單元七通信系統(tǒng)及大數(shù)據(jù)平臺匯報人：優(yōu)品PPTFreshbusinessgeneraltemplateApplicabletoenterpriseintroduction,summaryreport,salesmarketing,chartdata目錄CONTENT01無線通信系統(tǒng)的組成與分類02通信技術(shù)03藍(lán)牙技術(shù)04ZigBee技術(shù)05Wi-Fi技術(shù)06RFID技術(shù)07智能網(wǎng)聯(lián)汽車大數(shù)據(jù)平臺學(xué)習(xí)目標(biāo)LearningObjectives3了解無線通信系統(tǒng)的定義、組成與分類，短距離無線通信的分類。掌握V2X通信的定義、要求和在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用場景。了解藍(lán)牙通信的定義、特點(diǎn)和應(yīng)用。了解ZigBee技術(shù)的定義、網(wǎng)絡(luò)組成、特點(diǎn)和應(yīng)用。了解WI-FI技術(shù)的定義、網(wǎng)絡(luò)組成、特點(diǎn)和應(yīng)用。了解RFID技術(shù)的定義、網(wǎng)絡(luò)組成、特點(diǎn)和應(yīng)用。了解智慧交通大數(shù)據(jù)平臺組成、功能及關(guān)鍵技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用。通過美國和日本推行的DSRC與我國的LTE-V這兩種實現(xiàn)V2X的不同通信技術(shù)路線，強(qiáng)化科技強(qiáng)國理念，激發(fā)學(xué)生的道路自信、文化自信和制度自信。7.1無線通信系統(tǒng)的組成與分類一、無線通信系統(tǒng)的組成

無線通信系統(tǒng)一般由發(fā)射設(shè)備、傳輸介質(zhì)和接收設(shè)備組成，其中傳輸介質(zhì)為電磁波、發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備上需要安裝天線，完成電磁波的發(fā)射與接收。

發(fā)射設(shè)備是將原始的信號源轉(zhuǎn)換成適合在給定傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘枺渲邪ㄕ{(diào)制、頻率變換、功率放大等。調(diào)制器將低頻信號加到高頻載波信號上，頻率變換器進(jìn)一步將信號變換成發(fā)射電波所需要的頻率（如短波頻率、微波頻率等），經(jīng)功率放大器放大后，在通過天線發(fā)射出去進(jìn)行傳輸。

接收設(shè)備是將收到的信號還原成原來的信息送至接收端。接收設(shè)備把天線接收下來的射頻載波信號、經(jīng)過信號放大、頻率變換，最后經(jīng)過解調(diào)的過程再將原始信息恢復(fù)出來，完成無線通信。7.1無線通信系統(tǒng)的組成與分類二、無線通信系統(tǒng)的分類

無線通信系統(tǒng)可以按傳輸信號形式、無線終端狀態(tài)、電磁波波長、傳輸方式和通信距離等進(jìn)行分類。（1）根據(jù)傳輸信號形式分類1)模擬無線通信系統(tǒng)。2)數(shù)字無線通信系統(tǒng)。（2）根據(jù)無線終端狀態(tài)分類1)固定無線通信系統(tǒng)。2)移動無線通信系統(tǒng)。（3）根據(jù)電磁波波長分類根據(jù)電磁波的波長不同，無線通信系統(tǒng)可以分為長波無線通信系統(tǒng)、中波無線通信系統(tǒng)、短波無線通信系統(tǒng)、超短波無線通信系統(tǒng)、微波無線通信系統(tǒng)等。（4）根據(jù)傳輸方式分類

