【正文】 控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)[13]。聯(lián)合工作組將整合國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化資源，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)各方共同開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作，加快制定符合我國(guó)發(fā)展需求的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為政府部門(mén)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展決策提供全面的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)支撐；緊緊圍繞物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求，統(tǒng)籌規(guī)劃，整合資源，堅(jiān)持自主創(chuàng)新與開(kāi)放兼容相結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略，加快推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)和相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定，同時(shí)積極參與相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定，以掌握發(fā)展的主動(dòng)權(quán)[11]?！爸腔鄣厍颉钡暮诵模褪恰案笍氐母兄?、更全面的互聯(lián)互通和更深入的智能化”。圖11物聯(lián)網(wǎng)示意“物聯(lián)網(wǎng)”起源于射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）對(duì)客觀物體進(jìn)行標(biāo)識(shí)并利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換這一概念，并不斷擴(kuò)充、延展、完善而逐步形成。本文作者邵九洲為卓享科技創(chuàng)始人和執(zhí)行董事。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用已成為推動(dòng)信息化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)變革的重要力量，開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景巨大。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得北京郵電大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。（保密的學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定）保密論文注釋：本學(xué)位論文屬于保密在 年解密后適用本授權(quán)書(shū)。本文首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)的概念、基本內(nèi)涵和特征、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和基本應(yīng)用；在此基礎(chǔ)上，闡述了物聯(lián)網(wǎng)手持移動(dòng)設(shè)備的產(chǎn)品定義與設(shè)計(jì)方法，不同的應(yīng)用環(huán)境與手持移動(dòng)終端產(chǎn)品形態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，介紹了終端設(shè)備產(chǎn)品的市場(chǎng)定位與一般的服務(wù)模式；在產(chǎn)品技術(shù)開(kāi)發(fā)層面，從軟硬件角度討論和研究了物聯(lián)網(wǎng)手持移動(dòng)設(shè)備使用的嵌入式系統(tǒng)及其電路設(shè)計(jì)，包括3G與WiFi無(wú)線通信、一維碼與二維碼條碼識(shí)別、高頻與超高頻射頻識(shí)別、低功耗系統(tǒng)電源管理和GPS技術(shù)等；最后，結(jié)合實(shí)際物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，給出了物聯(lián)網(wǎng)手持移動(dòng)終端應(yīng)用與解決方案案例，說(shuō)明了物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)手持終端的應(yīng)用領(lǐng)域及典型的業(yè)務(wù)邏輯，為物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供參考。