第一章 绪论
1.物联网定义:关于物联网(IOT)比较准确的定义是:物联网是通过各种信息传感设备及系统(传感网、射频识
别系统、红外感应器、激光扫描器等)、条码与二维码、全球定位系统,按约定的通信协议,将物与物、人与物 、
人与人连接起来,通过各种接入网、互联网进行信息交换,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种
信息网络。
其它定义:( 1)麻省理工学院的 Auto-ID 研究中心提出:把所有物品通过射频识别和条码等信息传感设备与互联
网连接起来,实现智能化识别和管理。(2)国际电信联盟:物联网是在任何时间、环境,任何物品、人、企业、
商业,采用任何通信方式(包括汇聚、连接、收集、计算等),以满足所提供的任何服务的要求。(3)欧洲智能
系统集成技术平台:由具有标识、虚拟个性的物体/对象所组成的网络,这些标识和个性等信息在智能空间使用智
慧的接口与用户、社会和环境进行通信。(4)欧盟第 7 框架下 RFID 和物联网研究项目组:基于标准和交互通信
协议的且具有自配置能力的动态全球网络基础设施,在物联网内物理和虚拟的“物件”具有身份、物理特性、拟人化
等特征,它们能够被一个综合的信息网络所连接。
2.无线传感网的概念:由若干具有无线通信与计算能力的感知节点,以网络为信息传递载体,实现对物理世界的全
面感知而构成的自组织分布式网络,突出特征是采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提升对物质世界的
感知能力,实习智能化的决策和控制。
其它定义:(1)美国军方:由若干具有无线通信能力的传感器节点自组织构成的网络。(2)ITU-T:泛在传感器
网络由智能传感器节点组成的网络,以“任何时间、任何地点、任何人、任何物”的形式被部署。( 3)国家信息技
术标准化技术委员会:以对物理世界的数据采集和信息处理为主要任务,以网络为信息传递载体,实现物与物、
物与人之间的信息交互,提供信息服务的智能网络信息系统。
3.物联网的关键技术:( 1)感知技术:节点感知技术是实现物联网的基础,它包括用于对物质世界进行感知识
别的电子标签、新型传感器、智能化传感网节点技术等;(2)网络通信技术(主要为传感网技术和通信技术)其
工作范围分为两块:一是传感网;二是没有约束机制的智能终端互联。 对于智能小物体网络层的通信技术有两项:
一是基于 ZigBee 联盟开发的 ZigBee 协议,实现传感器节点或者其他智能物体的互联;另一项技术是 IPSO 联盟倡
导的通过 IP 实现传感网节点或者其他智能物体的互联;(3)数据融合与智能技术:数据融合,是指将多种数据或
信息进行处理,组合出高效、符合用户要求的信息的过程;(4)云计算等:云计算以如下几种方式支撑物联网的
应用发展:单中心、多终端应用模式;多中心、多终端应用模式;信息与应用分层处理、海量终端的应用模式。
4.面向物联网的传感网,主要涉及的关键技术:( 1)传感网体系结构及底层协议;(2)协同感知技术;(3)
对传感网自身的检测与自组织;(4)传感网安全;(5)ZigBee 技术。
5.物联网的体系结构:( 1)物联网的自主体系结构:由数据面、控制面、知识面和管理面组成:数据面主要用
于数据分组的传送;控制面通过向数据面发送配置信息,优化数据面的吞吐量,提高可靠性;知识面最重要,提
供整个网络信息的完整视图,并且提炼成为网络系统的知识,用于指导控制面的适应性控制;管理面用于协调数
据面、控制面和知识面的交互,提供物联网的自主能力。(2)物联网的 EPC 体系结构:一个物联网由 EPC 编码
体系、射频识别系统及信息网络系统组成:射频识别系统包括 EPC 标签和读写器;EPC 信息网络系统包括 EPC 中
间件、发现服务和 EPC 信息服务三部分。(3)物联网的 UID 技术体系:UID 是一个开放性的技术体系,由泛在
识别码(uCode)、泛在通信器( UG)、信息系统服务器和 uCode 解析服务器等部分构成。(4)一种实用的层
次性物联网体系结构:由感知层、接入层、网络层和应用层组成:感知层主要功能是信息感知与采集,主要包括
二维码标签和识读器、RFID 标签和读写器、摄像头、各种传感器、摄像头等,完成物联网应用的数据感知和设施
控制;接入层由基站节点或汇聚节点和接入网关等组成,完成末梢各节点的组网控制和数据融合、汇聚,或完成
向末梢节点下发信息的转发等功能;网络层是核心承载网络,承担物联网接入层与应用层之间的数据通信任务;
应用层由各种服务器组成,其主要功能包括对采集数据的汇聚、转换、分析,以及用户层呈现的适配和事件触发
等。
6.物联网硬件平台组成:由传感网、核心承载网和信息服务系统等组成。其中,传感网包括感知节点(数据采集、
控制)和末梢网络(汇聚节点、接入网关等);核心承载网为物联网业务的基础通信网络;信息服务系统硬件设
施主要负责信息的处理和决策支持:感知节点组成:传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成,如 RFID、二
维码识读设备、温感设备)、处理单元(由嵌入式系统组成,包括 CPU 微处理器、存储器、嵌入式操作系统等)、