李松
一个努力上进的码农
来自专栏STM32学习分享
在“剖析物联网的要求—第一部分”中介绍了先进的工艺技术、低功耗设计技术、多核系统的功耗问题、内核间的通讯、串行存储器接口以及系统安全。第二部分, 我们将介绍 BLE 无线链路、模拟前端、智能触摸界面以及其他重要的物联网设计技术。
无线连接技术的发展:
基于物联网的设备连接仍处于起步阶段。这意味着,随着新应用程式的涌现,显著提高了微控制器(MCU)系统在速度、功耗、范围和容量方面的需求。该领域的潜在商机打破了在设计方面的局限性。蓝牙技术联盟最新(特殊利益集团)宣布,蓝牙50标准定位于电子产业对物联网市场需求的典型布局。内容指出,全新的 BLE 标准可提供两倍的传输速度、四倍的传输范围以及广播包的数据承载量是上一个版本的8倍。这些新的技术特性将极大地促进物联网设备与我们日常生活间的各种连接。MCU作为物联网设备的核心,必须与时俱进,紧跟协议的发展进程,支持新标准提供的各种特性。以下是即将推出的最新BLE标准的主要特性。
· 速度(传输更快):蓝牙50传输速度上限为2Mbps,是之前42版本的两倍。
· 传输距离(通信距离更远):有效工作距离可达300米,是旧版本的4倍之多。
· 低功耗(延长电池/设备工作时间):协议优化大大降低了能源消耗,提升了其性能。
· 广播能力(更大的承载量):协议优化将提升800%增长的数据广播包的承载量。
· 安全功能:高安全加密及认证,确保只允许经受权用户跟踪设备位置和安全配对。
扩充处理器容量、内存及功耗方面的性能不会凭空而来。对于许多应用程序而言,底层硬件(例如MCU)需要做出相应调整以适应这些特性。因此,生产商在设计下一代MCU时必须时刻紧记这些要求。例如,赛普拉斯 PSoC 6 BLE MCU(见图1)为物联网设计人员提供BLE 50所具备的这些功能。
尽管这些特点会增加MCU的负载,但也能为终端用户带来诸多好处:
· 性能(范围优势):相比于基于物联网的其他协议,如Wi-Fi及ZigBee,BLE已经成为无线通信协议的首选。改进过的覆盖范围将确保蓝牙设备(如扬声器、智能门锁、灯泡等)可以在家里任意位置实现完全连接。这是真正实现智能家居的关键一步。BLE 50也有可能取代高功耗的Wi-Fi,控制智能家居设备。改进后的覆盖范围还能让智能手表等设备更方便地接收来自智能手机的即时通知。
· 低功耗(速度优势):更快的转输速度提高了响应能力。对于那些非数据密集型物联网设备来说,更快的速度意味着会带来更低的消耗及更长的使用寿命。例如,将传输速度增加两倍,发送/接收时间减少近一半。这样就可以减少功耗,因为设备可以迅速进入低功耗模式。此外,更高的传输速度支持周期性的设备软件更新,这将是物联网应用的一个重要功能。
· 无线连接服务(广播容量优势):广播容量的显著增加将使信息传输更加丰富和智能化,Beacon等无线连接服务将能够传输更多的信息。举例来说,Beacon可以传输实际内容,而不是通过URL指向内容。这可能将重新定义蓝牙设备传播信息的方式,因为它通过无需连接的物联网传输信息,而非蓝牙配对设备模式。这有可能让资产跟踪和智能垃圾管理等先进的应用更加智能地使用网状网络。
智能触摸界面:
正如第一部分中所讲到的,物联网设备跨越消费类、工业、汽车和商业应用领域。这些应用都能受惠于美观的的用户界面,且具备产品差异化,如触摸显示屏、按钮/滑块以及近距离感应。为了让用户享受最佳体验你好,首先必须明白,没有所谓物联网技术的说法,物联网是一个概念,他太大太笼统,没有具体的技术。他的技术体现在这个概念下的分支行业中,比如传感技术,定位技术,通讯技术等。 特征:最大的特征就是把一切实体(包括人)都连在一起。 利用算法,进行最佳资源分配。其他很多,请自己找专业书看,打字太累 了。
1、物联网(The Internet of Things,简称IOT)是指通过 各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化 学、生物、位置等各种需要的信息。
2、组成:物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理 。