AbstractInternet of Things（IOT）is another wave of new information technology of the world information industry after the puter, Internet and mobile munication network. It is a largescale update in applying information technology in the field of human life and production services. IOT technology has bee an important force to make various industries more efficient and its according market prospects are huge.This paper firstly introduces the concept, basic characteristics, technology and application of IOT. Secondly, the product definition and design method of IOT handheld mobile devices is analyzed, different types of products for different application fields. Then, the Embedded system and circuit design method of IOT handheld mobile devices is studied, including 3G and WiFi wireless munication, Code Identification of 1D and 2D barcode, HF and UHF RFID and GPS technology. Finally, take practical IOT systems for example。中科院無(wú)錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心主任劉海濤認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)是從不同角度對(duì)同一概念的描述，從技術(shù)角度叫傳感網(wǎng)，從用戶和產(chǎn)業(yè)角度又叫物聯(lián)網(wǎng)?！胺涸诰W(wǎng)”和“智慧地球”的核心內(nèi)容是物聯(lián)網(wǎng)[6][9]。如今，物聯(lián)網(wǎng)被看作是推動(dòng)信息領(lǐng)域的一次重大發(fā)展和變革機(jī)遇，世界先進(jìn)國(guó)家都對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展高度重視，可以說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息革命。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制。 其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識(shí)別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。 就目前而言，物聯(lián)網(wǎng)的許多相關(guān)技術(shù)仍在開(kāi)發(fā)測(cè)試階段，距離不同系統(tǒng)之間融合、物與物之間的普遍鏈接的遠(yuǎn)期目標(biāo)還存在一定差距。圖13實(shí)時(shí)城市管理與整合的公共服務(wù)在智能醫(yī)療的醫(yī)療監(jiān)護(hù)應(yīng)用中，醫(yī)療監(jiān)護(hù)人身上可以安裝不同的傳感器，對(duì)人的健康參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并且實(shí)時(shí)傳送到相關(guān)的醫(yī)療保健中心，如果有異常，保健中心通過(guò)手機(jī)，提醒您去醫(yī)院檢查身體，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能分析、自動(dòng)預(yù)警。環(huán)境保護(hù)應(yīng)用中，使用無(wú)線傳感技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物種群研究、氣象和地理研究、洪水、火災(zāi)檢測(cè)。對(duì)電力故障的管理計(jì)劃不僅考慮到了電網(wǎng)中復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和資源限制，還能夠識(shí)別同類型發(fā)電設(shè)備，這樣，電力提供商就可以有效地安排停電檢測(cè)維修任務(wù)的優(yōu)先順序。智能電表不僅可以測(cè)量用電量，它還是電網(wǎng)上的傳感器，可以協(xié)助檢測(cè)波動(dòng)和停電。且具有自配置能力的，動(dòng)態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。從技術(shù)架構(gòu)上來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。 應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。簡(jiǎn)述了物聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵、特征、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用。首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的軟硬件平臺(tái)，然后結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用案例，研究了手持移動(dòng)設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)與電路設(shè)計(jì)。