【正文】 物聯(lián)網(wǎng)控制子網(wǎng)關(guān)工作方式 物聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù) (4) 物聯(lián)網(wǎng)終端實(shí)例 [3]物聯(lián)網(wǎng)智能藥盒 物聯(lián)網(wǎng)智能藥盒的遠(yuǎn)程醫(yī)療架構(gòu)圖 物聯(lián)網(wǎng)智能藥盒外形設(shè)計(jì)圖 物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系 應(yīng)用服務(wù)層標(biāo)準(zhǔn) 共性支撐標(biāo)準(zhǔn) 網(wǎng)絡(luò)傳輸層標(biāo)準(zhǔn) 感知控制層標(biāo)準(zhǔn) 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系可以根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系的框架進(jìn)行劃分，即分為網(wǎng)絡(luò)傳輸層標(biāo)準(zhǔn)、感知控制層標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用服務(wù)層標(biāo)準(zhǔn)及共性支撐標(biāo)準(zhǔn)，如下表所示。 按照使用場(chǎng)合分類 主要包括以下三種：固定終端，移動(dòng)終端和手持終端。 物聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù) （ 1）物聯(lián)網(wǎng)終端的基本原理及作用 原理： 物聯(lián)網(wǎng)終端基本由外圍感知（傳感）接口，中央處理模塊和外部通訊接口三個(gè)部分組成，通過(guò)外圍感知接口與傳感設(shè)備連接，將這些傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取并通過(guò)中央處理模塊處理后，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過(guò)外部通訊接口，發(fā)送到以太網(wǎng)的指定中心處理平臺(tái)。 物聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)終端是物聯(lián)網(wǎng)中連接傳感網(wǎng)絡(luò)層和傳輸網(wǎng)絡(luò)層，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)及向網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備。 4)要求用戶界面富于表達(dá)情感、能與用戶方便地交流。 6)與智能空間相結(jié)合的物理范圍，形成了所謂的“廣域智能空間”。 2)是一個(gè)嵌入性和移動(dòng)性都很高的計(jì)算環(huán)境 。按照美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)學(xué)會(huì)（ NIST）給出的定義，智能空間是“一個(gè)嵌入了計(jì)算、信息設(shè)備和多模態(tài)的傳感器的工作空間，其目的是使用戶能非常方便地在其中訪問(wèn)信息和獲得計(jì)算機(jī)的服務(wù)來(lái)高效地進(jìn)行單獨(dú)工作和與他人的協(xié)同工作” 。下圖所示為 20232023年間消費(fèi)類電子加速度計(jì)的應(yīng)收和出貨量預(yù)測(cè)。片上實(shí)驗(yàn)室 39。 微傳感器 信號(hào)處理和控制電路 微執(zhí)行器 通訊接口 電源 完整的 MEMS （ 6）微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù) （ 2） MEMS技術(shù)的發(fā)展歷史 : ?MEMS第一輪商業(yè)化浪潮始于 20世紀(jì) 70年代末 80年代初，當(dāng)時(shí)用大型蝕刻硅片結(jié)構(gòu)和背蝕刻膜片制作壓力傳感器 。 （ 6）微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù) ? 目前 MEMS市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品為 壓力傳感器、加速度計(jì)、微 陀螺儀 、墨水噴咀和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)頭等。 ?由美國(guó) 3COM,Intel,Cisco,日本松下等 13家公司聯(lián)合組建使用電力線作為傳送媒介的家庭網(wǎng)絡(luò)推進(jìn)團(tuán)體 ——“Homeplug Powerline Alliance” （家庭插電聯(lián)盟） ,已經(jīng)提出家庭插座 (Home Plug)計(jì)劃 ,旨在推動(dòng)以電力線為傳輸媒介的數(shù)字化家庭(DigitalHome)。 （ 5） PLC(電力線通信 )技術(shù) ?電力線通信概述 目前高速 PLC已可傳輸高達(dá) 45 Mb/s的數(shù)據(jù) ,而且能同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻和電力 ,有可能帶來(lái)“四網(wǎng)合一”的新趨勢(shì)。