物联网无线传感网嵌入式技术师资培训课件PPT文档格式.ppt

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不再只是指基于不再只是指基于RFIDRFID技术的物联网。

技术的物联网。

2009200911月月2828日日IBMIBM：

互联网物联网智慧地球：

互联网物联网智慧地球20020099199119916MITMIT的的KevinAsh-tonKevinAsh-ton教授首次提出物联网的概念。

教授首次提出物联网的概念。

20092009年年88月温家宝总理提出月温家宝总理提出“感知中国感知中国”以来以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。

物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。

物物联联网概念网概念发发展展历历程程“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。

其定义是：

通过射频识别（RFID）、无线传感器网络、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，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。

7物物联网概念网概念发展展历程程中科院在1999年就提出来了物联网相关计划。

不过当时不叫“物联网”而叫传感网。

2010年全国高等院校物联网专业学科建设研讨会，物联网专业作为一个全新学科，受到各高校的高度重视。

8物物联网概述网概述物联网概念发展历程物联网体系结构物联网应用9物物联网体系网体系结构构上层：

互联网络物物网的信息存储物物网的信息决策中层：

泛在接入物物网的信息传输底层：

物物网络智能嵌入式设备感知、标识、通信协同、互动10物物联网体系网体系结构构网络技术3G网络、无线传感网络、移动网络、局域网传感器技术物理信号转化成电信号，检测、控制RFID技术RadioFrequencyIdentification单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID数据库技术云计算移动计算11物物联网概述网概述物联网概念发展历程物联网体系结构物联网应用12物物联网网应用用物流、零售、自动服务物流、零售、自动服务生产、安全、防灾、水电油气生产、安全、防灾、水电油气污染检测、报警污染检测、报警设备、临床、辅助诊断、病程设备、临床、辅助诊断、病程险情、油井、运输、管线险情、油井、运输、管线联动、消防栓、定位、调度联动、消防栓、定位、调度照明、信号、应急、灾害、识别照明、信号、应急、灾害、识别大地勘测、森林、地震、海洋大地勘测、森林、地震、海洋交易、订单、跟踪、识别交易、订单、跟踪、识别物联网物联网管理平台管理平台移动移动POSPOS金融金融供应链供应链智能运输智能运输工业自动化工业自动化智能建筑智能建筑消防消防公共安全公共安全环境保护环境保护气象气象数字化医疗数字化医疗遥感勘测遥感勘测军事军事农业农业林业林业水务水务电力电力煤炭煤炭石化石化设备、安全、节能设备、安全、节能防火、勘察、报警防火、勘察、报警水质、水量、污染、安全水质、水量、污染、安全物联网智能温室物联网智能温室抄表、监控、节能抄表、监控、节能侦查、监控、定位、评估侦查、监控、定位、评估降水、防洪、远程设备降水、防洪、远程设备瓦斯、救灾定位瓦斯、救灾定位库存、车队、监控、导航、识别、货物库存、车队、监控、导航、识别、货物电子支付、实时信息电子支付、实时信息13迎接物迎接物联联网网时时代代物联网概述无线传感器网络技术14无无线传感器网感器网络技技术无线传感器网络技术概述无线传感器网络结构无线网络对比ZigBee无线传感器网络ZigBee无线传感器网络典型应用15无无线传感器网感器网络技技术无线传感器网络技术概述无线传感器网络结构无线网络对比ZigBee无线传感器网络ZigBee无线传感器网络典型应用16无无线传感器网感器网络概述概述早期的物联网研究主要针对RFID。

随着人们对物联网的认识的发展，无线传感器网络成为了一个重要分支。

电系统、片上系统（SOC）、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展,孕育出无线传感器网络（WSN,WirelessSensorNetworks）。

无线传感器网络应该具备：

低功耗、低成本、分布式和自组织的特点。

17无无线传线传感器网感器网络络概述概述无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。

18无无线传感器网感器网络技技术与与应用用无线传感器网络技术概述无线传感器网络结构无线网络对比ZigBee无线传感器网络ZigBee无线传感器网络典型应用19无无线传感器网感器网络的的结构构20无无线传感器网感器网络技技术与与应用用无线传感器网络技术概述无线传感器网络结构无线网络对比ZigBee无线传感器网络ZigBee无线传感器网络典型应用21无无线线网网络对络对比比BluetoothWiFiZigBee22Bluetooth单个设备覆盖范围2-10m数据传输速率1-3Mbps协议复杂、庞大不适用于低成本、低功耗的应用23WiFi24单个设备覆盖范围30m100m数据传输速率111Mbps主要应用于手机、PC机、平板电脑等设备联入互联网5GWi-Fi（802.11ac）（使用博通5G芯片的有苹果手机iphone5、三星手机GALAXYS4、HTCone、腾达11ac千兆无线路由器）传输速度最高提升到了1Gbps，每秒可以传输约125MB的内容。

