8章物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃設計與構(gòu)建27

*,#,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),第,8,章,物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃設計與構(gòu)建,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),第,1,章 概論,*,#,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),課件,第,8,章 物聯(lián)網(wǎng),規(guī)劃設計與建設,2024年11月25日,電子工業(yè)出版社 劉化君 劉傳清編著,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),教材配套課件,8,2020-02-11,8.1物聯(lián)網(wǎng),設,設計基,礎,礎,8.1,.,.1物聯(lián)網(wǎng),規(guī),規(guī)劃設,計,計的原,則,則,8.1,.,.2物聯(lián)網(wǎng),規(guī),規(guī)劃設,計,計的步,驟,驟,8.2物聯(lián)網(wǎng),的,的構(gòu)建,8.2,.,.1物聯(lián)網(wǎng),應,應用系,統(tǒng),統(tǒng)規(guī)劃,8.2,.,.2物聯(lián)網(wǎng),應,應用系,統(tǒng),統(tǒng)設計,8.2,.,.3物聯(lián)網(wǎng),系,系統(tǒng)集,成,成,8.3物聯(lián)網(wǎng),應,應用系,統(tǒng),統(tǒng)設計,示,示例,8.3,.,.1智能家,居,居物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)系統(tǒng),應,應用示,例,例,8.3,.,.2工業(yè)智,能,能控制,系,系統(tǒng)應,用,用示例,8.4傳感網(wǎng),的,的廣域,互,互聯(lián),8.4,.,.1傳感網(wǎng),廣,廣域互,聯(lián),聯(lián)的方,式,式,8.4,.,.2基于IPv6的互聯(lián),接,接入,第8章 物,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)規(guī),劃,劃設計,與,與構(gòu)建,2020-02-11,8.1,物,物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)設計,基,基礎,由物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)的英,文,文名InternetofThings可知，,物,物聯(lián)網(wǎng),就,就是物,物,物互聯(lián),的,的信息,網(wǎng),網(wǎng)絡。,這,這樣表,述,述有兩,層,層含義,：,：一是,物,物聯(lián)網(wǎng),的,的核心,承,承載網(wǎng),絡,絡是互,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)；,二,二是物,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)的,客,客戶端,延,延伸和,擴,擴展到,了,了任何,物,物品與,物,物品之,間,間，并,能,能進行,數(shù),數(shù)據(jù)交,換,換和通,信,信。這,里,里的“物”要滿足,以,以下條,件,件才能,夠,夠被納,入,入“物聯(lián)網(wǎng)”的范圍,：,：有,相,相應信,息,息的接,收,收器和,發(fā),發(fā)送器,；,；要,有,有數(shù)據(jù),傳,傳輸通,路,路；,有,有一定,的,的存儲,功,功能；,有CPU；有,操,操作系,統(tǒng),統(tǒng)；,有,有專門,的,的應用,程,程序；,遵循,物,物聯(lián)網(wǎng),的,的通信,協(xié),協(xié)議；,在網(wǎng),絡,絡中有,可,可被識,別,別的惟,一,一編號,。,。,2020-02-11,8.1,.,.1物聯(lián)網(wǎng),規(guī),規(guī)劃設,計,計的原,則,則,1.實用性,和,和先進,性,性原則,2.安全性,原,原則,3.標準化,、,、開放,性,性和可,擴,擴展性,原,原則,4.可靠性,與,與可用,性,性原則,2020-02-11,8.1,.,.2物聯(lián)網(wǎng),規(guī),規(guī)劃設,計,計的步,驟,驟,1.用戶需,求,求調(diào)查,與,與分析,2.