對(duì)于警察、消防及醫(yī)療等部門(mén)的緊急救援、追蹤目標(biāo)和個(gè)人旅游及野外探險(xiǎn)的導(dǎo)引等。 （ 3）藍(lán)牙技術(shù) 藍(lán)牙產(chǎn)品： 主要應(yīng)用在手機(jī)、掌上計(jì)算機(jī)、耳機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、汽車(chē)套件等 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 藍(lán)牙系統(tǒng)： 可以嵌入微波爐、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)等傳統(tǒng)家用電器 （ 4） GPS技術(shù) ?GPS概述 GPS 是英文 Global Positioning System（ 全球定位系統(tǒng) ）的簡(jiǎn)稱，而其中文簡(jiǎn)稱為 “球位系 ”。其數(shù)據(jù)速率為 1Mbps。因而，它可以在特定的區(qū)域和范圍內(nèi)發(fā)揮對(duì) 3G的重要補(bǔ)充作用， WiFi技術(shù)與 3G技術(shù)相結(jié)合將具有廣闊的發(fā)展前景。 ③ 進(jìn)入該領(lǐng)域的門(mén)檻比較低 （ 2） WIFI技術(shù) ?WIFI應(yīng)用 WiFi當(dāng)前主要面對(duì)個(gè)人、家庭 /企業(yè)及行業(yè)用戶 .提供家庭 /企業(yè)服務(wù)、公眾區(qū) /會(huì)展區(qū)服務(wù)。 ? IEEE IEEE ，最高帶寬為11Mbps，在信號(hào)較弱或有干擾的情況下，帶寬可調(diào)整為 、 2Mbps和 1Mbps，帶寬的自動(dòng)調(diào)整，有效地保障了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。 ? 現(xiàn)場(chǎng)總線是用于現(xiàn)場(chǎng)電器、現(xiàn)場(chǎng)儀表及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制室主機(jī)系統(tǒng)之間的一種開(kāi)放的、全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)。 WSN/ZigBee技術(shù) （ 4） ZigBee的應(yīng)用領(lǐng)域 Zigbee技術(shù)的目標(biāo)就是針對(duì)工業(yè)，家庭自動(dòng)化，遙測(cè)遙控，汽車(chē)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療護(hù)理等，例如燈光自動(dòng)化控制，傳感器的無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，油田，電力，礦山和物流管理等應(yīng)用領(lǐng)域。 ? 低速率。 WSN/ZigBee技術(shù) （ 2） WSN/ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)描述 圖所示展示了一個(gè)示例網(wǎng)絡(luò)，它具有ZigBee 協(xié)調(diào)器（菱形），路由器（矩形）和終端節(jié)點(diǎn)（圓形）。設(shè)備類型并不會(huì)限制運(yùn)行在特定設(shè)備上的應(yīng)用類型。同時(shí)， ZigBee采用了 MAC技術(shù)和DSSS（直擴(kuò)序列調(diào)制）技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)傳輸。（如下圖） WSN/ZigBee技術(shù) WSN/ZigBee技術(shù) ZigBee ZigBee數(shù)傳模塊 ZigBee ZigBee是一種高可靠的無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于 CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò) 。 這一名稱來(lái)源于蜜蜂的八字舞，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式傳遞信息，并構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。 ?圖書(shū)館：書(shū)店，圖書(shū)館，出版社等應(yīng)用。 ?服裝業(yè)：自動(dòng)化生產(chǎn)，倉(cāng)儲(chǔ)管理，品牌管理，單品管理，渠道管理。 