Welche Technologien sind auf der Sensorseite enthalten?

Die Technologie auf der Sensorseite umfasst: 1. Sensortechnologie, die Menschen bei der vollständigen automatischen Erkennung und Steuerung von Gegenständen unterstützen kann. 2. Radiofrequenz-Identifikationstechnologie, die durch das Prinzip der elektromagnetischen Kopplung relevante Informationen über Gegenstände erhalten kann, ohne sie zu berühren das Objekt; 3. Zweidimensionale Codierungstechnologie; 5. ZigBee-Technologie;

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 10-System, Dell G3-Computer.

Zu den Schlüsseltechnologien der IoT-Wahrnehmungsschicht (Ende) gehören Sensortechnologie, Radiofrequenz-Identifikationstechnologie, QR-Code-Technologie, Bluetooth-Technologie und ZigBee-Technologie usw. Die Hauptfunktion der IoT-Wahrnehmungsschicht besteht darin, die Statusinformationen der externen Umgebung oder der Gegenstände zu sammeln und zu erfassen. Bei der Erfassung und Erfassung der entsprechenden Informationen wird zunächst die Funkfrequenz-Identifikationstechnologie verwendet, um die Gegenstände zu identifizieren und sie dann hochgradig zu erfassen Integrierte Mikrosensoren, die an den Gegenständen installiert sind, ermöglichen eine Echtzeitüberwachung und automatische Verwaltung der Gegenstände. Informationen über die Umgebung, in der sich die Gegenstände befinden, und Informationen über den Status der Gegenstände. Die Realisierung dieser Funktion ist ohne die Koordination und Zusammenarbeit verschiedener Technologien nicht zu erreichen.

Sensortechnologie

Das Internet der Dinge kann seine Sensorfunktion ohne Sensoren nicht realisieren. Die wichtigste Aufgabe von Sensoren besteht darin, Menschen bei der vollständigen automatischen Erkennung und Steuerung von Gegenständen zu unterstützen. Derzeit sind sensorbezogene Technologien relativ ausgereift und werden in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in der geologischen Erkundung, der Luft- und Raumfahrtforschung, der medizinischen Diagnose, der Warenqualitätsprüfung, der Verkehrssicherheit, dem Schutz kultureller Relikte, dem Maschinenbau usw. Als Erkennungsgerät erfasst der Sensor zunächst externe Informationen, wandelt diese Informationen dann mithilfe spezifischer Regeln in elektrische Signale um und überträgt sie schließlich über das Sensornetzwerk an den Computer zur Analyse und Nutzung durch Menschen oder künstliche Intelligenz.

　Die physikalische Zusammensetzung des Sensors besteht aus drei Teilen: empfindlichem Element, Umwandlungselement und elektronischer Schaltung. Empfindliche Komponenten können die entsprechenden Elemente direkt erfassen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, andere Formen von Datensignalen in elektrische Signale umzuwandeln. Elektronische Schaltkreise können Signale anpassen und elektrische Signale in Signale umwandeln von Menschen und Computern genutzt werden.

Radiofrequenz-Identifikationstechnologie

　 Die Radiofrequenz-Identifikation wird als RFID bezeichnet. Diese Technologie ist eine der drahtlosen automatischen Identifikationstechnologien und wird auch als elektronische Tag-Technologie bezeichnet. Mit dieser Technologie können durch das Prinzip der elektromagnetischen Kopplung Informationen über Gegenstände gewonnen werden, ohne den Gegenstand zu berühren.

