物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)（第2版） 課件 21.閱讀器-30.GIS應(yīng)用

閱讀器物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)讀寫器（閱讀器，掃描器）讀寫器的頻率決定整個(gè)系統(tǒng)的工作頻率分離式集中式天線與讀寫器是否分離，分為：天線：方便更換尺寸減小，成本降低固定RFID讀寫器手持RFID讀寫器傳送帶上方帶有面板和液晶顯示4讀寫器主要功能：1.發(fā)送和接收功能2.對信息進(jìn)行簡單處理（校驗(yàn)錯(cuò)誤，篩選）3.連接網(wǎng)絡(luò)傳遞信息讀寫器（閱讀器，掃描器）5讀寫器捕捉和處理RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的設(shè)備讀寫器天線發(fā)射機(jī)接收機(jī)編碼器譯碼器邏輯單元存儲器通信接口電源收發(fā)機(jī)微處理器6讀寫器天線發(fā)射機(jī)接收機(jī)編碼器譯碼器邏輯單元存儲器通信接口電源收發(fā)機(jī)微處理器發(fā)射電磁波激活標(biāo)簽發(fā)射電磁波信號接收標(biāo)簽返回的信息將收到的電磁波模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼邏輯處理存放閱讀的標(biāo)簽數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)連接天線南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院張園物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)8天線以電磁波形式把前端射頻信號功率接收或輻射出去的設(shè)備電子標(biāo)簽天線：接收能量讀寫器天線：發(fā)射能量電子標(biāo)簽天線讀寫器天線低頻天線高頻天線微波天線9低頻和高頻時(shí)，采用線圈天線，基于電感耦合方式常用的電感線圈的結(jié)構(gòu)和外形1010實(shí)物11微波時(shí)，天線多種多樣天線比芯片尺寸大，標(biāo)簽大小由天線決定12微波天線1.偶極子天線采用直導(dǎo)線彎曲結(jié)構(gòu)，左右對稱13介質(zhì)基片上貼加導(dǎo)體薄片而形成的天線，多用于讀寫器2.微帶天線14八木天線有很好的方向性，有較高的增益特別適用于點(diǎn)對點(diǎn)的通信3.八木天線振子4.平板天線只接收一個(gè)方向5.鞭狀天線RFID工作原理南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院張園物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)18把IC卡靠近閱讀器，不必接觸，信息就可以進(jìn)行交換。“IC卡”內(nèi)部并無電池，它是怎么工作的？集成電路芯片

感應(yīng)天線

19電磁波每張IC卡都有自己唯一的識別碼。IC卡本身沒有電源。當(dāng)天線感應(yīng)到電磁波后獲得能量，電路開始工作。。閱讀器完成對應(yīng)操作，并發(fā)“嘟”聲結(jié)束。閱讀器是一臺發(fā)射器，向外發(fā)射電磁波，“詢問”附近的IC卡。詢問應(yīng)答扣款2021讀寫器計(jì)算機(jī)天線標(biāo)簽標(biāo)簽標(biāo)簽電波場標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

22張三在231)天線發(fā)射電磁波，形成電磁場2)在磁場范圍內(nèi)的標(biāo)簽，獲得能量，激活3)閱讀器發(fā)出清點(diǎn)命令，即“誰在啊”4)標(biāo)簽回復(fù)自身的標(biāo)識信息最基本的RFID系統(tǒng)組成：RFID應(yīng)用南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院張園物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)傳統(tǒng)的RFID應(yīng)用領(lǐng)域（高頻、近距離）門禁等，身份識別交通一卡通等，小額支付和電子錢包二代身份證等，法定證件新興的RFID應(yīng)用領(lǐng)域（超高頻、遠(yuǎn)距離）商品防偽，如酒、煙、貴重物品物流管理，如大型超市、航空包裹、郵政包裹智能倉儲，如大型倉庫、港口、碼頭、機(jī)場人員管理，如大型展會、大型景區(qū)、煤礦井下食品藥品管理，