(1)整体感知—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。
(2)可靠传输—通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确地传送,以便信息交流、分享。
(3)智能处理—使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。
扩展资料:
常见的运用案例有:
1、物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前,上海世博会也与无锡传感网中心签下订单,购买防入侵微纳传感网1500万元产品。
2、ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。
3、智能交通系统(ITS)是利用现代信息技术为核心,利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术,实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统,是发展ITS的基础,成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统,都涉及交通动态信息的采集,交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。
参考资料来源:百度百科-物联网
一、培养目标和要求 11培养目标物联网专业面向现代信息处理技术,培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高等工程技术人才。本学科专业培养的学生德智体全面发展、知识结构合理、具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术,有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论,掌握物联网系统的传感层,传输层与应用层关键设计等专门知识和技能,并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。 12基本要求物联网方向毕业生应具备以下知识和能力:(1)素质要求 1) 热爱物联网专业,对物联网学科的性质和发展具有正确的认知和责任感,初步形成正确的专业价值观和科研工程献身精神。 2) 具有高尚的道德和职业精神,具有全心全意为社会服务的精神。 3) 具有创新精神,树立终身学习的观念,具有主动获取新知识,不断进行自我完善和推动物联网发展的态度。 4) 具有良好的合作和团队精神。 (2)能力要求 1) 具备良好的表达能力,能准确传递物联网知识等信息的能力。 2) 具有熟练地运用多学科知识和评估技能,制定系统计划并对不同应用对象实施整体规划维护的基本能力。 3) 掌握基础物联网关键技术、了物联网主要技术标准,高频微波技术,嵌入式无线和有线系统设计技术、无线通信组网技术等,为用户对象提供符合质量要求的服务。 4) 具有物联网应用方案设计能力。 5) 具有自主学习、自我发展的基本能力,能够适应不断变化的未来物联网发展的需求。 6) 掌握文献检索、资料收集的基本方法,有效获取、评价和利用物物相连信息的基本技能,具有较强物联网科研的基本能力。 (3)知识结构要求 1) 掌握与物联网科相关的理工知识和基本理论和方法。 2) 掌握物联网基本知识和基本技能,了解物联网科技发展动态。 3) 熟悉国际国家关于物联网标准。 4) 掌握必需的传感器、电子、通信、单片机,高频微波,RFID技术等知识和专业技能。 5) 掌握基本物联网节点,网关,网络协议栈制,主要无线有线网络技术原理,自组织组网措施和主要无线有线网络拓扑和网络安全技术基础理论和关键技术。 6) 掌握信息采集、处理和融合、通讯传输等基本理论和方法。 7) 掌握物联网工程应用和科学研究方法和管理方面的基本知识。 