　Die Wahrnehmungsschicht im Internet der Dinge erfordert normalerweise die Einrichtung eines Radiofrequenz-Identifikationssystems. Das Identifikationssystem besteht aus drei Teilen: elektronischen Tags, Lese- und Schreibgeräten und Zwischeninformationssystemen. Dabei werden elektronische Tags im Allgemeinen auf der Oberfläche von Artikeln angebracht oder in die innere Schicht von Artikeln eingebettet. Die grundlegenden Informationen der Artikel werden in den Tags gespeichert, um die Identifizierung durch IoT-Geräte zu erleichtern die relevanten Informationen in den elektronischen Tags. Die zweite besteht darin, die Informationen der im elektronischen Tag zu identifizierenden Artikel zu ändern, und die dritte besteht darin, die erhaltenen Artikelinformationen zur Verarbeitung der zentralen Informationen zu übertragen Die Aufgabe des Systems besteht darin, die vom Lesegerät aus dem elektronischen Tag erfassten Informationen zu analysieren und zu verwalten.

QR-Code-Technologie

QR-Code (2-dimensionaler Barcode), auch bekannt als zweidimensionaler Barcode oder zweidimensionaler Barcode, ist eine Informationsidentifikationstechnologie. QR-Codes zeichnen Informationen durch Schwarz-Weiß-Grafiken auf, die nach bestimmten Regeln auf einer zweidimensionalen Ebene verteilt werden. Die Grafiken entsprechen den Binärzahlen im Computer zweidimensionale Codes Der Code wird zur Datenidentifizierung und -verarbeitung in den Computer eingegeben.

Es gibt zwei Arten von QR-Codes. Die erste Art sind gestapelte/linierte QR-Codes und die andere sind Matrix-QR-Codes. Es gibt Unterschiede in der Form zwischen gestapelten/linierten QR-Codes und Matrix-QR-Codes. Ersterer besteht aus gestapelten eindimensionalen Codes, während letzterer aus einer Matrix besteht. Obwohl sich die beiden in der Form unterscheiden, verwenden sie beide das gleiche Prinzip: Jeder QR-Code hat einen bestimmten Zeichensatz, mit „schwarzen Balken“ und „Leerzeichen“ entsprechender Breite, um unterschiedliche Zeichen zu ersetzen. Es gibt Prüfcodes und so weiter.

QR-Code hat viele Vorteile:

　Erstens ist die Codierungsdichte hoch und die Informationskapazität groß. Im Allgemeinen kann ein QR-Code theoretisch 1850 Großbuchstaben oder 2710 Zahlen aufnehmen. Bei der Konvertierung in Bytes kann es 1108 enthalten; bei der Konvertierung in chinesische Zeichen kann es mehr als 500 enthalten.

Zweitens ist der Codierungsbereich groß. Die Grundlage für die QR-Code-Kodierung können Fingerabdrücke, Bilder, Texte, Töne, Signaturen usw. sein. Der konkrete Vorgang besteht darin, diese Grundlagen zunächst zu digitalisieren und sie dann in Barcodes umzuwandeln. QR-Codes können nicht nur Textinformationen, sondern auch Bilddaten darstellen.

　Drittens verfügt es über eine starke Fehlertoleranz und Fehlerkorrekturfunktion. Der QR-Code ist teilweise mit Öl verunreinigt und wird unscharf; oder der QR-Code wird teilweise beschädigt, weil er von einem scharfen Gegenstand durchdrungen wurde. In diesen Extremfällen kann der QR-Code normal gelesen und verwendet werden. Mit anderen Worten: Solange der beschädigte Bereich des QR-Codes 50 % nicht überschreitet, können die ursprünglichen Informationen mit technischen Mitteln wiederhergestellt werden.

　Viertens ist die Decodierungszuverlässigkeit hoch. Die Fehlerrate von QR-Codes beträgt weniger als eins zu zehn Millionen und ist damit mehr als zehnmal niedriger als die Fehlerrate gewöhnlicher Barcodes.

　Fünftens hohe Sicherheit und gute Vertraulichkeit.

　Sechstens ist es einfach herzustellen, kostengünstig und langlebig.

　Siebentens können Sie den Maßstab nach Belieben verkleinern und vergrößern.

Achtens: Es kann mit einer Vielzahl von Geräten gelesen werden, z. B. fotoelektrischen Scannern, CCD-Geräten usw. Bequem, einfach zu bedienen und effizient.