ZigBee工作频段灵活对MCU的资源要求较低安全、可靠的数据传输功耗低网络结构灵活25无无线传感器网感器网络技技术与与应用用无线传感器网络技术概述无线传感器网络结构无线网络对比ZigBee无线传感器网络ZigBee无线传感器网络典型应用26ZigBee无无线传线传感器网感器网络络ZigBee网络概述ZigBee解决方案ZigBee芯片CC2530特点27ZigBee无无线传线传感器网感器网络络ZigBee网络概述ZigBee解决方案ZigBee芯片CC2530特点28ZigBee网网络络概述概述ZigBee名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

ZigBee技术有自己的无线电标准，众多微小的传感器之间相互协调实现网络通信。

这些传感器只需要很低的功耗，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，因此它们的通信效率非常高。

29ZigBee网网络络概述概述ZigBee的基础是IEEE802.15.4，这是IEEE无线个人区域网（PAN）工作组的一项标准，被称作IEEE802.15.4（ZigBee）技术标准。

ZigBee不仅只是IEEE802.15.4的名字。

IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，而ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化，还开发了安全层。

30ZigBee网网络络概述（概述（ZigBee标标准）准）2001年8月，ZigBeeAlliance成立。

2004年,ZigBeeV1.0诞生。

它是zigbee的第一个规范.但由于推出仓促，存在一些错误。

2006年，推出ZigBee2006，比较完善；

2007年底，ZigBeePRO推出；

2009年3月，zigbeeRF4CE推出，具备更强的灵活性和远程控制能力；

2009年开始，zigbee采用了IETF（InternetEngineeringTaskForce）的IPv66Lowpan标准作为新一代智能电网SmartEnergy（SEP2.0）的标准，致力于形成全球统一的易于与互联网集成的网络，实现端到端的网络通信。

随着美国及全球智能电网的大规模建设和应用，物联网感知层技术标准将逐渐由zigbee技术向IPv66Lowpan标准过渡。

31ZigBee无无线传线传感器网感器网络络ZigBee网络概述ZigBee解决方案ZigBee芯片CC2530特点32ZigBee解决方案解决方案组合式解决方案（普通单片机+ZigBee无线模组，如ATmega16+NRF2401）集成式解决方案（CC2430、CC2530片上系统）33ZigBee无无线传线传感器网感器网络络ZigBee网络概述ZigBee解决方案ZigBee芯片CC2530特点34ZigBee芯片芯片CC2530简简介介CC2530是TI公司推出的用来实现嵌入式ZigBee应用的低功耗片上系统。

在单个芯片上整合了ZigBee射频（RF）前端、内存和微控制器。

8位MCU（增强型、标准8051指令集）。

256KBFlash和8KB的RAM，内部16MHzRC和32kHzRC振荡器。

8路12位ADC；

18个中断源；

4个Timer；

硬件支持的AES128；

WDT（1.9ms-1s）；

32kHz晶振的休眠模式定时器、POR（上电复位）、BOD（掉电检测），以及21个通用I/O。

35无无线传感器网感器网络技技术与与应用用无线传感器网络技术概述无线传感器网络结构无线传感器网络种类ZigBee无线传感器网络ZigBee无线传感器网络典型应用36物联网智能温室系统嵌入式网关界面ZigBee无无线传感器网感器网络典型典型应用用37ZigBee无无线传感器网感器网络典型典型应用用网关系统传感器网络温湿度监测光照度监测安防监测控制风扇促进光合作用控制空气温湿度视频监测局域网/GPRS远程访问控制控制参数设定及浏览显示实时数据和历史数据3839CC2530概述40CC2530概述概述CC2530硬件资源概述培训相关硬件培训相关软件CC2530IO端口概述41CC2530概述概述CC2530硬件资源概述培训相关硬件培训相关软件CC2530IO端口概述42CC2530硬件硬件资资源概述源概述43CC2530概述概述CC2530硬件资源概述培训相关硬件培训相关软件CC2530IO端口概述44培培训相关硬件相关硬件ZigBee节点控制节点主板串口45培培训相关硬件相关硬件ZigBee节点控制节点主板串口46ZigBee节点点不带传感器的ZigBee节点47ZigBee节点点主板（扩展板）上各接口说明48ZigBee节点点光照度传感器节点49ZigBee节节点点温湿度（SHT10）传感器节点50ZigBee节节点点热释电人体红外传感器节点51培培训相关硬件相关硬件ZigBee节点控制节点主板串口52控制控制节点（点（执行器）行器）用途：

控制大功率设备。

控制板主要完成继电器的控制工作。

控制板上共有四个继电器，每个继电器都有一个电压输出指示灯（AU、AD、BU、BD）与之对应。

53控制控制节点点控制节点实物如图所示54当控制节点上4个绿色的LED中的某个亮起，表示对应的继电器吸合。

培培训相关硬件相关硬件说明明ZigBee节点控制节点主板串口55主板串口主板串口56使用串口是需注意将图示串口通断开关拨至ON端CC2530概述概述CC2530硬件资源概述培训相关硬件培训相关软件CC2530IO端口概述57CC2530概述概述IAR8.10:

用来编写、调试、下载CC2530的程序。

LSCOMM:

用来观察CC2530串口输出的信息。

ZigBee调试助手:

用来观察ZigBee网络的拓