【正文】 ive basic elements such as Sensor and gathering munication and operation and application technology.The paper expounds the definition, theory and the key technology of the internet of things. In the end, I analyze its function in our daily life, industry and science.【Key words】The internet of thing The technology of sensor Radio Frequency Identification RFID Internet目 錄前 言 1第一章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概述 2第一節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史及趨勢 2一、物聯(lián)網(wǎng)的歷史 2二、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨 3第二節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)簡介 4一、物聯(lián)網(wǎng)的定義 4二、物流系統(tǒng)的組成 5第二章 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 7第一節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)已有的體系結(jié)構(gòu) 7第二節(jié) 建議的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 9一、物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)類型 10二、物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)點分類 10三、物聯(lián)網(wǎng)互連體系結(jié)構(gòu) 11第三章 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù) 14第一節(jié) 實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的五大核心技術(shù) 14第二節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)四大支撐技術(shù) 17一、M2M技術(shù) 17二、無線射頻識別技術(shù)(RFID)技術(shù) 19三、傳感網(wǎng)技術(shù) 20四、兩化融合 21第三節(jié) 通信技術(shù)與數(shù)據(jù)融合技術(shù) 22一、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 22二、數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù) 24第四章 物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及方向 26第一節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 26一、基礎(chǔ)研究方面的挑戰(zhàn) 26二、技術(shù)開發(fā)方面的挑戰(zhàn) 26第二節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展前景 27結(jié) 論 29致 謝 30參考文獻(xiàn) 31一、英文原文 32二、英文翻譯 37 前 言物聯(lián)網(wǎng)是由各種現(xiàn)代科技設(shè)備組成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)?？萍荚诎l(fā)展，人類的需求也不斷增加，需要一種智能、信息全面的“智慧地球”。預(yù)計物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)之后的又一次信息浪潮。同年，韓國政府制定了uKorea戰(zhàn)略，韓國信通部發(fā)布的《數(shù)字時代的人本主義：IT839戰(zhàn)略》以具體呼應(yīng)uKorea。如果在基礎(chǔ)建設(shè)的執(zhí)行中，植入“智慧”的理念，不僅僅能夠在短期內(nèi)有力的刺激經(jīng)濟、促進(jìn)就業(yè)，而且能夠在短時間內(nèi)為中國打造一個成熟的智慧基礎(chǔ)設(shè)施平臺。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的逐步深入，中國的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展既具備了一些國際物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的共性特征，也呈現(xiàn)出一些鮮明的中國特色和階段特點。根據(jù)《2010～2011年中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展年度報告》，2012年中國物聯(lián)網(wǎng)將在以下幾個方面有所進(jìn)步。二是物聯(lián)產(chǎn)業(yè)向西部擴展，目前我國物流網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群已初步形成環(huán)渤海、長三角、珠三角以及中西部地區(qū)等四大區(qū)域集聚發(fā)展的總體產(chǎn)業(yè)空間格局。當(dāng)前我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的主要客戶仍是政府及事業(yè)單位，還沒有演變成市場普遍消費模式。國家倡導(dǎo)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，借以實現(xiàn)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和工業(yè)化與信息化的融合，各地政府紛紛響應(yīng)，高度重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過業(yè)界的共同努力，國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)體系逐漸形成，產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長。