《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》教學PPT課件,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),聯(lián)網(wǎng),技術(shù),教學,PPT,課件 導讀本章主要從標準與標準化、物聯(lián)網(wǎng)標準制定的意義方面論述了物聯(lián)網(wǎng)標準化，介紹了國際物聯(lián)網(wǎng)標準的制定現(xiàn)狀，介紹了我國物聯(lián)網(wǎng)標準的制定情況，指出成功應(yīng)用的前提是標準化、物聯(lián)網(wǎng)標準化技術(shù)在應(yīng)用中的誤區(qū)及其發(fā)展趨勢。19.1 物聯(lián)網(wǎng)標準化概述標準的制定是一個領(lǐng)域發(fā)展的制高點。從某種意義上說，誰率先掌握了標準的制定權(quán)，誰就掌握了技術(shù)和經(jīng)濟競爭的主動權(quán)。標準化水平已成為衡量一國綜合實力的重要標志。“一流企業(yè)做標準”這一業(yè)界共識折射出的即是標準的重要性問題。2標準標準是對重復性事物和概念所作的統(tǒng)一規(guī)定，它以科學、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機構(gòu)批準，以特定的形式發(fā)布，作為共同遵守的準則和依據(jù)。3標準化標準化是指在經(jīng)濟、技術(shù)、科學及管理等社會實踐中，對重復性事物和概念通過制訂、發(fā)布和實施標準，達到統(tǒng)一，以獲得最佳秩序和社會效益。也就是說，標準化是對產(chǎn)品、工作、工程、服務(wù)等普遍的活動制訂、發(fā)布和實施統(tǒng)一的標準的過程。4標準化的重要性制定標準是各行業(yè)不可或缺的基礎(chǔ)性工作，它可以促進貿(mào)易發(fā)展、提高產(chǎn)業(yè)競爭力規(guī)范市場秩序及推動技術(shù)進步。（1）促進作用（2）協(xié)調(diào)作用（3）優(yōu)化作用（4）限制于壟斷5 物聯(lián)網(wǎng)標準制定的意義物聯(lián)網(wǎng)標準的制定是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮自身價值和優(yōu)勢的基礎(chǔ)支撐。有利于推動我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展。有利于促進我國對外經(jīng)濟交往的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標準發(fā)展規(guī)劃。69.2 國際物聯(lián)網(wǎng)標準制定現(xiàn)狀在國際標準化方面，與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的標準化組織較多，他們從不同的研究視角對物聯(lián)網(wǎng)標準展開了研究。目前，介入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的主要國際標準組織有IEEE、ISO/IEC JTC1、ITU-T、ETSI、3GPP、3GPP2、EPC Global、Zigbee、Z-Wave等。7 IEEE美國電氣和電子工程師協(xié)會（Institute of Electrical and Electronics Engineer，IEEE）是一個國際性的電子技術(shù)與信息科學工程師的協(xié)會，是世界上最大的專業(yè)技術(shù)組織之一。IEEE 802系列標準是IEEE 802 LAN/MAN標準委員會制定的局域網(wǎng)、城域網(wǎng)技術(shù)標準。8SO/IEC JTC1ISO/IEC JTC1是國際標準化組織（International Organization for Standardization，ISO）和國際電工委員會（International Electro technical Commission，IEC）的第一聯(lián)合技術(shù)委員會，主要從事信息技術(shù)標準化工作。9ITU-T國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組織（ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector），是國際電信聯(lián)盟管理下的專門制定遠程通信相關(guān)國際標準的組織。ITU-T早在2005年就開始進行泛在傳感網(wǎng)的研究，其將泛在傳感網(wǎng)自下而上分為底層傳感網(wǎng)、泛在傳感網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感網(wǎng)基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感網(wǎng)中間件、泛在傳感網(wǎng)應(yīng)用平臺等5個層次。109.3 中國物聯(lián)網(wǎng)標準制定現(xiàn)狀目前國內(nèi)研究物聯(lián)網(wǎng)標準化的組織主要有：傳感器網(wǎng)絡(luò)標準工作組、電子標簽標準工作組、國家物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組等。傳感器網(wǎng)絡(luò)標準工作組成立于2009年9月11日是由國家標準化管理委員會批準籌建，全國信息技術(shù)標準化技術(shù)委員會批準成立并領(lǐng)導，從事傳感網(wǎng)絡(luò)（簡稱傳感網(wǎng)）標準化工作的全國性技術(shù)組織。11傳感器網(wǎng)絡(luò)標準工作組傳感器網(wǎng)絡(luò)標準工作組的主要任務(wù)是根據(jù)國家標準化工作的方針政策，研究并提出有關(guān)傳感網(wǎng)標準化工作方針、政策和技術(shù)措施的建議；依照國家標準制、修訂原則，以及積極采用國際標準和國外先進標準的方針，制訂和完善傳感網(wǎng)的標準體系表；提出制、修訂工作及其他標準化的有關(guān)工作。12電子標簽標準工作組電子標簽標準工作組的總體目標是努力建立一套基本完備的、能為我國RFID產(chǎn)業(yè)提供支撐的RFID標準體系；積極參與國際標準化工作，爭取具有自主知識產(chǎn)權(quán)的我國的RFID標準成為國際標準；完成基礎(chǔ)技術(shù)標準，包括電子標簽、讀寫器、RFID中間件、數(shù)據(jù)內(nèi)容、空間接口、一致性測試等方面的標準；完成主要行業(yè)的應(yīng)用標準，包括物流、生產(chǎn)制造、交通、安全防偽等方面的標準，積極推動我國RFID技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。139.4 物聯(lián)網(wǎng)標準化之路任重道遠物聯(lián)網(wǎng)成功應(yīng)用的前提是標準化。物聯(lián)網(wǎng)標準的關(guān)鍵和核心是基于軟件和中間件的數(shù)據(jù)交換和處理標準。數(shù)據(jù)表達、交換與處理的標準，以及應(yīng)用支撐的中間件架構(gòu)問題。我國物聯(lián)網(wǎng)總體上仍處于探索和部分示范應(yīng)用的發(fā)展初期階段，并沒有形成規(guī)模應(yīng)用。