智能傳感與檢測技術(shù) 教案 13-1 13.1物聯(lián)網(wǎng)的概念13.2物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)13.3無線射頻識別(RFID)技術(shù)13.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)13.5 網(wǎng)絡(luò)傳感器

《智能傳感與檢測技術(shù)》課程教案授課章節(jié)第13章智慧未來與物聯(lián)網(wǎng)13.1物聯(lián)網(wǎng)的概念13.2物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)13.3無線射頻識別(RFID)技術(shù)13.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)13.5網(wǎng)絡(luò)傳感器建議課時2授課方式理論知識講授+提問討論+多媒體演示所屬專業(yè)教學(xué)目標(biāo)1.理解物聯(lián)網(wǎng)的概念和體系架構(gòu)2.掌握無線射頻識別(RFID)技術(shù)工作方式3.理解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.了解網(wǎng)絡(luò)傳感器及其基本結(jié)構(gòu)教學(xué)重點1.物聯(lián)網(wǎng)的概念和體系架構(gòu)2.無線射頻識別(RFID)技術(shù)工作方式3.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)教學(xué)難點1.物聯(lián)網(wǎng)的概念和體系架構(gòu)2.無線射頻識別(RFID)技術(shù)工作方式3.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)參考教材《智能傳感與檢測技術(shù)》徐小華主編機(jī)械工業(yè)出版社ISBN978-7-111-76072-6教學(xué)內(nèi)容『新課導(dǎo)入』物聯(lián)網(wǎng)是一個未來發(fā)展的遠(yuǎn)景，等同于“未來的互聯(lián)網(wǎng)”或“泛在網(wǎng)絡(luò)”。物聯(lián)網(wǎng)智能化已經(jīng)進(jìn)入到了完整的智能工業(yè)化領(lǐng)域，智能物聯(lián)網(wǎng)在大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬現(xiàn)實上已經(jīng)步入成熟?！菏谡n內(nèi)容』13.1物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)（TheInternetofThings，簡稱IOT）的概念于1999年提出。物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感器、\t"/item/%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91/_blank"射頻識別技術(shù)、\t"/item/%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91/_blank"紅外感應(yīng)器、激光掃描器、\t"/item/%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91/_blank"全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，采集物品的聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等信息，按約定的協(xié)議，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別、定位和管理。物聯(lián)網(wǎng)是一個基于\t"/item/%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91/_blank"互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等的信息承載體，它讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象形成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍包括：智慧工廠、智慧校園、智慧醫(yī)療、智慧商場、智慧倉庫、智能家居、個人健康、物流運輸、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)概念及應(yīng)用范圍如圖13-2所示。13.2物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，如圖13-3所示。13.3無線射頻識別(RFID)技術(shù)射頻識別(RadioFrequencyIdentification，RFID)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。圖13-4是無線射頻識別（RFID）裝置的工作原理圖。13.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork,WSN)是由大量移動或靜止的傳感器節(jié)點，通過無線通信方式組成的網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是集分布式信息采集、信息傳輸和信息處理技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，以其低成本、微型化、低功耗和靈活的組網(wǎng)方式、鋪設(shè)方式以及適合移動目標(biāo)等特點受到廣泛重視。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點、移動通信或衛(wèi)星通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)管理中心、終端用戶組成，如圖13-5所示。13.5網(wǎng)絡(luò)傳感器13.5.1網(wǎng)絡(luò)傳感器及其基本結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳感器是指在現(xiàn)場級實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議（這里的TCP/IP協(xié)議是一個相對廣泛的概念，還包括UDP、HTTP、SMTP、POP3等協(xié)議）的傳感器，這種傳感器讓現(xiàn)場測控數(shù)據(jù)能就近登錄網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)所能及的范圍內(nèi)實時發(fā)布和共享。具體地說，網(wǎng)絡(luò)傳感器是采用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，同時采用模塊化結(jié)構(gòu)將傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起的智能傳感器。它是測控網(wǎng)中的一個獨立節(jié)點，其敏感元件輸出的模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理后，可由網(wǎng)絡(luò)處理裝置根據(jù)程序的設(shè)定和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議封裝成數(shù)據(jù)幀，并加上目的地址，通過網(wǎng)絡(luò)接口傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上。同時，網(wǎng)絡(luò)處理器也能接收網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點傳給自己的數(shù)據(jù)和命令，實現(xiàn)對本節(jié)點的操作。網(wǎng)絡(luò)傳感器的基本結(jié)構(gòu)如圖13-9所示。13.5.2網(wǎng)絡(luò)傳感器通用接口標(biāo)準(zhǔn)13.5.3網(wǎng)絡(luò)傳感器的發(fā)展趨勢1.從有線形式到無線形式2.從現(xiàn)場總線形式到互聯(lián)網(wǎng)形式【多媒體演示】多媒體課件見教材配套教學(xué)PPT『課堂小結(jié)』智慧城市是物聯(lián)網(wǎng)集中應(yīng)用的平臺，也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合應(yīng)用的典范，是由多個物聯(lián)網(wǎng)功