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- 2018-05-07
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這是物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)ppt,包括了傳感器是各種信息處理系統(tǒng)獲取信息的一個重要途徑,常見的溫度傳感器包括熱敏電阻,下面介紹鉑電阻溫度傳感器的原理與特性等內(nèi)容,歡迎點擊下載。
物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)ppt是由紅軟PPT免費下載網(wǎng)推薦的一款課件PPT類型的PowerPoint.
數(shù)據(jù)采集方式的發(fā)展過程
磁卡(magnetic card):一種卡片狀的磁性記錄介質(zhì),利用磁性載體記錄字符與數(shù)字信息,用來識別身份或其他用途。
IC卡(integrated circuit card):也叫做智能卡(smart card),它是通過在集成電路芯片上寫的數(shù)據(jù)來進行識別的。IC卡與IC卡讀寫器,以及后臺計算機管理系統(tǒng)組成了IC卡應(yīng)用系統(tǒng)。
各種形狀
RFID與其他方式的比較
RFID標準之爭
目前,世界一些知名公司各自推出了自己的很多標準,這些標準互不兼容,表現(xiàn)在頻段和數(shù)據(jù)格式上的差異,這也給RFID的大范圍應(yīng)用帶來了困難。
目前全球有兩大RFID標準陣營:歐美的Auto-ID Center與日本的Ubiquitous ID Center(UID)。
歐美的EPC標準采用UHF頻段,為860MHz~930MHz,日本RFID標準采用的頻段為2.45GHz和13.56MHz;日本標準電子標簽的信息位數(shù)為128位,EPC標準的位數(shù)則為96位。
RFID標準分類:技術(shù)標準、數(shù)據(jù)標準、性能標準、應(yīng)用標準
ISO18000系列含括了有源和無源RFID技術(shù)標準,主要是基于物品管理的RFID空中接口參數(shù)。
ISO 17363 至17364 是一系列物流容器識別的規(guī)范,它們還未被認定為標準。
ISO 14443和ISO 15693標準在1995年開始操作,其完成則是在2000年之后,二者皆以13.56MHz交變信號為載波頻率。ISO 15693讀寫距離較遠,而ISO 14443讀寫距離稍近,但應(yīng)用較廣泛。目前的第二代電子身份證采用的標準是ISO 14443 TYPE B協(xié)議。ISO 14443定義了TYPE A、TYPE B兩種類型協(xié)議,通信速率為106kbit/s。
ISO 14443-3規(guī)定了TYPE A和TYPE B的防沖撞機制。
ISO 15693采用輪尋機制、分時查詢的方式完成防沖撞機制。
ISO技術(shù)委員會及聯(lián)合工作組TC104/SC4主要處理有關(guān)ISO/IEC貿(mào)易應(yīng)用方面,如貨運集裝箱及包裝,制定了 RFID電子封條 (ISO 18185)、集裝箱標簽(ISO 10374)和供應(yīng)鏈標簽 (ISO 17363)等標準。
RFID相關(guān)標準的社會影響因素
(1)無線通信管理—如ETSI(歐洲電信標準協(xié)會),F(xiàn)CC(美國聯(lián)邦通信委員會);
(2)人類健康—主要是ICNIRP(國際非電離輻射保護委員會),一個為世界衛(wèi)生組織及其他機構(gòu)提供有關(guān)非電離放射保護建議的獨立機構(gòu)的相關(guān)要求,目前許多國家使用其推薦的標準作為該國的放射規(guī)范標準。其主要是有關(guān)工作頻率、功率、無線電波輻射等對健康的影響標準。
(3)隱私。隱私問題的解決基于同意原則,即用戶或消費者是否能夠容忍的程度。
(4)數(shù)據(jù)安全—OECD (經(jīng)濟合作與發(fā)展組織)曾發(fā)布有關(guān)文件,規(guī)定了信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)安全的指導方針。與ISO 17799(信息安全管理的實踐代碼) 相似,并不強制要求遵從這些指導方針,但這些指導方針卻為信息安全計劃提供了堅實的基礎(chǔ)。
傳感器節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)
傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧
2.4.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點
低成本、低功耗、低速率、短距離
節(jié)點能量有限
節(jié)點通信能力有限
節(jié)點計算能力有限
傳感器節(jié)點數(shù)量大且分布范圍廣
網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性強
自組織網(wǎng)絡(luò)
感知數(shù)據(jù)流量大
以數(shù)據(jù)為中心
應(yīng)用相關(guān)
挑戰(zhàn)
由于WSN的特點及其廣闊的應(yīng)用前景,WSN已經(jīng)成為21世紀的一個新研究領(lǐng)域,在基礎(chǔ)理論和工程技術(shù)兩個層面向科技工作者提出了大量挑戰(zhàn)性問題!