14物聯(lián)網(wǎng)標準化技術(shù)在應(yīng)用中的誤區(qū)（1）認識誤區(qū)（2）應(yīng)用誤區(qū)從當前的情況來看，對物聯(lián)網(wǎng)的認識存在著不少的認識誤區(qū)、技術(shù)與管理困境。15物聯(lián)網(wǎng)標準化技術(shù)的發(fā)展趨勢物聯(lián)網(wǎng)會帶來相當?shù)谋憷途薮蟮氖袌?，物?lián)網(wǎng)應(yīng)用前景相當廣闊，同時也面臨著許多挑戰(zhàn)。1）物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)標準尚不完整。2）個人隱私和信息安全。3）物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施和管理機制尚不完備。16導讀本章從系統(tǒng)構(gòu)成、信息處理以及具體實施措施等方面分別介紹了典型應(yīng)用案例：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高原湖泊生態(tài)實時監(jiān)測中的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)患信息系統(tǒng)等的應(yīng)用。110.1在高原湖泊生態(tài)實時監(jiān)測中的應(yīng)用湖泊的生態(tài)監(jiān)測是一項十分必要且繁復的工作，其中水質(zhì)監(jiān)測尤為重要。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在湖泊中設(shè)定傳感器網(wǎng)絡(luò)，以獲取混合變量信息，并構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)分析與處理平臺，進行污染變量的分離。在線監(jiān)測具有傳輸數(shù)據(jù)及時、運行穩(wěn)定可靠的特點。2高原湖泊生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成高原湖泊水質(zhì)實時監(jiān)測系統(tǒng)由水域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)、通信基站及監(jiān)控終端四部分構(gòu)成，主要基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想，利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來獲取污染變量信息。水域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)使用分布式控制方式，即將傳感器節(jié)點部署在若干個分散的監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，使其比中心結(jié)構(gòu)具有更強的魯棒性和抗毀性。3高原湖泊生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖4基于變量特征的污染變量識別系統(tǒng)5污染物監(jiān)測例圖6水質(zhì)預(yù)警子系統(tǒng)界面710.2 在物流產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)能夠有效整合通信基礎(chǔ)設(shè)施資源和各產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施資源，使通信基礎(chǔ)設(shè)施資源更好地服務(wù)于各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)在物流產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在運輸、倉儲、配送和物流信息平臺建設(shè)等方面。810.2 在物流產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)在運輸中的應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)在倉儲中的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)在配送中的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)在物流信息平臺建設(shè)方面的應(yīng)用910.3 在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用研究煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是將物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，即感知技術(shù)、RFID技術(shù)、傳輸技術(shù)、信息處理、智能計算、現(xiàn)代控制技術(shù)等嵌入到井下人員、礦車、機器和物資等設(shè)備中，構(gòu)成礦山中人與人、人與物、物與物相連的網(wǎng)絡(luò)，動態(tài)詳盡地描述并控制礦山安全生產(chǎn)與運營的全過程，以高效、安全、綠色開采為目標，保證礦山的可持續(xù)發(fā)展和保護自然生態(tài)環(huán)境。10煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用（1）建立井下人員定位跟蹤系統(tǒng)（2）建立井下安全監(jiān)控系統(tǒng)（3）建立井下門禁系統(tǒng)和考勤管理系統(tǒng)（4）建立井下車輛調(diào)度系統(tǒng)（5）建立井下物資管理系統(tǒng)1110.4 醫(yī)患信息系統(tǒng)應(yīng)用采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建醫(yī)患信息系統(tǒng)，將醫(yī)院與患者之間通過RFID標簽、EPC碼、解讀器以及網(wǎng)絡(luò)連接起來，將患者的治療信息寫入帶RFID芯片的社保卡中避免病患的信息與病患分離，造成重復檢查，治療時間延誤及重大醫(yī)療過失。12物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)患信息系統(tǒng)13物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)患信息系統(tǒng)（1）門診信息子系統(tǒng)（2）護理信息子系統(tǒng)（3）住院信息子系統(tǒng)（4）手術(shù)信息子系統(tǒng)14基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的護理信息系統(tǒng)15緒論物流及物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，包括物流概念的產(chǎn)生與發(fā)展、物流創(chuàng)造的價值、物流的七大功能以及我國物流業(yè)在發(fā)展過程中存在的問題等；物聯(lián)網(wǎng)的概念及其發(fā)展歷程、物聯(lián)網(wǎng)的主要特點、發(fā)展趨勢及前景，以及物聯(lián)網(wǎng)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)。