13修业年限与授予学位标准学制:四年授予学位:工学学士 14主要涉及学科 高频微波,通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术、检测技术,有线和无线网络技术,单片机和嵌入式设计技术; 15 无线龙教学方案组成和优点 无线龙物联网专业教学方案由教学大纲, 物联网技术课程规划,基础理论教材和实验实训设备组成,构成一套完整的物联网专业教学方案;这套教学方案具有如下特点: 1、囊括了当今世界物联网主流技术和最新核心技术和理论。 2、相关知识支撑体系和教材支撑体系兼顾基础,兼顾研究,方便实验和实训,涵盖主流物联网,传感网主要国际标准和产业标准。 3、平滑衔接原来的嵌入式,单片机,自动控制,计算机软件等专业基础课程。 4、容易升级和方便跟踪物联网/传感网最新技术进展和进行高级研究开发。 二、物联网专业(4年制)教学大纲无线龙物联网专业教学大纲按照物联网三层结构规划了培养目标:传感层:无线节点硬件和核心协议栈软件设计,RFID无源有源标签设计技术掌握,低功耗无线设计,基础无线网络技术掌握,安全和加密原理和设计。网络层:多种网络网关设计,HF,UHF -RFID读卡器设计,掌握主流无线和无线网络标准,主要路由算法掌握,网络监视和数据库设计。应用层:掌握应用系统设计技术关键,物联网应用软件开发;应用数据结构,数据流设计;能够独立设计不同需要的物联网应用系统。目前物联网联网技术发展很快,涉及到多种网络技术,不同网络各有特点,适用于不同的应用环境,所以,教学大纲要求掌握多种网络技术(3G、GPRS/蓝牙,WI-FI,ZIGBEE, 专用网络等)和网络间路由和数据处理,无线有线网关设计等新技术。 无线龙物联网专业教学大纲由7个主要的知识模块组成: 1、单片机和嵌入式知识模块知识点包括:从最基础的8051单片机到ARM嵌入式技术,由浅入深,知识点包括:微机原理,接口技术,微控制器体系和原理,实时 *** 作系统,C语言编程技术等等。 2、无线片上系统(SoC)知识模块知识点包括:无线单片机通讯接口设计,无线有线收发器原理和结构,通讯原理和结构,嵌入式软件基础等。 3、无线通讯和无线网络知识模块知识点包括:短距离无线数据通讯基础和原理,无线自组网技术,基本无线网络拓扑,ZIGBEE无线技术和80215,4无线标准,高级的ZIGBEE技术。网络安全和加密技术,C语言和无线网络算法高级技术原理。 4、高频微波知识模块知识点包括:高频微波技术基础,调制和解调技术,天线原理和设计,阻抗匹配和反射,高频仪器使用,微波放大器设计,无线单片机高频测试和调试方法和原理等。 5、RFID知识模块知识点包括:电磁技术基础,RFID标签防冲突算法,EPC和IS0-18000-6C通讯协议和原理;大功率RFID读卡器原理和设计,RFID和物联网数据库结构和原理等。 6、物联网传输层知识模块知识点包括:物联网网关原理和结构,GSM/GPRS技术原理,3G技术原理和结构,M2M 数据传输和远程通讯,嵌入式和高级实时 *** 作系统在物联网网关设计技术等。 7、高级无线网络知识模块知识点包括:微功耗80211标准WIFI传感器网络原理和结构,内置多ARM和WI-FI收发器的无线单片机,802151 蓝牙技术和低功耗蓝牙无线技术原理;Wi-Fi/蓝牙,ZIGBEE PRO 无线通讯协议栈原理和设计。七个知识模块,以无线SOC和无线单片机为中心进行串联,结合400多学时的实验和实训,让学生充分动手,接触各种无线有线通讯技术和实际训练,并且使用无线单片机设计微功耗无线网络节点,各种网络路由器,无线有线网关;最终达到能够独立使用无线单片机,构架设计各种物联网应用系统。物联网的核心技术是嵌入式软件技术,教学大纲强调嵌入式软件开发设计能力的重要性。具有较强的软件设计能力,对于掌握物联网网络协议栈和实现物联网通讯,非常重要;教学大纲要求学生掌握5000-10000行无线单片机C语言软件开发能力,并且能够全面掌握嵌入式、单片机。无线单片机软件和硬件技术。具体的课程教学大纲和计划,包括实验和实训规划,无线龙通讯将陆续向购买无线龙物联网教学实验室的高校提供;并且在无线龙即将举办的物联网专业骨干教师培训班上,采用该教学大纲,进行实验课程演示和培训。