감지 측 기술에는 다음이 포함됩니다. 1. 사람들이 품목의 자동 감지 및 자동 제어를 완료하도록 도울 수 있는 센서 기술 2. 접촉하지 않고도 전자기 결합 원리를 통해 품목에 대한 관련 정보를 얻을 수 있는 무선 주파수 식별 기술 3. 2차원 코딩 기술 4. 블루투스 기술 등
이 튜토리얼의 운영 환경: Windows 10 시스템, Dell G3 컴퓨터.
IoT 인식 레이어(종말)의 핵심 기술로는 센서 기술, 무선 주파수 식별 기술, QR 코드 기술, 블루투스 기술 및 ZigBee 기술 등이 있습니다. IoT 인식 레이어의 주요 기능은 외부 환경이나 사물의 상태 정보를 수집하고 캡처하는 것입니다. 해당 정보를 수집하고 캡처할 때 무선 주파수 식별 기술을 사용하여 먼저 항목을 식별한 다음 고도로 감지합니다. 물품에 장착된 통합 마이크로 센서로 물품이 위치한 환경에 대한 정보와 물품 자체의 상태에 대한 정보를 통해 실시간 모니터링 및 물품 자동 관리가 가능합니다. 이 기능의 실현은 다양한 기술의 조정과 협력 없이는 달성될 수 없습니다.
센서 기술
사물 인터넷은 센서 없이는 감지 기능을 실현할 수 없습니다. 센서의 가장 큰 역할은 사람들이 항목의 자동 감지 및 자동 제어를 완료하도록 돕는 것입니다. 현재 센서 관련 기술은 비교적 성숙해 지질 탐사, 항공우주 탐사, 의료 진단, 상품 품질 검사, 교통 안전, 문화재 보호, 기계 공학 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 센서는 감지 장치로서 외부 정보를 먼저 감지한 후 이 정보를 특정 규칙을 통해 전기 신호로 변환하고 최종적으로 센서 네트워크를 통해 컴퓨터로 전송하여 사람이나 인공 지능이 분석하고 활용합니다.
센서의 물리적 구성은 민감 요소, 변환 요소, 전자 회로의 세 부분으로 구성됩니다. 민감한 구성요소는 해당 항목을 직접 감지할 수 있습니다. 변환 구성요소는 감지 구성요소라고도 합니다. 주요 기능은 변환 회로로서 다른 형태의 데이터 신호를 전기 신호로 변환하는 것입니다. 사람과 컴퓨터가 유용한 전기 신호를 처리하고 관리하는 데 사용됩니다.
무선주파수 식별 기술
무선주파수 식별은 RFID라고도 불리며, 무선자동식별 기술 중 하나로 전자태그 기술이라고도 부릅니다. 이 기술을 이용하면 물체를 건드리지 않고도 전자기 결합 원리를 통해 물체에 대한 정보를 얻을 수 있다.
사물 인터넷의 인식 계층에는 일반적으로 무선 주파수 식별 시스템의 구축이 필요합니다. 식별 시스템은 전자 태그, 판독기 및 기록기, 중간 정보 시스템의 세 부분으로 구성됩니다. 그 중 전자 태그는 일반적으로 품목의 표면에 설치되거나 품목의 내부 레이어에 내장되어 IoT 장치가 쉽게 식별할 수 있도록 태그에 저장됩니다. 전자 태그의 관련 정보 두 번째는 전자 태그에서 식별할 품목의 정보를 수정하는 것이고, 세 번째는 획득한 품목 정보를 중앙 정보 시스템으로 전송하여 중앙 정보의 기능을 수행하는 것입니다. 시스템은 판독기가 전자 태그로부터 수집한 정보를 분석하고 관리하는 것입니다.
QR 코드 기술
QR 코드(2차원 바코드)는 2차원 바코드 또는 2차원 바코드라고도 알려진 정보 식별 기술입니다. QR 코드는 흑백 그래픽을 통해 정보를 기록합니다. 이러한 흑백 그래픽은 특정 규칙에 따라 2차원 평면에 배포됩니다. 그래픽은 컴퓨터의 이진수와 일치하여 사람들이 이를 식별할 수 있습니다. 2차원 코드. 코드는 데이터 식별 및 처리를 위해 컴퓨터에 입력됩니다.