Bluetooth-Technologie

Die Bluetooth-Technologie ist eine typische drahtlose Kommunikationstechnologie für kurze Entfernungen. Sie wird häufig in der Wahrnehmungsschicht des Internets der Dinge eingesetzt die Wahrnehmungsschicht des Internets der Dinge. Die Bluetooth-Technologie kann zwischen mobilen Geräten, festen Geräten oder festen und mobilen Geräten gekoppelt werden. Diese Technologie kombiniert Computertechnologie mit Kommunikationstechnologie, um das Problem der Informationsübertragung über kurze Entfernungen ohne Drähte oder Kabel zu lösen.

Bluetooth integriert eine Vielzahl fortschrittlicher Technologien wie Zeitmultiplexzugriff und Hochfrequenz-Segment-Hopping, mit denen sowohl ein Punkt-zu-Punkt- als auch ein Punkt-zu-Mehrpunkt-Informationsaustausch realisiert werden kann. Bluetooth ist hinsichtlich der technischen Standardisierung relativ ausgereift und es wurden relevante internationale Standards eingeführt. Beispielsweise übernimmt sein Übertragungsfrequenzband das international einheitliche Standard-2,4-GHz-Frequenzband. Darüber hinaus gibt es außerhalb dieses Frequenzbandes spezielle Frequenzbänder mit Abständen von 1 MHz. Wenn Bluetooth-Geräte unterschiedliche Leistungen verwenden, sind die Kommunikationsentfernungen unterschiedlich. Wenn die Leistung 0 dBm und 20 dBm beträgt, betragen die entsprechenden Kommunikationsentfernungen 10 m bzw. 100 m.

ZigBee-Technologie

ZigBee bezieht sich auf das IEEE802.15.4-Protokoll und ist ebenso wie die Bluetooth-Technologie eine drahtlose Kommunikationstechnologie mit kurzer Reichweite. Gemäß den relevanten Merkmalen dieser Technologie liegt sie zwischen der Bluetooth-Technologie und der Wireless-Tag-Technologie und ist daher nicht mit der Bluetooth-Technologie gleichwertig.

　ZigBee überträgt Informationen über eine kurze Distanz und mit geringem Stromverbrauch. Daher wird diese Kommunikationstechnologie mit geringem Stromverbrauch häufig zwischen einigen kleinen elektronischen Geräten im täglichen Leben verwendet. Wie bei der Bluetooth-Technologie beträgt auch das von ZigBee verwendete öffentliche drahtlose Frequenzband 2,4 GHz und es werden auch Frequenzsprung-, Gruppierungs- und andere Technologien verwendet. Allerdings verfügt ZigBee nur über drei nutzbare Frequenzbänder, nämlich 2,4 GHz (öffentliches drahtloses Frequenzband), 868 MHz (in Europa verwendetes Frequenzband) und 915 MHz (in den Vereinigten Staaten verwendetes Frequenzband). Die Grundrate von ZigBee beträgt 250 Kbit/s, was niedriger ist als die Rate von Bluetooth, aber kostengünstiger und einfacher als Bluetooth. Die Geschwindigkeit von ZigBee ist nicht direkt proportional zur Übertragungsentfernung. Wenn die Übertragungsentfernung auf 134 m erweitert wird, beträgt die Übertragungsrate jedoch nur 28 Kbit/s Rate. Anwendungssysteme mit ZigBee-Technologie können Hunderte von Netzwerkknoten verbinden, bis zu 254. Diese Eigenschaften bestimmen, dass die ZigBee-Technologie in bestimmten Bereichen, darunter Präzisionsinstrumente für Verbraucher, Unterhaltungselektronik, Heimautomation usw., eine bessere Leistung als die Bluetooth-Technologie erbringen kann. Allerdings kann ZigBee aufgrund seiner geringen Geschwindigkeit und geringen Kommunikationsreichweite nur die Übertragung von Datenverkehr über kurze Entfernungen und in kleinem Maßstab durchführen.