1)紅外通信系統(tǒng)。2)可見光通信系統(tǒng)。3)微波中繼通信系統(tǒng)。4)衛(wèi)星通信系統(tǒng)。（5）根據(jù)通信距離分類根據(jù)通信距離，無線通信系統(tǒng)可以分為短距離無線通信系統(tǒng)和遠(yuǎn)距離無線通信系統(tǒng)。7.2通信技術(shù)（一）DSRC通信技術(shù)DSRC專用短程通信(DedicatedShortRangeCommunication,簡稱DSRC)是一種高效的無線通信技術(shù)。例如高速路中的ETC專用通道，其原理就是利用的DSRC技術(shù)。它是實現(xiàn)車輛身份識別，電子扣費(fèi)，實現(xiàn)不停車、免取卡，建立無人值守車輛通道的關(guān)鍵。另外，在小區(qū)停車場遇見的電子攔路口也有與之相同的技術(shù)應(yīng)用。其特點(diǎn)是對短程（數(shù)十米的距離）中高速行駛的車輛進(jìn)行識別和連接，它可以實現(xiàn)小范圍內(nèi)圖像、語音和數(shù)據(jù)的實時，準(zhǔn)確和可靠的雙向傳輸，將車輛和道路有機(jī)連接。其技術(shù)是比較成熟的、穩(wěn)定的，也是當(dāng)前被廣泛認(rèn)可的。7.2通信技術(shù)（二）LTE-V通信技術(shù)進(jìn)入21世紀(jì)后，蜂窩移動通信得到了快速的發(fā)展，也就所使用的手機(jī)通信。開始將蜂窩通信技術(shù)（Cellualar），就像是手機(jī)連入3G/4G一樣，這種技術(shù)應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)通信。目前最主流的蜂窩通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是4GLTE。LTE-V是給車聯(lián)網(wǎng)量身定制的LTE。LTE-V依托于現(xiàn)有的LTE基站，避免了重復(fù)建設(shè)，而且工作距離遠(yuǎn)比DSRC大，提供了更高的帶寬，更高的傳輸速率，更大的覆蓋范圍。DSRC和LTE-V的競爭激烈，二者都希望成為主流的車輛網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國傾向于采用LTE-V。與DSRC標(biāo)準(zhǔn)相比，LTE-V在覆蓋范圍、部署成本、安全性及持續(xù)演進(jìn)性等方面更與優(yōu)勢。隨著移動通信技術(shù)的進(jìn)步，車聯(lián)網(wǎng)對更高可靠性、更低時延的需求越來越迫切，而DSRC技術(shù)未能滿足全程覆蓋、盈利模式、容量及安全的需求。7.2通信技術(shù)（三）通信技術(shù)移動通信是指通信的雙方至少有一方在運(yùn)動中實現(xiàn)通信的方式，包括移動臺與固定臺之間、移動臺與移動臺之間、移動臺與用戶之間的通信。由移動臺（MS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）等組成。7.3藍(lán)牙技術(shù)（一）藍(lán)牙技術(shù)定義

藍(lán)牙是一種支持設(shè)備之間進(jìn)行短距離無線通信的技術(shù)，它能在包括移動電話、掌上電腦、無線耳機(jī)、筆記本電腦、智能汽車、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交互，利用藍(lán)牙技術(shù)能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠簡化設(shè)備與因特網(wǎng)(Internet)之間的通信，數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍(lán)牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)通信。工作在全球通用的2.4GHzISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段，采用時分雙工傳輸方案實現(xiàn)全雙工傳輸。（二）藍(lán)牙系統(tǒng)組成

藍(lán)牙系統(tǒng)一般由無線單元、鏈路控制（固件）單元、鏈路管理（軟件）單元和軟件（協(xié)議棧）單元四個功能單元組成。7.3藍(lán)牙技術(shù)（三）藍(lán)牙技術(shù)特點(diǎn)藍(lán)牙技術(shù)具有以下特點(diǎn)。(1)全球范圍適用。(2)通信距離為0.l~l0m,發(fā)射功率l00MW時可以達(dá)到100m。(3)同時可傳輸語音和數(shù)據(jù)。(4)可以建立臨時性的對等連接。(5)抗干擾能力強(qiáng)。(6)藍(lán)牙模塊體積很小，便于集成。(7)功耗低。(8)接口標(biāo)準(zhǔn)開放。(9)成本低。（四）藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目前，藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)過8個版本的更新，分別為1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0、4.1、4.2版本。7.3藍(lán)牙技術(shù)（五）藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用

藍(lán)牙技術(shù)的實質(zhì)是建立通用的無線接口及其控制軟件的開放標(biāo)準(zhǔn)，使計算機(jī)和通信進(jìn)一步結(jié)合，使不同廠家生產(chǎn)的便攜式設(shè)備在沒有電纜或電線連接的情況下，能在短距離內(nèi)互聯(lián)。

藍(lán)牙技術(shù)主要有三方面的應(yīng)用，即外圍設(shè)備互聯(lián)，個人局域網(wǎng)(PAM)，語音/數(shù)據(jù)接入。外圍設(shè)備互聯(lián)是指將各種設(shè)備通過藍(lán)牙鏈路連接到主機(jī)；個人局域網(wǎng)主要用于個人網(wǎng)絡(luò)和信息的共享；語音/數(shù)據(jù)接入是將一臺計算機(jī)通過安全的無線鏈路連接到廣域網(wǎng)。7.4ZigBee技術(shù)（一）ZigBee技術(shù)定義

ZigBee技術(shù)是一種短距離雙向無線通信技術(shù)，主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。ZigBee技術(shù)是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。ZigBcc協(xié)議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)、應(yīng)用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。ZigBee是一種無線連接技術(shù)，可工作在2.4GHz(全球流行）、868MHz(歐洲流行）和915MHz（美國流行）3個頻段上，分別具有最高250kbit/、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率；不同頻段可使用的信道分別為16個、1個和10個；它的傳輸距離一般在10~100m的范圍內(nèi)。7.4ZigBee技術(shù)（二）ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)ZigBee支持三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即星形網(wǎng)、對等網(wǎng)和混合網(wǎng)。

