LTE-M (Machine type communication)

推動我國產業升級邁向新物聯產業 --- LoRa 物聯網無線通訊與人才培育

黃能富教授國立清華大學資訊工程系特聘教授國立清華大學電腦與通訊科技研發中心主任國立清華大學 ShareCourse 學聯網創辦人 E-mail: [email protected]

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物聯網創新應用關鍵技術 - 2

大綱

物聯網創新應用發展契機

物聯網人才培育創新模式


物聯網產業架構鏈

RFID, Sensors, Sensor Networks

2G/3G/4G/5G Networks

LoRa

Applications (Cloud

Computing)


物聯網應用介紹

智慧生活 (穿戴式裝置, 智慧手環, 智慧錶, 智慧杯, 智慧牙刷, 智慧球拍,...)

智慧城市 (綠能, 便利生活環境)

智慧交通 (大眾運輸, 車載通訊, 自動車)

智慧醫療 (遠距醫療, 居家照護)

智慧物流 (快遞, 運送路線優化)

智慧農業 (溫室或農場之溫溼度環境)

智慧安全 (安全與保全監控系統)

智慧電網 (智慧電表與高效能電力輸送)

智慧建築 (智能綠建築)


IEEE 802.15.4 Zigbee

IEEE 802.15.1 Bluetooth

IEEE 802.11ah長距低功耗無線傳輸新標準

LTE-M (Machine type communication)

LoRa (Long Range) 長距低功耗無線傳輸協議

物聯網無線感測與傳輸網路








物聯網創新應用發展契機

基於 3G/4G 技術之物聯網無線骨幹網路 (Licensed band)

SIM card for each sensor node


基於 LoRa 技術之物聯網無線骨幹網路 (un-licensed band)

Outdoor Base station and indoor APs

Communication module for each sensor, low power

物聯網雲端平台服務與介接協議

Microsoft Azure IoT Suite

IBM bluemix

AWS IoT

Oracle IoT Cloud

Mediatek SandBox

NEC machine learning tools

物聯網 Security issues




大綱

物聯網創新應用發展挑戰

物聯網人才培育創新模式


物聯網概論與應用 (O2O)

http://www.sharecourse.net/sharecourse/course/view/courseInfo/734



第 1週: 物聯網基礎架構與應用簡介 (IoT architecture and applications)

第 2週: 感知層/網路層/應用層技術 (Sensor/Network/Application technologies)

第 3週: IPv6 協議運作原理與發展趨勢 (IPv6 protocol and deployment trends)

第 4週: IPv4/IPv6 轉移機制與技術介紹 (IPv4/IPv6 Transition mechanisms)

第 5週: 第一次線上考試 (期中考)

第 6週: 物聯網感測器平台 (Sensor Node Platforms)

第 7週: 物聯網感測器網路路由協議 (Routing protocols for sensor networks)

第 8週: 物聯網無線傳輸技術 (wireless Communicaiton technologies for IoT)

第 9 週: 物聯網框架與國際標準協議 (IoT Framework and standards) 第 10 週:第二次線上考試 (期末考)



(1) 物聯網的基礎架構與創新應用. 包含

物聯網基礎架構的介紹以及

多種創新應用

智慧叉,

智慧球拍,

智慧杯,

智慧牙刷,

智慧襪,

智慧鏡,

智慧鎖等等



(2) 物聯網感知層/網路層/應用層技術.

感應器智能物件聯網聯盟 (IPv6 for Smart Object, IPSO),

6LowPAN 低功耗無線網路協議的特色,

3G/4G/5G 網路,

物聯網多種關鍵應用



(3) IPv6 協議運作原理與 IPv6 最新發展趨勢. 包含

IPv6 協議的特色與物聯網的關係, 以及包含

World Ipv6 Launch,

Google,

Akamai,

APNIC 等等全球 IPv6 流量觀測網站的分析.



