1、北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程第十章第十章物联网领域应用经典案例物联网领域应用经典案例物联网领域应用的典型案例第1页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程美国未来学家美国未来学家托尔勒托尔勒说过：谁掌握了信息，谁控制了网说过：谁掌握了信息，谁控制了网络，谁就将拥有整个世界。络，谁就将拥有整个世界。物联网技术集信息与网络之大成，使得我们能够在任何物联网技术集信息与网络之大成，使得我们能够在任何时间和地点看到整个世界。时间和地点看到整个世界。不论任何技术，不论任何技术，应用应用是决定
2、其成败关键。物联网丰富内是决定其成败关键。物联网丰富内涵正催生出非常多外延应用。物联网应用以涵正催生出非常多外延应用。物联网应用以“物物”或者物理或者物理世界为中心，涵盖很多领域，含有多样化、规模化和行业世界为中心，涵盖很多领域，含有多样化、规模化和行业化特点。化特点。物联网领域应用的典型案例第2页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程物联网领域应用的典型案例第3页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程10.1.1信息采集技术信息采集技术侵入式交通信息采集侵入式交通信息采集电感线圈电感线
3、圈气电管气电管压电薄膜交通传感器压电薄膜交通传感器移动称重传感器移动称重传感器磁力检测传感器磁力检测传感器物联网领域应用的典型案例第4页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程非侵入式交通信息采集非侵入式交通信息采集微波雷达微波雷达红外线车辆检测传感器红外线车辆检测传感器视频图像车辆检测传感器视频图像车辆检测传感器超声波车辆检测传感器超声波车辆检测传感器车辆自动识别车辆自动识别RFID系统系统物联网领域应用的典型案例第5页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程用于车辆检测微波雷达传感器安装
4、示意图 物联网领域应用的典型案例第6页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程主动红外线检测安装示意图物联网领域应用的典型案例第7页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程交通信息采集新技术交通信息采集新技术 全球定位系统全球定位系统(GPS)激光传感器激光传感器移动电话移动电话物联网领域应用的典型案例第8页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程基于GPS交通参数信息采集系统结构物联网领域应用的典型案例第9页北京大学出版社北京大学出版社P
5、EKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程10.1.2网络传输技术网络传输技术(1)移动通信移动通信物联网领域应用的典型案例第10页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程(2)卫星传输卫星传输物联网领域应用的典型案例第11页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程(3)因特网传输因特网传输物联网领域应用的典型案例第12页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程(4)光纤网络光纤网络物联网领域应用的典型案例第13页北京大
6、学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程在智能交通系统中几个主流短距离无线通信技术包含在智能交通系统中几个主流短距离无线通信技术包含WPAN技术、技术、WirelessUSB技术、技术、IEEE802.15.4/ZigBee、RFID技术。技术。(5)短距离无线网络短距离无线网络物联网领域应用的典型案例第14页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程基于ZigBee技术路段网络结构示意图物联网领域应用的典型案例第15页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网
7、技术案例教程电子不停车收费系统网络架构物联网领域应用的典型案例第16页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程10.1.3监测疲劳驾驶体域网案例监测疲劳驾驶体域网案例据统计在特大交通伤亡事故中，据统计在特大交通伤亡事故中，疲劳驾驶疲劳驾驶原因占很大百分原因占很大百分比。比。疲劳驾驶不但会影响司机视觉、反应和判断能力，而且影疲劳驾驶不但会影响司机视觉、反应和判断能力，而且影响司机警觉性和对问题处理能力。尤其是因为疲劳而产生响司机警觉性和对问题处理能力。尤其是因为疲劳而产生短暂短暂“微睡眠微睡眠”期增多，是交通事故发生主要诱因。期增多，是交通事故
