第4章 无线传感器网络与无线通信技术

F&AoftheInternetofThings1第四章无线传感器网络与无线通信技术复习思考题4.1无线传感器网络概念4.2WSN主要用途、安全需求与协议标准4.3WSN的关键技术和传感器分类4.4无线通信技术4.5Wi-Fi技术在物联网中的应用4.6物联网传输层技术无线传感器网络与无线通信技术F&AoftheInternetofThings2第四章无线传感器网络与无线通信技术教学要求知识要点能力要求相关知识WSN的概念•WSN主要用途(1)理解WSN基本概念•(2)掌握传感器网络的功能•(3)熟悉WSN技术的特点和工作流程(1)传感器网络的相关概念•(2)功能数据WSN构成体系•WSN关键技术(1)了解相关技术的主要内容•(2)掌握基本知识点(1)无线传感器网络的建立模式•(2)WSN运行系统结构无线通信技术•Wi-Fi体系框架(1)无线通信技术的服务类型•(2)Wi-Fi的应用通用设计基本内容和原则F&AoftheInternetofThings34．1无线传感器网络概念4.1.1无线传感器网络概述1．微尘技术2．WSN的定义3．WSN组成标签天线RFID标签读卡器天线耦合信息流向控制中心第四章无线传感器网络与无线通信技术F&AoftheInternetofThings4图4.3传感器工作方式示意图4．WSN的工作方式调制电路传感器信号隔离A/D变换器单片机编码器射频收发器射频收发器单片机控制驱动电路译码器七段译码器七段译码器数码管显示器驱动器第四章无线传感器网络与无线通信技术F&AoftheInternetofThings5第四章无线传感器网络与无线通信技术4.1.2WSN的特点1．大规模网络包括了大面积的空间分布2．自组织网络3．动态性网络4．可靠的网络5．应用相关的网络6．以数据为中心的网络7．能源受限制F&AoftheInternetofThings68．网络自动配置，自动识别节点9．网络的自动管理和高度协作性10．异于移动多跳网络4．2WSN主要用途、安全需求与协议标准4.2.1WSN的主要用途1．环境的监测和保护2．医疗护理3．军事领域第四章无线传感器网络与无线通信技术F&AoftheInternetofThings74．农业生产5．目标跟踪6．商业应用7．其他用途4.2.2WSN的安全性1．数据机密性2．数据完整性3．数据新鲜性4．通信的安全性第四章无线传感器网络与无线通信技术F&AoftheInternetofThings8第四章无线传感器网络与无线通信技术5．可用性6．信息安全性7．鲁棒性8．访问控制9．密钥管理4.2.3网络协议标准和平台的功能4．3WSN的关键技术和传感器分类4.3.1WSN的关键技术F&AoftheInternetofThings9第四章无线传感器网络与无线通信技术1．主要关键技术2．关键问题3．WSN自主组网4.3.2物联传感器的分类4．4无线通信技术4.4.1无线通信技术概述1．发展背景F&AoftheInternetofThings10第四章无线传感器网络与无线通信技术2．感知智能化与传输标识感知处理信息传送RFID、NFC传感器智能芯片3G、WiFi图4.4无线传输简图F&AoftheInternetofThings11第四章无线传感器网络与无线通信技术3．无线通信系统应用流程4.4.2无线通信技术的种类1．蓝牙技术2．Wi-Fi技术3．GSM接入技术4．3G通信技术5．CDMA接入技术F&AoftheInternetofThings12第四章无线传感器网络与无线通信技术6．WCDMA接入技术7．UWB技术8．ZigBee技术9．IrDA技术10．GPRS接入技术11．HmoeRF技术12．CDPD接入技术13．DBS卫星接入技术14．固定无线宽带（LMDS）接入技术15．无线光系统F&AoftheInternetofThings13第四章无线传感器网络与无线通信技术16．专用无线系统4.4.3展望4G无线通信技术1．4G概念介绍2．4G技术的主要优势4．5Wi-Fi技术在物联网中的应用4.5.1Wi-Fi定位系统1．系统概述2．系统工作原理3．Wi-Fi系统功能F&AoftheInternetofThings14第四章无线传感器网络与无线通信技术4．Wi-Fi系统的构成4.5.2Wi-Fi系统的市场应用1．医院资产和人员安全管理2．集装箱管理3．生产工厂设备和零部件管理4．矿井人员定位5．物流配送管理6．涉密资产和人员定位管理F&AoftheInternetofThings15第四章无线传感器网络与无线通信技术4．6物联网传输层技术4.6.1有线通信传输层1．三网融合电信网电视网互联网TCP/IP协议三网合一F&AoftheInternetofThings16第四章无线传感器网络与无线通信技术2．三网融合的应用价值4.6.2无线通信传输层1．长距离无线通信2．短距离无线通信4.6.3无线传感器网络在智能交通系统中的应用1．ZigBee技术的应用2．用于智能交通系统的无线传感器网络的应用F&AoftheInternetofThings17本章小结本章介绍了无线传感器网络概念，WSN的特点、主要用途、安全需求、网络协议标准及协议和平台的功能，详细WSN的关键技术和传感器的分类，以及Wi-Fi系统的市场应用。结合智能交通系统中的典型应用，讨论了无线传感器网络的设计等问题。随着技术发展与成熟，无线传感器网络技术可以在智能交通系统中更多关键性场合得到应用，例如电子收费、交通安全与自动驾驶、停车管理、交通诱导系统等，更进一步推动智能交通系统的发展。F&AoftheInternetofThings18习题1．关键术语和概念WSN的定义微尘技术移动多跳（adhoc）网络鲁棒性嵌入式操作系统激光传感器遥感传感器视觉传感器无线通信技术蓝牙技术Wi-FiGSMCDMA3G通信技术WCDMAUWBZigBee技术IrDA技术GPRS接入技术HmoeRF技术CDPD接入技术DBS卫星接入技术LMDS无线红外光传输系统超宽带(UWB)专用无线系统有线通信传输层三网融合无线局域网(WLAN)GPRSWiMAX智能交通系统（ITS）2．讨论与思考（1）简述WSN的定义、特点、主要用途。（2）WSN的关键技术有哪些？（3）简述Wi-Fi技术在物联网中的应用。（4）传感器在物联网中的分类有哪些？（5）简要回答ZigBee的主要技术性能。（6）运用所掌握的知识，叙述无线传感器网络在智能交通系统中的网络架构。