物联网导论第4章 网络传输层技术(新版)

物联网传输层技术
1：引言
a：背景介绍：在物联网中，传输层技术起着关键的作用，它负责物联设备之间的数据传输和通信。

b：目的：本文档旨在介绍物联网传输层技术的各种方案和
应用。

2：传输层技术概述
a：传输层的定义和功能：传输层是物联网通信架构中的一
个关键组件，它负责在不同物联设备之间建立可靠的数据传输通道。

b：传输层的特点和要求：物联网传输层技术需要具备低延迟、高可靠性和灵活性等特性。

c：传输层的标准和协议：介绍物联网传输层常用的标准和
协议，如MQTT、CoAP等。

3：传输层技术方案
a：无线传输技术：介绍物联网中常用的无线传输技术，如Wi-Fi、蓝牙、LoRaWAN等。

b：有线传输技术：介绍物联网中常用的有线传输技术，如
以太网、RS485等。

c：混合传输技术：介绍物联网中常用的混合传输技术，如Zigbee + Wi-Fi。

4：传输层技术应用案例
a：智能家居系统：介绍物联网传输层技术在智能家居领域的应用案例。

b：工业自动化系统：介绍物联网传输层技术在工业自动化领域的应用案例。

c：基础设施监测系统：介绍物联网传输层技术在基础设施监测领域的应用案例。

5：总结
a：总结物联网传输层技术的特点和应用。

b：展望：对物联网传输层技术的未来发展进行展望，并提出建议。

附件：
- 附录A：传输层协议参数表
- 附录B：传输层技术应用示意图
法律名词及注释：
- 注解1: 物联网传输层技术的使用需遵守相关隐私保护法律。

- 注解2: 物联网传输层技术的商业化利用需符合法律法规。

《物联网技术导论》教案第一章：物联网概述1.1 物联网的定义与发展历程1.2 物联网的体系结构与关键技术1.3 物联网的应用领域与前景第二章：物联网感知技术2.1 传感器技术2.2 无线射频识别（RFID）技术2.3 二维码技术第三章：物联网传输技术3.1 无线通信技术3.2 互联网技术3.3 边缘计算技术第四章：物联网平台与中间件技术4.1 物联网平台概述4.2 物联网中间件技术4.3 物联网平台案例分析第五章：物联网安全与隐私保护5.1 物联网安全威胁与挑战5.2 物联网安全技术5.3 物联网隐私保护策略第六章：物联网协议与标准6.1 物联网协议栈6.2 常用物联网通信协议6.3 物联网标准化组织与规范第七章：物联网应用案例分析7.1 智能家居物联网应用7.2 智能交通物联网应用7.3 工业物联网应用第八章：物联网项目设计与实施8.1 物联网项目需求分析8.2 物联网系统设计与规划8.3 物联网项目实施与管理第九章：物联网产业与发展趋势9.1 物联网产业链分析9.2 物联网产业发展现状9.3 物联网未来发展趋势第十章：物联网技术在特定领域的应用10.1 医疗健康领域的物联网应用10.2 农业领域的物联网应用10.3 环境监测领域的物联网应用重点和难点解析一、物联网的定义与发展历程难点解析：物联网的定义涵盖了多种技术和应用领域，理解其核心思想需要对相关技术有一定了解。