8、发生主要诱因。采取布置在驾驶员身上采取布置在驾驶员身上体域网体域网，能够有效监测驾驶员生理，能够有效监测驾驶员生理状态。状态。物联网领域应用的典型案例第17页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程可穿戴式体域网组成示例物联网领域应用的典型案例第18页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程头戴式脑电图系统结构头戴式脑电图系统结构头戴式脑电图系统供电装置头戴式脑电图系统供电装置头戴式无线脑电图监测系统物联网领域应用的典型案例第19页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSIT
9、Y PRESS物联网技术案例教程物联网领域应用的典型案例第20页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程物联网技术能实时提供物联网技术能实时提供地面信息地面信息（空气温湿度、风速风向、（空气温湿度、风速风向、光照参数、光照参数、CO2浓度）、浓度）、土壤信息土壤信息（土壤温湿度、张力、墒情）、（土壤温湿度、张力、墒情）、营养信息（营养信息（pH、EC值、离子浓度）、值、离子浓度）、有害物有害物监测与报警（动物监测与报警（动物疾病和植物病虫害）、疾病和植物病虫害）、生长信息生长信息（植物生理生态信息、动物健康（植物生理生态信息、动物健康监测）等
10、，帮助农民及时发觉问题，并准确地确定发生问题位置，监测）等，帮助农民及时发觉问题，并准确地确定发生问题位置，实现无处不在数字农业。实现无处不在数字农业。物联网领域应用的典型案例第21页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程10.2.1Kopro精准农业系统精准农业系统物联网领域应用的典型案例第22页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程 Crossbow企业推出了专门为精准农业设计Ko pro专业套件。Ko pro是为作物测量、微气候研究和环境监测而设计农业环境无线测量系统，代表了用于精
11、准农业监测前沿技术，经过网页浏览器为客户提供农作物健康状态和生长情况实时数据。物联网领域应用的典型案例第23页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程Ko pro系统组成示意图物联网领域应用的典型案例第24页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程Ko pro 系统布署和使用物联网领域应用的典型案例第25页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程10.2.2农产品安全生产与物流配送农产品安全生产与物流配送物联网领域应用的典型案例第26页北京
12、大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程 集成集成RFID、GIS、GPS和传感器网络为一体和传感器网络为一体农产品安全农产品安全生产与物流配送系统生产与物流配送系统，含有实时跟踪和监控功效。，含有实时跟踪和监控功效。RFID作为一个非接触式自动识别技术，含有识别快速准作为一个非接触式自动识别技术，含有识别快速准确、重复性好、穿透性强和数据容量大等优点，适合用于农确、重复性好、穿透性强和数据容量大等优点，适合用于农产品物流领域不一样步骤对农产品信息监控，为构建农产品产品物流领域不一样步骤对农产品信息监控，为构建农产品生产管理和质量追溯体系提供了良
13、好技术方法。生产管理和质量追溯体系提供了良好技术方法。物联网领域应用的典型案例第27页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程农产品物流过程品质动态监测和跟踪示例物联网领域应用的典型案例第28页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程10.2.3菊花生产基地应用案例菊花生产基地应用案例物联网领域应用的典型案例第29页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程温室控制与管理系统组成物联网领域应用的典型案例第30页北京大学出版社北京大学出版社PE