網(wǎng)絡(luò)通信
基礎(chǔ)設(shè)施
中間件技術(shù)
數(shù)據(jù)管理技術(shù)
節(jié)點技術(shù)及其嵌入式軟件系統(tǒng)
WSN的網(wǎng)絡(luò)通信
物理層研究內(nèi)容:核心問題是節(jié)省能量!
傳輸介質(zhì)選擇:無線電、紅外線、光波
傳輸頻段選擇:433MHz、915、916MHz、2.4GHz
無線電收發(fā)器的設(shè)計:TI 2420/2520/2430、Microchip、Freescale、Dordic
調(diào)制方式:PSK、FSK
WSN的網(wǎng)絡(luò)通信
數(shù)據(jù)鏈路層:數(shù)據(jù)鏈路層的研究主要集中在MAC協(xié)議方面! 研究重點依然是如何節(jié)省能量!
基于隨機競爭的MAC協(xié)議:S-MAC,T-MAC
基于TDMA的MAC協(xié)議:DEANA、TRAMA、DMAC、SMACS、ERA、Dozer
WSN的網(wǎng)絡(luò)通信
網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議:基于聚簇的路由協(xié)議、基于地理位置的路由協(xié)議、能量感知路由協(xié)議、以數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議、容錯路由協(xié)議
基于聚簇的路由協(xié)議:LEACH、PEGASIS、TEEN
基于地理位置的路由協(xié)議:貪心路由協(xié)議、GPSR(右手規(guī)則)、GEM、MAP、LCR等
以數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議:定向擴散路由協(xié)議、Rumor-routing、TTDD支持移動sink(網(wǎng)格)
能量感知路由協(xié)議:能量感知路由協(xié)議、GEAR
待研究的問題:節(jié)能與通信服務(wù)質(zhì)量的平衡、支持拓撲結(jié)構(gòu)頻繁改變的路由協(xié)議、面向應(yīng)用的路由協(xié)議、安全路由協(xié)議等問題
WSN的網(wǎng)絡(luò)通信
傳輸層協(xié)議:
當WSN與Internet或其他網(wǎng)絡(luò)相連接時,傳輸層協(xié)議尤其重要。WSN的能量受限性、節(jié)點命名機制、以數(shù)據(jù)為中心等特征,使其傳輸控制很困難。WSN的傳輸層需要特殊的技術(shù)和方法。
目前關(guān)于WSN傳輸層方面的研究非常少。
WSN的基礎(chǔ)設(shè)施研究
拓撲控制
時間同步
節(jié)點定位
能量管理
網(wǎng)絡(luò)安全
QoS管理
……
WSN的基礎(chǔ)設(shè)施研究
拓撲控制:WSN拓撲控制的問題是在滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋度和連通度的前提下,通過功率控制或?qū)哟瓮負淇刂疲钚』W(wǎng)絡(luò)的能量消耗。
統(tǒng)一功率分配算法COMPOW;
基于節(jié)點度數(shù)的算法LINT/LILT和LMN/LMA;
基于鄰近圖的近似算法CBTC,LMST,RNG,DRNG和DLSS
層次拓撲控制成簇算法TopDisc、
虛擬地理網(wǎng)格分簇算法GAF
自組織成簇算法LEACH和HEED。
