物联网网络层技术
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一、 专业信息
专业代码:610307
招生对象:普通高中毕业生、对口中职毕业生
学制与学历: 3年,专科学历
二、 培养目标
物联网工程技术专业培养德、智、体、美全面发展,具有良好职业道德和人文素养,系统掌握物联网工程专业知识和基本技能,掌握物联网编码国家标准初步知识,具有一定创新意识、创业能力和较强的工程实践能力,具备物联网工程新业务开发、物联网系统集成、设备选型、设备安装与调试、工程验收、硬件维修、软件维护升级、系统操作培训以及项目现场管理等技术和能力,能够在物联网设计与开发、生产、施工、售后等物联网产业链企业中从事物联网工程项目的规划、施工管理,物联网设备安装、调试和维护、物联网项目售后服务等工作的高素质技术技能人才。
三、 基本要求(素质要求、能力要求、知识结构要求)
面向智能工业、智能电网、数字医疗、智慧城市等物联网重点应用领域从事物联网系统集成、终端设备生产工艺实施与管理、物联网工程设计、调试与运行管理、中间件开发助理等工作。
(一) 知识结构
(1) 热爱祖国,拥护党的基本方针政策,接受思想素质、专业素质、文化素质和职业技能素质等方面的综合培养,成为有道德、有理想、有专业技能的复合型人才。
(2) 勤奋学习,刻苦钻研。掌握计算机科学基础理论和计算机系统的基础知识,具有扎实的专业基础。
(3) 掌握电子设计的基本理论和基本技能的培养与训练,熟练掌握原理图的绘制、印刷电路板的设计、电路板的装配、调试和维护。
(4) 掌握计算机网络理论与知识的系统学习和应用实践的训练,掌握物联网工程的集成设计、施工、安装调试、管理、维护与应用知识。
(5) 掌握硬件的基本理论的学习和基本技能技巧训练,具有一定的物联网应用综合开发能力,能胜任物联网系统的日常运行与维护工作。
(二) 能力结构 (1) 熟悉常用电工电子仪器仪表的性能及使用方法,掌握常用电子元器件的基本知识,并对电子设备具有一定的调校和维护能力。
物联网典型的四层架构分析
什么是物联网物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是TheInternetofthings。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。
这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
在现阶段,物联网是借助各种信息传感技术和信息传输和处理技术,使管理的对象(人或物)的状态能被感知、能被识别,而形成的局部应用网络;在不远的将来,物联网是将这些局部应用网络通过互联网和通信网连接在一起,形成的人与物、物与物相联系的一个巨大网络,是感知中国、感知地球的基础设施。
物联网组成部分1、传感器传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。
传感器在日常生活生产中很常见,它可以把一些物理量的变化变为电信号的变化。例如话筒和喇叭就是一对语音传感器。除日常会用到的传感器之外,传感器还有很多种类。这些传感器很少被用到,因而它们的价格很高,正是这个原因阻碍了物联网络的发展。传感器可以是声、光、压力、震动、速度、重量、密度、硬度、湿度、温度、图像、语音、电波、化学;或者是气体的流速、流量、气压、成分;或是液体的流速、流量、成分;或是固体的数量、重量、硬度等。
2、电子标签(ID)电子标签是上个世纪新发展起来的技术,已经获得了很多应用,例如超市用于标识商品的条形码。现有的电子标签有条形码、二维码、磁卡、接触式IC卡、