網(wǎng)絡系,統(tǒng),統(tǒng)初步,設,設計,3物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)系統(tǒng),詳,詳細設,計,計,4物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)系統(tǒng),詳,詳細設,計,計,5系統(tǒng),測,測試和,試,試運行,8.2,物,物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)的構(gòu),建,建,2020-02-11,目前看,來,來，可,以,以把物,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)看,作,作是以,電,電子標,簽,簽、傳,感,感器等,感,感知設,施,施和EPC碼為基,礎,礎，建,立,立在計,算,算機互,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)基,礎,礎上的,物,物物相,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)絡,，,，傳感,網(wǎng),網(wǎng)是其,最,最復雜,的,的一個,組,組成部,分,分。一,個,個應用,系,系統(tǒng)可,能,能有幾,個,個到幾,萬,萬、上,百,百萬不,等,等的感,知,知節(jié)點,，,，應用,環(huán),環(huán)境除,了,了室內(nèi),外,外，還,包,包括在,不,不同溫,度,度、濕,度,度、電,磁,磁干擾,下,下的戶,外,外環(huán)境,，,，因此,，,，末梢,感,感知節(jié),點,點采集,控,控制設,備,備、接,入,入層技,術(shù),術(shù)是物,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)的,關,關鍵和,難,難點。,8.2,.,.1,物,物聯(lián)網(wǎng),應,應用系,統(tǒng),統(tǒng)規(guī)劃,2020-02-11,物聯(lián)網(wǎng),技,技術(shù)和,產(chǎn),產(chǎn)業(yè)的,發(fā),發(fā)展將,引,引發(fā)新,一,一輪信,息,息技術(shù),革,革命和,產(chǎn),產(chǎn)業(yè)革,命,命，是,信,信息產(chǎn),業(yè),業(yè)領域,未,未來競,爭,爭的制,高,高點和,產(chǎn),產(chǎn)業(yè)升,級,級的核,心,心驅(qū)動,力,力。隨,著,著信息,采,采集與,智,智能計,算,算技術(shù),的,的迅速,發(fā),發(fā)展和,互,互聯(lián)網(wǎng),與,與移動,通,通信網(wǎng),的,的廣泛,應,應用，,大,大規(guī)模,發(fā),發(fā)展物,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)及,相,相關產(chǎn),業(yè),業(yè)的時,機,機日趨,成,成熟，,我,我國早,在,在十多,年,年前就,開,開始了,物,物聯(lián)網(wǎng),相,相關領,域,域的研,究,究，技,術(shù),術(shù)和標,準,準與國,際,際基本,同,同步。,現(xiàn),現(xiàn)階段,，,，其應,用,用主要,為,為傳感,網(wǎng),網(wǎng)，可,在,在以下,各,各領域,構(gòu),構(gòu)建物,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)系,統(tǒng),統(tǒng)。,2020-02-11,1.經(jīng)濟領,域,域的物,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)系,統(tǒng),統(tǒng),經(jīng)濟領,域,域物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)系統(tǒng),主,主要是,以,以提高,生,生產(chǎn)效,率,率、改,善,善管理,和,和節(jié)能,減,減排為,目,目的應,用,用系統(tǒng),，,，包括,智,智能工,業(yè),業(yè)、智,能,能農(nóng)業(yè),、,、智能,物,物流和,智,智能電,網(wǎng),網(wǎng)等。,（1）智能,工,工業(yè),1）工業(yè),智,智能控,制,制系統(tǒng),。,。,2）智能,裝,裝備產(chǎn),品,品。,（2）智,能,能農(nóng)業(yè),1）數(shù)字,大,大棚物,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)系,統(tǒng),統(tǒng)推廣,平,平臺。