物联网的发展历程反映了技术的不断演进和应用的扩展。

二、物联网感知技术难点解析：感知技术是物联网获取信息的基础，涉及多种传感器的原理和应用。

RFID和二维码技术在信息传递和识别方面有重要作用，但具体的工作原理和实施方式较为复杂。

三、物联网传输技术难点解析：物联网的传输技术涵盖了多种通信协议和网络技术，边缘计算技术对于降低延迟和提高效率有重要作用，但理解其工作原理需要深入的知识。

四、物联网平台与中间件技术难点解析：物联网平台是连接设备、数据和应用的关键，中间件技术对于平台的稳定运行至关重要。

物联网导论物联网导论
第一章：物联网概述
1.1 物联网的定义
1.2 物联网的发展历程
1.3 物联网的应用领域
1.4 物联网的技术特点
第二章：物联网架构与体系结构2.1 物联网架构的基本模型
2.2 传感器层
2.3 网络层
2.4 应用层
2.5 物联网平台
第三章：物联网通信技术
3.1 无线通信技术
3.2 嵌入式系统与物联网通信
3.3 云计算与物联网通信
第四章：物联网安全与隐私保护4.1 物联网安全威胁
4.2 物联网隐私保护技术
4.3 物联网安全标准与规范
第五章：物联网数据分析与应用5.1 物联网数据收集与处理
5.2 物联网数据分析技术
5.3 物联网应用案例
第六章：物联网标准与法律法规6.1 物联网标准化组织
6.2 物联网相关法律法规
6.3 物联网隐私保护法律法规第七章：物联网发展趋势与挑战
7.1 物联网发展趋势
7.2 物联网面临的挑战
7.3 物联网发展前景展望
附件：
附件一、物联网相关术语解释
附件二、物联网相关图表
法律名词及注释：
1：《信息安全技术个人信息安全规范》：指针对个人信息安全管理的规范性文件，以确保个人信息的合法、正当、安全的处理和使用。

2：《网络安全法》：指国家颁布的法律文件，旨在加强我国网络空间安全，保护网络安全和个人信息安全。

3：《数据隐私保护法》：指保护个人信息和数据隐私的相关法律法规，以确保在信息时代个人信息不被滥用和泄露。

第1章物联网概述本章讨论了物联网的起源与发展，核心技术，主要特点以及应用前景。

•物联网的基本概念，了解互联网/电信网是物联网的核心网络和信息载体。

•物联网的四层体系结构模型：感知识别层，网络构建层，管理服务层，综合应用层。

第2章自动识别技术与RFID本章对常见的自动识别方法和技术做了介绍，包括：光学符号识别技术、语音识别技术、生物计量识别技术、IC卡技术、条形码技术和RFID射频技术。

•本章重点讲述了RFID技术，包括RFID历史和现状、RFID技术剖析和RFID标签冲突问题。

••光学符号识别技术的基本概念，语音识别的流程，虹膜识别的特点，指纹的整体特征和局部特征。

•IC卡系统的构成及分类方法。

•条形码的分类，一维条形码的组成，条形码模块的概念；一维条形码的基本参数及工作原理，二维条形码与一维条形码的比较，常见的一维条形码和二维条形码编码。

•RFID的概念与现状。

•RFID系统的组成，RFID标签的优点和特点，RFID标签的存储方式及分类，RFID系统的常见频率及其优缺点。

•RFID标签冲突及防冲突算法的概念，防冲突算法分类，详细描述基于帧的分时隙的ALOHA协议，Q协议、随机二进制树协议和查询二叉树协议。

以上各种协议的优缺点。

第3章传感器技术本章介绍了传感器的基本概念和典型应用，讨论了传感器的设计需求和软硬件平台，以TinyOS为例简单介绍了节点操作系统，并介绍了无线传感网的相关知识。

•现代传感器的基本组成以及各部分的软硬件平台特点和需求。

•掌握制约传感器性能提升的瓶颈以及相应的设计需求（低成本与微型化，低功耗，灵活性与扩展性，鲁棒性）•了解节点操作系统的主要特点以及TinyOS/nesC编程的基本框架•了解无线传感网的组成、特点、核心技术、协议及应用第4章定位系统本章介绍了位置信息的基本概念，重点讨论了四种定位系统以及三种典型的定位技术，最后探讨了物联网对定位技术的新挑战。

•了解位置信息的三要素。

《物联网技术及应用》课程教学大纲课程名称：物联网技术及应用课程编码：暂不填写学分： 2.0 总学时：32理论学时： 32 实验学时： 0 上机学时： 0 实践学时：0开设实验（上机）项目总数 0 个，其中，必修（0）个，选修（0）个开课单位：物联网工程学院自动化系适用专业：自动化一、课程的性质、目的该课程是物联网学院自动化专业的专业选修课，旨在帮助学生对物联网有一个整体认识，掌握其体系结构和相关技术。

通过对自动识别技术与RFID、传感技术、定位系统、智能信息设备的学习，掌握感知识别层的基本知识；通过对无线宽带网、无限低速网、移动通信网的学习，掌握网络构建层的基本知识；通过对大数据与海量信息存储、数据库系统、物联网中的信息安全与隐私保护的学习，掌握管理服务层的基本知识；通过对智能交通、智能物流、智能建筑等系统的学习，了解物联网技术在多个领域中的应用；最后还应将物联网前沿状况介绍给学生。

