【正文】 19物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 畢業(yè)論文題 目: 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析 所屬系、部 : 電子信息與電氣工程系 年級、 專業(yè): 電 氣 姓 名: 學(xué) 號: 指 導(dǎo) 教 師: 完 成 時(shí) 間: 摘 要 物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)這個(gè)詞，國內(nèi)外普遍公認(rèn)的是MIT AutoID中心Ashton教授1999年在研究RFID時(shí)最早提出來的。在2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布的同名報(bào)告中，物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。 自2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報(bào)告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會(huì)極大的關(guān)注，其受關(guān)注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。 物聯(lián)網(wǎng)的概念與其說是一個(gè)外來概念，不如說它已經(jīng)是一個(gè)“中國制造”的概念，他的覆蓋范圍與時(shí)俱進(jìn)，已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報(bào)告所指的范圍，物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國式”標(biāo)簽。從技術(shù)上理解，物聯(lián)網(wǎng)理解是指物體通過智能感應(yīng)裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)指定的信息處理中心，最終實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的自動(dòng)化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡(luò)。從應(yīng)用上理解，物聯(lián)網(wǎng)是指把世界上所有的物體都連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，然后“物聯(lián)網(wǎng)”又與先有的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，達(dá)到更加精細(xì)和生動(dòng)的方式管理生產(chǎn)和生活。近幾年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注。本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究背景，傳感網(wǎng)的原理、應(yīng)用、技術(shù)，無錫是首個(gè)國家傳感網(wǎng)信息中心。以最具代表性的基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)、基于傳感網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)、基于M2M的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)為例,對物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系與服務(wù)體系進(jìn)行了闡述。分析了物聯(lián)網(wǎng)研究中的關(guān)鍵技術(shù),包括RFID技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)與檢測技術(shù)、智能技術(shù)和納米技術(shù)。最后,展望了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為國家首個(gè)傳感網(wǎng)信息中心對人類生活、工業(yè)發(fā)展、科技進(jìn)步的促進(jìn)作用。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) RFID 傳感網(wǎng) M2M 目 錄第一章 物聯(lián)網(wǎng)的原理、應(yīng)用與技術(shù) 4 4 4第二章 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用架構(gòu) 5 5 6 7第三章 物聯(lián)網(wǎng)遇到的問題和挑戰(zhàn) 8 技術(shù)問題 8 在射頻識別系統(tǒng)中的問題 8 輻射問題 9 問題總結(jié) 9 10第四章 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域 11 應(yīng)用概述 11 電力電網(wǎng) 11 醫(yī)療系統(tǒng) 12 13 交通管理 13 14 14第五章 物聯(lián)網(wǎng)的未來場景…………………………………………………………………12第六章 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與市場培育 錯(cuò)誤!未定義書簽。致 謝 錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn) 20物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用第一章 物聯(lián)網(wǎng)的原理、應(yīng)用與技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物品（商品）能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識別（RFID）技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品（商品）的自動(dòng)識別和信息的互聯(lián)與共享。而RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品（商品）的識別，進(jìn)而通過開放新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，實(shí)現(xiàn)對物品的“透明”管理?！