三、物联网专业(4年制)教学计划 31主要课程高校可以自己安排相关基础课程,包括,高等数学I,线性代数I,大学物理,大学英语,通信原理,嵌入式系统,集成电路设计,计算机网络,电子技术基础,数字信号处理,软件技术基础。 无线龙规划的物联网技术专业课程达到1845个学时,让学生全面掌握物联网相关最新技术和进行高达 437学时的动手实践和实验,最后独立完成自己的物联网应用方案和产品设计。 32教学计划各类课程学分和学时:总学分:220 课内教学和实验实训学分(学时):200学分(2445学时) 其中:admin
帖子 136 积分 687 等级 大师 2#发表时间 : 2010年09月10日 03:31:47
物联网技术相关课程学分(学时): 84学分(1408学时) 其他学院安排课程学分(学时): 76学分(600学时) 网络相关实验实训课时: 40学分(437学时)参加竞赛和毕业设计:实践性环节学分(学时): 20学分 (20周) 物联网技术相关课程教学计划表 课程名称 课堂/实验学时 使用教材 实验实训设备 备注 物联网技术导论 40/ 3 《物联网:产业契机》人民邮电出版社出版40万字 无线龙物联网应用演示系统;无线龙物联网技术实验室; 单片机技术基础 100/ 32 高校自选教材 C51RF-DIY/ PS入门级教学平台或者任何无线龙实验箱; C语言程序设计 60/ 30 《C语言程序设计(第二版)》,谭浩强著,清华大学出版社 C51RF-DIY/ PS入门级教学平台 短距离无线通讯和无线网络基础 60/ 24 《短距离无线通讯入门与实战》北京航空航天大学出版社出版 C51RF-DIY/ PS入门级教学平台 模拟/数字电路和传感器设计基础 100/ 40 高校自选教材 物联网相关微波射频技术基础 40/ 16 无线龙多媒体电子教材 C51RF-DIY/ PS入门级教学平台 C语言和无线网络算法设计 64/ 12 无线龙多媒体电子教材 探索RF系列实验箱 8051内核无线SoC入门 80/ 42 《CC1110/CC2510 无线单片机和无线自组织网络入门与实战》 C51RF-DIY/ PS入门级教学平台 无线SoC和ZIGBEE技术 68/ 32 《ZIGBEE无线网络入门与实战》北京航空航天大学出版社出版 C51RF-WSN 教学系统 高级ZIGBEE 技术 44/ 12 《ZigBee2006无线网络与无线定位实战》北京航空航天大学出版社出版 C51RF-2431 无线定位教学系统 ARM微控制器嵌入式设计基础 120/ 30 《ARM9微控制器与嵌入式无线网络实战》北京航空航天大学出版社出版 ARMRF-WSN 教学系统 ARM内核无线SoC 80/ 40 《无线传感器网络概论》人民邮电出版社出版 探索系列 MC13224 实验箱 RFID基础技术 60/12 无线龙多媒体电子教材 WXL-HF RFID 实验套装无线龙感知RF 实验箱 UHF EPC RFID 高级技术 52/20 《EPC和RFID 技术概论》 WXL-EPC RFID 实验套装无线龙感知RF 实验箱 物联网和蓝牙技术 40/ 10 无线龙多媒体电子教材 无线龙感知RF 实验箱理想RF-E10 实验箱 微功耗WI-FI技术和传感器网络 140/ 30 无线龙多媒体电子教材 无线龙感知RF 实验箱 GS1010 开发系统 物联网传输层技术(3G/GPRS/GSM 以太网) 40/ 10 无线龙多媒体电子教材《物联网/传感网实验与实践》西南交通大学出版社 无线龙感知RF 实验箱理想RF-E10 实验箱 物联网网关设计技术 60/ 22 《物联网/传感网实验与实践》西南交通大学出版社 理想,感知RF 实验箱 物联网高级射频技术 40/ 12 无线龙多媒体电子教材 FLYRF系列放大功能长距离无线模块和评估系统 物联网应用层设计 40/10 无线龙多媒体电子教材 无线龙应用实训:智慧医院定位系统;智慧物流系统;路灯网络系统;智能家居系统; 无线龙物联网技术设计大赛 4周 《ZIGBEE技术概论》人民邮电出版社出版 无线龙系列教研设备 基于ARM嵌入式 *** 作系统的无线网关设计 50/20 无线龙多媒体电子教材 无线龙感知RF 2440实验箱 物联网应用系统设计方向的 毕 业设计 16周 两人或单人一组 无线龙系列教研设备