QR 코드에는 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째 유형은 스택/라인 QR 코드이고 다른 유형은 매트릭스 QR 코드입니다. 적층형/라인형 QR코드와 매트릭스형 QR코드는 형태에 차이가 있습니다. 전자는 1차원 코드를 적층하여 구성한 반면, 후자는 매트릭스로 구성했습니다. 두 가지 형식은 다르지만 둘 다 동일한 원리를 사용합니다. 각 QR 코드에는 특정 문자 세트가 있으며, 서로 다른 문자를 대체하기 위해 해당 너비의 "검은색 막대"와 "공백"이 있습니다.
QR 코드에는 많은 장점이 있습니다.
첫째, 코딩 밀도가 높고 정보 용량이 큽니다. 일반적으로 QR 코드는 이론적으로 1850개의 대문자 또는 2710개의 숫자를 수용할 수 있습니다. 바이트로 변환하면 1108자를 포함할 수 있고, 한자로 변환하면 500자 이상을 포함할 수 있습니다.
둘째, 코딩 범위가 넓습니다. QR 코드 인코딩의 기본은 지문, 그림, 문자, 소리, 서명 등이 될 수 있습니다. 구체적인 작업은 이러한 기본을 먼저 디지털화한 다음 바코드로 변환하는 것입니다. QR코드는 텍스트 정보뿐만 아니라 이미지 데이터도 표현할 수 있습니다.
셋째, 강력한 내결함성과 오류 수정 기능을 갖추고 있습니다. QR코드가 기름으로 부분적으로 오염되어 흐려지거나, 날카로운 물체가 침투하여 부분적으로 손상된 경우에는 QR코드를 정상적으로 판독하여 사용할 수 있습니다. 즉, QR코드의 훼손된 부분이 50%를 초과하지 않는 한 기술적 수단을 이용하여 원본정보를 복원할 수 있다.
넷째, 디코딩 신뢰성이 높습니다. QR코드의 오류율은 천만분의 1 미만으로 일반 바코드의 오류율보다 10배 이상 낮습니다.
다섯째, 높은 보안성과 좋은 기밀성입니다.
여섯째, 만들기가 간단하고 가격이 저렴하며 내구성이 좋습니다.
일곱째, 규모를 마음대로 축소, 확대할 수 있습니다.
여덟째, 광전스캐너, CCD 장치 등 다양한 장치로 읽을 수 있습니다. 편리하고 사용하기 쉽고 효율적입니다.
블루투스 기술
블루투스 기술은 대표적인 근거리 무선 통신 기술로 사물 인터넷의 인식 계층에서 널리 사용되어 왔습니다. 사물 인터넷의 인식 계층. Bluetooth 기술은 모바일 장치, 고정 장치 또는 고정 장치와 모바일 장치 간에 페어링될 수 있습니다. 컴퓨터 기술과 통신 기술을 결합해 전선이나 케이블 없이 근거리 정보 전송 문제를 해결하는 기술이다.
Bluetooth는 시분할 다중 액세스 및 고주파수 세그먼트 호핑과 같은 다양한 고급 기술을 통합하여 지점 간 정보 교환과 지점 간 정보 교환을 모두 실현할 수 있습니다. 블루투스는 기술 표준화 측면에서 비교적 성숙했으며 관련 국제 표준이 도입되었습니다. 예를 들어 전송 주파수 대역은 국제적으로 통일된 표준인 2.4GHz 주파수 대역을 채택합니다. 또한, 이 주파수 대역 외에 1MHz 간격을 갖는 특수 주파수 대역도 있습니다. 블루투스 장치가 서로 다른 전력을 사용하는 경우 통신 거리는 다릅니다. 전력이 0dBm과 20dBm이면 해당 통신 거리는 각각 10m와 100m입니다.
ZigBee 기술
ZigBee는 Bluetooth 기술과 마찬가지로 근거리 무선 통신 기술인 IEEE802.15.4 프로토콜을 의미합니다. 이 기술의 관련 특성에 따르면 Bluetooth 기술과 무선 태그 기술 사이에 있으므로 Bluetooth 기술과 동일하지 않습니다.