14、KING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程“温室娃娃”系统及其从属设备物联网领域应用的典型案例第31页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程网络系统监控管理平台物联网领域应用的典型案例第32页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程物联网领域应用的典型案例第33页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程10.3.1常见地面战场微型传感器常见地面战场微型传感器物联网领域应用的典型案例第34页北京大学出版社北京大学出版社PE
15、KING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程地面侦察设备通常包含战场监视雷达、地面传感器和电子地面侦察设备通常包含战场监视雷达、地面传感器和电子侦察设备等。在陆军地面侦察设备系统中，地面传感器能侦察设备等。在陆军地面侦察设备系统中，地面传感器能够充当当代战场隐形侦察兵。够充当当代战场隐形侦察兵。所所谓谓地面传感器地面传感器，顾名思议就是一个专门植于地面，经过，顾名思议就是一个专门植于地面，经过对地面目标所引发电磁、声、微震动和红外辐射等物理量对地面目标所引发电磁、声、微震动和红外辐射等物理量改变进行探测，并转化成电信号后对目标进行侦察与识别改变进行探测，并转化成电信号后对目标进
16、行侦察与识别探测设备探测设备。物联网领域应用的典型案例第35页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程1、震动传感器、震动传感器震动传感器类似于统计地震和原子弹爆炸震波地震仪，这种传震动传感器类似于统计地震和原子弹爆炸震波地震仪，这种传感器在侦察目标时，主要是经过装置震动探头感器在侦察目标时，主要是经过装置震动探头(也叫也叫拾震器拾震器)来捕来捕捉人员或车辆活动造成地面震动信号。捉人员或车辆活动造成地面震动信号。当前电子市场上常见震动传感器产品及型号包含：美国当前电子市场上常见震动传感器产品及型号包含：美国ADI企企业业ADXL系列加速度传感
17、器系列加速度传感器(单轴向、双轴向、三轴向单轴向、双轴向、三轴向)、飞思卡、飞思卡尔企业尔企业MMA62xxQ系列系列MEMS加速度传感器等。加速度传感器等。物联网领域应用的典型案例第36页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程2、声响传感器、声响传感器声响传感器是一个经过对声源目标发出声响信号进行接收、声响传感器是一个经过对声源目标发出声响信号进行接收、处理后，实现对声源目标进行侦察装置。实际上声响传感器探处理后，实现对声源目标进行侦察装置。实际上声响传感器探测器就相当于我们生活中测器就相当于我们生活中“话筒话筒”。声响传感器最大优点是分
18、辨。声响传感器最大优点是分辨力强，它能判别目标性质。力强，它能判别目标性质。物联网领域应用的典型案例第37页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程3、磁性传感器、磁性传感器磁性传感器探测器为磁性探头，磁性探头工作时在周围形成一磁性传感器探测器为磁性探头，磁性探头工作时在周围形成一个静磁场。当个静磁场。当铁磁金属铁磁金属制成物体，如步枪、车辆等进入这个静磁场制成物体，如步枪、车辆等进入这个静磁场时，就会感应产生一个新磁场，干扰了原来地球静磁场，因为目标时，就会感应产生一个新磁场，干扰了原来地球静磁场，因为目标运动改变所产生干扰使磁场发生改变，
19、产生电信号，实现对携带武运动改变所产生干扰使磁场发生改变，产生电信号，实现对携带武器人员和运动车辆探测。器人员和运动车辆探测。物联网领域应用的典型案例第38页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程4、红外传感器、红外传感器红外传感器是一个能够感应目标辐射红外传感器是一个能够感应目标辐射红外线红外线，并将其转，并将其转换成电信号后对目标进行探测和识别设备。这种传感器通常换成电信号后对目标进行探测和识别设备。这种传感器通常分为有源式和无源式两种。分为有源式和无源式两种。物联网领域应用的典型案例第39页北京大学出版社北京大学出版社PEKING U
20、NIVERSITY PRESS物联网技术案例教程5、压力传感器、压力传感器压力传感器探头通常是一根极细压力传感器探头通常是一根极细应变电缆应变电缆，使用时埋设，使用时埋设在目标可能经过路面下。当运动目标压过浅埋应变电缆时，在目标可能经过路面下。当运动目标压过浅埋应变电缆时，电缆因受挤压而变形，从而引发电阻发生改变，产生电信号电缆因受挤压而变形，从而引发电阻发生改变，产生电信号起到报警作用。起到报警作用。物联网领域应用的典型案例第40页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程6、超声波传感器、超声波传感器超声波传感器普通采取独立发射器和接收器，