它具有普通對象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化3個重要特征。：【具體應(yīng)用】智能家居 智能交通 智能電網(wǎng) 智能物流 智能醫(yī)療 智能農(nóng)業(yè) 工業(yè)監(jiān)控 城市管理 環(huán)境檢測……【數(shù)據(jù)分析處理】云計算、數(shù)據(jù)挖掘……應(yīng)用層 【廣域網(wǎng)通訊】PSTN、2G/3G移動網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、專網(wǎng)……網(wǎng)絡(luò)層 【短距離無線網(wǎng)絡(luò)】紅外、藍(lán)牙、WiFi、Zigbee、其他無線……【數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行控制】各類傳感器、RFID、條碼、攝像頭……動作執(zhí)行部件感知網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)體系基本結(jié)構(gòu)圖①應(yīng)用層應(yīng)用層完成物品信息的匯總、協(xié)同、共享、互通、分析、決策等功能，相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的控制層、決策層。這相當(dāng)于人借助火車、飛機等公眾交通系統(tǒng)在地球范圍內(nèi)的交流。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術(shù)。短距離無線通信能完成小范圍內(nèi)的多個物品的信息集中與互通功能，相當(dāng)于物品的腳。另外,物聯(lián)網(wǎng)在智能交通、倉儲物流、工業(yè)控制等方面都有較大的應(yīng)用價值。物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)是為了適應(yīng)于異構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)無線通信環(huán)境而設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)?？刂泼嫱ㄟ^向數(shù)據(jù)面發(fā)送配置報文,優(yōu)化數(shù)據(jù)面的吞吐量以及可靠性。 物聯(lián)網(wǎng)自主體系結(jié)構(gòu)的協(xié)議棧這種面向物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)涉及的協(xié)議棧較為復(fù)雜,只能適用于計算資源較為富裕的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)點。這里的EPC中間件實際上屏蔽了各類不同的RFID之間的信息傳遞技術(shù),把物品的信息訪問和存儲轉(zhuǎn)化成為一個開放的平臺。 EPC網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)第二節(jié) 建議的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)我們認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該遵循以下5條原則:① 多樣性原則,物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)必須根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)點類型的不同,分成多種類型的體系結(jié)構(gòu)。④ 安全性原則,物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)必須能夠防御大范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)攻擊。② 信息類服務(wù):信息采集、存儲和查詢。以上羅列的是通用物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)類型集合,根據(jù)不同領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求,以上服務(wù)類型可以進(jìn)行相應(yīng)的擴展或裁剪。 物聯(lián)網(wǎng)結(jié)點類型與特征無源CPS結(jié)點,就是具有電子標(biāo)簽的物品,這是物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)量最多的結(jié)點,例如攜帶電子標(biāo)簽的人可以成為一個無源CPS結(jié)點。三、物聯(lián)網(wǎng)互連體系結(jié)構(gòu)根據(jù)以上物聯(lián)網(wǎng)結(jié)點的分類,可以進(jìn)一步研究可能存在的連接類型,例如物聯(lián)網(wǎng)結(jié)點之間存在無源結(jié)點與有源CPS結(jié)點,有源CPS與有源CPS結(jié)點,以及有源CPS結(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)CPS結(jié)點之間的連接,這些類型的連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)互連的體系結(jié)構(gòu)。 無源CPS結(jié)點與有源CPS結(jié)點互聯(lián)結(jié)構(gòu),有源CPS結(jié)點之間通過物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層的協(xié)議交互,實現(xiàn)有源CPS結(jié)點之間的信息采集、傳遞和查詢。,有源CPS結(jié)點需要通過CPS網(wǎng)關(guān),才能連接互聯(lián)網(wǎng)結(jié)點。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)。