shí)別代碼對(duì)象分類代碼 序列號(hào)EPC-968282436桂小林37桂小林38桂小林39M2M系系統(tǒng)M2M的的定義可可以分為為廣義和和狹義兩兩種。廣義上包包括Machine-to-Machine、Man-to-Machine以及及Machine-to-Man。它是指指是人與與各種遠(yuǎn)遠(yuǎn)程設(shè)備備之間的的無(wú)線數(shù)數(shù)據(jù)通信信。狹義上的的M2M是Machine-to-Machine的簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱，指指一方或或雙方是是機(jī)器且且機(jī)器通通過(guò)程序序控制，能自動(dòng)動(dòng)完成整整個(gè)通信信過(guò)程的的通信形形式桂小林40M2M系系統(tǒng)從右右至左可可以劃分分為M2M設(shè)備備域、M2M網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)域、M2M應(yīng)

17、用域域。桂小林412.5物物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的反饋饋與控制制“某日小小張正在在公司上上班，突突然手機(jī)機(jī)收到震震動(dòng)了鈴鈴聲提示示原來(lái)是家家中無(wú)人人時(shí)門(mén)被被打開(kāi)，門(mén)磁偵偵測(cè)到有有人闖入入，則將將闖入報(bào)報(bào)警通過(guò)過(guò)無(wú)線網(wǎng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送送給主人人小張的的手機(jī)，手機(jī)收收到信息息發(fā)出震震動(dòng)鈴聲聲提示，小張確確認(rèn)后發(fā)發(fā)出控制制指令，電磁門(mén)門(mén)鎖自動(dòng)動(dòng)落鎖并并觸發(fā)無(wú)無(wú)線聲光光報(bào)警器器發(fā)出報(bào)報(bào)警。”這一場(chǎng)景景成果實(shí)實(shí)現(xiàn)了物物聯(lián)網(wǎng)的的感、聯(lián)聯(lián)、智、控四種種屬性。這四種種屬性形形成了一一個(gè)完整整的反饋饋控制系系統(tǒng)。桂小林422.5物聯(lián)網(wǎng)的的反饋與與控制2.5.1自動(dòng)控制制的基本本原理與與方式自動(dòng)控制制的概念念及應(yīng)用用反饋控制制系統(tǒng)的的

18、基本組組成自動(dòng)控制制系統(tǒng)的的基本控控制方式式桂小林43自動(dòng)控制制是指在在沒(méi)有人人直接參參與的情情況下，利用外外加的設(shè)設(shè)備或裝裝置（稱稱控制裝裝置或控控制器），使機(jī)機(jī)器、設(shè)設(shè)備或生生產(chǎn)過(guò)程程（統(tǒng)稱稱被控對(duì)對(duì)象）的的某個(gè)工工作狀態(tài)態(tài)或參數(shù)數(shù)（即被被控量）自動(dòng)地地按照預(yù)預(yù)定的程程序運(yùn)行行。自動(dòng)控制制的概念念及應(yīng)用用2.5物聯(lián)網(wǎng)的的反饋與與控制自動(dòng)控制制的基本本原理與與方式桂小林44反饋控制制定義反饋把取出輸輸出量送送回到輸輸入端，并與輸輸入信號(hào)號(hào)相比較較產(chǎn)生偏偏差信號(hào)號(hào)的過(guò)程程，稱為為反饋。分為負(fù)負(fù)反饋和和正反饋饋。反饋控制制就是采用用負(fù)反饋饋并利用用偏差進(jìn)進(jìn)行控制制的過(guò)程程，而且且，由于于引入了了

19、被控量量的反饋饋信息，整個(gè)控控制過(guò)程程成為閉閉合過(guò)程程，因此此反饋控控制也稱稱閉環(huán)控控制。桂小林45反饋控制制原理桂小林46反饋控制制系統(tǒng)組組成測(cè)量元件件：檢測(cè)被被控制的的物理量量，并將將其轉(zhuǎn)換換為電量量。給定元件件：給出與與期望的的被控量量相對(duì)應(yīng)應(yīng)的系統(tǒng)統(tǒng)輸入量量。比較元件件：把測(cè)量量元件檢檢測(cè)的被被控量實(shí)實(shí)際值與與給定元元件給出出的參據(jù)據(jù)量進(jìn)行行比較，求出它它們之間間的偏差差。放大元件件：將比較較元件給給出的偏偏差信號(hào)號(hào)進(jìn)行放放大，用用來(lái)推動(dòng)動(dòng)執(zhí)行元元件去控控制被控控對(duì)象。執(zhí)行元件件：直接推推動(dòng)被控控對(duì)象，使其被被控量發(fā)發(fā)生變化化。校正元件件：也叫補(bǔ)償元件件，用串聯(lián)聯(lián)或反饋饋的方式式連接在在系統(tǒng)中中，以改改善系統(tǒng)統(tǒng)性能。桂小林47自動(dòng)控制制系統(tǒng)的的基本控控制方式式反饋控制制方式方式：按按偏差進(jìn)進(jìn)行控制制。特點(diǎn)：減減小或消消除這個(gè)個(gè)偏差作用：具具有抑制制任何內(nèi)內(nèi)、外擾擾動(dòng)對(duì)被被控量產(chǎn)產(chǎn)生影響的的能力，有較高高的控制制精度。問(wèn)題：系系統(tǒng)使用用的元件件多、結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜，設(shè)計(jì)計(jì)麻煩。桂小林48自動(dòng)控制制系統(tǒng)的的基本控控制方式式開(kāi)環(huán)控制制方式 方式：是是指控制制裝置與與被控對(duì)對(duì)象之間間只有順順向作用而沒(méi)有有反向聯(lián)聯(lián)系的控控制過(guò)程程。特點(diǎn)：是是系統(tǒng)的的輸出量量不會(huì)對(duì)對(duì)系統(tǒng)的的控