什么是物联网？
概念的提出 In computing, the Internet of Things refers to a network of objects, such as household appliances. It is often a self-configuring wireless network. The
标签（Tag）是由耦合元件、芯片及微型天线组成，每个标签内部存
有唯一的电子编码，附着在物体上，用来标识目标对象。标签进入RFID阅 读器扫描场以后，接收到阅读器发出的射频信号，凭借感应电流获得的能 量发送出存储在芯片中的电子编码（被动式标签），或者主动发送某一频 率的信号（主动式标签）。
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态电流仅500uA，而通信芯片在工作状态电流近20mA。 •低功耗的通信芯片在发送状态和接收状态时消耗的能 量差别不大 ，这意味着只要通信芯片开着，都在消耗 差不多的能量
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2.3 RFID技术分析：阅读器
阅读器是RFID系统最重要也是最复杂的一个组件。因其工作模式一般是
主动向标签询问标识信息，所以有时又被称为询问器（Interrogator）。下 图显示不同类型的阅读器。阅读器可以通过标准网口、RS232串口或USB接 口同主机相连，通过天线同RFID标签通信。有时为了方便，阅读器和天线 以及智能终端设备会集成在一起形成可移动的手持式阅读器。
concept of the internet of things is attributed to the original Auto-ID Center, founded in 1999 and based at the time in MIT.
物联网实际是中国人的发明，整合了美国CPS(Cyber-Physical
常用传感器及其关键特性
设计需求回顾
•低成本与微型化 •低功耗 •灵活性与扩展性 •鲁棒性
无线传感器组成
•传感器 •微处理器 •无线通信芯片 •电池
3.5 硬件平台
微处理器
微处理器是无线传感节点中负责计算的核心 ，目前 的微处理器芯片同时也集成了内存、闪存、模数转 化器、数字IO等 ，这种深度集成的特征使得它们非
传感器
有许多传感器可供节点平台使用，使用哪种传感器往 往由具体的应用需求以及传感器本身的特点决定
需要根据处理器与传感器的交互方式：通过模拟信 号和通过数字信号，选择是否需要外部模数转 换器和额外的校准技术。
设计需求回顾
•低成本与微型化 •低功耗 •灵活性与扩展性 •鲁棒性
无线传感器组成
•传感器 •微处理器 •无线通信芯片 •电池
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2.3 RFID技术分析
RFID系统由五个组件构成，包括：传送器、接收器、微处理器、
天线、标签。传送器、接收器和微处理器通常都被封装在一起，又统称 为阅读器(Reader)，所以工业界经常将RFID系统分为为阅读器、天线和 标签三大组件，这三大组件一般都可由不同的生厂商生产。
Systems)、欧盟IoT（Internet of Things)和日本U-Japan等概念。是一个基
于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能被独立寻址的普通物理 对象实现互联互通的网络。普通对象设备化，自治终端互联化和普 适服务智能化是其三个重要特征。
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物联网的其他定义
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1.3 物联网的主要特点
感知识别普适化
无所不在的感知和识别将传统上分离的物理世界和信息世界高度融合。
异构设备互联化
各种异构设备利用无线通信模块和协议自组成网，异构网络通过“网关”互 通互联。
联网终端规模化
物联网时代每一件物品均具通信功能成为网络终端，5-10年内联网终端规模 有望突破百亿。
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本章内容
3.1 传感器概述 3.2 传感器技术发展史 3.3 典型应用 3.4 设计需求
3.5 硬件平台
3.6 操作系统
结合设计需求可得出传感器节点硬件平台的基本特征
3.5 硬件平台
供能装置
•采用电池供电，使得节点容易部署。但由于电压、 环境等变化，电池容量并不能被完全利用。
•可再生能量，如太阳能。可再生能源存储能量有两种
方式：充电电池，自放电较少，电能利用会比较高，
设计需求回顾
•低成本与微型化 •低功耗 •灵活性与扩展性 •鲁棒性
无线传感器组成
•传感器 •微处理器 •无线通信芯片 •电池
但充电的效率较低，且充电次数有限； 超电容，充
电效率高，充电次数可达100万次，且不易受温度， 振动等因素的影响。
3.5 硬件平台
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2.3 RFID技术分析：天线
天线同阅读器相连，用于在标签和阅读器之间传递射频信号。阅读器可
以连接一个或多个天线，但每次使用时只能激活一个天线。RFID系统的工 作频率从低频到微波，这使得天线与标签芯片之间的匹配问题变得很复杂。
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2.3 RFID技术分析：标签
1.3 物联网的主要特点（续）
管理调控智能化
物联网高效可靠组织大规模数据，与此同时，运筹学，机器学习，数据挖掘， 专家系统等决策手段将广泛应用于各行各业。
应用服务链条化
以工业生产为例，物联网技术覆盖从原材料引进，生产调度，节能减排，仓 储物流到产品销售，售后服务等各个环节。
经济发展跨越化
物联网技术有望成为从劳动密集型向知识密集型，从资源浪费型向环境友好 型国民经济发展过程中的重要动力。
设计需求回顾
•低成本与微型化 •低功耗 •灵活性与扩展性 •鲁棒性
无线传感器组成
•传感器 •微处理器 •无线通信芯片 •电池
3.5 硬件平台
通信芯片
•通信芯片是无线传感节点中重要的组成部分 ，在一个
无线传感节点的能量消耗中，通信芯片通常消耗能 量最多 ，在目前常用的TelosB节点上，CPU在工作状
常适合在无线传感器网络中使用。
设计需求回顾
•低成本与微型化 •低功耗 •灵活性与扩展性 •鲁棒性
无线传感器组成
•传感器微处理器关键性能包括功耗
特性，唤醒时间（在睡眠/工作状态间快速切换），
供电电压（长时间工作），运算速度和内存大小
常用微处理器及其关键特性