单元物联网综合布线技术基础（PPT89页)

物联网综合布线技术学习单元一物联网综合布线技术基础单元概述通过介绍物联网工程布线的应用和关键技术，了解物联网工程与综合布线的基本概念及关系。在本单元的学习和操作中，你将对物联网工程布线系统有一个初步的认识，熟悉物联网工程布线中常用的线缆、布线器材、工具和设备，并学会查阅物联网工程布线所涉及到的各种标准与规范。学习单元一物联网综合布线技术基础学习目标了解物联网工程的概念与关键技术了解综合布线的概念、组成和应用学习工作场地的规章制度和安装施工原则认识物联网工程布线中常用的工具、材料和设备了解物联网工程和综合布线工程的常用标准与规范学习单元一物联网综合布线技术基础项目一物联网综合布线简介项目描述当今社会已逐步进入了物联网时代。在生活中酒店用餐时使用的电子点菜系统、住宿时使用的电子门禁系统，在工作中使用的考勤系统等，都是物联网工程的典型应用。本项目介绍了物联网工程的相关概念，物联网工程的关键技术以及与物联网工程密切相关的网络综合布线的相关知识。项目目标通过了解物联网工程的应用和关键技术，了解物联网的基本概念，物联网与互联网的关系，以及物联网工程的布线技术，从而比较全面地认识物联网的发展应用和工程布线技术。学习单元一物联网综合布线技术基础任务一物联网综合布线相关概念任务描述互联网已全面进入了每个人的生活和工作中，物联网是在互联网的基础上发展起来的一种新型的网络系统，两者密切相关。要认识物联网，可以通过寻找身边的、校园内的物联网技术应用，来学习物联网工程的基本概念。任务目标寻找在身边的物联网技术运用，了解物联网工程的基本概念。学习单元一物联网综合布线技术基础任务一物联网综合布线相关概念任务实施一、了解身边的物联网技术应用二、物联网工程的相关概念学习单元一物联网综合布线技术基础学习单元一物联网综合布线技术基础任务一物联网综合布线相关概念了解身边的物联网技术应用学习单元一物联网综合布线技术基础学习单元一物联网综合布线技术基础案例1：校园门禁系统当同学们在上学、放学进出校园门口的时候，在校园门口安装的射频阅读装置会自动对人员信息进行读取，然后将自动采集的信息传送到后端系统进行存储分析，系统自动以短信的形式将学生的出入信息及时通知家长，家长就能及时知道孩子的动态信息。案例2：校园安防系统在校园中，我们在教室、走廊、宿舍的房顶、墙面上看到许多烟雾、温度感知装置，当烟雾浓度和温度超过危险值时，传感系统自动启用灭火装置进行灭火，同时发出警报将险情传给安保中心及时处理险情；在校园围墙上，我们可以看到许多红外感应装置。这种装置能够有效防止非法入侵人员，并通过监控和定位跟踪技术将获取的信息进行判断（如物体的尺寸、位置），将感知到的信息传递到安保人员处，安保人员通过监控画面跟踪，确定危险人员及时赶往现场。以上这些校园安防设备，就是利用图像识别、GPS、无线传感网络、和遥感、智能识别等技术，合理部署多级传感器全面感知校园的环境、物品及外来入侵人员的变化情况，及时提示或者报警。任务一物联网综合布线相关概念物联网工程的相关概念关于物联网的概念和定义，学术界和业界有多种认识和观点，一种概念从物联网与互联网的对比角度认为，物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统（GPS）、激光扫描器等信息传感设备，把任何物品与互联网连接起来，进行信息的交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的另一种概念认为物联网是由具有自我标识、感知和智能的物理实体基于通信技术相互连接形成的网络，这些物理设备可以在无需人工干预的条件下实现协同和互动，为人们提供智慧和集约服务，并具有全面感知、可靠传递、智能处理的特点。根据物联网与互联网的关系分类，不同的专家学者对物联网给出了各自的定义，下面介绍几种目前比较流行的概念和定义。学习单元一物联网综合布线技术基础学习单元一物联网综合布线技术基础任务一物联网综合布线相关概念物联网工程的相关概念学习单元一物联网综合布线技术基础学习单元一物联网综合布线技术基础1．物联网是传感网有的专家认为，物联网就是传感网，只要给人们生活环境中的物体安装传感器，这些传感器可以更好的帮助人类识别环境，这个传感器网不接入互联网。例如，上海浦东机场的传感器网络，本身并不接入互联网，却号称是中国第一个物联网。物联网与互联网的关系是相对独立的两个网。传感网是把所有物品通过RFID和条码等信息传感设备与互联网连接起来，从而实现智能化识别和管理的网络。该定义最早于1999年由麻省理工学院提出，实际上物联网等于RFID技术和互联网结合应用。RFID标签是早期物联网最为关键的技术与主要的产品，当时认为物联网最大规模、最有前景的应用就是在零售和物流领域。利用RFID技术，通过计算机互联网实现物体的自动识别和信息的互联与共享。任务一物联网综合布线相关概念物联网工程的相关概念学习单元一物联网综合布线技术基础学习单元一物联网综合布线技术基础2．物联网是互联网的补充网络有的专家认为互联网是指人与人之间通过计算机形成的全球性网络，服务于人与人之间的信息交换。而物联网的主体则是各种各样的物品，通过物品间传递信息从而达到最终服务于人的目的，两个网的主体是不同的，因而物联网是互联网的扩展和补充。互联网好比是人类信息交换的动脉，物联网就是毛细血管，两者相互连通，物联网是互联网的有益补充。任务一物联网综合布线相关概念物联网工程的相关概念学习单元一物联网综合布线技术基础学习单元一物联网综合布线技术基础3．物联网是未来的互联网从宏观概念上讲，未来的物联网将使人置身于无所不在的网络之中，在不知不觉中，人可以随时随地与周围的人或物进行信息交换，这时物联网也就等同于泛在网络，或者说未来的互联网。物联网、泛在网络、未来的互联网，它们的名字虽然不同，但表达的都是同一个愿望，那就是人类可以随时、随地使用任何网络、联系任何人或物，达到信息自由交换的目的。