1緒論物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things，IOT）的定義有多種，普遍認可的一種是：通過射頻識別技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按規(guī)定協(xié)議，將任何物品通過有線與無線方式與互聯(lián)網(wǎng)連接，進行通信和信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。2緒論對“The Internet of Things”可理解為“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，但互聯(lián)網(wǎng)原義是指計算機網(wǎng)絡(luò)，所以“物聯(lián)網(wǎng)”有兩層含義：第一，物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和支撐仍是功能強大的計算機系統(tǒng)，它是以計算機網(wǎng)絡(luò)為核心進行延伸和擴展而成的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端已延伸和擴展到了眾多物品與物品之間，進行數(shù)據(jù)交換和通信，以實現(xiàn)許多全新的系統(tǒng)功能。3緒論物聯(lián)網(wǎng)的特征全面感知互聯(lián)互通智能處理（自動控制）41.1 現(xiàn)代物流概述現(xiàn)代物流(Modern Logistics)是相對于傳統(tǒng)物流而言的。它是在傳統(tǒng)物流的基礎(chǔ)上，引入高科技手段，即運用計算機進行信息聯(lián)網(wǎng)，并對物流信息進行科學管理，從而使物流速度加快，準確率提高，減少庫存、降低成本，以此延伸和放大傳統(tǒng)物流的功能。5物流與儲運的主要差別：物流比儲運所包含的內(nèi)容更廣泛，一般認為物流包括運輸、保管、配送、包裝、裝卸、流通加工及相關(guān)信息處理活動；而儲運僅指儲存和運輸兩個環(huán)節(jié)，雖然其中也涉及包裝、裝卸、流通加工及信息處理活動，但這些活動并不包含在儲運概念之中。6物流強調(diào)諸活動的系統(tǒng)化，從而達到整個物流活動的整體最優(yōu)化，儲運概念則不涉及存儲與運輸及其他活動整體的系統(tǒng)化和最優(yōu)化問題。物流是一個現(xiàn)代的概念，在二戰(zhàn)后才在各國興起；而在我國，儲運是一個十分古老、傳統(tǒng)的概念。7物流定義美國物流管理協(xié)會（2000年):物流是供應(yīng)鏈管理的一部分，它是為滿足客戶需要對商品、服務(wù)及相關(guān)信息在源頭到消費點之間的高效（高效率、高效益）、正向及反向流動和存儲進行計劃計劃、實施和控制的過程。8物流定義國家標準物流術(shù)語（2001年):物品從供應(yīng)地向接收地的實體流動過程。根據(jù)實際需要，將運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能實施的有機結(jié)合。9物流價值物流活動克服了供給方和需求方在時間維度和空間維度的距離，創(chuàng)造了時間價值和空間價值，由此在社會經(jīng)濟活動中起著不可或缺的作用，這也是物流活動的價值所在。同時，物流通過包裝、流通加工等活動還創(chuàng)造了加工附加價值。10物流功能（1）運輸功能（2）倉儲功能（3）裝卸搬運功能（4）包裝功能（5）物流加工功能（6）配送功能（7）物流信息服務(wù)功能111.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概念物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于比爾蓋茨1995年未來之路一書，在未來之路中，比爾蓋茨提及物聯(lián)網(wǎng)概念，只是當時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、計算機硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展，并未引起世人的重視。12物聯(lián)網(wǎng)的起源及發(fā)展 2005年11月，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進行交換，RFID、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應(yīng)用。13物聯(lián)網(wǎng)的起源及發(fā)展 根據(jù)ITU的描述，在物聯(lián)網(wǎng)時代，通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動收發(fā)器，人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度，從任何時間任何地點的人與人之間的溝通連接擴展到“人與物”和“物與物”之間的溝通連接。14物聯(lián)網(wǎng)的起源及發(fā)展 我國中科院早在1999年就啟動了傳感網(wǎng)的研究，建立了一些適用的傳感網(wǎng)。隨后，我國高校和政府加大了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究的投入，并取得豐碩的科研成果。2009年8月7日溫家寶總理到無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心視察，提出“感知中國”的戰(zhàn)略構(gòu)想。15物聯(lián)網(wǎng)的主要特點 全面感知、可靠傳輸、智能處理與自動控制是物聯(lián)網(wǎng)的四個顯著特點。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)相比有所不同，雖然都是能夠按照特定的協(xié)議建立連接的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，但物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及實現(xiàn)功能方面都要比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)要明顯增強，其中最顯著的特點是感知范圍擴大以及應(yīng)用的智能化。16物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢及前景信息技術(shù)從起源開始，經(jīng)歷了從烽火臺到電報電話，再到計算機互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展階段。每一次技術(shù)進步，都是一次信息技術(shù)的飛躍發(fā)展，而每一次信息技術(shù)的飛躍發(fā)展又都將給人類社會帶來新的信息革命，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也不例外。物聯(lián)網(wǎng)被稱為是下一個萬億級的信息產(chǎn)業(yè)。