如食品安全、高危藥品安全生產(chǎn)管理，

如危險(xiǎn)物品26嵌入射頻芯片的門票可以多人同時(shí)入場，不受環(huán)境影響27標(biāo)簽天線單瓶級驗(yàn)證五糧液在酒瓶蓋上集成小型電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)酒類防偽功能。商品防偽28門禁卡29動(dòng)物出生便貼上標(biāo)簽，從而實(shí)現(xiàn)雞、鴨、牛、羊、豬從出生到餐桌的全程跟蹤。電子標(biāo)簽食品跟蹤30通過車載電子標(biāo)簽與收費(fèi)站的天線進(jìn)行微波通訊，系統(tǒng)根據(jù)車型和車牌號自動(dòng)收取費(fèi)用，并通過網(wǎng)絡(luò)與銀行系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)算，從而實(shí)現(xiàn)車輛不停車收費(fèi)。公路不停車收費(fèi)管理系統(tǒng)電子收費(fèi)系統(tǒng)31物流分揀系統(tǒng)通過電子標(biāo)簽自動(dòng)分揀，只需上下貨采用人工GPS應(yīng)用南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院張園物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)33GPS的廣泛應(yīng)用34交通航空：民航運(yùn)輸通過GPS接收設(shè)備，使駕駛員著陸時(shí)能準(zhǔn)確對準(zhǔn)跑道，引導(dǎo)飛機(jī)安全進(jìn)離場。

航海：GPS可進(jìn)行自主導(dǎo)航、港口管理和進(jìn)港引導(dǎo)、航路交通管理及跟蹤監(jiān)視。

陸路：GPS在車輛導(dǎo)航方面發(fā)揮了重要的角色，車載設(shè)備通過GPS進(jìn)行精確定位，結(jié)合電子地圖以及實(shí)時(shí)的交通狀況，自動(dòng)匹配最優(yōu)路徑，并實(shí)行車輛的自主導(dǎo)航，從而降低能源消耗，節(jié)省運(yùn)行成本。35娛樂隨著GPS接收機(jī)的小型化以及價(jià)格的降低，GPS逐漸走進(jìn)了人們的日常生活，成為人們旅游、探險(xiǎn)的好幫手。36農(nóng)業(yè)"精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作"。GPS進(jìn)行農(nóng)田信息定位獲取通過實(shí)施精準(zhǔn)耕作，可在盡量不減產(chǎn)的情況下，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，有效避免資源浪費(fèi)，降低環(huán)境污染。37應(yīng)急救援利用GPS定位技術(shù)，可對火警、救護(hù)、警察進(jìn)行應(yīng)急調(diào)遣，提高緊急事件處理部門對火災(zāi)、犯罪現(xiàn)場、交通事故、交通堵塞等緊急事件的響應(yīng)效率。全球定位技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院張園物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)39GPS全稱：

NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem

衛(wèi)星測時(shí)測距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)定位是GPS的基本功能是由美國建立的一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)

GPS計(jì)劃始于1973年，已于1994年進(jìn)入完全運(yùn)行狀態(tài)。4040空間衛(wèi)星部分：提供時(shí)間信息發(fā)射信號提供其它輔助信息地面控制部分：

中心控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步跟蹤衛(wèi)星進(jìn)行定軌用戶設(shè)備部分：

接收并測衛(wèi)星信號記錄處理數(shù)據(jù)提供導(dǎo)航定位信息GPS組成4141空間部分24顆衛(wèi)星（21+3）6個(gè)軌道平面衛(wèi)星軌道面相對于地球赤道面的軌道傾角為55°20200km軌道高度（地面高度）現(xiàn)28顆42可以覆蓋全球各個(gè)角落4343地面控制部分一個(gè)主控站：科羅拉多?斯必靈司三個(gè)注入站：阿松森（Ascencion)

迭哥?伽西亞(DiegoGarcia)

卡瓦加蘭(kwajalein)五個(gè)監(jiān)測站=1個(gè)主控站+3個(gè)注入站+夏威夷（Hawaii)55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajaleinColoradosprings44用戶接收機(jī)部分手持型GPS機(jī)45圖片：大地型GPS接收機(jī)單頻機(jī)雙頻機(jī)天線主機(jī)全球定位技術(shù)原理南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院張園物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)47黑色=可見,紅色

=不可見,綠色=視線

總共24顆GPS衛(wèi)星。地球任意一點(diǎn)可以看到5-12顆衛(wèi)星。任一衛(wèi)星的瞬時(shí)位置可根據(jù)星歷計(jì)算得到。星歷是用于描述太空飛行體位置和速度的表達(dá)式48d1d249空間距離交會法定位d3

在太空中！5051距離交會法觀測方程(x,y,z)為待求的接收機(jī)位置，d為衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，(xi,yi,zi)為衛(wèi)星瞬時(shí)位置（由星歷計(jì)算得到）。321(x,y,z)d1d2d352d1d2d3P1P2P3結(jié)論：接收機(jī)觀測到3顆以上衛(wèi)星即可實(shí)現(xiàn)定位。GIS定義南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院張園物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)54什么是地理信息系統(tǒng)？Geographic