从上述定义不难看出，物联网的内涵起源于使用RFID对客观物体进行标识，并利用网络进行数据交换这一概念，并不断扩充、延伸和完善。物联网主要由RFID标签、标签阅读器、信息处理系统、编码解析与寻址系统、信息服务系统和互联网组成。通过对拥有全球唯一编码的物品的自动识别和信息共享，实现开放环境下对物品的跟踪、溯源、防伪、定位、监控以及自动化管理等功能。任务二物联网综合布线关键技术任务描述“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间进行信息交换和通讯。因此，物联网技术的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。任务目标通过学习“感知中国”计划，全面了解物联网技术：感知技术、传输技术和应用层支撑技术，并进一步了解物联网工程实际中应用到的相关关键技术。学习单元一物联网综合布线技术基础任务二物联网综合布线关键技术任务实施物联网工程关键技术1．物联网架构关键技术2．物联网感知技术3．物联网网络通信技术4．物联网数据融合与智能技术5．纳米技术学习单元一物联网综合布线技术基础任务二物联网综合布线关键技术1．物联网架构关键技术学习单元一物联网综合布线技术基础从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。如图1-3所示：感知层由各种传感器以及传感器网关组成，包括温度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻舌和皮肤等感觉器官，其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种企业和事业单位的单位网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求相结合，实现物联网的智能应用。图1－3物联网基本架构示意图任务二物联网综合布线关键技术2．物联网感知技术感知技术也可以称为信息采集技术，它是实现物联网的基础。目前，信息采集主要采用电子标签和传感器等方式完成。在感知技术中，电子标签用于对采集的信息进行标准化标识，数据采集和设备控制通过射频识别读写器、二维码识读器等实现。⑴RFID技术⑵传感器技术学习单元一物联网综合布线技术基础任务二物联网综合布线关键技术⑴RFID技术射频识别（RFID）即射频识别技术，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，即是一种非接触式的自动识别技术。由三部分组成：①标签②阅读器③天线学习单元一物联网综合布线技术基础任务二物联网综合布线关键技术标签由耦合元件及芯片组成，具有存储与计算功能，可附着或植入手机、护照、身份证、人体、动物、物品、票据中，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上用于唯一标识目标对象。根据标签的能量来源，可以将其分为：被动式标签、半被动式标签和主动式标签。根据标签的工作频率，又可将其分为：低频（LowFrequency,LF）（30-300kHz）、高频（HighFrequency,HF）（3-30MHz）、超高频（UltraHighFrequency,UHF）（300-968MHz）和微波（MicroWave,MW）（2.45-5.8GHz）学习单元一物联网综合布线技术基础任务二物联网综合布线关键技术阅读器读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式，阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。学习单元一物联网综合布线技术基础天线在标签和读取器间传递射频信号。标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。任务二物联网综合布线关键技术⑵传感器技术传感器是机器感知物质世界的“感觉器官”，用来感知信息采集点的环境参数；它可以感知热、力、光、电、声、位移等信号，为物联网系统的处理、传输、分析和反馈提供最原始的信息。随着电子技术的不断进步，传统的传感器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化；同时，我们也正经历着一个从传统传感器到智能传感器再到嵌入式Web传感器不断发展的过程。学习单元一物联网综合布线技术基础3．物联网网络通信技术在物联网的机器到机器、人到机器和机器到人的信息传输中，有多种通信技术可供选择，他们主要分为有线（如DSL、PON等）和无线（如CDMA、GPRS、IEEE802.11a/b/gWLAN等）两大类技术，这些技术均已相对成熟。在物联网的实现中，格外重要的是无线传感网技术。⑴M2M技术⑵无线传感网任务二物联网综合布线关键技术⑴M2M技术即机器对机器通信，M2M重点在于机器对机器的无线通信，存在以下三种方式：机器对机器，机器对移动电话（如用户远程监视），移动电话对机器（如用户远程控制）。在M2M中，GSM/GPRS/UMTS是主要的远距离连接技术，其近距离连接技术主要有802.11b/g、BlueTooth、Zigbee、RFID和UWB。此外，还有一些其他技术，如XML和Corba，以及基于GPS、无线终端和网络的位置服务技术。学习单元一物联网综合布线技术基础任务二物联网综合布线关键技术⑵无线传感网传感网的定义为随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网络。借助于节点中内置的传感器测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体