17物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)從系統(tǒng)角度看，物聯(lián)網(wǎng)可劃分為一個由感知互動層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用服務(wù)層組成的三層體系。感知互動層（感知層）由大量具有感知和識別功能的設(shè)備組成，可以部署于世界上任何位置、任何環(huán)境之中，被感知和識別的對象也不受限制，感知互動層的主要作用是感知和識別物體，采集并捕獲信息。18物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸層（網(wǎng)絡(luò)層）包括各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)形成的融合網(wǎng)絡(luò)，既可以依托公眾電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，也可以依托行業(yè)專業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)成為普遍服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。應(yīng)用服務(wù)層（應(yīng)用層）是指將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)廣泛智能化應(yīng)用的解決方案集。19感知技術(shù)感知技術(shù)是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，它包括用于感知識別的射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、智能化傳感網(wǎng)節(jié)點技術(shù)等。20RFIDRFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)。是代替條形碼走進“物聯(lián)網(wǎng)”時代的關(guān)鍵技術(shù)之一。RFID是一種把天線和IC封裝到塑料基片上的新型無源電子卡片，閱讀器和電子標簽之間通過電磁場感應(yīng)進行能量、時序和數(shù)據(jù)的無線傳輸。21RFIDRFID基本上是由三部分組成：標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；閱讀器(Reader)：讀?。ㄓ袝r還可以寫入）標簽信息的設(shè)備，可設(shè)計為手持式或固定式；天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。22RFID應(yīng)用23傳感器技術(shù)傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測和感受到的信息按照一定的規(guī)律變換為所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲等控制要求。24傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)是由一組傳感器按照一定方式構(gòu)成的有線或無線網(wǎng)絡(luò)，目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域中感知對象的信息，對其進行處理并傳輸給觀察者。它綜合了傳感技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和通信(有線/無線)技術(shù)。25網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有多種通信技術(shù)可供物聯(lián)網(wǎng)作為核心承載網(wǎng)絡(luò)選擇使用，可以是公共通信網(wǎng)，如2G、3G4G移動通信網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)(Internet)，無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，WLAN)，無線高保真(Wireless Fidelity，WiFi)、移動寬帶無線接人(Mobile Broadband Wireless Access，MBWA)通信技術(shù)，等。26云計算云計算是通過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交由多個服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)，經(jīng)搜尋、計算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。通過云計算技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)處理數(shù)以千萬計甚至數(shù)以億計的數(shù)據(jù)，達到與超級計算機具有同樣強大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。271.3 現(xiàn)代物流與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代物流的神經(jīng)系統(tǒng)，是現(xiàn)代物流的智慧大腦?，F(xiàn)代物流是物聯(lián)網(wǎng)，尤其是RFID技術(shù)的典型和主要應(yīng)用領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)對物流信息化有著深刻、廣泛的影響，是物流信息化的發(fā)展方向。28物流與物聯(lián)網(wǎng)1、物流業(yè)支持物聯(lián)網(wǎng)的運作2、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)擴大物流的服務(wù)市場 （1）物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展需要物流服務(wù) （2）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來的物流服務(wù)需求 （3）基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來的新的物流服務(wù)需求3、物聯(lián)網(wǎng)與物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，實現(xiàn)物的智能化管理292.1 EPC概述EPC（Electronic Product Code，電子產(chǎn)品代碼）的核心思想是為每一個產(chǎn)品提供唯一的電子標識符EPC；通過射頻識別技術(shù)完成數(shù)據(jù)的自動采集；電子標簽上只存儲EPC碼，而對應(yīng)于EPC碼的解析通過與互聯(lián)網(wǎng)相連的服務(wù)器來完成。