InformationSystemGSI利用計(jì)算機(jī)來對地圖進(jìn)行管理和應(yīng)用的軟件系統(tǒng)55數(shù)據(jù)信息GIS數(shù)據(jù):指輸入到計(jì)算機(jī)并能被計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的數(shù)字、文字、符號、聲音、圖像等符號。數(shù)據(jù)是對客觀現(xiàn)象的表示，數(shù)據(jù)本身并沒有意義。信息:是對數(shù)據(jù)的解釋,運(yùn)用和解算.56GIS系統(tǒng)將描述位置的信息結(jié)合在一起，通過這些信息可以使你更好地認(rèn)識這個(gè)位置（地方）。你可以按照需要選擇使用哪些層信息，比如找一個(gè)更好的地段設(shè)立店鋪、分析環(huán)境危害、通過綜合城市中相同的犯罪，發(fā)現(xiàn)犯罪類型等等數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)圖形處理與表達(dá)空間分析工具GIS57技術(shù)驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用驅(qū)動(dòng)與地理因素相關(guān)的事物多80％的信息與空間位置相關(guān)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)獲取能力的增強(qiáng)人口過剩環(huán)境污染森林破壞自然災(zāi)害流行疾病找工作尋找最合適某種作物生長的土壤查找最佳行車路線……為什么會產(chǎn)生GIS？58神五拍下的地球59

印度洋海嘯前后的對比圖片60以前手繪地圖現(xiàn)在利用電子地圖，除了查找地點(diǎn)外，還有行駛路線推薦，路況信息顯示，服務(wù)設(shè)施檢索為什么會產(chǎn)生GIS？地理信息系統(tǒng)的功能南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院張園物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)6263數(shù)據(jù)采集在GIS中的地位以數(shù)據(jù)為處理線索硬件∶軟件∶數(shù)據(jù)=1∶2∶7汽油數(shù)據(jù)應(yīng)用-1.數(shù)據(jù)采集與編輯64數(shù)據(jù)采集——將非數(shù)字化的各種信息通過某些方法數(shù)字化土地海拔地塊街道用戶每個(gè)圖層對應(yīng)一個(gè)專題，包含某一種或某一類數(shù)據(jù)。如地貌層、水系層、道路層、居民地層等。65數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)入庫應(yīng)用-2.數(shù)據(jù)處理和變換4.2地理信息系統(tǒng)的功能原始數(shù)據(jù)不可避免會有誤差，為了保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，需編輯處理，形成能用的數(shù)據(jù)。圖形變換/數(shù)據(jù)重構(gòu)66不同的地圖采用不同的投影方式，當(dāng)這些地圖資料數(shù)據(jù)進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換.圓錐投影圓柱投影方位投影67圓柱投影展開圖方位投影展開圖圓錐投影展開圖68數(shù)據(jù)完整合理性對于存在的邏輯錯(cuò)誤要進(jìn)行糾正69應(yīng)用-3.數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)進(jìn)行組織管理可以高效的進(jìn)行利用，GIS自帶有特有的數(shù)據(jù)存儲管理功能與一般數(shù)據(jù)庫相比數(shù)據(jù)量大數(shù)據(jù)復(fù)雜應(yīng)用廣泛70應(yīng)用-4.空間查詢和分析1)空間查詢71找離火車站最近的汽車站？空間數(shù)據(jù)庫屬性為火車站的點(diǎn)所有屬性為汽車站的點(diǎn)空間計(jì)算距離最近的汽車站檢索檢索GIS分析屬性查詢72應(yīng)用-空間查詢和分析73應(yīng)用-5.數(shù)據(jù)顯示與輸出GIS應(yīng)用南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院張園物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)75GIS主要應(yīng)用領(lǐng)域區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃商業(yè)金融、通訊郵電、日常生活等各領(lǐng)域76災(zāi)害監(jiān)測可以有效地用于森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報(bào)、洪水災(zāi)情監(jiān)測和淹沒損失估算、財(cái)產(chǎn)轉(zhuǎn)移和救災(zāi)物資供應(yīng)的最佳路線77資源管理土地資源，森林資源和礦產(chǎn)資源的清查、管理、土地利用規(guī)劃，野生動(dòng)物的保護(hù)等。GIS的主要任務(wù)是將各種來源的數(shù)據(jù)和信息有機(jī)地匯集在一起，從而為資源的合理開發(fā)、利用提供依據(jù)。78宏觀決策GIS利用地理數(shù)據(jù)庫，通過一系列決策模型的構(gòu)建和比較分析，可為國家宏觀決策提供依據(jù)。例如我國在三峽地區(qū)的研究中通過利用GIS和機(jī)助制圖的方法，建立環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)