ZigBee는 저전력으로 짧은 거리에 정보를 전송하기 때문에 일상생활에서 일부 소형 전자 기기 사이에 자주 사용되는 저전력 통신 기술입니다. Bluetooth 기술과 마찬가지로 ZigBee에서 사용하는 공용 무선 주파수 대역도 2.4GHz이며 주파수 호핑, 그룹화 및 기타 기술도 사용합니다. 하지만 지그비에서 사용할 수 있는 주파수 대역은 2.4GHz(공중 무선 주파수 대역), 868MHz(유럽에서 사용되는 주파수 대역), 915MHz(미국에서 사용되는 주파수 대역) 3가지 뿐이다. ZigBee의 기본 속도는 250Kbit/s로 블루투스에 비해 느리지만, 블루투스에 비해 가격이 저렴하고 간편하다. ZigBee의 속도는 전송 거리에 비례하지 않습니다. 전송 거리가 134m로 확장되면 속도는 28Kbit/s에 불과합니다. 그러나 이 속도로 유지되면 ZigBee의 전송 신뢰성이 높아진다는 점은 언급할 가치가 있습니다. . ZigBee 기술을 사용하는 애플리케이션 시스템은 수백 개의 네트워크 노드를 최대 254개까지 연결할 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 ZigBee 기술은 소비자 정밀 기기, 가전 제품, 홈 자동화 등을 포함한 일부 특정 분야에서 Bluetooth 기술보다 더 나은 성능을 발휘할 수 있습니다. 그러나 ZigBee는 속도가 느리고 통신 범위가 작기 때문에 단거리, 소규모 데이터 트래픽 전송만 완료할 수 있습니다.
ZigBee 구성 요소는 다양한 전자 장치에 내장될 수 있으며 이러한 전자 장치의 단거리 정보 전송 및 자동화 제어를 구현할 수 있습니다. 구체적으로 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
① 대용량 네트워크 용량. ZigBee 장치는 자체 장비를 기반으로 254개의 네트워크 노드에 연결될 수 있으므로 각 ZigBee 네트워크는 스타, 클러스터 및 기타 네트워크 구조를 지원할 뿐만 아니라 기타 복잡한 네트워크도 지원할 수 있습니다. 네트워크 구조.
②저속, 근거리. 통신 속도는 최저 10Kbit/s, 최고 250Kbit/s이며 전송 범위는 10m~134m입니다. 인접한 노드 간의 RF 전송 전력이 증가하면 정보 전송 범위는 최대 약 3km에 도달할 수 있습니다. 라우팅을 사용하면 노드 간 통신 범위가 더 넓어집니다.
③저렴한 가격. ZigBee의 프로토콜은 Bluetooth의 1/10만큼 낮은 전력으로 비교적 간단합니다. 따라서 ZigBee는 통신 컨트롤러에 대한 성능 요구 사항이 낮습니다. 이러한 방식으로 성능이 낮은 8비트 마이크로 컨트롤러만 사용하여 데이터 계산을 달성할 수 있습니다. . 또한, ZigBee 하위 기능 노드 코드는 4KB에 불과하며, ZigBee 프로토콜을 사용할 때 특허료를 지불할 필요가 없어 비용이 저렴하다.
4낮은 전력 소비. ZigBee 네트워크는 작동 주기가 짧고 통신 주기도 적습니다. 이 네트워크에 연결된 장치는 일반적으로 절전 상태와 활성 상태라는 두 가지 상태만 갖습니다. 예를 들어 ZigBee 장치를 반년 이상 작동하려면 일반 AA 건전지 2개의 전력만 소비하면 됩니다.
⑤높은 신뢰성. ZigBee 네트워크에는 데이터 충돌 및 충돌을 방지하기 위해 전용 데이터 간격을 예약하는 정보 충돌 방지 메커니즘이 있어 ZigBee 네트워크의 전반적인 신뢰성이 향상됩니다.
⑥짧은 지연. 일반적인 상황에서 ZigBee 네트워크의 지연 범위는 15~30ms이며, 지연에 민감한 일부 응용 소프트웨어는 이러한 지연 내에서 정상적으로 작동할 수 있습니다.
7높은 안전성. ZigBee 전송 네트워크의 보안성이 높은 이유는 기술이 3단계 보안 모드를 채택하기 때문입니다. 1차 보안 모드는 보안 설정 없음, 2차 보안 모드는 통제 목록 기반의 데이터 유출 방지 메커니즘, 3차 보안 모드는 AES-128 암호화 알고리즘 등 고급 대칭 비밀번호 설정이다. . 데이터 무결성을 보장하기 위해 ZigBee에는 데이터를 식별하고 확인하는 기능도 있습니다.
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