1 EPC系統(tǒng)EPC系統(tǒng)的目標是為每一個產(chǎn)品建立全球的、開放的標識標準，它由全球產(chǎn)品電子代碼（EPC）體系、射頻識別系統(tǒng)及信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三部分組成，主要包括六個方面，即：EPC編碼標準；EPC標簽；識讀器；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)（Savant）；對象名解析服務(wù)（ONS）；實體標記語言（PML）。2 EPC系統(tǒng)的構(gòu)成3系統(tǒng)構(gòu)成名稱注釋全球產(chǎn)品電子代碼的編碼體系EPC編碼標準識別目標的特定代碼射頻識別系統(tǒng)EPC標簽貼在物品之上或者內(nèi)嵌在物品之中識讀器識讀EPC標簽信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Savant（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件）EPC系統(tǒng)的軟件支持系統(tǒng)對象名解析服務(wù)（Object Naming Service：ONS）類似于DNS的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)物理標記語言（Physical Markup Language：PML）用于書寫產(chǎn)品信息的一種新的標準計算機語言 EPC編碼標準EPC編碼，是新一代的與EANUCC碼（European Article Numbering，歐洲商品編碼；UCC，美國統(tǒng)一代碼委員會）兼容的新的編碼標準，是EPC系統(tǒng)的重要組成部分，它是對實體及實體的相關(guān)信息進行代碼化，通過統(tǒng)一并規(guī)范化的編碼建立全球通用的信息交換語言。4 EPC編碼組成EPC碼是由一個版本號加上另外三段數(shù)據(jù)（依次為域名管理者、對象分類、序列號）組成的一組數(shù)字。其中版本號標識EPC的版本號，它使得EPC隨后的碼段可以有不同的長度；域名管理是描述與此EPC相關(guān)的生產(chǎn)廠商的信息；對象分類記錄產(chǎn)品精確類型的信息；序列號則唯一標識貨品。5 EPC編碼類型EPC編碼有3類7種類型，分別為EPC-64-I、EPC-64-II、EPC-64-III，EPC-96-I，EPC-256-I、EPC-256-II、EPC-256-III。EPC-64編碼格式：6 EPC系統(tǒng)特點（1）開放的結(jié)構(gòu)體系（2）獨立的平臺與高度的互動性（3）更大的信息量（4）較強的識讀能力（5）實用的標準納入 (6)靈活的可持續(xù)發(fā)展的體系7 EPC技術(shù)EPC技術(shù)由EPC編碼體系、RFID空中接口協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)傳遞編碼及存儲和檢索技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)組成，其中EPC編碼體系是新一代的編碼標準，它是全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)的延伸和拓展，是全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)的重要組成部分，也是EPC系統(tǒng)的核心與關(guān)鍵，旨在通過互聯(lián)網(wǎng)平臺，利用射頻識別（RFID）、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的網(wǎng)絡(luò)平臺。8 EPC技術(shù)應(yīng)用 生產(chǎn)領(lǐng)域 運輸與物流跟蹤領(lǐng)域倉儲庫存管理領(lǐng)域商品零售領(lǐng)域配送與分銷領(lǐng)域商品防偽領(lǐng)域9全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)“全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)”，即GS1（Globe standard 1）系統(tǒng)，是一種開放的、多環(huán)節(jié)、多領(lǐng)域應(yīng)用的全球統(tǒng)一商務(wù)語言，是以對貿(mào)易項目、物流單元、位置、資產(chǎn)、服務(wù)關(guān)系等進行編碼為核心的集條碼、射頻等自動數(shù)據(jù)采集、電子數(shù)據(jù)交換、全球產(chǎn)品分類、全球數(shù)據(jù)同步、產(chǎn)品電子代碼（EPC）等系統(tǒng)為一體的，服務(wù)于全球物流供應(yīng)鏈的開放的標準體系。10全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)GS1系統(tǒng)以商品條碼系統(tǒng)為核心，包含編碼體系、數(shù)據(jù)載體、電子數(shù)據(jù)交換和解決方案等內(nèi)容。該系統(tǒng)為貿(mào)易項目、物流單元、資產(chǎn)、位置和服務(wù)提供全球唯一的標識，不僅克服了企業(yè)內(nèi)部編碼系統(tǒng)的閉環(huán)性特點，而且提高了全球貿(mào)易、供應(yīng)鏈管理效率和透明度，提高對客戶的反應(yīng)能力，降低管理成本。11GS1系統(tǒng)特點 科學性全球統(tǒng)一性編碼唯一性信息共享性可自動識別系統(tǒng)性12編碼體系結(jié)構(gòu)13全球貿(mào)易項目代碼（GTIN）全球貿(mào)易項目代碼（GTIN）是為全球貿(mào)易項目提供唯一標識的一種代碼（或稱編碼結(jié)構(gòu)），在編碼系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。GTIN有四種不同的編碼結(jié)構(gòu)：EAN/UCC-13、EAN/UCC-14、EAN/UCC-8和UCC-12。142.2 EPC編碼條碼已經(jīng)成為識別產(chǎn)品的主要手段。缺點：它們是可視傳播技術(shù)。如果印有條碼的橫條被撕裂、污損或脫落，就無法掃描這些商品。條碼只能識別制造商和產(chǎn)品名稱，而不是唯一的商品。e.g.牛奶紙盒上的條碼到處都一樣，辨別哪盒牛奶先超過有效期將是不可能的。15 EPC編碼全球電子產(chǎn)品編碼（EPC）體系是新一代的與EANUCC（European Article Numbering，歐洲商品編碼；UCC，美國統(tǒng)一代碼委員會）編碼兼容的新編碼標準，是全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)的延伸和拓展，是全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)的重要組成部分，也是物聯(lián)網(wǎng)的核心與關(guān)鍵。16 EPC編碼EPC編碼是全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)的拓展和延伸，是全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)的重要組成部分，是EPC系統(tǒng)的核心與關(guān)鍵。它由分別代表版本號、域名管理者（通常為制造商）、物品種類以及序列號的編碼組成。編碼長度目前有64 位，96 位和256 位三種。