,2）農(nóng)業(yè),服,服務、,管,管理和,遠,遠程監(jiān),測,測平臺,。,。,（3）智能,物,物流,1）危險,品,品運輸,車,車輛智,能,能調(diào)度,及,及監(jiān)控,系,系統(tǒng)。,2）集裝,箱,箱智能,物,物流調(diào),度,度系統(tǒng),及,及平臺,。,。,3）食品,及,及藥品,追,追溯系,統(tǒng),統(tǒng)。,（4）智能,電,電網(wǎng),1）電網(wǎng),電,電力設,施,施智能,監(jiān),監(jiān)測網(wǎng),絡,絡及平,臺,臺,2）智能,化,化遠程,抄,抄表系,統(tǒng),統(tǒng)及網(wǎng),絡,絡。,2020-02-11,2.公共管,理,理領域,的,的物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)系統(tǒng),公共管,理,理領域,物,物聯(lián)網(wǎng),主,主要是,以,以提高,公,公共管,理,理水平,為,為目的,應,應用系,統(tǒng),統(tǒng)，這,可,可圍繞,市,市政基,礎,礎設施,建,建設管,理,理、重,大,大突發(fā),事,事件響,應,應、重,點,點區(qū)域,環(huán),環(huán)境監(jiān),測,測等，,建,建設城,市,市智能,交,交通、,智,智能公,共,共安全,、,、智能,環(huán),環(huán)保和,智,智能災,害,害防控,等,等物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)系統(tǒng),。,。,（1）城市,智,智能交,通,通,1）交通,流,流量與,違,違規(guī)監(jiān),測,測網(wǎng)絡,及,及平臺,。,。,2）智能,停,停車系,統(tǒng),統(tǒng)。,（2）智能,公,公共安,全,全,1）城市,公,公共安,全,全平臺,2）重要,基,基礎設,施,施安全,防,防護平,臺,臺。,（3）智能,環(huán),環(huán)保,1）水環(huán),境,境監(jiān)測,物,物聯(lián)網(wǎng),系,系統(tǒng)及,預,預警平,臺,臺。,2）生態(tài),城,城市大,氣,氣環(huán)境,智,智能監(jiān),測,測平臺,。,。,3）重點,排,排污企,業(yè),業(yè)智能,化,化遠程,監(jiān),監(jiān)控平,臺,臺.,（4）智能,災,災害防,控,控,1）水文,智,智能監(jiān),測,測及洪,災,災預警,平,平臺。,2）氣象,災,災害監(jiān),測,測和預,警,警系統(tǒng),。,。,3）地質(zhì),災,災害監(jiān),測,測預警,與,與防控,系,系統(tǒng)。,2020-02-11,3.公眾服,務,務領域,的,的物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)系統(tǒng),公眾服,務,務領域,物,物聯(lián)網(wǎng),主,主要以,提,提高人,民,民生活,水,水平為,目,目的構(gòu),建,建應用,系,系統(tǒng)，,可,可以物,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)與TDSCDMA等3G網(wǎng)絡融,合,合應用,為,為突破,口,口，建,設,設譬如,智,智能醫(yī),護,護、智,能,能家居,等,等應用,系,系統(tǒng)。,（1）智能,醫(yī),醫(yī)護,1）個人,健,健康實,時,時服務,平,平臺。,通,通過建,設,設個人,實,實時健,康,康監(jiān)測,和,和服務,平,平臺，,提,提升對,老,老年市,民,民、離,退,退休干,部,部等實,時,時醫(yī)療,醫(yī),醫(yī)護服,務,務水平,。,。,2）智能,重,重癥監(jiān),護,護病房,平,平臺。,通,通過建,設,設重癥,監(jiān),監(jiān)護病,房,房智能,系,系統(tǒng)，,對,對病人,生,生理參,數(shù),數(shù)進行,實,實時監(jiān),測,測和分,析,析，能,夠,夠降低,醫(yī),醫(yī)療費,用,用，提,高,高衛(wèi)生,資,資源的,使,使用效,益,益。,（2）智能,家,家居,1）智能,小,小區(qū)：,在,在住宅,小,小區(qū)引,入,入物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)技術(shù),，,，建設,聯(lián),聯(lián)入城,市,市公共,安,安全平,臺,臺的小,區(qū),區(qū)安防,系,系統(tǒng)以,及,及基于,通,通信網(wǎng),絡,絡的家,庭,庭環(huán)境,監(jiān),監(jiān)控、,智,智能安,防,防系統(tǒng),、,、電子,支,支付等,智,智能控,制,制平臺,，,，可實,現(xiàn),現(xiàn)小區(qū),、,、家居,智,智能化,。