對(duì)全文的工作進(jìn)行了總結(jié)，進(jìn)一步指出了還有待深入和完善的內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)者使用開(kāi)放平臺(tái)，包括Windows Mobile、WinCE、Android；在功能模塊及電路方面提供定制、客制化服務(wù)，為客戶的業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)施提供最佳載體。圖21物聯(lián)網(wǎng)手持移動(dòng)設(shè)備 “卓享科技” MT02系列 提供標(biāo)準(zhǔn)化的行業(yè)終端經(jīng)過(guò)幾年移動(dòng)數(shù)據(jù)產(chǎn)品研發(fā)的實(shí)踐，我們漸漸總結(jié)出了這類產(chǎn)品市場(chǎng)層面的呈現(xiàn)方式，型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化與長(zhǎng)期供貨是一個(gè)重點(diǎn)。這種模式就可以為物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)數(shù)據(jù)應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈提供很好的載體，降低客戶與我們合作的門(mén)檻與成本，使上下游都能受益。因此這種合作還有廣告的作用，吸引人流去商家消費(fèi)，實(shí)際上很多大企業(yè)如信用卡公司、航空公司，都有這樣的會(huì)員積分消減的需求，而高品質(zhì)的連鎖商戶也可以得到大量的顧客的光臨，二維碼的電子憑證就是這個(gè)機(jī)制運(yùn)轉(zhuǎn)的核心。 便攜平板Smartbook系列移動(dòng)數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，數(shù)據(jù)來(lái)源類型多樣，與服務(wù)器的交互信息量不斷增大，對(duì)移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)讀取功能以及屏幕尺寸提出新的要求。圖28物聯(lián)網(wǎng)手持移動(dòng)設(shè)備 “卓享科技” SMARTBOOK 平面效果圖圖29物聯(lián)網(wǎng)手持移動(dòng)設(shè)備 “卓享科技”SMARTBOOK ID手板與無(wú)線鍵盤(pán)圖211物聯(lián)網(wǎng)手持移動(dòng)設(shè)備 5寸屏系列產(chǎn)品 系統(tǒng)由Mobile升級(jí)為Android增強(qiáng)型的SmartbookIII以其高靈敏度GPS與大容量電池的性能特點(diǎn)，目前已用于某軍區(qū)光纜巡檢項(xiàng)目，國(guó)家電網(wǎng)智能終端項(xiàng)目等，卡塔爾國(guó)家統(tǒng)計(jì)局普查終端項(xiàng)目等。圖214物聯(lián)網(wǎng)手持移動(dòng)設(shè)備 SMARTBOOKIIIEPC（900MHz RFID）結(jié)構(gòu)圖 桌面媒體產(chǎn)品MID70隨著終端產(chǎn)品屏幕尺寸的加大，能夠展示的內(nèi)容也越來(lái)越豐富，除了滿足個(gè)人消費(fèi)者信息的需求外，行業(yè)平板也逐漸出現(xiàn)在醫(yī)療、餐飲、證券、金融支付、彩票等領(lǐng)域，不同于消費(fèi)電子級(jí)別Pad，作為物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)與交互節(jié)點(diǎn)的工業(yè)/商業(yè)平板更加注重可靠性、業(yè)務(wù)使用配套性。2011年臺(tái)北工業(yè)計(jì)算機(jī)展會(huì)上，這款產(chǎn)品以貼近行業(yè)的設(shè)計(jì)和穩(wěn)定的性能，得到了眾多國(guó)際客戶的認(rèn)可，目前日本已有大型的壽司連鎖店將其批量用于顧客點(diǎn)餐服務(wù)。對(duì)于這種業(yè)務(wù)模式，我們的理念是，根據(jù)客戶的具體需求，在應(yīng)用最合理、成本最合理、使用體驗(yàn)最佳的基礎(chǔ)上，為客戶搭建物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端的最佳載體。 圖219 10寸屏產(chǎn)品 設(shè)計(jì)階段圖紙圖220 10寸屏產(chǎn)品 3D渲染后立體效果圖圖221 10寸屏產(chǎn)品 使用環(huán)境模擬示意在與客戶進(jìn)一步反復(fù)溝通討論后，我們又為其增加了外置的3G天線與WiFi天線，以便客戶的專柜無(wú)論在什么網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，都能盡量保證數(shù)據(jù)暢通，同時(shí)可考慮到柜臺(tái)表面光滑容易導(dǎo)致平板滑落，所以加上了四個(gè)防滑墊。表21交通警察專用終端IC卡讀卡器支持IC卡讀寫(xiě)，采用接觸式IC卡設(shè)計(jì)，IC卡設(shè)計(jì)符合中國(guó)人民銀行要求。表22第二代身份證采集與識(shí)別功能a身份信息采集比對(duì)查詢:　系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別二代居民身份證真?zhèn)?自動(dòng)獲取身份證包含照片在內(nèi)的全部信息并即時(shí)顯示；支持相關(guān)人員信息與業(yè)務(wù)信息庫(kù)核查比對(duì)。