【正文】 致 謝 ................................................................................................................................................ 30 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................ 31 一、英文原文 ...................................................................................................................... 32 二、英文翻譯 ..................................................................................................................... 37 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 物聯(lián)網(wǎng)是由各種現(xiàn)代科技設(shè)備組成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。 當(dāng)前“物聯(lián)網(wǎng)”的定義、國內(nèi)在原理、體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)模型等方面還存在許多值得探討的問題，但從“物聯(lián)網(wǎng)”本質(zhì)上看，“物聯(lián)網(wǎng)”是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展到一定階段后出現(xiàn)的一種聚合性應(yīng)用與技術(shù)提升，將各種感知技術(shù)、 現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動(dòng)化技術(shù)聚合與集成應(yīng)用，使人與物智慧對話，創(chuàng)造一個(gè)智慧的世界。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 摘 要 過去 10 年間，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用取得巨大的突破，近些年隨著全球信息技術(shù)革命的深入和 3G 網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注，更是引起了國內(nèi)學(xué)術(shù) 界、工業(yè)界和新聞媒體的高度重視。 第五周 — 第八周：查閱文獻(xiàn)，了解物聯(lián)網(wǎng)的一些基本情況。“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。 物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)模式，其核心性能因素以及網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)行為對著寫因素的影響都是未知的。 第九周 — 第十二 周：初步掌握物聯(lián)網(wǎng)的原理，認(rèn)真分析物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)?！拔锫?lián)網(wǎng)”被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。通過對現(xiàn)有“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)文獻(xiàn)和應(yīng)用實(shí)例的分析，來探討“物聯(lián)網(wǎng)”體系機(jī)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)行了闡述 。 1995 年比爾蓋茨在《未來之路》一書中提到物聯(lián)網(wǎng)，到今天已經(jīng)發(fā)展了 17 年。物聯(lián)網(wǎng)也隨之融入人們的生活當(dāng)中并且不斷完善，例如SIM 卡發(fā)展，它的容量是不是應(yīng)該從 K 到 G 呢？對于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展前景分析，在本文都會(huì)得到詳細(xì)和比較完整的介紹。有專家預(yù)測在未來 10年內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模的普及進(jìn)入人們的生活，這一項(xiàng)科技將會(huì)發(fā)展為上千 萬億元規(guī)模的高科技市場。 2020 年 11 月 在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì) (WSIS)上，國際電信聯(lián)盟 (ITU)發(fā)布了《 ITU 互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告 2020：物聯(lián)網(wǎng)》，報(bào)告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換。 2020 年 6 月 歐盟委員會(huì)提出針對物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)方案，方案明確表示在技術(shù)層面將給予大量資金支持，在政府管理層面將提出與現(xiàn)有法規(guī)相適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管方案 2020 年 8 月 溫家寶總理在無錫考察傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)明確指示要早一點(diǎn)謀劃未來，早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)，并且明確要求盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫“感知中國”中心。一方面，以全國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的管理者、經(jīng)營者、學(xué)者和其他相關(guān)人士提供政策研討、形勢分析、成就展示、學(xué)術(shù)爭鳴、成果交流以及相互合作的平臺(tái)，將 繼續(xù)為我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和應(yīng)用管理提供咨詢和決策依據(jù)。 一是物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)出現(xiàn)一系列的標(biāo)準(zhǔn)競爭。 2020 下半年開始國內(nèi)西部的陜西、蘭州、四川、重慶也開始將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)作為優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。隨著，地方政府、中 國物聯(lián)網(wǎng) (RFID、傳感網(wǎng)、智能通訊 )產(chǎn)業(yè)各大聯(lián)盟和國內(nèi)外企業(yè)、機(jī)構(gòu)的鼎力支助，關(guān)于民眾的應(yīng)用示范將會(huì)逐步擴(kuò)大。中國已有 28 個(gè)省市將物聯(lián)網(wǎng)作為新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)之一，不少一二線城市在建設(shè)或籌建物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園。安防、交通和醫(yī)療三大領(lǐng)域，有望在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中率先受益，成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場容量大、增長最為顯著的領(lǐng)域。 物聯(lián)網(wǎng) (Inter of Things)指的是 將無處 不在（ Ubiquitous）的末端設(shè)備（ Devices）和設(shè)施（ Facilities），包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動(dòng)終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等和“外在使能” (Enabled)的，如貼上 RFID 的各種資產(chǎn)（ Assets）、攜帶無線終端的個(gè)人與車輛等“智能化物件或動(dòng)物”或“智能塵?！保?Mote），通過各種無線 /有線的長距離 /短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通（ M2M)、應(yīng)用大集成（ Grand Integration)、以及基于云計(jì)算的 SaaS 營運(yùn)等模式，提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級(jí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面（集中展示的 Cockpit Dashboard)等管理和服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮堋⒖?