物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)及應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)基本概念

匯報人:AA2024-01-20物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)及應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)基本概念目錄CONTENCT物聯(lián)網(wǎng)概述感知層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)應(yīng)用層技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)安全與隱私保護物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場景分析01物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)定義發(fā)展歷程物聯(lián)網(wǎng)定義與發(fā)展歷程物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，IoT）是指通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，對任何物體進行信息交換和通信，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)。物聯(lián)網(wǎng)概念最早于1999年提出，之后隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、云計算等技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)逐漸從概念走向?qū)嶋H應(yīng)用。近年來，隨著5G、邊緣計算等新技術(shù)的出現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍和深度不斷拓展。物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)通常包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個層次。感知層負責采集物體信息，網(wǎng)絡(luò)層負責信息傳輸，應(yīng)用層則負責信息處理和應(yīng)用。體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的組成要素包括感知設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)、云計算平臺和應(yīng)用軟件等。其中，感知設(shè)備是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，用于采集物體信息；通信網(wǎng)絡(luò)則負責將感知設(shè)備采集的信息傳輸?shù)皆朴嬎闫脚_；云計算平臺則對信息進行存儲、處理和分析；應(yīng)用軟件則是物聯(lián)網(wǎng)的具體應(yīng)用，為用戶提供各種服務(wù)。組成要素物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及組成要素VS物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括智能家居、智慧城市、智能交通、工業(yè)4.0、智慧醫(yī)療、智慧農(nóng)業(yè)等。這些領(lǐng)域通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了設(shè)備之間的互聯(lián)互通，提高了生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量。前景展望隨著5G、邊緣計算等新技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍和深度將繼續(xù)拓展。未來，物聯(lián)網(wǎng)將與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)深度融合，實現(xiàn)更加智能化的應(yīng)用。同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷增多和數(shù)據(jù)量的不斷增長，物聯(lián)網(wǎng)安全將成為未來發(fā)展的重要方向。應(yīng)用領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域與前景展望02感知層技術(shù)01020304溫度傳感器濕度傳感器壓力傳感器光學(xué)傳感器傳感器類型及其工作原理將壓力變化轉(zhuǎn)換為電信號輸出，廣泛應(yīng)用于氣壓、液壓等測量領(lǐng)域。通過測量空氣中水蒸氣的含量來確定濕度，常用電容式或電阻式傳感器。利用熱敏元件測量溫度，將溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號輸出。利用光電效應(yīng)或光敏元件將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，用于測量光照強度、顏色等。RFID系統(tǒng)組成工作原理應(yīng)用領(lǐng)域包括電子標簽、讀寫器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三部分。讀寫器通過無線電波與電子標簽進行通信，實現(xiàn)對標簽的識別和數(shù)據(jù)讀寫。廣泛應(yīng)用于物流管理、門禁系統(tǒng)、支付等領(lǐng)域。射頻識別技術(shù)（RFID）010203NFC技術(shù)特點工作原理應(yīng)用領(lǐng)域近距離無線通信技術(shù)（NFC）近距離、高速度、低功耗、安全性高。利用磁場感應(yīng)原理，在近距離內(nèi)實現(xiàn)設(shè)備間的無線通信。手機支付、身份識別、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?3網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)以太網(wǎng)是一種計算機局域網(wǎng)技術(shù)，是當前應(yīng)用最普遍的局域網(wǎng)技術(shù)，取代了其他局域網(wǎng)技術(shù)如令牌環(huán)、FDDI和ARCNET。光纖通信是利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高單色性等顯著優(yōu)點，光纖通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光-光纖通信。電力線通信（PowerLineCommunication，簡稱PLC）技術(shù)是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和媒體信號的一種通信方式。該技術(shù)是把載有信息的高頻加載于電流然后用電線傳輸接受信息的適配器再把高頻從電流中分離出來并傳送到計算機或電話以實現(xiàn)信息傳遞。以太網(wǎng)技術(shù)光纖通信技術(shù)電力線通信技術(shù)有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無線局域網(wǎng)（WLAN）無線局域網(wǎng)是利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以無線多址信道作為傳輸媒介，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的功能，能夠使用戶真正實現(xiàn)隨時隨地寬帶接入的目標。無線廣域網(wǎng)（WWAN）無線廣域網(wǎng)是指覆蓋全國或全球范圍的無線網(wǎng)絡(luò)，提供大范圍的無線數(shù)據(jù)通信服務(wù)。其網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍通常比無線局域網(wǎng)（WLAN）和無線城域網(wǎng)（WMAN）更廣。衛(wèi)星通信技術(shù)衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)無線電波，從而實現(xiàn)兩個或多個地球站之間的通信。人造地球衛(wèi)星根據(jù)對無線電信號放大的有無、轉(zhuǎn)發(fā)功能，有有源人造地球衛(wèi)星和無源人造地球衛(wèi)星之分。