可以為物理世界的每個對象提供唯一標識。17 EPC編碼18P38 EPC編碼96 位EPC：可以為2.68億個公司提供唯一標識，每個生產(chǎn)廠商可以有1600 萬個對象分類并且每個對象分類可有680億個序列號，這對未來世界所有產(chǎn)品已經(jīng)十二分的夠用了。19 EPC編碼結(jié)構(gòu)20 EPC編碼特點 科學性：結(jié)構(gòu)明確，易于使用、維護；兼容性：EPC編碼標準與目前廣泛應(yīng)用的EANUCC編碼標準是兼容的；全面性：可在供應(yīng)鏈的各環(huán)節(jié)全面應(yīng)用；合理性：由各國EPC管理機構(gòu)分段管理、共同維護；國際性：不以具體國家、企業(yè)為核心，編碼標準全球協(xié)商一致，具有國際性；無歧視性：全數(shù)字形式，是無歧視性的編碼。21 EPC編碼策略 生產(chǎn)商及其產(chǎn)品（Manufactures and Product）集裝箱（Containers）組合裝置（Assemblies，Aggregates and Collections）嵌入信息（Embedded Information）分類（Categorization）參考信息（Information Reference）頭字段（HEADER）簡單性（Simplicity）人機交互（Human Interaction）可擴展性（Extensibility）22 EPC編碼與GTIN的整合分析現(xiàn)行的GTIN編碼體系在世界各國已經(jīng)普遍應(yīng)用，而且在產(chǎn)品識別與物流領(lǐng)域起到了重要作用，有鑒于此，新一代的EPC編碼體系將在技術(shù)突破與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的同時，將GTIN的編碼結(jié)構(gòu)有選擇性的整合進來，使對GTIN編碼的應(yīng)用逐漸過渡到對EPC編碼的應(yīng)用，而不是將EPC編碼立即完全取代GTIN編碼，以實現(xiàn)技術(shù)上的兼容性與使用上的連續(xù)性。23 EPC編碼與GTIN的整合分析24通用UPC編碼向EPC編碼的轉(zhuǎn)換 EPC編碼與GTIN的整合分析25 EAN-13 編碼向EPC編碼的轉(zhuǎn)換 EPC編碼與GTIN的整合分析26 EAN/UCC-14 向EPC編碼的轉(zhuǎn)換2.3 物理標記語言（PML）1998年2月，萬維網(wǎng)聯(lián)盟（World Wide Web Consortium，W3C）推出了XML（Extensible Markup Language，可擴展標記語言），將其作為一種互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)表示和交換的標準。XML是一種簡單的數(shù)據(jù)存儲語言，它僅針對數(shù)據(jù)且極其簡單，任何應(yīng)用程序都可對其進行讀寫，這使得它成為計算機網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)交換的唯一公共語言。27物理標記語言（PML）EPC碼識別單品，但是所有關(guān)于產(chǎn)品有用的信息都用一種新型的標準的計算機語言物理標記語言（PML）所書寫，PML是基于為人們廣為接受的可擴展標識語言（XML）發(fā)展而來的，它是一種新型的標準的計算機語言，用于描述所有關(guān)于產(chǎn)品的有用信息，例如材料、分類、保存溫度、生產(chǎn)日期等。28物理標記語言（PML）PML是一種用于描述物理對象、過程和環(huán)境的通用語言，提供了一個描述自然物體，過程和環(huán)境的標準，它將是一個廣泛的層次結(jié)構(gòu)，并可供工業(yè)和商業(yè)中的軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)存儲和分析工具之用。29物理標記語言（PML）PML語言采用的方法是首先使用現(xiàn)有標準來規(guī)范語法和數(shù)據(jù)傳輸，比如可擴展標識語言（XML），超文本傳輸協(xié)議（HTTP）以及傳輸控制協(xié)議和因特網(wǎng)協(xié)議（TCP/IP）。這就提供了一個功能集，并且可利用現(xiàn)有工具來設(shè)計和編制PML應(yīng)用程序。30PML設(shè)計方法與策略（1）語法PML語言采用的方法是首先使用現(xiàn)有標準來規(guī)范語法和數(shù)據(jù)傳輸，比如可擴展標識語言（XML），超文本傳輸協(xié)議（HTTP）以及傳輸控制協(xié)議和因特網(wǎng)協(xié)議（TCP/IP）。這就提供了一個功能集并且可利用現(xiàn)有工具來設(shè)計和編制PML應(yīng)用程序。（2）語義（3）數(shù)據(jù)存儲和管理（4）設(shè)計策略 (5)PML Server（服務(wù)器）31PML服務(wù)器設(shè)計與實現(xiàn)為了降低電子標簽的成本，促進物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，這就要求盡量減少電子標簽的內(nèi)存容量，PML服務(wù)器的設(shè)計為其提供了一個有效的解決方案：在電子標簽內(nèi)只存儲電子產(chǎn)品碼，余下的產(chǎn)品數(shù)據(jù)存貯在PML服務(wù)器并可以通過某個產(chǎn)品的電子產(chǎn)品碼來訪問其對應(yīng)的PML服務(wù)器中。32PML服務(wù)器工作原理33P58EPC物聯(lián)網(wǎng)（1）EPC物聯(lián)網(wǎng)的延伸（2）EPC超越商品條碼（3）EPC物聯(lián)網(wǎng)離我們不遠34導讀本章主要介紹在物聯(lián)網(wǎng)中各種傳感器的應(yīng)用，首先是對物聯(lián)網(wǎng)中傳感器所引起的作用及智能傳感器進行簡單介紹；其次是介紹傳感器技術(shù)，包括傳感器的數(shù)學模型及數(shù)學特性；再介紹多種傳感器，包括超聲傳感器、激光傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、智能塵埃等。通過根本章對傳感器的介紹，能對傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的作用有所了解。1傳感器工業(yè)應(yīng)用在在線線檢檢測測：零零件件尺尺寸寸、產(chǎn)產(chǎn)品品缺缺陷陷、裝裝配配定定位位.