21、发射器由高频超声波传感器普通采取独立发射器和接收器，发射器由高频信号信号(40-80kHz)来激励。经过测量发射一个超声波脉冲与接收反来激励。经过测量发射一个超声波脉冲与接收反射信号所用时间间隔，能够简单地预计出被测物体距离。射信号所用时间间隔，能够简单地预计出被测物体距离。物联网领域应用的典型案例第41页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程另外，当前正在发展中常见地面战场传感器还包含：另外，当前正在发展中常见地面战场传感器还包含：u智能传感器智能传感器。所谓智能传感器是指探测节点带有微处理机，因。所谓智能传感器是指探测节点带有微处理机，
22、因而兼有探测与信息处理能力。而兼有探测与信息处理能力。uCMOS图像传感器图像传感器。它利用光电器件光电转换功效，将光面上。它利用光电器件光电转换功效，将光面上所成像转换为与光对应电信号图像，用以观察战场上声像并存所成像转换为与光对应电信号图像，用以观察战场上声像并存敌方活动情况。敌方活动情况。u微量气体传感器微量气体传感器。这种传感器经过测量敌方车辆排出气体气味。这种传感器经过测量敌方车辆排出气体气味和含量浓度，来判断车辆种类和数量。和含量浓度，来判断车辆种类和数量。物联网领域应用的典型案例第42页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程1
23、0.3.2美军沙地直线项目案例美军沙地直线项目案例物联网领域应用的典型案例第43页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程 美国陆军于在俄亥俄州开发了“沙地直线”（A Line in the Sand）系统，这是一个用于战场探测传感器网络系统项目。沙地直线项目主要研究怎样将低成本传感器覆盖整个战场，取得精细战场信息。物联网领域应用的典型案例第44页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程项目背景沙地直线项目主要研究传感器网络在侦察沙地直线项目主要研究传感器网络在侦察入侵检测入侵检测方面应方面
24、应用，以及用，以及目标分类目标分类和和跟踪跟踪等问题。美军研制这种传感器网络系等问题。美军研制这种传感器网络系统，含有密集型、分布式特征。统，含有密集型、分布式特征。研制研制各种异构传感器节点各种异构传感器节点称为称为XSM节点，节点，采取了涣散连接传感器阵列，提供现地探测、评定、采取了涣散连接传感器阵列，提供现地探测、评定、数据压缩和发送信息功效，整个试验工作在佛罗里达州坦帕市数据压缩和发送信息功效，整个试验工作在佛罗里达州坦帕市MacDill空军基地完成。空军基地完成。物联网领域应用的典型案例第45页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教
25、程XSM节点实物图正面正面正面正面 后面后面后面后面 物联网领域应用的典型案例第46页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程研究人员考虑到对于入侵探测这种战场应用，传感器节点研究人员考虑到对于入侵探测这种战场应用，传感器节点必须承受必须承受恶劣环境恶劣环境，如风、雨、雪、洪水、酷热、严寒和复杂，如风、雨、雪、洪水、酷热、严寒和复杂地形等。地形等。经过对传感器节点进行封装，能够保护这些元件中精密电经过对传感器节点进行封装，能够保护这些元件中精密电子元器件。封装性能优劣也直接影响传感器探测和无线通信功子元器件。封装性能优劣也直接影响传感器探测和
26、无线通信功效。效。网络节点封装物联网领域应用的典型案例第47页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程XSM节点封装剖视图物联网领域应用的典型案例第48页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程密封形封装罩物联网领域应用的典型案例第49页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程曲棍球冲压罩剖视图物联网领域应用的典型案例第50页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程锥形罩剖视图物联网领域应
27、用的典型案例第51页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程沙地直线项目传感器网络部署物联网领域应用的典型案例第52页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程本章总结 经过经典领域案例分析，能够了解物联网应用细节。本章以物联网在当代交通、当代农业和军事领域为例，介绍了它们详细技术内容和系统应用情况，并分别以实际案例讲解了详细系统设计步骤。尽管人们从事物联网问题未必属于这三种领域，但仍含有参考借鉴价值，尤其是一些内容属于物联网应用前沿。经过本章内容学习，需要掌握类似物联网设计方法，能正确实施传感器选型，确定出合理网络传输方案。物联网领域应用的典型案例第53页北京大学出版社北京大学出版社PEKING UNIVERSITY PRESS物联网技术案例教程the end谢谢！物联网领域应用的典型案例第54页