RFID技術(shù) 模塊名稱 作用 組成 讀寫(xiě)器 一般作為計(jì)算機(jī)終端實(shí)現(xiàn)對(duì) RFID卡的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)和存儲(chǔ) 控制單元、高頻通訊模塊和天線 RFID卡 一種無(wú)源的應(yīng)答器 一塊集成電路 (IC)芯片及其外接天線； RFID芯片通常集成有射頻前端、邏輯控制、存儲(chǔ)器等電路 （ 3） RFID的工作原理 RFID技術(shù) （ 3） RFID應(yīng)用系統(tǒng)的工作原理 RFID卡進(jìn)入讀寫(xiě)器的射頻場(chǎng)后 ,由其天線獲得的感應(yīng)電流經(jīng)升壓電路作為芯片的電源，同時(shí)將帶信息的感應(yīng)電流通過(guò)射頻前端電路檢測(cè)得到數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)送入邏輯控制電路進(jìn)行信息處理；所需回復(fù)的信息則從存儲(chǔ)器中獲取，經(jīng)由邏輯控制電路送回射頻前端電路，最后通過(guò)天線發(fā)回給讀寫(xiě)器。物聯(lián)網(wǎng)的信息來(lái)源廣闊，信息是海量的，在這種情況下如何利用信息更好地為我們服務(wù)，就是基于信息分析和優(yōu)化的基礎(chǔ)之上。 物聯(lián)網(wǎng)的八層架構(gòu) ? 第六層：服務(wù)平臺(tái)層 服務(wù)平臺(tái)層是為了使不同的服務(wù)提供模式得以實(shí)施，同時(shí)把物聯(lián)網(wǎng)世界中的信息處理方面的共性功能進(jìn)行集中優(yōu)化，緩解傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)或者應(yīng)用系統(tǒng)整合平臺(tái)的壓力。因此最好的方法是通過(guò)某種程度的網(wǎng)關(guān)將信息進(jìn)行過(guò)濾，協(xié)議轉(zhuǎn)換，信息壓縮加密等等，使得信息更優(yōu)化和安全的在公共網(wǎng)絡(luò)上傳遞。 物聯(lián)網(wǎng)的八層架構(gòu) ? 第二層： 傳感網(wǎng)層 這是傳感器之間形成的網(wǎng)絡(luò)。第 3章 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) 上一章分析了物聯(lián)網(wǎng)的幾個(gè)案例應(yīng)用，從中我們可以看到物聯(lián)網(wǎng)的主要支撐技術(shù)： ? M2M技術(shù) ? RFID技術(shù) ? WSN技術(shù) ? PLC技術(shù)等等 . 本章將從以下四個(gè)方面來(lái)介紹物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng) 三個(gè)層次 八層構(gòu)建 四大支撐 技術(shù) 兩個(gè)技術(shù) 范疇 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) 物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層次 3 應(yīng)用層 2 網(wǎng)絡(luò)層 1 感知層 物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層次 相應(yīng)的技 術(shù)體系 應(yīng)用層技術(shù) 感知層技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)層技術(shù) 與各層相應(yīng)的技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)的八層架構(gòu) ? IBM大中華區(qū)首席技術(shù)官、 IBM中國(guó)研究院院長(zhǎng)李實(shí)恭在接受 談到，“物聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)在于這個(gè)“網(wǎng)”字，如果只有物沒(méi)有網(wǎng)，那未來(lái)將是非?？膳碌默F(xiàn)象。傳感器 /執(zhí)行器層是最直接與周?chē)矬w接觸的域。 物聯(lián)網(wǎng)的八層架構(gòu) ? 第三層：傳感網(wǎng)關(guān)層 物聯(lián)網(wǎng)世界里的對(duì)象和信息量將會(huì)是巨大的，五花八門(mén)的，這些信息直接傳遞給所需要的系統(tǒng)，那么將會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成巨大的壓力和不必要的資源浪費(fèi)。 物聯(lián)網(wǎng)的八層架構(gòu) ? 第五層： 應(yīng)用網(wǎng)關(guān)層 在傳輸過(guò)程中為了更好地利用網(wǎng)絡(luò)資源以及優(yōu)化信息處理過(guò)程，設(shè)置局部或者區(qū)域性的應(yīng)用網(wǎng)關(guān)： 好處： ?信息匯總與分發(fā) ?最大限度的利用 IT與通訊資源，提高信息的傳輸和處理能力，提高可靠性和持續(xù)性。 物聯(lián)網(wǎng)的八層架構(gòu) ? 第八層：分析與優(yōu)化層 在物聯(lián)網(wǎng)世界中，從信息的業(yè)務(wù)價(jià)值和IT信息處理的角度看，它與互聯(lián)網(wǎng)最大的不同就是信息和信息量。 RFID技術(shù) RFID系統(tǒng)如圖所示，由三部分組成 : ?電子標(biāo)簽（ Tag） ?天線(Antenna) ?閱讀器(Reader) RFID技術(shù) （ 2） RFID特征 1. 數(shù)據(jù)的讀寫(xiě) (Read Write)機(jī)能 2. 容易小型化和多樣化的形狀