WSN拓撲控制的研究仍需深入,要以實際應(yīng)用為背景,研究多種機制,強調(diào)網(wǎng)絡(luò)拓撲控制的自適應(yīng)和魯棒性,在保證網(wǎng)絡(luò)連通性和覆蓋度的前提下提高網(wǎng)絡(luò)通信效率,最大限度地節(jié)省能量,延長網(wǎng)絡(luò)的生存期。
WSN的基礎(chǔ)設(shè)施研究
時間同步
定期向相鄰節(jié)點廣播RBS,POST-FATO(RBS改進,有事件才同步)
全網(wǎng)絡(luò)時間同步的機制TPSN,輕量級時間同步算法mini-Sync和tiny-sync,一種實現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)時間同步的機制DMTS,計算開銷小,需要傳輸?shù)南l數(shù)少,能夠與外部標準時間同步,但同步精度較低。
在TPSN的基礎(chǔ)上提出了LTS同步機制,只需要與其父節(jié)點同步,同步次數(shù)是節(jié)點與根節(jié)點距離的線性函數(shù),降低了交換信息量。
洪泛時間同步機制,綜合考慮了能量感知、可擴展性、魯棒性、穩(wěn)定性等方面的要求。
待解決的關(guān)鍵問題:同步精度與能量有效性之間的平衡、局部同步和全網(wǎng)同步之間關(guān)系、抗外來侵擾的同步機制、同步機制的性能估計、安全時間同步機制等。
WSN的基礎(chǔ)設(shè)施研究
傳感器節(jié)點定位:基于測量距離的定位方法、與測量距離無關(guān)的定位方法。
基于距離的定位方法:首先使用測距技術(shù)測量相鄰節(jié)點間的實際距離或方位,然后使用三角計算、三邊計算、多邊計算、模式識別、極大似然估計等方法進行定位。測距技術(shù)主要有如下4種:測量無線信號的到達時間(TOA)、測量無線電信號強度(RSSI)、測量普通聲波與無線電到達的時間差(TDOA)、測量無線信號到達角度(AOA)。
與測量距離無關(guān)的定位方法:主要包括APIT算法、質(zhì)心算法、DV-Hop算法、Amorphous算法。首先確定多個包含待定位節(jié)點的多邊形,然后計算這個多邊形區(qū)域的質(zhì)心,待定位節(jié)點與信標節(jié)點之間的估計距離,再利用三邊測量法或極大似然估計法計算待定位節(jié)點的坐標!
WSN的基礎(chǔ)設(shè)施研究
節(jié)點定位問題的研究還很不完善,基于測量距離的定位方法需要附加的硬件設(shè)備,與測量距離無關(guān)的定位方法精度低!目前還有很多關(guān)鍵問題需要解決,如定位精度評估、信標節(jié)點自身位置誤差對定位精度的影響、測量距離的誤差對定位精度的影響、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)對定位的影響等問題!
WSN的基礎(chǔ)設(shè)施研究
網(wǎng)絡(luò)安全:密鑰管理、身份認證和數(shù)據(jù)加密方法、攻擊檢測與抵御、安全路由協(xié)議和隱私問題。
密鑰管理、身份認證和數(shù)據(jù)加密
由于資源消耗較大,公鑰密碼系統(tǒng)無法應(yīng)用于WSN!目前使用的主要是基于密鑰預(yù)分配的對稱加密技術(shù)和利用基站管理密鑰的非對稱加密技術(shù)!預(yù)分配密鑰方法的缺點是無法有效地支持節(jié)點的加入;而且,當部分節(jié)點被敵方捕獲后預(yù)分配的密鑰也將失效! TinySec發(fā)現(xiàn)RC5和Skipjack適合于在嵌入式控制芯片上利用軟件實現(xiàn)!