(4) IPv4/IPv6 轉移機制. 包含

Dual-Stack,

DSTM

Tunneling,

6over4, 6to4, ISATAP, Teredo, Tunnel broker

Translator

NATPT, Reverse Proxy, NAT64, 464XLAT



(5) 物聯網感測器平台 (Sensor Node Platforms)

Arduino 感應器平台設計,

Raspberry PI 感應器平台,

LinkIt ONE 感應器平台.

Intel Edison

ARM mbed 感應器平台與

雲端數據收集平台



(6) 物聯網感測器網路 (Sensors Networks) 路由協議, 包含

DSR (Dynamic Source Routing) 無線網路路由協議,

AODV (Ad hoc On-Demand Distance Vector) 隨意無線網路路由協議,

RPL (IPv6 Routing Protocol for Low power and Lossy Networks) 低功耗流失網路 IPv6 路由協議,

CoAP (Constrained Applicaiton Protocol) 限制性應用訊協議

MQTT (Message Queueing Telemetry Transport) 訊息儲列遙測傳輸協議, 也是用來在資源有限的無線感測網路環境下存取感測器上的數據協議

AMQP



(7) 物聯網無線傳輸技術, 包含物聯網之物與物通訊的主流無線網路技術，如

IEEE 802.15.4 Zigbee 無線傳輸技術,

IEEE 802.11ah 長距離低功耗無線傳輸技術,

Bluetooth 4.0 藍芽無線傳輸技術

LoRa (Long Range) 長距離低功耗無線傳輸技術



(8) 物聯網框架標準 (IoT framework), 包含物聯網的重要國際標準框架以及標準化的協議, 如

Thread,

Allseen,

IEEE IoT,

ETSI OneM2M 等等.



物聯網人才培育

發展 O2O 課程 (Online to Offline)

線上學習, 線下實習

清華大學物聯網概論與應用, 開課時間 2/15/2016

成立 “跨校物聯網實驗室聯盟” 台北台科大、德明財經科大

新北台北大學、

桃園中央大學、

新竹清華大學、

台中東海大學、

台南南台科技大學、

高雄義守大學、高雄第一科技大學、

台東台東大學、

花蓮東華大學、

宜蘭宜蘭大學


物聯網概論與應用實習




物聯網實習大綱 (實習 8 項)

•實驗 1. 物聯網平台開發環境實習 (介紹 GPIO, Timer, PWM, SPI, I2C, 與 Linkit

ONE 平台開發環境熟悉)

•實驗 2 LinkitONE 平台Time APIs 與衛星定位 GPS APIs 實習

•實驗 3 類比訊號感測器和 Servo馬達控制實習

•實驗 4 溫濕度感應器與紅外線感測器實習

•實驗 5 PM2.5 空氣品質數據感應器與 AWS IoT 雲端平台實習 (將PM2.5 感應器數據使用 WiFi 上傳至 AWS IoT 物聯網雲端平台顯示)

•實驗 6 Mediatek SandBox IoT 雲端平台實習 (將多種感應器數據使用 WiFi 上傳至

SandBox IoT 物聯網雲端平台顯示並回控感應器)

•實驗 7 微軟 Azure IoT 雲端平台實習 (將多種感應器數據使用 WiFi 上傳至與 Azure

IoT 物聯網雲端平台顯示並回控感應器)

•實驗 8 Xbee 無線感測網路實驗 (將多種感應器數據使用 Zigbee 無線感測網路上傳至物聯網雲端平台顯示並回控感應器) or LoRa 物聯網無線通訊實驗


物聯網概論-- 中國大學慕課


物聯網發展挑戰

基於 3G/4G 技術之物聯網無線骨幹網路 (Licensed band)

SIM card for each sensor node


基於 LoRa 技術之物聯網無線骨幹網路 (un-licensed band)

Outdoor Base station and indoor APs

Communication module for each sensor, low power

物聯網雲端平台服務與介接協議

Microsoft Azure IoT Suite

IBM bluemix

AWS IoT

Oracle IoT Cloud

Mediatek SandBox IoT Cloud

NEC machine learning tools

物聯網 Security issues

結合產學資源培育物聯網創新應用人才

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LTE-M (Machine type communication)