这些事高校的学习技能和知识,希望对你有帮助。
1、物联网的定义:
物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体,它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。
2、物联网的组成:
物联网大致可以分为以下四个层面,即:感知层、网络层、平台层以及应用层。具体如下:
(1)、感知识别层。
感知层是物联网整体架构的基础,是物理世界和信息世界融合的重要一环。在感知层,我们可以通过传感器感知物体本身以及周围的信息,让物体也具备了“开口说话,发布信息”的能力,比如声音传感器、压力传感器、光强传感器等。感知层负责为物联网采集和获取信息。
(2)、网络构建层。
网络层在整个物联网架构中起到承上启下的作用,它负责向上层传输感知信息和向下层传输命令。网络层把感知层采集而来的信息传输给物联云平台,也负责把物联云平台下达的指令传输给应用层,具有纽带作用。网络层主要是通过物联网、互联网以及移动通信网络等传输海量信息。
(3)、平台管理层。
平台层是物联网整体架构的核心,它主要解决数据如何存储、如何检索、如何使用以及数据安全与隐私保护等问题。平台管理层负责把感知层收集到的信息通过大数据、云计算等技术进行有效地整合和利用,为人们应用到具体领域提供科学有效的指导。
(4)、综合应用层。
物联网最终是要应用到各个行业中去,物体传输的信息在物联云平台处理后,挖掘出来的有价值的信息会被应用到实际生活和工作中,比如智慧物流、智慧医疗、食品安全、智慧园区等。
扩展资料:
物联网的功能主要有以下几点:
1、获取信息的功能。
信息的感知、识别,信息的感知是指对事物属性状态及其变化方式的知觉和敏感;信息的识别指能把所感受到的事物状态用一定方式表示出来。
2、传送信息的功能。
传送信息指的是信息发送、传输、接收等环节,最后把获取的事物状态信息及其变化的方式从时间(或空间)上的一点传送到另一点的任务,这就是常说的通信过程。
3、处理信息的功能。
处理信息指的是信息的加工过程,利用已有的信息或感知的信息产生新的信息,实际是制定决策的过程。
4、施效信息的功能。
施效信息指的是信息最终发挥效用的过程,有很多的表现形式,比较重要的是通过调节对象事物的状态及其变换方式,始终使对象处于预先设计的状态。
参考资料来源:百度百科-物联网
物联网安全的要素物联网的安全形态主要体现在其体系结构的各个要素上,主要包括物理要素、运行要素、数据要素三个方面。1 物理要素物理安全是物联网安全的基础要素。主要涉及感知控制层的感知控制设备的安全,主要包括对传感器及RFID的干扰、屏蔽、信号截获等, 是物联网安全特殊性的体现。2 安全运行要素运行安全,存在于物联网的各个环节中,涉及到了物联网的三个层次,其目的是保障感知控制设备、网络传输系统及处理系统的正常运行,与传统信息系统安全基本相同。3 数据安全数据安全也是存在于物联网的各环节之中,要求在感知控制设备、网络传输系统、处理系统中的信息不会出现被窃取、被篡改、被伪造、被抵赖等性质。物联网的核心概念在于“基于网络对物品信息的按需、自动、及时、可靠感知”。一般认为物联网应具备三个基本特性:①及时感知信息,即利用各种可用的感知手段,能实现对物体动态信息的实时采集;②可靠传输信息,即通过各种信息网络与互联网的融合,将感知的信息准确可靠地传递出去;③智能处理信息,即利用云计算等智能计算技术对海量的数据和信息进行分析和处理,以便按需、自动地获取到有用信息并对其进行利用。物联网的本质是通过能够获取物体信息的传感器来进行信息采集,通过网络进行信息传输与交换,通过信息处理系统进行信息加工及决策。
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