現(xiàn)現(xiàn)代代工工程程裝裝備備中中，檢檢測測環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)的的成成本本約約占占5070%日常應(yīng)用 家用電器：家用電器：數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機：自動對焦數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機：自動對焦-紅外測距傳感器紅外測距傳感器數(shù)字體溫計：接觸式數(shù)字體溫計：接觸式-熱敏電阻，非接觸式熱敏電阻，非接觸式-紅外傳感器紅外傳感器自動感應(yīng)燈：亮度檢測自動感應(yīng)燈：亮度檢測-光敏電阻光敏電阻空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測-熱敏電阻、熱電偶熱敏電阻、熱電偶電話、麥克風：話音轉(zhuǎn)換電話、麥克風：話音轉(zhuǎn)換-駐極電容傳感器駐極電容傳感器遙控接收：紅外檢測遙控接收：紅外檢測-光敏二極管、光敏三極管光敏二極管、光敏三極管辦公商務(wù)：辦公商務(wù)：可視對講、可視電話：圖像獲取可視對講、可視電話：圖像獲取-面陣面陣CCDCCD掃描儀：文檔掃描掃描儀：文檔掃描-線陣線陣CCDCCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測-光敏二極管、光敏三極管光敏二極管、光敏三極管醫(yī)療衛(wèi)生：醫(yī)療衛(wèi)生：電子血壓計：血壓檢測電子血壓計：血壓檢測 -壓力傳感器壓力傳感器血糖測試儀、膽固醇檢測儀血糖測試儀、膽固醇檢測儀 -離子傳感器離子傳感器3.1 物聯(lián)網(wǎng)與傳感技術(shù)傳感器是人類五官的延長，又稱之物聯(lián)網(wǎng)的“電五官”。在物聯(lián)網(wǎng)科研究中，傳感器具有突出的地位。要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。5概述傳感器屬于物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢，成為人類全面感知自然的最核心元件，各類傳感器的大規(guī)模部署和應(yīng)用是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的基本條件。對應(yīng)不同的應(yīng)用有著不同的傳感器，覆蓋范圍包括智能工業(yè)、智能安保、智能家居、智能運輸、智能醫(yī)療等。6傳感器的特性傳感器技術(shù)包括傳感器的研究、設(shè)計、試制、生產(chǎn)、檢測與應(yīng)用，已逐漸形成了一門相對獨立的專門學科。1.內(nèi)容范圍廣且離散2.知識密集程度甚高、邊緣學科色彩極濃3.技術(shù)復雜、工藝要求高4.功能優(yōu)、性能好5.品種繁多、應(yīng)用廣泛7傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，對各種參數(shù)進行信息采集和簡單加工處理的設(shè)備，被稱為物聯(lián)網(wǎng)傳感器，并通過固有協(xié)議，將數(shù)據(jù)信息傳給物聯(lián)網(wǎng)終端進行處理。傳感器屬于物聯(lián)網(wǎng)中的傳感網(wǎng)絡(luò)層，它作為物聯(lián)網(wǎng)的最基本一層，具有十分重要的作用。傳感器可以獨立存在，也可以與其他設(shè)備以一體化的方式呈現(xiàn)，都是物聯(lián)網(wǎng)中的感知和輸入部分。8傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用1.軍事應(yīng)用2.物流及安保領(lǐng)域3.環(huán)境參數(shù)檢測領(lǐng)域4.設(shè)備狀態(tài)檢測領(lǐng)域5.物流參量檢測領(lǐng)域6.智能家居7.醫(yī)療健康8.空間探索9.其他商業(yè)應(yīng)用93.2 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)是實現(xiàn)測試與自動控制的重要環(huán)節(jié)。在測試系統(tǒng)中，被作為一次儀表定位，其主要特征是能準確傳遞和檢測出某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。傳感技術(shù)主要的主要功能實現(xiàn)都靠傳感器。10傳感器及其分類傳感器可以被稱為換能器、變換器、變送器或探測器。其主要特征是能感知和檢測某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。具體地說傳感器是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受（或響應(yīng)）與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的可輸出信號的元器件或裝置。11傳感器傳感器可以被稱為換能器、變換器、變送器或探測器。其主要特征是能感知和檢測某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。具體地說傳感器是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受（或響應(yīng)）與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的可輸出信號的元器件或裝置。12傳感器傳感器的組成的細節(jié)有較大差異，但是，總的來說，傳感器應(yīng)由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和其他輔助部件組成，如圖3-1所示。13傳感器組成1.敏感元件是指傳感器中能直接感受(或響應(yīng))與檢出被測對象的待測信息(非電量)的部分。2.轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件所感受(或響應(yīng))出的信息直接轉(zhuǎn)換成電信號的部分。3.信號調(diào)節(jié)電路是能把轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄、處理和控制的有用電信號的電路。4.輔助電路通常包括電源，即交、直流供電系統(tǒng)。14傳感器組成并不是所有的傳感器都必須包括敏感元件和轉(zhuǎn)換元件。如果敏感元件直接輸出的是電量，它就同時兼為轉(zhuǎn)換元件，因此，敏感元件和轉(zhuǎn)換元件兩者合一的傳感器很多的。例如，壓電晶體、熱電偶、熱敏電阻、光電器件等都是這種形式的傳感器。15傳感器分類（1）按工作機理分類按傳感器的工作機理的不同，可以分為結(jié)構(gòu)型、物性型和復合型三大類。（2）按被測量對象分類 按被測量對象的不同，可以分為物理量傳感器、化學量傳感器和生物量傳感器三大類。各類傳感器又分為若干族，每一族又可分為若干組。而物理量傳感器又可向下分為機械量傳感器、熱學量傳感器、光學量傳感器等。16傳感器分類（3）按敏感材料分類按制造傳感器的材料分類，如：如半導體傳感器、陶瓷傳感器、光導纖維傳感器、高分子材料傳感器、金屬傳感器。（4）按能量的關(guān)系分類根據(jù)能量關(guān)系分類，可分為有源傳感器和無源傳感器兩大類。有源傳感器一般是將非電能量轉(zhuǎn)換為電能量，無源傳感器不是一個換能裝置，被測非電量僅對傳感器中的能量起控制或調(diào)節(jié)作用。17傳感器分類（5）按用途劃分按用途分為壓力敏傳感器、位置傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、熱敏傳感器、震動傳感器、氣敏傳感器和視頻傳感器等。（6）按輸出信號劃分按輸出信號可分為模擬量傳感器和數(shù)字傳感器。18傳感器的數(shù)學模型及數(shù)學特性（1）傳感器靜態(tài)數(shù)學模型靜態(tài)模型是指在靜態(tài)信號(輸入信號不隨時間變化的量)情況下，描述傳感器輸出與輸入量間的一種函數(shù)關(guān)系。