在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中存在三種邏輯設(shè)備類型——協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備。ZigBee網(wǎng)絡(luò)由一個協(xié)調(diào)器以及多個路由器和多個終端設(shè)備組成。7.4ZigBee技術(shù)（三）ZigBee技術(shù)特點(diǎn)ZigBee是一種無線連接，可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和915MHz(美國流行)3個頻段上,分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率，它的傳輸距離在10-75m的范圍內(nèi),但可以繼續(xù)增加。作為一種無線通信技術(shù)，ZigBee具有如下特點(diǎn)：(1)低功耗：(2)成本低：

(3)時延短：(4)網(wǎng)絡(luò)容量大：(5)可靠：(6)安全（四）ZigBee技術(shù)應(yīng)用

隨著ZigBee技術(shù)的進(jìn)一步完善，基于ZigBee技術(shù)的產(chǎn)品正逐漸被開發(fā)。采用ZigBee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域有數(shù)字家庭領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、智能交通領(lǐng)域等。7.5Wi-Fi技術(shù)（一）Wi-Fi技術(shù)定義Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（WirelessFidelity）是基于IEEE802.1b標(biāo)準(zhǔn)的無線通信技術(shù)。俗稱無線寬帶，可以工作在2.4GHZ和5GHz頻段。在無線局域網(wǎng)（WLAN)范疇內(nèi)有多種競爭技術(shù)，然而，基于Wi-Fi的定位通常贏得更多的關(guān)注，因為它在城市地區(qū)密集布置多個低成本的Wi-Fi接人口（AP)能夠提供更高的精確度。因此，許多手持設(shè)備比如手機(jī)、筆記本電腦等都是基于Wi-Fi進(jìn)行定位的。（二）Wi-Fi技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

無線局域網(wǎng)由端站（STA）、接入點(diǎn)（AP）、接入控制器（AC）、AAA服務(wù)器以及網(wǎng)元管理單元組成。AAA服務(wù)器是提供AAA服務(wù)的實體，在參考模型中，AAA服務(wù)器支持RADIUS協(xié)議。Portal服務(wù)器適用于門戶網(wǎng)站推送的實體，在Web認(rèn)證是輔助功能完成認(rèn)證功能。7.5Wi-Fi技術(shù)（三）Wi-Fi技術(shù)特點(diǎn)Wi-Fi技術(shù)具有以下特點(diǎn)。(1)覆蓋范圍大。(2)傳輸速率快

(3)健康安全。(4)無需布線。(5)組建容易。

Wi-Fi信號會隨著離接入點(diǎn)距離的增加而減弱，而且無線電信號遇到障礙物會發(fā)生不同程度的折射、反射、衍射，使信號傳播受到干擾；無線電信號也容易受同頻率電波的干擾和雷電天氣的影響，這些都會造成網(wǎng)絡(luò)信號的不穩(wěn)定和速率下降。Wi-Fi技術(shù)作為高速有線接入技術(shù)的補(bǔ)充，具有可移動性、價格低廉的優(yōu)點(diǎn)，Wi-Fi技術(shù)廣泛應(yīng)用于有線接入需要無線延伸的領(lǐng)域。7.5Wi-Fi技術(shù)（四）Wi-Fi技術(shù)應(yīng)用

由于Wi-Fi的頻段在世界范圍內(nèi)是無需任何電信運(yùn)營執(zhí)照的，因此，無線局域網(wǎng)提供了一個世界范圍內(nèi)可以使用的、費(fèi)用極其低廉且數(shù)據(jù)帶寬極高的無線空中接口。用戶可以在Wi-Fi覆蓋區(qū)域內(nèi)快速瀏覽網(wǎng)頁、隨時隨地接聽撥打電話、收發(fā)電子郵件、音樂下載、數(shù)碼照片傳遞等。Wi-Fi在掌上設(shè)備上應(yīng)用越來越廣泛，如智能手機(jī)。Wi-Fi手機(jī)與早前應(yīng)用于手機(jī)上的藍(lán)牙技術(shù)不同，Wi-Fi具有更大的覆蓋范圍和更高的傳輸速率。如今Wi-Fi的覆蓋范圍在國內(nèi)越來越廣泛，賓館、商場、飛機(jī)場、車站以及咖啡廳等都有Wi-Fi接口。Wi-Fi技術(shù)憑借其低成本、低功耗、靈活、可靠等優(yōu)勢在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著重要作用。Wi-Fi技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中廣泛應(yīng)用千電力監(jiān)控、油田監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、氣象監(jiān)測、水利監(jiān)測、熱網(wǎng)監(jiān)測、電表監(jiān)測、機(jī)房監(jiān)控、供水監(jiān)控等。7.6RFID技術(shù)（一）RFID技術(shù)定義