　ZigBee-Komponenten können in eine Vielzahl elektronischer Geräte eingebettet werden und können die Informationsübertragung über kurze Entfernungen und die automatisierte Steuerung dieser elektronischen Geräte realisieren. Im Einzelnen weist es die folgenden Eigenschaften auf:

① Große Netzwerkkapazität. Da ZigBee-Geräte mit 254 Netzwerkknoten verbunden werden können und jedes ZigBee-Netzwerk auf der Grundlage seiner eigenen Ausrüstung 255 Geräte gleichzeitig bedienen kann, unterstützen ZigBee-Netzwerke nicht nur Stern-, Cluster- und andere Netzwerkstrukturen, sondern auch andere komplexe Netzwerke. Netzwerkstruktur.

　②Niedrige Geschwindigkeit, Nahbereich. Seine Kommunikationsrate beträgt nur 10 Kbit/s und bis zu 250 Kbit/s und die Übertragungsreichweite liegt zwischen 10 m und 134 m. Wenn die HF-Übertragungsleistung zwischen benachbarten Knoten zunimmt, kann die Reichweite der Informationsübertragung bis zu etwa 3 km betragen. Bei Verwendung von Routing ist die Kommunikationsreichweite zwischen Knoten größer.

　③Geringe Kosten. Das Protokoll von ZigBee ist relativ einfach und hat nur einen Zehntel der Leistung von Bluetooth. Daher stellt ZigBee geringere Leistungsanforderungen an Kommunikationscontroller. Auf diese Weise kann die Datenberechnung durch die Verwendung nur eines 8-Bit-Mikrocontrollers erreicht werden. . Darüber hinaus beträgt der Knotencode der ZigBee-Unterfunktion nur 4 KB, und bei Verwendung des ZigBee-Protokolls müssen keine Patentgebühren gezahlt werden, sodass die Kosten niedrig sind.

　④Geringer Stromverbrauch. Das ZigBee-Netzwerk hat einen kurzen Arbeitszyklus und eine geringe Anzahl von Kommunikationszyklen. Mit diesem Netzwerk verbundene Geräte haben im Allgemeinen nur zwei Zustände, nämlich den Ruhezustand und den aktiven Zustand. Damit beispielsweise ein ZigBee-Gerät länger als ein halbes Jahr funktioniert, müssen Sie nur die Energie von zwei gewöhnlichen AA-Trockenbatterien verbrauchen.

　⑤Hohe Zuverlässigkeit. Das ZigBee-Netzwerk verfügt über einen Mechanismus zur Vermeidung von Informationskollisionen, der dedizierte Datenlücken reserviert, um Datenkonflikte und Kollisionen zu vermeiden und die Gesamtzuverlässigkeit des ZigBee-Netzwerks verbessert.

　⑥Kurze Verzögerung. Unter normalen Umständen beträgt der Verzögerungsbereich des ZigBee-Netzwerks 15 bis 30 ms, und einige Anwendungssoftware, die empfindlich auf Verzögerungen reagiert, kann innerhalb einer solchen Verzögerung normal funktionieren.

　⑦Hohe Sicherheit. Der Grund für die hohe Sicherheit des ZigBee-Übertragungsnetzwerks liegt darin, dass die Technologie einen dreistufigen Sicherheitsmodus verwendet. Der Sicherheitsmodus der ersten Ebene umfasst keine Sicherheitseinstellungen, der Sicherheitsmodus der zweiten Ebene ist ein Mechanismus zur Verhinderung von Datenlecks basierend auf einer Kontrollliste und der Sicherheitsmodus der dritten Ebene umfasst erweiterte symmetrische Passworteinstellungen, wie z. B. den AES-128-Verschlüsselungsalgorithmus . Um die Datenintegrität sicherzustellen, verfügt ZigBee auch über die Funktion, Daten zu identifizieren und zu überprüfen.

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