在这个过程中强调掌握物联网涉及的基本概念和知识，提高自身对不断变化的物联网的适应能力。

二、课程培养目标1.立德树人通过课程学习了解物联网技术的发展历史以及其应用成果，明确科技进步和科技创新对国民经济的发展、国家军事力量的进步所发挥的作用，引领学生树立为中华民族伟大复兴的中国梦努力奋斗的信念。

通过介绍国家在物联网领域所取得的进步和发展，培养学生的民族自豪感和民族自信心。

通过介绍我国物联网领域的前沿发展，引导学生树立家国情怀、民族精神以及敢为人先、开拓创新、追究卓越的科学精神。

同时要意识到我国在一些领域与国外还存在较大差距，激发学生承担社会责任，以国家富强、民族复兴为己任，努力学习。

2.课程目标通过本课程的学习，学生所具备的素质、掌握的技能、知识和能力如下：课程目标1. 使学生了解一定的物联网相关技术。

掌握低频、高频、超高频和2.4G 有源RFID 读写器的原理及应用；了解低功耗WiFi、ZigBee、Bluetooth 4.0 BLE等多种无线传感网络。

物联网传输层技术⒈引言●背景介绍：物联网的快速发展和广泛应用带来了大量数据的传输需求，传输层技术成为保障数据可靠传输的重要环节。

●目的：本文档旨在详细介绍物联网传输层技术的相关知识和应用。

⒉传输层概述●定义：传输层是物联网通信协议栈中的一个层级，负责提供可靠的数据传输服务。

●功能：传输层主要包括数据分段、数据重组、流量控制和拥塞控制等功能。

⒊传输层协议●TCP协议：介绍TCP协议的特点、工作原理和应用场景。

●UDP协议：介绍UDP协议的特点、工作原理和应用场景。

●其他传输层协议：介绍其他常见的物联网传输层协议，如SCTP、DCCP等。

⒋物联网传输层技术●MQTT协议：介绍MQTT协议的特点、工作原理和应用场景。

●CoAP协议：介绍CoAP协议的特点、工作原理和应用场景。

●AMQP协议：介绍AMQP协议的特点、工作原理和应用场景。

⒌传输层技术应用案例●智能家居系统：介绍智能家居系统中传输层技术的应用案例。

●工业物联网：介绍工业物联网中传输层技术的应用案例。

●智慧城市：介绍智慧城市中传输层技术的应用案例。

⒍附件●附录A：传输层协议参考●附录B：传输层技术相关术语解释附加内容：⒈本文档涉及附件，请查看附件部分获取更多详细信息。

⒉本文所涉及的法律名词及注释：●物联网：指利用互联网、传感器等技术实现对物品的感知、感知信息的传递、信息的处理、智能化的终端的组织与管理的网络。

●传输层：在计算机网络体系结构中，位于网络层和应用层之间的一个层次，负责提供可靠的数据传输服务。

●TCP协议：传输控制协议，一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。

●UDP协议：用户数据报协议，一种无连接的、不可靠的传输层协议。

●MQTT协议：消息队列遥测传输协议，一种基于发布-订阅模式的、轻量级的、开放标准的物联网传输协议。

●CoAP协议：受限制应用协议，一种特殊设计用于物联网的应用层协议。

●AMQP协议：高级消息队列协议，一种用于消息中间件的开放标准的通信协议。

物联网传输层技术1.简介1.1 研究背景1.2 目的与目标1.3 文档范围2.物联网传输层技术概述2.1 物联网架构①边缘设备②网关③云平台2.2 传输层的作用①数据传输②数据安全2.3 传输层技术分类①传统传输协议②物联网专用传输协议3.传统传输协议3.1 TCP/IP协议① TCP协议② UDP协议3.2 HTTP协议3.3 MQTT协议3.4 CoAP协议4.物联网专用传输协议 4.1 RPL协议4.2 6LoWPAN协议4.3 Zigbee协议4.4 Z-Wave协议4.5 LWM2M协议5.传输层技术的应用案例 5.1 智能家居5.2 工业物联网5.3 智慧城市6.传输层技术的挑战与未来发展6.1 安全性挑战6.2 可扩展性挑战6.3 能耗优化挑战6.4 未来发展方向附件：1.附件1、物联网传输层协议比较表格2.附件2、物联网传输层技术市场报告法律名词及注释：1.物联网：指通过互联网将各种实物与云服务器相连接，实现信息共享、数据传输和远程控制等功能的一种技术。