無線射頻識別即射頻識別技術(shù)（RadioFrequencyIdentification，RFID），是自動識別技術(shù)的一種，通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，利用無線射頻方式對記錄媒體（電子標(biāo)簽或射頻卡）進(jìn)行讀寫，從而達(dá)到識別目標(biāo)和數(shù)據(jù)交換的目的，其被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ男畔⒓夹g(shù)之一。

無線射頻識別技術(shù)通過無線電波不接觸快速信息交換和存儲技術(shù)，通過無線通信結(jié)合數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，然后連接數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，加以實現(xiàn)非接觸式的雙向通信，從而達(dá)到了識別的目的，用于數(shù)據(jù)交換，串聯(lián)起一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)。在識別系統(tǒng)中，通過電磁波實現(xiàn)電子標(biāo)簽的讀寫與通信。根據(jù)通信距離，可分為近場和遠(yuǎn)場，因此讀/寫設(shè)備和電子標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)交換方式也對應(yīng)地被分為負(fù)載調(diào)制和反向散射調(diào)制。7.6RFID技術(shù)（二）RFID系統(tǒng)組成RFID系統(tǒng)主要由標(biāo)簽、閱讀器和天線三部分組成。閱讀器收集到的數(shù)據(jù)信息傳送到后臺系統(tǒng)進(jìn)行處理。（三）RFID產(chǎn)品分類射頻識別技術(shù)依據(jù)其標(biāo)簽的供電方式可分為三類，即無源RFID，有源RFID，與半有源RFID。（四）RFID技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用通常來說，射頻識別技術(shù)具有如下特性：①適用性：②高效性：③獨(dú)一性：④簡易性：7.7智能網(wǎng)聯(lián)汽車大數(shù)據(jù)平臺（一）大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)大數(shù)據(jù)采集技術(shù)是指，從射頻終端、傳感器、互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、移動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等方式輸入獲得的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化的海量數(shù)據(jù)的過程。常見的大數(shù)據(jù)采集方法包括，系統(tǒng)日志采集、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)庫采集。大數(shù)據(jù)的抽取技術(shù)可以將采集到的多結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為單一的或便于分析的結(jié)構(gòu)。大數(shù)據(jù)的清洗技術(shù)可以去除大數(shù)據(jù)中不具備分析價值、干擾項及與目標(biāo)無關(guān)的數(shù)據(jù)。常見的大數(shù)據(jù)抽取及清洗技術(shù)包括，ETL數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、利用Spark框架清洗特殊數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)源及業(yè)務(wù)場景模型背景等手段。7.7智能網(wǎng)聯(lián)汽車大數(shù)據(jù)平臺（二）智慧交通大數(shù)據(jù)平臺總體架構(gòu)智慧交通大數(shù)據(jù)平臺總體架構(gòu)如下：(1)感知層和數(shù)據(jù)接入：實現(xiàn)對分布廣泛、多源異構(gòu)的海量交通數(shù)據(jù)的采集，匯聚，清洗。(2)數(shù)據(jù)資源層：實現(xiàn)智慧交通大數(shù)據(jù)的存儲與計算。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)：利用分布式文件系統(tǒng)HDFS和分布式數(shù)據(jù)庫HBase對采集到的海量多源異構(gòu)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲;使用MapReduce計算框架和內(nèi)存計算框架Spark對其進(jìn)行快速計算。(3)應(yīng)用層：通過計算和存儲層，支撐公交都市應(yīng)用中公交智能調(diào)度云服務(wù)、公交監(jiān)測云服務(wù)和指揮交通云服務(wù)的運(yùn)行。(4)展現(xiàn)層：通過網(wǎng)站、移動互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字廣播等多種方式提供服務(wù)。(5)用戶層：智慧交通大數(shù)據(jù)平臺向交通行業(yè)企業(yè)、政府部門和社會公眾提供大數(shù)據(jù)平臺的服務(wù)，實現(xiàn)應(yīng)用的數(shù)據(jù)共享，使得交通數(shù)據(jù)資源被更好地使用。7.7智能網(wǎng)聯(lián)汽車大數(shù)據(jù)平臺（三）大數(shù)據(jù)平臺功能設(shè)計智慧交通大數(shù)據(jù)平臺需要從城市路網(wǎng)、地面公交、軌道交通和出租汽車等收集多源的異構(gòu)的數(shù)據(jù)，并