,。,2）基于,物,物聯(lián)網(wǎng),的,的節(jié)能,建,建筑：,在,在政府,機,機關、,科,科研院,校,校和商,業(yè),業(yè)區(qū)寫,字,字樓鋪,設,設物聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)，實,時,時收集,水,水、電,等,等資源,使,使用信,息,息，根,據(jù),據(jù)人員,活,活動情,況,況自動,調(diào),調(diào)節(jié)空,調(diào),調(diào)、電,燈,燈和水,源,源等，,達,達到節(jié),能,能減排,的,的目的,。,。,8.2,.,.2,物,物聯(lián)網(wǎng),應,應用系,統(tǒng),統(tǒng)設計,2020-02-11,對于近,距,距離無,線,線通信,，,，IEEE 802.15委員會,制,制訂了3種不同,的,的無線,個,個人局,域,域網(wǎng)(WPAN)標準。,其,其中，IEEE 802.15.3標準是,高,高速率,的,的WPAN標準，,適,適合于,多,多媒體,應,應用，,有,有較高,的,的網(wǎng)絡,服,服務質(zhì),量,量（QoS）保證,；,；IEEE 802.15.1標準即,藍,藍牙技,術(shù),術(shù)，具,有,有中等,速,速率，,適,適合于,蜂,蜂窩電,話,話和PDA等的通,信,信，,其,其QoS機制適,合,合于話,音,音業(yè)務,。,。IEEE 802.15.4標準和ZigBee技術(shù)完,全,全融合,，,，專為,低,低速率,、,、低功,耗,耗的無,線,線互聯(lián),應,應用而,設,設計，,對,對數(shù)據(jù),速,速率和QoS的要求,不,不高。,目,目前，,對,對于小,范,范圍內(nèi),的,的物品,、,、設備,聯(lián),聯(lián)網(wǎng)，ZigBee技術(shù)以,其,其復雜,度,度低、,功,功耗低,、,、數(shù)據(jù),速,速率低,及,及成本,低,低等特,點,點在傳,感,感網(wǎng)應,用,用系統(tǒng),中,中引起,了,了越來,越,越多的,關,關注；,尤,尤其在,控,控制系,統(tǒng),統(tǒng)中，ZigBee自組網(wǎng),技,技術(shù)已,經(jīng),經(jīng)成為,傳,傳感網(wǎng),的,的核心,技,技術(shù)。,2020-02-11,基于ZigBee技術(shù)的,傳,傳感網(wǎng),在消費,性,性電子,設,設備中,嵌,嵌入ZigBee芯片后,，,，可實,現(xiàn),現(xiàn)信息,家,家用電,器,器設備,的,的無線,互,互聯(lián)。,譬,譬如，,利,利用ZigBee技術(shù)可,較,較容易,地,地實現(xiàn),相,相機或,者,者攝像,機,機的自,拍,拍、窗,戶,戶遠距,離,離開關,控,控制、,室,室內(nèi)照,明,明系統(tǒng),的,的遙控,，,，以及,窗,窗簾的,自,自動調(diào),整,整等。,尤,尤其是,當,當在手,機,機或者PDA中嵌入ZigBee芯片后,，,，可以,用,用來控,制,制電視,開,開關、,調(diào),調(diào)節(jié)空,調(diào),調(diào)溫度,及,及開啟,微,微波爐,等,等。基,于,于ZigBee技術(shù)的,個,個人身,份,份卡能,夠,夠代替,家,家居和,辦,辦公室,的,的門禁,卡,卡，記,錄,錄所有,進,進出大,門,門的個,人,人信息,，,，若附,加,加個人,電,電子指,紋,紋技術(shù),后,后，可,實,實現(xiàn)更,加,加安全,的,的門禁,系,系統(tǒng)。,嵌,嵌入ZigBee芯片的,信,信用卡,可,可以較,方,方便地,實,實現(xiàn)無,線,線提款,和,和移動,購,購物，,商,商品的,詳,詳細信,息,息也能,通,通過ZigBee向用戶,廣,廣播。,把ZigBee技術(shù)與,傳,傳感器,結(jié),結(jié)合起,來,來，就,可,可形成,傳,傳感網(wǎng),。,。一般,，,，傳感,網(wǎng),網(wǎng)由感,知,知節(jié)點,、,、匯聚,（,（Sink）節(jié)點,、,、網(wǎng)關,節(jié),節(jié)點三,種,種節(jié)點,構(gòu),構(gòu)成。,感,感知節(jié),點,點、匯,聚,聚節(jié)點,完,完成數(shù),據(jù),據(jù)采集,和,和多跳,中,中繼傳,輸,輸。網(wǎng),關,關節(jié)點,具,具有雙,重,重功能,，,，一是,充,充當網(wǎng),絡,絡協(xié)調(diào),器,器，負,責,責網(wǎng)絡,的,的自動,建,建立和,維,維護、,數(shù),數(shù)據(jù)匯,聚,聚；二,是,是作為,監(jiān),