第三章 物聯(lián)網(wǎng)手持移動(dòng)設(shè)備嵌入式系統(tǒng)及電路設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)包括射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、Internet 與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，行業(yè)應(yīng)用軟件。我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)從6年前開(kāi)始使用Intel公司的PXA270芯片，到后來(lái)的Marvell公司的PXA300/PXA310，到現(xiàn)在最新型號(hào)的PXA910/PXA920/PXA955，一直都專注于低功耗移動(dòng)處理器的軟硬件系統(tǒng)研發(fā)。最高主頻624MHz與806MHz可選等。配置了藍(lán)牙及WiFi，它可與其他設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)方便接駁。 Pantheon? 910 與 920 通訊平臺(tái)是高度整合的先進(jìn) 3G 平臺(tái)，適用于多媒體為主的手持裝置。結(jié)合Marvell的3G技術(shù)、順暢的無(wú)線連接能力、應(yīng)用處理及適用于新一代移動(dòng)服務(wù)，它將成為下一代低成本手持?jǐn)?shù)據(jù)終端的主力芯片。Evolution39。相應(yīng)電路見(jiàn)下圖：圖36 處理器與基帶芯片間雙端口RAM原理圖 條碼識(shí)讀引擎條形碼技術(shù)近幾十年來(lái)發(fā)展迅速,在國(guó)際上得到廣泛的應(yīng)用，目前已經(jīng)是一個(gè)成熟行業(yè)，格局穩(wěn)定。對(duì)物品的標(biāo)識(shí)，就是給某物品分配一個(gè)代碼，代碼以條的形式標(biāo)識(shí)在物品上，用來(lái)標(biāo)識(shí)該物品以便自動(dòng)掃描設(shè)備的識(shí)讀，代碼或一維條碼本身不表示該產(chǎn)品的描述性信息?；裟犴f爾的IT5100為一維碼和二維碼二合一式識(shí)讀頭，比較昂貴，但其單獨(dú)識(shí)別一維碼的效果不如SE955和EM1300，而識(shí)別二維碼的效率與二維碼的碼制與信息量大小關(guān)系密切。攜帶信息對(duì)物品的描述可不依賴數(shù)據(jù)庫(kù)及通訊網(wǎng)絡(luò)而單獨(dú)應(yīng)用行排式二維條碼可用線掃描器的多次掃描識(shí)讀；對(duì)于矩陣式二維條碼僅能用圖像掃描器識(shí)讀福建新大陸是國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)軍公司之一，也是我們重要的合作伙伴，其參數(shù)直接關(guān)系到手持終端讀碼性能。主要特點(diǎn)：體積纖小，可方便地嵌入其它設(shè)備中應(yīng)用，可輕松識(shí)讀市場(chǎng)上所有主流一維碼，集成了高性能處理器和解碼板，擁有快速解碼和高精度識(shí)讀的能力，易于進(jìn)行功能配置和固件更新?？勺R(shí)讀全部國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一維條碼和主流二維碼（QR Code，DataMatrix，PDF417, Aztec，Maxicode，漢信碼、龍貝碼等），識(shí)讀性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這部分原理如下所示：霍尼韋爾IT5100為半軟半硬識(shí)讀頭，即動(dòng)態(tài)視頻流由該識(shí)讀頭采集，然后送入處理器，處理器使用讀頭廠家提供的解碼庫(kù)進(jìn)行軟解碼, 實(shí)際上可以把該識(shí)讀頭看作一個(gè)攝像頭來(lái)處理，原理如下圖：圖310二維碼識(shí)讀器接口 射頻識(shí)別模組射頻識(shí)別模塊是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中最常用的功能之一，它利用射頻信號(hào)通過(guò)空間電磁耦合實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸的信息傳遞[36][38]。在手持移動(dòng)終端MT02上，我們最早所使用的內(nèi)置模塊是臺(tái)灣集佳（GiGa），它支持MIFARE174。在使用RF30進(jìn)行供貨后，我們發(fā)現(xiàn)該模塊讀卡的一致性不是很好，比如有的公交卡因?yàn)樘炀€諧振頻點(diǎn)偏離中心，會(huì)產(chǎn)生不識(shí)卡或者讀卡過(guò)程中報(bào)錯(cuò)的問(wèn)題，為了減少客戶出現(xiàn)異常讀卡的幾率，我們決定使用芯片搭建HF讀卡環(huán)境。相應(yīng)原理圖如下：圖312 GPS芯片方案原理圖當(dāng)使用者處于室內(nèi)或其他不能直接接收到衛(wèi)星型號(hào)的地方，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換至Qualm的GPSone（僅限于EvDO制式/電信網(wǎng)絡(luò)）。作為電源管理核心的數(shù)據(jù)電源芯片非常重要，我們選用的是國(guó)半的LP3972。 系統(tǒng)將用戶對(duì)終端的操作分成很多事件，比如“喚醒”、“休眠”、“點(diǎn)擊觸屏”、“拖動(dòng)觸屏”、“按動(dòng)按鍵”