如果不考慮蠕動效應(yīng)和遲滯特性，傳感器的靜態(tài)模型一般可用多項式來表示：19P74傳感器的數(shù)學模型（2）傳感器動態(tài)數(shù)學模型動態(tài)模型是指傳感器在準動態(tài)信號或動態(tài)信號(輸入信號隨時間而變化的量)作用下，描述其輸出和輸入信號的一種數(shù)學關(guān)系。動態(tài)模型通常采用微分方程和傳遞函數(shù)等來描述。微分方程 傳遞函數(shù)20P75傳感器的數(shù)學特性（1）傳感器的靜態(tài)特性傳感器所測量的非電量一般有兩種形式：一種是穩(wěn)定的，即不隨時間變化或變化極其緩慢，稱為靜態(tài)信號；另一種是隨時間變化而變化，稱為動態(tài)信號。由于輸入量的狀態(tài)不同，傳感器所呈現(xiàn)出來的輸入-輸出特性也不同，因此存在所謂的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。21傳感器的數(shù)學特性 線性度 所謂傳感器的線性度就是其輸出量與輸入量之間的實際關(guān)系曲線偏離直線的程度，又稱為非線性誤差。可用下式表示：22P76傳感器的數(shù)學特性23傳感器的非線性度表示 （a）(b)(c)(d)傳感器的數(shù)學特性 靈敏度 傳感器的靈敏度是其在穩(wěn)態(tài)下輸出增量y與輸入增量x的比值，常用Sn來表示。即 24傳感器的數(shù)學特性對于線性傳感器，其靈敏度就是它的靜態(tài)特性的斜率。即 25傳感器的數(shù)學特性 重復性重復性表示傳感器在輸入量按同一方向作全量程多次測試時，所得其輸出特性曲線不一致性的程度。26P77傳感器的數(shù)學特性 遲滯(回差滯環(huán))現(xiàn)象遲滯特性能表明傳感器在正向(輸入量增大)行程和反向(輸入量減小)行程期間，輸出-輸入特性曲線不重合的程度。27P78傳感器的數(shù)學特性 分辨率 穩(wěn)定性 漂移28傳感器的數(shù)學特性（2）傳感器的動態(tài)特性傳感器的動態(tài)特性是傳感器對輸入激勵的輸出響應(yīng)特性。一個動態(tài)特性好的傳感器，隨時間變化的輸出曲線能同時再現(xiàn)輸入隨時間變化的曲線，即輸出-輸入具有相同類型的時間函數(shù)。29傳感器的數(shù)學特性傳感器的動態(tài)誤差在動態(tài)的輸入信號情況下，輸出信號一般來說不會與輸入信號具有完全相同的時間函數(shù)，這種輸出與輸入間的差異就是所謂的動態(tài)誤差。有良好的靜態(tài)特性的傳感器，未必有良好的動態(tài)特性。30傳感器的數(shù)學特性階躍響應(yīng)特性 當給靜止的傳感器輸入一個單位階躍函數(shù)信號時：31P79傳感器的數(shù)學特性頻率響應(yīng)特性32P813.3 幾種典型的傳感器1.視頻傳感器 視頻傳感器是整個機器視頻系統(tǒng)信息的直接來源，主要由一個或者兩個圖形傳感器組成，有時還要配以光投射器及其他輔助設(shè)備。視頻傳感器的主要功能是獲取足夠的機器視頻系統(tǒng)要處理的最原始圖像。圖像傳感器可以使用激光掃描器、線陣和面陣CCD攝像機或者TV攝像機，也可以是最新出現(xiàn)的數(shù)字攝像機等。33 視頻傳感器的的基本原理：視頻傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計的像素。圖像的清晰和細膩程度通常用分辨率來衡量，以像素數(shù)量表示，目前，有的視覺傳感器能夠捕獲數(shù)千萬像素。在捕獲圖像之后，視頻傳感器將其與內(nèi)存中存儲的基準圖像進行比較，以做出分析。342.音頻傳感器 音頻技術(shù)主要包括：音頻的采集、音頻處理和音頻的傳輸?shù)确矫娴募夹g(shù)。在模擬音頻技術(shù)中，通常以磁介質(zhì)來記錄聲音。數(shù)字音頻是通過聲波波形轉(zhuǎn)換成一個串連續(xù)的二進制數(shù)據(jù)，通過它來保存聲音的。數(shù)字音頻主要依靠A/D轉(zhuǎn)換器，在每一個時間間隔，不間斷地在模擬音頻的波形上采取一個幅度值，將這種過程稱為采樣。35 將時間和幅度都連續(xù)的模擬聲音信號變?yōu)閿?shù)字信號，就要對其進行離散化處理。采樣就是實現(xiàn)模擬信號在時間上的離散化過程，即完成抽取離散時間點上的信號值（常稱為樣值）的任務(wù)。音頻傳感器是一種將聲音轉(zhuǎn)換成電信號的換能器件。傳感器的主要技術(shù)指標有靈敏度、頻率特性、輸出阻抗和方向性幾個方面。36（1）靈敏度 靈敏度是指傳聲器在一定強度的聲音作用下輸出電信號的大小。靈敏度高，表示傳聲器的聲-電轉(zhuǎn)換效率高，對微弱的聲音信號反應(yīng)靈敏，習慣上也常用分貝表示傳聲器的靈敏度。37（2）頻率特性 傳聲器在不同頻率的聲波作用下，其靈敏度是不同的。一般在中音頻（1Hz）時靈敏度最高，而在低音頻（幾十赫茲）或者高音頻（十幾千赫茲）靈敏度最低。理想的傳聲器頻率特性應(yīng)為20Hz20kHz。（3）方向性 方向性表示傳聲器的靈敏度隨聲波入射方向而變化的特性.383.環(huán)境監(jiān)測傳感器（1）超聲波傳感器 超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是指頻率高于20kHz的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波傳感器由發(fā)送傳感器（又稱波發(fā)送器）、接收傳感器（又稱波接收器）、控制部分與電源部分組成。39（2）激光傳感器 激光傳感器是利用激光技術(shù)進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。激光傳感器工作時，先由激光發(fā)射二極管對準目標發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學系統(tǒng)接收。40（3）溫度傳感器 包括半導體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。原理：兩種不同材質(zhì)的導體，如在某點互相連接在一起，對這個連接點加熱，在它們不加熱的部位就會出現(xiàn)電位差。精確測量這個電位差，再測出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準確知道加熱點的溫度。41（4）壓力傳感器 一般普通壓力傳感器的輸出為模擬信號，模擬信號是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號，或在一段連續(xù)的時間間隔內(nèi)，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為任意數(shù)值的信號。通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。424.智能塵埃（又名智能微塵（Smart Dust），是一個具有電腦功能的超微型傳感器，它由微處理器、雙向無線電接收裝置和使它們能夠組成一個無線網(wǎng)絡(luò)的軟件共同組成。將一些微塵散放在一個場地中，它們就能夠相互定位，收集數(shù)據(jù)并向基站傳遞信息。如果一個微塵功能失常，其他微塵會對其進行修復。43平面結(jié)構(gòu)的傳感器網(wǎng)絡(luò)圖傳感器系統(tǒng)就自動組成了一個網(wǎng)絡(luò)，每個傳感器系統(tǒng)統(tǒng)稱為一個節(jié)點（node），這些節(jié)點之間能夠互相通訊，同時也能夠與基站（Base Station）進行通訊。44