2.传统传输协议：指已经存在并被广泛使用的网络传输协议，如TCP/IP、HTTP等。

3.物联网专用传输协议：指为物联网场景量身定制的传输协议，如MQTT、CoAP等。

4.TCP/IP协议：是一种基于分组交换网络的通信协议，由TCP 协议和IP协议组成。

5.UDP协议：是一种无连接、不可靠的传输协议，用于将数据从一台主机发送到另一台主机。

6.HTTP协议：是一种应用层协议，用于在Web浏览器和Web服务器之间传输超文本。

7.MQTT协议：是一种轻量级的发布订阅协议，常用于物联网领域的消息传输。

8.CoAP协议：是一种应用层协议，专门为受限环境中的物联网设备设计。

9.RPL协议：是一种路由协议，用于IPv6低功耗和有损网络中的节点路由。

10.6LoWPAN协议：是一种基于IPv6的网络通信协议，用于无线传感器网络中的设备连接。

11.Zigbee协议：是一种低功耗的无线通信协议，用于短距离的个人区域网络。

物联网传输层技术1-引言在物联网中，传输层技术起着连接和数据传输的重要作用。

本文档将详细介绍物联网传输层技术的概念、特点、协议以及应用案例。

2-物联网传输层技术概述2-1 定义和作用2-2 物联网传输层技术的特点2-3 传输层与其他网络层的关系3-传输层协议3-1 TCP/IP3-1-1 TCP协议3-1-2 UDP协议3-2 MQTT协议3-3 CoAP协议3-4 AMQP协议3-5 Websockets协议4-物联网传输层技术的应用4-1 基于TCP/IP的物联网传输层技术应用案例4-2 MQTT在物联网中的应用案例4-3 CoAP的应用案例4-4 AMQP在物联网中的应用案例4-5 Websockets的应用案例5-法律名词及注释5-1 数据隐私保护相关法律名词及注释5-2 信息安全相关法律名词及注释5-3 物联网相关法律名词及注释6-结论本文档详细介绍了物联网传输层技术的概念、特点、协议以及应用案例。