、營”一體化。物聯(lián)網(wǎng)的根本還是為人服務(wù)，應(yīng)用層 完成物品與人的最終交互，前面兩層將物品的信息大范圍地收集起來，匯總在應(yīng)用層進(jìn)行統(tǒng)一分析、決策，用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之問的信息協(xié)同、共享、互通，提高信息的綜合利用度，最大程度地為人類服務(wù)。當(dāng)然，現(xiàn)有的公眾網(wǎng)絡(luò)是針對人的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模發(fā)展之后，能否完全滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信的要求還有待驗(yàn)證。感知層又分為數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行、短距離無線通信 2個(gè)部分。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第二章 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)已有的體系結(jié)構(gòu) 人類社會(huì)在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)將面臨兩大難題 :其一是能源短缺和環(huán)境污染 。已經(jīng)公開的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)例基本上圍繞這些應(yīng)用領(lǐng)域。該自主體系結(jié)構(gòu)采用自主通信技術(shù)。知識(shí)面提供整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息的完整視圖 ,并且提煉成為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的知識(shí) ,用于指導(dǎo)控制面的適應(yīng)性控制 。目前物流倉儲(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都依賴于產(chǎn)品電子代碼 ( EPC)網(wǎng)絡(luò) ,該網(wǎng)絡(luò)如圖 所示 ,主要組成部件包括 :產(chǎn)品電子代碼 ( EPC) ,這是一種全球范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)定義的產(chǎn)品數(shù)字標(biāo)識(shí) 。 ② 商業(yè)伙伴之間的數(shù)據(jù)傳輸層 ,這層最重要的部分是 EPC2IS,企業(yè)成員利用 EPC2IS 服務(wù)器處理被 ALE 過濾之后的信息 ,這類信息可以用于內(nèi)部或者外部商業(yè)伙伴之間的信息交互。 ② 時(shí)空性原則 ,物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)必須能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)間、空間和能源方面的需求 。 以下從物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)類型 ,結(jié)點(diǎn)分類和互連結(jié)構(gòu) 3 個(gè)方面討論物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。 ④ 安全類服務(wù) :用戶管理、訪問控制、事件報(bào)警 、入侵檢測、攻擊防御 。 二、 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)分類 為了構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) ,首先需要?jiǎng)澐治锫?lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的類型。 有源 CPS結(jié)點(diǎn) ,具備感知、聯(lián)網(wǎng)和控制能力的嵌入式系統(tǒng) ,這是物聯(lián)網(wǎng)的核心結(jié)點(diǎn) ,例如裝備了可以傳感人體信息的穿戴式電腦的人可以成為一個(gè)有源 CPS 結(jié)點(diǎn)?；ヂ?lián)網(wǎng)CPS結(jié)點(diǎn)具有不間斷電源 ,不具備移動(dòng)性 ,可以具有感知能力 ,具有 較強(qiáng)的存儲(chǔ)、計(jì)算和聯(lián)網(wǎng)能力 ,可以提供 H2T、 H2H 連接。 圖 無源 CPS 結(jié)點(diǎn)與有源 CPS 結(jié)點(diǎn)互聯(lián)結(jié)構(gòu) 有源 CPS 結(jié)點(diǎn)與有源 CPS 結(jié)點(diǎn)互連結(jié)構(gòu)如圖 所示 ,有源 CPS 結(jié)點(diǎn)之間通過物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層的協(xié)議交互 ,實(shí)現(xiàn)有源 CPS 結(jié)點(diǎn)之間的信息采集、傳遞和查詢。 有源 CPS 結(jié)點(diǎn)與互聯(lián)網(wǎng) CPS結(jié)點(diǎn)互連結(jié)構(gòu)如圖 ,有源 CPS結(jié)點(diǎn)需要通過 CPS網(wǎng)關(guān) ,才能連接互聯(lián)網(wǎng)結(jié)點(diǎn)。不同的物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù) ,例如汽車電子聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、環(huán)境監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 第三章 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù) 第一節(jié) 實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的五大核心技術(shù) 從物聯(lián)網(wǎng)的定義及各類技術(shù)所起的作用來看，物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵核心技術(shù)應(yīng)該是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ WSN）技術(shù)，主要原因是： WSN 技術(shù)貫穿物聯(lián)網(wǎng)的全部三個(gè)層次 ，是其它層面技術(shù)的整合應(yīng)用，對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有提綱挈領(lǐng)的作用。微型無線傳感技術(shù)以及以此組件的傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)感知 層的重要技術(shù)手段。 ③ .微機(jī)電系統(tǒng)（ MEMS） 微機(jī)電系統(tǒng)是指利用大規(guī)模集成電路制造工藝，經(jīng)過微米級(jí)加工，得到的集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。 核心技術(shù)之信息匯聚層：傳感網(wǎng)自組網(wǎng)技 術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)及廣域網(wǎng)技術(shù) ① .無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ WSN）技術(shù) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ Wireless Sensor Network，簡稱 WSN）的基本功能是將一系列空間分散的傳感器單元通過自組織的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸匯總，以實(shí)現(xiàn)對空間分散范圍內(nèi)的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控，并根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理。 ③ .GPRS GPRS（ General Packet Radio Service，通用分組無線服務(wù)）是一種基于 GSM 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)。通信最基本的形式是在點(diǎn)與點(diǎn)之間建立通 信系統(tǒng)，但這不能稱為通信網(wǎng)，只有將許多的通信系統(tǒng)（傳輸系統(tǒng)）通過交換系統(tǒng)按一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合在一起才能稱之為通信。 ③ .GPRS 網(wǎng)絡(luò) 這是一種基于 GSM 系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線 IP 連接。 ⑤ .NGB 廣域網(wǎng)絡(luò) 中國下一代廣播電視網(wǎng)（ NGB）是以有線電視數(shù)字化和移動(dòng)多媒體廣播（ CMMB）的成果為基礎(chǔ)，以自主創(chuàng)新的 “ 高性能帶寬信息網(wǎng)