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)IPv6協(xié)議IPv6是英文“InternetProtocolVersion6”（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版）的縮寫，是互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）設(shè)計的用于替代IPv4的下一代IP協(xié)議，其地址數(shù)量號稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個地址。ZigBee協(xié)議Zigbee，也稱紫蜂，是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)上協(xié)議，底層是采用IEEE802.15.4標準規(guī)范的媒體訪問層與物理層。主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網(wǎng)上節(jié)點、支持多種網(wǎng)上拓撲、低復(fù)雜度、快速、可靠、安全。LoRa協(xié)議LoRa(LongRange，遠距離)是一種調(diào)制技術(shù)，與同類技術(shù)相比，提供更遠的通信距離。LoRa網(wǎng)關(guān)/集中器支持多信道多數(shù)據(jù)速率的并行處理，系統(tǒng)容量大，網(wǎng)關(guān)是節(jié)點與IP網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁(通過2G/3G/4G或者Ethernet)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與標準04應(yīng)用層技術(shù)80%80%100%數(shù)據(jù)處理與分析方法通過統(tǒng)計學(xué)、機器學(xué)習(xí)等方法，從海量數(shù)據(jù)中提取有用信息和知識。對海量數(shù)據(jù)進行分布式處理和分析，揭示數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)和趨勢。將數(shù)據(jù)分析結(jié)果以圖形、圖像等形式展示，提高數(shù)據(jù)可讀性和易理解性。數(shù)據(jù)挖掘大數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)可視化云計算平臺云服務(wù)云安全云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)存儲、分析、處理等服務(wù)，降低物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)和運維成本。通過云計算提供的安全防護措施，保障物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的安全性。提供彈性可擴展的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源，支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的部署和運行。在靠近數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣進行計算，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，提高實時性。實時性在本地進行數(shù)據(jù)處理和分析，避免敏感數(shù)據(jù)上傳至云端，保護用戶隱私。隱私保護減少數(shù)據(jù)傳輸量，降低網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲成本，提高資源利用效率。降低成本邊緣計算在物聯(lián)網(wǎng)中的作用05物聯(lián)網(wǎng)安全與隱私保護攻擊面擴大數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險惡意軟件感染缺乏統(tǒng)一安全標準物聯(lián)網(wǎng)安全威脅與挑戰(zhàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量龐大且多樣化，攻擊者可以利用漏洞進行攻擊，導(dǎo)致安全威脅增加。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集、處理和傳輸大量敏感數(shù)據(jù)，如不加保護，易導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可能受到惡意軟件感染，導(dǎo)致設(shè)備被控制或數(shù)據(jù)被竊取。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商眾多，缺乏統(tǒng)一的安全標準，使得設(shè)備安全性難以保障。身份認證方法通過身份認證技術(shù)驗證設(shè)備或用戶的身份，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問。常見的身份認證方法包括用戶名/密碼、數(shù)字證書、生物特征識別等。加密技術(shù)采用強加密算法對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。常見的加密算法包括AES、RSA等。安全協(xié)議采用安全協(xié)議確保設(shè)備之間的通信安全。常見的安全協(xié)議包括SSL/TLS、WPS等。加密技術(shù)與身份認證方法數(shù)據(jù)隱私保護策略及實踐數(shù)據(jù)最小化原則只收集實現(xiàn)特定目的所需的最少數(shù)據(jù)，并在使用后的一段合理時間內(nèi)銷毀這些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)匿名化通過對數(shù)據(jù)進行處理，使其無法關(guān)聯(lián)到特定個體，以保護用戶隱私。訪問控制對數(shù)據(jù)進行分類，并根據(jù)用戶的角色和權(quán)限設(shè)置不同的訪問級別，防止數(shù)據(jù)泄露。數(shù)據(jù)審計與監(jiān)控建立數(shù)據(jù)審計和監(jiān)控機制，對所有數(shù)據(jù)的訪問和使用進行記錄和監(jiān)控，以便及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的安全問題。06物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場景分析通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的遠程監(jiān)控、故障預(yù)警和自動化控制，提高生產(chǎn)效率。生產(chǎn)線自動化工業(yè)機器人供應(yīng)鏈管理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實現(xiàn)機器人之間的協(xié)同作業(yè)，提高生產(chǎn)線的靈活性和生產(chǎn)效率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實現(xiàn)對原材料、零部件和產(chǎn)品的實時跟蹤和監(jiān)控，優(yōu)化庫存管理和物流運輸。030201工業(yè)自動化與智能制造領(lǐng)域應(yīng)用通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)交通信號的實時控制和優(yōu)化，提高道路通行效率。智能交通信號控制利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)停車位的實時監(jiān)測和預(yù)約，方便市民停車并減少交通擁堵。智能停車物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可應(yīng)用于城市安全監(jiān)控，如視頻監(jiān)控、報警系統(tǒng)等，提高城市安全水平。公共安全監(jiān)控智慧城市與智慧交通領(lǐng)域應(yīng)用

農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與精準農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實現(xiàn)對農(nóng)田環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測，如溫度、濕度、光照等，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。精準施肥與灌溉通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)田的精準施肥和灌溉，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。農(nóng)業(yè)機械化與自動化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的遠程監(jiān)控和自動化控制，