通过对传输层技术的研究和应用，可以更好地支持物联网的连接和数据传输需求。

附件：1-相关协议规范文件2-物联网传输层技术应用案例分析报告本文所涉及的法律名词及注释：1-GDPR：欧洲通用数据保护条例，旨在保护个人数据的隐私和安全。

2-CCPA：加州消费者隐私法案，旨在保护加州消费者的个人数据隐私权益。

3-CFAA：计算机欺诈和滥用法案，主要用于打击计算机系统的非法访问和滥用行为。

4-IoT Cybersecurity Improvement Act：物联网网络安全改进法案，要求联邦机构在采购物联网设备时考虑网络安全性能。

物联网传输层技术在当今科技飞速发展的时代，物联网已经逐渐融入我们的生活，从智能家居到智能交通，从工业自动化到医疗健康，物联网的应用无处不在。

而在物联网的架构中，传输层技术起着至关重要的作用，它就像是物联网的“血管”，负责将感知层采集到的数据准确、快速地传输到应用层进行处理和分析。

物联网传输层技术主要包括有线传输和无线传输两种方式。

有线传输技术，如以太网、光纤通信等，具有传输速度快、稳定性高的优点，但受到布线限制，灵活性较差。

相比之下，无线传输技术因其无需布线、部署灵活等特点，在物联网中得到了更为广泛的应用。

无线传输技术种类繁多，其中蓝牙、WiFi、Zigbee、LoRa 和NBIoT 等是较为常见的几种。

蓝牙技术大家都不陌生，我们的手机、耳机等设备常常会用到它。

蓝牙具有低功耗、短距离传输的特点，适用于一些小型设备之间的数据传输，比如智能手环与手机的连接。

WiFi 则是我们在家庭和办公环境中常见的无线连接方式。

它能够提供较高的数据传输速率，适用于对带宽要求较高的物联网设备，如智能摄像头、智能电视等。

Zigbee 技术具有低功耗、自组网等优点，适合于大规模的传感器网络，比如在智能家居中用于控制灯光、窗帘等设备。

LoRa 是一种长距离、低功耗的无线传输技术，它的传输距离可以达到数公里，适用于对覆盖范围要求较大的物联网应用，如智能农业中的环境监测。

NBIoT 则是基于蜂窝网络的窄带物联网技术，具有深度覆盖、低功耗、大连接等特性，在智能水表、智能燃气表等领域有着广泛的应用。

在实际应用中，选择合适的传输层技术需要综合考虑多个因素。

首先是传输距离的需求。

如果设备之间的距离较近，蓝牙或 WiFi 可能是较好的选择；如果需要覆盖较大的范围，LoRa 或 NBIoT 则更为合适。

其次是数据传输量和速率的要求。

对于需要传输大量数据或对传输速率要求较高的应用，如高清视频监控，WiFi 可能是首选；而对于只需要传输少量数据的传感器，低功耗的Zigbee 或LoRa 则更能满足需求。

物联网技术导论张飞舟杨东凯陈智物联网是将人与物、物与物联系起来从而提高人们生活水平，改善人类居住环境的一种新的网络。

本书从物联网的起源动身，全面介绍了物联网的进展状况，重点就全球电子产品编码〔EPC〕构成的物联网进行系统、深入的阐述，全书内容包括：物联网的概念、物联网的差不多构成、射频识别系统、物联网中间件、对象名称解析、实体标记语言、信息服务系统、物联网治理以及中国物联网建设。

本书内容深入浅出，理论联系实际，是读者了解物联网技术的理想读物。

读者对象：电子与通信、运算机、物流与供应链、系统工程等专业的高校师生，与物联网相关的技术人员、政府治理者和科普爱好者。

出版社：电子工业出版社出版日期：2020年6月ISBN：978-7-121-11789-1定价：29.00元本书详细信息前言与名目物联网技术导论前言物联网技术导论名目第1章物联网概述1.1 差不多概念1.1.1 物联网骤热的缘故1.1.2 什么是物联网1.1.3 物联网的本质1.1.4 物联网概念辨析1.2.1 物联网与互联网的不同1.2.2 物联网在信息化进展中的位置1.2.3 物联网的演进路径1.3 物联网与下一代网络1.3.1 物联网与CPS1.3.2 物联网与WSN1.4.1 物联网国外进展概况1.4.2 物联网国内进展情形1.4.3 物联网进展面临的问题1.4.4 物联网的以后1.5.1 物联网及其服务类型1.5.2 物联网的节点和互联类型1.5.3 物联网通用设计原那么1.6.1 物联网应用1.6.2 物联网应用进展1.6.3 物联网应用进展模式1.6.4 协同推进物联网业务进展1.6.5 物联网应用面临的挑战物联网技术导论前言前言"物联网"的概念最早显现于1995年，至今已有15年的时刻，然而当时并没有引起世人的关注。

自2020年显现金融危机之后，以美国为首的发达国家纷纷抛出新的高科技概念，期望通过新一轮的科技创新引领经济走出低谷。

物联网核心技术之传输层1、通信网通信网是一种使用交换设备，传输设备,将地理上分散用户终端设备互连起来实现通信和信息交换的系统。

通信最基本的形式是在点与点之间建立通信系统,但这不能称为通信网,只有将许多的通信系统(传输系统)通过交换系统按一定拓扑结构组合在一起才能称之为通信.也就是说,有了交换系统才能使某一地区内任意两个终端用户相互接续,才能组成通信网通信网由用户终端设备,交换设备和传输设备组成.交换设备间的传输设备称为中继线路(简称中继线),用户终端设备至交换设备的传输设备称为用户路线(简称用户线)。

2、3G网络3G是英文the 3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。

相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机(2G)，第三代手机（3G）一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。

3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。

为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的传输速度（此数值根据网络环境会发生变化)。

3 、GPRS网络这是是一种基于GSM 系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP 连接。

通俗的讲，GPRS 是一项高速数据处理的科技，方法是以“分组”的形式传送资料到用户手上。

虽然GPRS 是作为现有GSM 网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具有显著的优势。

4、广电网络种广电网通常是各地有线电视网络公司（台）负责运营的，通过HFC（光纤+同轴电缆混合网）网向用户提供宽带服务及电视服务网络，宽带可通过CableModem连接到计算机，理论到户最高速率38M，实际速度要视网络具体情况而定。