1 物联网网络构建层技术综述 摘 要:物联网可以看成是互联网的拓展,其核心就是:连接。物联网的网络层作为纽带连接着感知层和应用层,发挥着巨大作用。从本质上来看物联网的网络层就是综合现有的网络技术来完成更广泛的人与物、物与物的互联。 关键字:物联网 网络层 网络技术 1 概述 物联网网络层是在现有网络的基础上建立起来的,它与目前主流的移动通信网、国际互联网、企业内部网、各类专网等网络一样,主要承担着数据传输的功能。 网络层主要用于把感知层收集到的信息安全可靠地传输到信息处理层,然后根据不同的应用需求进行信息处理,实现对客观世界的有效感知及有效控制。物联网网络层将承担比现有网络更大的数据量和面临更高的服务质量要求,所以现有网络尚不能满足物联网的需求,这就意味着物联网需要对现有网络进行融合和扩展,利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。 物联网中连接终端感知网络与服务器的桥梁便是各类承载网络,物联网的承载网络包括互联网、移动通信网,以及无线低速网和无线宽带网等网络形式。本文将简要介绍这些基本的网络形式。 2 互联网 互联网,英文Internet,广义的因特网叫互联网,是以相互交流信息资源为目的,基于一些共同的协议,并通过许多路由器和公共互联网连接而成,它是一个信息资源和资源共享的集合。宏观来讲物联网可以认为是互联网应用的延伸和拓展,同时互联网亦是实现物联网中物于物之间更加全面的互通互联的最重要和最主要的途径。 互联网是一个很庞大的系统,包括物理层、数据链路层、传输层、网络层和应用层。其核心技术就是数据交换。网络接入方式分为有线接入和无线接入,数据交换分为电路交换、报文交换和分组交换。互联网的TCP\IP协议时网络层中的核心内容。为了让Internet适应物联网大数据量和多终端的要求,业界正在发展一系列新技术。互联网中用IP地址对节点进行标识,而目前的IPv4受制于资源空间耗竭,已经无法提供更多的IP地址,所以IPv6以其近乎无限的地址空间将在物联网中发挥重大作用。 3 移动通信网 移动通信就是移动体之间的通信,或移动体与固定体之间的通信。通过有线或无线介质将这些物体连接起来进行话音等服务的网络就是移动通信网。移动通
第二章、数据通信基础理论
数据通信是两个实体间的数据传输与交换。数据在传输时,需要对发送的原始信息进行编码和交换,使之成为适合在信道上传输的信号;在接收端通过反变换和译码还原原始信息。
电路交换缺点是建立电路过程需要时间太长,电路资源利用率不高;优点是传输时延小且时延固定,没有信息格式限制,是透明传输。
报文交换的缺点是传送信息的时延较长且时延不固定,对设备要求高,节点交换机要具有大容量存储、高速处理分析报文的能力;优点是电路利用率高,易于实现不同类型终端间通信,从而能平滑通信业务量的峰值。
分组交换有数据报和虚电路两种交换方式。
第三章、信道
信道的功能是讲载有信息的电磁信号从一段传送到另一端。
信道模型:
信源—编码器—调制器—发送滤波器—传输介质—接受滤波器—解调器—译码器—信宿
第四章、信源编码
信源编码的作用:第一,去除信源消息的冗余信息,降低数字信号的信息量,提高传输的有效性,也就是信源的压缩编码;第二,信源的模拟信号转换为离散信号,实现模拟信号的数字换。
抽样、量化、编码的过程称为数字化。
抽样及抽样定理
抽样是对模拟信号在时域上的离散化,即将一个时间连续、幅度也连续的信号转换成时间离散、幅度连续的信号。
低通抽样定理:对于一个频率范围在[0,fH]内的时间连续信号x(t),若以抽样频率fs>=2fH对其进行均匀抽样,则x(t)被xs(nTs)完全确定,或者说抽样信号xs(nTs)将无失真地恢复出x(t)。 Ts成为抽样周期或抽样间隔 Ts=1/fs,1/2fH为奈奎斯特间隔,2fH为奈奎斯特速率。
帯通抽样定理:
量化:利用预先规定的有限个有限个电平来表示模拟样值的过程。
脉冲编码调制(PCM):将离散信号xq(nTs)变为N位二进制数字信号,接收端收到二进制数字信号后经译码还原xq(nTs),再经过低通滤波器恢复原始的模拟信号,这个过程就是脉冲编码调制(PCM)。