第5章 物联网的规划与设计

第五章物联网的规划与设计复习思考题5.1物联网的框架结构5.2设计原则与重要环节5.3RFID应用系统设计5.4基于RFID技术的ETC系统的设计5.5智慧城市物联网应用支撑平台规划物联网的规划与设计第5章物联网的规划与设计教学要求知识要点能力要求相关知识物联网的框架结构•物联网的设计原则(1)了解服务类型及专属性•(2)掌握物联网的节点分类•(3)掌握物联网的互联类型(1)物联网设计的重要环节•(2)相关概念M2M的系统架构•ETC系统的软件(1)了解物联网业务体系的设计内容•(2)掌握M2M的系统的应用•(3)熟悉ETC系统的硬件设计(1)M2M的技术要点•(2)ETC系统软件智慧城市的系统架构(1)掌握智慧城市的技术特色•(2)熟悉智慧城市的整体方案的规划通用设计基本内容第5章物联网的规划与设计5．1物联网的框架结构5.1.1服务类型及属性1．服务类型2．专属性3．异构性4．控制功能第5章物联网的规划与设计5．实用性的网体系结构信息感知采集：条码识读器、RFID读写器、传感器、视频摄像头等感知层应用及的控制：浏览器、各类用户移动终端（如手机）、信息管理中心（编码、认证、授权、计费）、数据库、计算能力集等应用层核心承载网络：3G/B3G、4G网络、WiFi、WiMAX、互联网等网络层接入层层接入网：汇聚节点、接入网关、M2M终端、末梢网络，以及分布式数据融合与处理等图5.2物联网体系结构示意图5.1.2节点分类和互联类型1．无源CPS节点2．有源CPS节点3．互联网CPS节点第5章物联网的规划与设计RFID协议应用层数据链路层物理层物理层无源CPS节点有源CPS节点图5.3无源CPS节点与有源CPS节点互连结构应用层数据链路层物理层有源CPS节点应用层数据链路层物理层有源CPS节点数据链路协议应用协议无线通信协议图5.4有源CPS节点与有源CPS节点互连结构应用层数据链路层物理层CPS网关应用层数据链路层物理层有源CPS节点数据链路协议应用协议无线通信协议应用层数据链路层物理层互联网CPS节点网络层数据链路层物理层数据链路层物理层协议应用层传送层传送层网络层IPTCP/UDPFTP/HTTP图5.5有源CPS节点与互联网CPS节点互连结构第5章物联网的规划与设计第5章物联网的规划与设计5．2设计原则与重要环节5.2.1设计的基本条件1．满足设计的基本条件2．设计的基本原则3．设计功能需求第5章物联网的规划与设计5.2.2重要环节1．标识物品2．建立物品联网系统3．建立应用平台4．建立应用系统5．软件平台组成第5章物联网的规划与设计6．网络操作系统7．信息管理系统5．3RFID应用系统设计天线射频收发模块主控制器模块电源通信接口控制键盘显示模块图5.9RFID系统读写器硬件组成5.3.1物联网业务体系架构设计1．系统架构绿色农业工业监控公共安全智能家居远程医疗智能交通环境监测物联网应用层物联网网络层物联网感知层物联网业务接入层物联网业务能力层通信业务能力层业务网物联网业务管理域核心网核心网物联网能力接入网接入网物联网能力M2M终端条码识读器RFID读写器传感器传感器网络网关传感器网络传感器网络节点传感器网络节点第5章物联网的规划与设计2．功能模块3．技术要点增强通道功能执行模块增强通道功能执行模块增强通道功能执行模块物联网业务接入层通信业务能力层接入网核心网应用系统透明数据透明数据透明数据终端终端应用物联网业务管理域管理信息图5.11增强通道模式的实现方案第5章物联网的规划与设计第5章物联网的规划与设计5.3.2M2M的系统架构1．M2M的概念2．M2M体系架构3．M2M运营体系的构成4．M2M机器设备(Machines)第5章物联网的规划与设计5．M2M的产品构成6．M2M的通信网络7．中间件（Middleware）第5章物联网的规划与设计5．4基于RFID技术的ETC系统的设计5.4.1ETC系统的软件设计收费管理系统通信网络收费分中心通信网络收费站1收费站2收费站n…图5.13ETC系统组成1．收费管理系统收费管理系统是整个收费管理系统的控制和监视中心。各收费分中心的运作都要通过收费管理系统来完成2．收费分中心系统3．通信网络4．收费站第5章物联网的规划与设计第5章物联网的规划与设计5.4.2ETC系统硬件1．车辆检测器的设计2．地感线圈的工作原理3.车道控制系统上位机单色LED屏FlashMSP430ARM车道栏杆声光报警CC1100整形垂直极化平板天线LC震荡地感线圈读/写型电子标签第5章物联网的规划与设计5．5智慧城市物联网应用支撑平台规划5.5.1系统架构、技术特色及应用1．系统架构2．技术特色3．应用范围第5章物联网的规划与设计5.5.2整体方案的规划1．方案规划原则2．整体系统架构设计3．整体应用布局4．相关方案设计内容5．运营维护系统6．评估体系7．面向未来的发展目标本章小结本章简要介绍了设计物联网的框架结构，物联网的服务类型及属性，物联网设计原则与重要环节；阐述了物联网安全面临的主要问题和安全风险问题，以及M2M的系统架构、M2M运营体系、通信网络简要概述和应用；同时叙述了基于RFID技术的ETC系统的软件设计，系统的硬件设计，基于RFID的物联网业务体系架构设计；并将“智慧城市的物联网应用支撑平台的设计”作为设计模板，简要介绍了智慧城市的物联网应用系统的架构、技术特色及整体方案的规划设计。习题1．关键术语和概念简单接入多跳接入公众物联网专用物联网数据采集应用自动化控制应用定位型应用日常便利性应用信息物理融合系统无源CPS节点有源CPS节点互联网CPS节点多样性原则互联性原则数据感知系统对象名解析服务（ONS）对象名解析服务（ONS）SNMPQoS2．讨论与思考（1）简述物联网服务类型及专属性。（2）满足物联网设计的基本条件和基本原则有哪些？（3）阐述物联网设计的6条基本原则。（4）简要叙述M2M运营体系的主要功能。（5）ETC系统设计中的硬件主要设备。（6）运用所学知识，将某智慧城市整体方案做出简要规划。