應(yīng)用層協(xié)議,提供信息采集、傳遞、查詢功能,具有較為完整的用戶管理、聯(lián)網(wǎng)配置、安全管理、可靠性控制能力。 以下是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的五大核心技術(shù)：核心技術(shù)之感知層：傳感器技術(shù)、射頻識別技術(shù)、二維碼技術(shù)、微機電系統(tǒng)和GPS技術(shù)①.傳感器技術(shù)傳感技術(shù)同計算機技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大技術(shù)。在國內(nèi)，RFID已經(jīng)在身份證、電子收費系統(tǒng)和物流管理等領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用。④.GPS技術(shù)GPS技術(shù)又稱為全球定位系統(tǒng)，是具有海、陸、空全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。②.WiFiWiFi（Wireless Fidelity，無線保真技術(shù)）是一種基于接入點（Access Point）的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，目前已有一定規(guī)模的布設(shè)，在部分應(yīng)用中與傳感器相結(jié)合。GPRS技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術(shù)。②.3G網(wǎng)絡(luò)3G是英文the 3rd Generation的縮寫，指第三代移動通信技術(shù)。雖然GPRS是作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動通信演變的過渡技術(shù)，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢。ERP技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息處理層技術(shù)。核心技術(shù)之應(yīng)用層：垂直行業(yè)應(yīng)用、系統(tǒng)集成、資源打包應(yīng)用層主要是根據(jù)行業(yè)特點，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，開發(fā)各類的行業(yè)應(yīng)用解決方案，將物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢與行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營、信息化管理、組織調(diào)度結(jié)合起來，形成各類的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，構(gòu)建智能化的行業(yè)應(yīng)用?！癕2M”是“MachinetoMachine”的縮寫，用來表示機器對機器之間的連接與通信。例如，一個完整的過程（X）到一個IT應(yīng)用（Y）。 M2M的基本概念：一般而言，一個數(shù)據(jù)端點（DEP）指的是一個微型計算機系統(tǒng)，一個連接到程序或者是更高層次子系統(tǒng)的端點。雖說是這樣，但是可以設(shè)想M2M應(yīng)用有多個DIP。相反，DIP和DIP之間的直接通信路線是被支持的，還有單個DEP之間直接和間接的聯(lián)系，就像我們所熟知的P2P（PeertoPeer）聯(lián)系一樣。個別子系統(tǒng)故障，整個應(yīng)用程序至少是一部分將受到損害。任何潛在的故障都能通過DEP被迅速監(jiān)測。除了與DEP連接之外，DIP監(jiān)控軟件還有另外兩個接口：配置接口和通知接口。通知接口發(fā)送各種消息（SMS、電子郵件、自動發(fā)送傳真，或者撥打某個電話號碼和播放音頻文件）。安裝在物體表面的電子標(biāo)簽收到經(jīng)微波天線發(fā)出的查詢信號后，根據(jù)查詢信號中的命令要求，將標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息反射回微波天線。RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，并且閱讀器能自行判斷RFID標(biāo)簽是否被重復(fù)讀取處理。通常閱讀器與電腦相連，所讀取的標(biāo)簽信息被傳送到電腦上進(jìn)行下一步處理。RFID物品識別的目標(biāo)是為每一物理實體提供唯一標(biāo)識。②讀取方便。這大大減少了人的參與, 提高了識別效率。④動態(tài)更改。⑥RFID電子標(biāo)簽可以設(shè)置密碼, 保密性強。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。一般傳感器采集的信息需要計算機進(jìn)行處理；智能傳感器帶有微處理器，本身具有采集、處理、交換信息的能力，具備數(shù)據(jù)精度高、高可靠性與高穩(wěn)定性、高信噪比與高的分辨力、強的自適應(yīng)性、低的價格性能比等特點。nbsp。對于無源標(biāo)簽，閱讀器（手持式或固定式）不斷發(fā)出無線電波，在周圍形成磁場，標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息；對于有源標(biāo)簽，則可以主動發(fā)送某一頻率的信號。可以這樣說，RFID將是用途最廣泛的自動識別技術(shù)。也就是說，兩化融合包括技術(shù)融合、產(chǎn)品融合、業(yè)務(wù)融合、產(chǎn)業(yè)衍生四個方面。例如，普通機床加上數(shù)控系統(tǒng)之后就變成了數(shù)控機床，傳統(tǒng)家電采用了智能化技術(shù)之后就變成了智能家電，普通飛機模型增加控制芯片之后就成了遙控飛機。產(chǎn)業(yè)衍生是指兩化融合可以催生出的新產(chǎn)業(yè)，形成一些新興業(yè)態(tài)，如工業(yè)電子、工業(yè)軟件、工業(yè)信息服務(wù)業(yè)。（一）無線傳感網(wǎng)主要技術(shù) 無線傳感網(wǎng)(WSN)是集分布式信息采集、傳輸和處理技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，以其低成本、微型化、低功耗和靈活的組網(wǎng)方式、鋪設(shè)方式以及適合移動目標(biāo)等特點受到廣泛重視。綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計算機技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進(jìn)行處理、傳輸。在感知物質(zhì)世界及其變化的過程中，需要檢測的對象很多，譬如溫度、壓力、濕度、應(yīng)變等，因此需要微型化、低功耗的傳感網(wǎng)節(jié)點來構(gòu)成無線傳感網(wǎng)的基礎(chǔ)層支持平臺。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議分層以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的集合，是對網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成功能的定義和描述。其中，分層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)類似于TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)；傳感網(wǎng)管理技術(shù)主要是對傳感器節(jié)點自身的管理以及用戶對傳感網(wǎng)的管理；分層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)是傳感網(wǎng)應(yīng)用支撐技術(shù)的基礎(chǔ)。 ⑤傳感網(wǎng)安全。（二）物聯(lián)網(wǎng)的部分網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 根據(jù)目前物聯(lián)網(wǎng)所涵蓋的概念，其工作范圍可以分成兩大塊：一塊是體積小、能量低、存儲容量小、運算能力弱的智能小物體的互聯(lián)，即傳感網(wǎng)；另一塊是沒有上述約束的智能終端的互聯(lián)，如智能家電、視頻監(jiān)控等。ZigBee 技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)體系已相對成熟，并已形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。IPv6 作為下一代 IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有豐富的地址資源，能夠支持動態(tài)路由機制，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)對網(wǎng)絡(luò)通信在地址、網(wǎng)絡(luò)自組織以及擴展性方面的要求。因為網(wǎng)絡(luò)存在大量冗余信息，會浪費大量的通信帶寬和寶 貴的能量資源。例如，借助數(shù)據(jù)稀疏性理論在圖像處理中的應(yīng)用，可將其引入傳感網(wǎng)用于數(shù)據(jù)壓縮，以改善數(shù)據(jù)融合效果。智能技術(shù)是為了有效 地達(dá)到某種預(yù)期的目的，利用知識分析后所采用的各種方法和手段。為了實現(xiàn)這樣的智能性，例如，控制智能服務(wù)機器人完成既定任務(wù)包括運動軌跡控制、準(zhǔn)確的定位及目標(biāo)跟蹤等，需要智能化的控制技術(shù)與系統(tǒng)。如何再造計算和網(wǎng)絡(luò)的抽象體系,這是物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)研究的核心內(nèi)容,包括如何在編程語言中增加時序,如何重新定義操作系統(tǒng)和編程語言的接口,如何重新思考硬件與軟件的劃分,如何在互聯(lián)網(wǎng)中增加時序,如何計算系統(tǒng)的可預(yù)測性和可靠性等。需要分析事件的時間和空間特性,設(shè)計面向物聯(lián)網(wǎng)的、具有時間和空間條件限制的分層物聯(lián)網(wǎng)事件模型。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)中,需要面臨如何構(gòu)建面向物聯(lián)網(wǎng)中間件的技術(shù)難題。但是,改造一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、功能繁瑣的通用中間件的成本是否一定小于構(gòu)建一個結(jié)構(gòu)簡單的、功能簡潔的專用中間件, 這是需要研究的問題。任何新興產(chǎn)業(yè)都是建立在舊有產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)之上，但又不同于舊有產(chǎn)業(yè)，工業(yè)革命、互聯(lián)網(wǎng)革命無不如此，今天我們站在了物聯(lián)網(wǎng)的船頭，互聯(lián)網(wǎng)的影響力無處不在，很多人仍然抱有習(xí)慣性的思維，從互聯(lián)網(wǎng)的角度看待和討論物聯(lián)網(wǎng)，而這正大大削弱和制約著物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新發(fā)展。在物聯(lián)網(wǎng)的初期雛形中，與人密切相關(guān)的部分就是家庭，與人頻繁互動的就是家居系統(tǒng)，智能家居系統(tǒng)成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期最重要最直接最廣泛的應(yīng)用，它將影響到交通、電力、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、金融等等一系列的行業(yè)，成為這些行業(yè)應(yīng)用的中心，智能家居將成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初級階段最龐大的產(chǎn)業(yè)，也可以說離開了家庭這個最基本的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，智慧城市、智慧地球就失去了意義。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)造一個智慧的世界。有失有得，但是時間不會倒流，人生應(yīng)該充滿希望向前看。在不斷完善和修改的過程中，也讓我更加懂得“一分耕耘才有一分收獲”的道理。雖然前進(jìn)的路途充滿曲折，但我會銘記每位老師對我的關(guān)懷與指導(dǎo)，帶著我對人生的理想，走向更廣闊的天地，并努力實現(xiàn)我的理想。謝謝你們，我會繼續(xù)努