攻擊檢測與抵御
在許多WSN的應(yīng)用中,傳感器節(jié)點常常布置在人們易于接近的環(huán)境中!因此,容易受到各種惡意的攻擊,例如干擾服務(wù)、節(jié)點捕獲等!
安全路由
在WSN中的路由協(xié)議有很多安全弱點,容易受到攻擊!敵方可以向WSN中注入惡意的路由信息使網(wǎng)絡(luò)癱瘓。
隱私
WSN的隱私包括位置隱私、時間隱私和數(shù)據(jù)隱私!
WSN的基礎(chǔ)設(shè)施研究
WSN安全問題的研究工作相對較少,亟待解決的挑戰(zhàn)性問題還很多,如使用有限內(nèi)存空間管理大量預(yù)分配密鑰、支持新節(jié)點加入的密鑰預(yù)分配技術(shù)、低能耗加密方法、入侵模型和入侵抵御方法、安全路由方法、安全網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)處理技術(shù)等問題!
WSN的基礎(chǔ)設(shè)施研究
QoS管理
WSN的服務(wù)質(zhì)量QoS是其可用性的關(guān)鍵!所以,QoS管理的理論和技術(shù)是一個重要的研究領(lǐng)域!
一種基于中間件的QoS機制,支持多Sink的多種QoS需求,利用節(jié)點的冗余保障網(wǎng)絡(luò)操作的容錯性,并能夠以較低的開銷為應(yīng)用提供實時性服務(wù)!
路由協(xié)議的QoS問題,提出一個包發(fā)送協(xié)議,稱為多路徑多速度路由協(xié)議,保證路由的實時性和可靠性!該協(xié)議通過設(shè)置多包發(fā)送速度,提供多級別的實時保證!通過選擇多路徑,提供各種各樣的可靠性保證!
把網(wǎng)絡(luò)連通可靠性和感知覆蓋度結(jié)合起來作為WSN的QoS度量,提出評估這種面向覆蓋的WSN可靠性的方法!
WSN的QoS管理問題很多,研究成果較少,需要系統(tǒng)深入的研究!
WSN的中間件技術(shù)
WSN中間件是位于操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件之間的軟件系統(tǒng)!
目前主要集中在兩個方面:
一是問題的識別和探索;二是部分算法和中間件組件的研究!
WSN的中間件技術(shù)
NEST是一個實時網(wǎng)絡(luò)協(xié)同和控制中間件組件,它把操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序員之間的界面抽象為一個高級界面,能夠完成服務(wù)的自復(fù)制、遷移、分組等操作!
中間件組件MiLAN實現(xiàn)了以滿足應(yīng)用系統(tǒng)性能要求為目標的網(wǎng)絡(luò)資源動態(tài)管理機制!
Mate是一個建立在TinyOS之上的中間件組件,提供了單個傳感器節(jié)點上的高級程序界面,以通信為中心,支持WSN經(jīng)常性的重編程工作!
Agilla中間件系統(tǒng)提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性,同時還簡化了應(yīng)用的開發(fā),并實現(xiàn)了多個應(yīng)用共享同一個WSN!
中間件系統(tǒng)框架TinyCUBUS,包含一個數(shù)據(jù)管理框架、一個交叉層框架和一個配置引擎!數(shù)據(jù)管理框架允許動態(tài)選擇和調(diào)整系統(tǒng)及數(shù)據(jù)管理部件!交叉層框架支持數(shù)據(jù)共享和各部件之間的交互,目的是提供交叉層優(yōu)化!配置引擎通過考慮節(jié)點的拓撲和功能來可靠地高效地分布代碼!