拔锫?lián)網(wǎng)”概念的問世，打破了之前的傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開：一方面是機(jī)場、公路、建筑物，而令一方面是數(shù)據(jù)中心，個(gè)人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地，世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行，其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。物聯(lián)網(wǎng)可以以電子標(biāo)簽和EPC（Electronic Product Code,產(chǎn)品電子代碼）碼為基礎(chǔ)，建立在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上形成實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其宗旨是實(shí)現(xiàn)全球物品信息的實(shí)時(shí)共享和互通。物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由信息采集系統(tǒng)、PML信息服務(wù)器、產(chǎn)品命名服務(wù)器(ONS)和應(yīng)用管理系統(tǒng)四部分組成。它們的功能如下：信息采集系統(tǒng)。信息采集系統(tǒng)包括產(chǎn)品電子標(biāo)簽、讀寫器、駐留有信息采集軟件的上位機(jī)組成，主要完成產(chǎn)品的識別和產(chǎn)品EPC碼的采集和處理。存儲(chǔ)有EPC碼的電子標(biāo)簽在經(jīng)過讀寫器的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，產(chǎn)品EPC碼會(huì)自動(dòng)被讀寫器捕獲，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化EPC信息采集，采集的數(shù)據(jù)將交由上位機(jī)信息采集軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理，如數(shù)據(jù)校對、數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)完整性檢查等，這些經(jīng)過整理的數(shù)據(jù)可以為上層應(yīng)用管理系統(tǒng)使用。PML信息服務(wù)器。PML(Physical Markup Language，實(shí)體描述語言)信息服務(wù)器由產(chǎn)品生產(chǎn)商建立并維護(hù)，他們根據(jù)事先 規(guī)定的原則對產(chǎn)品進(jìn)行編碼，并利用標(biāo)準(zhǔn)的XML對產(chǎn)品的詳細(xì)信息進(jìn)行描述。PML服務(wù)器在物聯(lián)網(wǎng)中的作用在于以通用的格式提供對產(chǎn)品原始信息的描述，便于其他節(jié)點(diǎn)的訪問。產(chǎn)品命名服務(wù)器(ONS)。產(chǎn)品命名服務(wù)器ONS (Object Name Service)在各信息采集節(jié)點(diǎn)與PML信息服務(wù)器之間建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品EPC碼到產(chǎn)品PML描述信息之間的映射。應(yīng)用管理系統(tǒng)。應(yīng)用管理系統(tǒng)通過和信息采集軟件(如 Savant)之間的接口獲取產(chǎn)品EPC信息，并通過ONS找到產(chǎn)品的PML信息服務(wù)器，從而獲取產(chǎn)品詳細(xì)信息 以實(shí)現(xiàn)諸如入庫管理、產(chǎn)品路徑跟蹤等應(yīng)用功能。物聯(lián)網(wǎng)通過Internet信息世界 的互聯(lián)實(shí)現(xiàn)物理世界任何產(chǎn)品的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)在任何地方、任何時(shí)間可識別任何產(chǎn)品，使產(chǎn)品成為附有動(dòng)態(tài)信息的“智能產(chǎn)品”，并使產(chǎn)品信息流和物流完全同步，從而為產(chǎn)品信息共享提供了一個(gè)高效、快捷的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。第二章 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用架構(gòu)電子標(biāo)簽可能是三類技術(shù)體系中最靈活的能夠把“物”改變成為智能物件的，它的主要應(yīng)用是把移動(dòng)和非移動(dòng)資產(chǎn)貼上標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)各種跟蹤和管理。按瑞士ETH Fleisch教授的劃分，RFID是穿孔卡、鍵盤和條碼等應(yīng)用技術(shù)的延伸，它比條碼等技術(shù)自動(dòng)化程度高，但它們都屬于提高“輸入”效率的技術(shù)，也都應(yīng)該屬于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)范疇。AutoID中心的EPCGlobal體系就是針對所有可電子化的編碼方式的，而不只是針對RFID。RFID只是編碼的一種載體，EPCglobal提出了AutoID系統(tǒng)的五大技術(shù)組成，分別是EPC（電子產(chǎn)品碼）標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽閱讀器、ALE中間件實(shí)現(xiàn)信息的過濾和采集、EPCIS信息服務(wù)系統(tǒng)，以及信息發(fā)現(xiàn)服務(wù)（包括ONS和PML）。ONS（即對象命名服務(wù)Object Name Service）主要處理電子產(chǎn)品碼與對應(yīng)的EPCIS信息服務(wù)器地址的查詢和映射管理，類似于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)很成熟的域名解析服務(wù)（DNS）。在設(shè)計(jì)ONS規(guī)范時(shí)，EPCGlobal組織要求必須結(jié)合現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，于是ONS基本上按DNS的原理實(shí)現(xiàn)，甚至采