WSN的數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)
WSN以數(shù)據(jù)為中心的特點使得WSN與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)類似:WSN可視為一個數(shù)據(jù)空間或數(shù)據(jù)庫,面向的是以數(shù)據(jù)為中心的查詢!于是,數(shù)據(jù)庫研究者開始采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究方法來研究WSN,目前主要集中在感知數(shù)據(jù)的存儲與索引技術(shù)、WSN數(shù)據(jù)查詢處理技術(shù)!
WSN的數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)
存儲與索引技術(shù)
在WSN內(nèi)存儲感知數(shù)據(jù)的方法和感知數(shù)據(jù)索引技術(shù)對WSN數(shù)據(jù)查詢處理的性能具有重要影響!人們提出了一些新技術(shù)和方法!
數(shù)據(jù)查詢處理技術(shù)
WSN數(shù)據(jù)的查詢處理技術(shù)的研究主要集中在連續(xù)查詢和近似查詢的處理方面!
數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)
加利福尼亞大學伯克力分校研究開發(fā)了TyniDB系統(tǒng);康奈爾大學研究開發(fā)了Cougar系統(tǒng)! 這些系統(tǒng)都是基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),把整個網(wǎng)絡(luò)定位為一個關(guān)系表!這些系統(tǒng)與傳感器節(jié)點的物理地址密切相關(guān),與WSN以數(shù)據(jù)中心的特征背道而馳,也不適用于拓撲結(jié)構(gòu)變化頻繁的WSN。
WSN的數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)
WSN數(shù)據(jù)管理技術(shù)的研究尚待深入,數(shù)據(jù)模型的研究成果無法表達感知數(shù)據(jù)的語意,不適合感知數(shù)據(jù)的特點;數(shù)據(jù)操作算法的研究僅考慮了聚集操作,大量的數(shù)據(jù)操作算法無人問津;WSN應(yīng)用中最經(jīng)常使用的實時查詢的優(yōu)化與處理沒有被考慮;支持數(shù)據(jù)管理的通信協(xié)議至今很少見,等等!
WSN節(jié)點及其嵌入式軟件系統(tǒng)
傳感器節(jié)點的研究主要包括硬件設(shè)計和嵌入式軟件系統(tǒng)兩個方面!
在傳感器節(jié)點硬件方面:新傳感器概念、理論和技術(shù);新型感知材料和裝置的研究,如化學感知材料和裝置、生物感知材料和裝置等;以降低能耗為核心,把傳感器、計算部件、存儲部件、通信部件集成為微型傳感器!
在嵌入式軟件系統(tǒng)方面的研究成果主要是嵌入式操作系統(tǒng)!加利福尼亞大學伯克力分校研究開發(fā)了一個傳感器節(jié)點操作系統(tǒng)TyniOS,有3個主要的特點:基于組件的架構(gòu)、基于事件和任務(wù)的并發(fā)模式、獨立的狀態(tài)操作!加利福尼亞大學洛杉磯分校研究了傳感器節(jié)點嵌入式操作系統(tǒng)SOS,具有支持WSN任務(wù)重構(gòu)能力等特點!獼猴桃栽培技術(shù)ppt:這是獼猴桃栽培技術(shù)ppt,包括了獼猴桃簡介,高標準建園,整形,修剪,施肥改土,病蟲害防治等內(nèi)容,歡迎點擊下載。
無菌技術(shù)ppt課件:這是無菌技術(shù)ppt課件,包括了什么是醫(yī)院感染,醫(yī)院感染診斷標準,2003年引起恐慌的SARS,我們該怎么做,基本概念,無菌持物鉗的使用等內(nèi)容,歡迎點擊下載。
無人駕駛技術(shù)ppt:這是無人駕駛技術(shù)ppt,包括了無人駕駛導航方式,激光雷達(LiDAR),同步定位與地圖構(gòu)建(SLAM)等內(nèi)容,歡迎點擊下載。
物聯(lián)網(wǎng)ppt
- 更多>>物聯(lián)網(wǎng)ppt顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這有兩層意思:其一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò);其二,其用戶端延伸和擴展到了任何物