【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 物聯網系統概述 2第一節(jié) 物聯網的發(fā)展歷史及趨勢 2一、物聯網的歷史 2二、物聯網的發(fā)展趨 3第二節(jié) 物聯網系統簡介 4一、物聯網的定義 4二、物流系統的組成 5第二章 物聯網體系結構 7第一節(jié) 物聯網已有的體系結構 7第二節(jié) 建議的物聯網體系結構 9一、物聯網的服務類型 10二、物聯網的結點分類 10三、物聯網互連體系結構 11第三章 物聯網關鍵技術 14第一節(jié) 實現物聯網的五大核心技術 14第二節(jié) 物聯網四大支撐技術 17一、M2M技術 17二、無線射頻識別技術(RFID)技術 19三、傳感網技術 20四、兩化融合 21第三節(jié) 通信技術與數據融合技術 22一、網絡通信技術 22二、數據融合與智能技術 24第四章 物聯網未來的發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及方向 26第一節(jié) 物聯網發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 26一、基礎研究方面的挑戰(zhàn) 26二、技術開發(fā)方面的挑戰(zhàn) 26第二節(jié) 物聯網未來的發(fā)展前景 27結 論 29致 謝 30參考文獻 31一、英文原文 32二、英文翻譯 37 前 言物聯網是由各種現代科技設備組成的一個巨大網絡?？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”。預計物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信網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《數字時代的人本主義：IT839戰(zhàn)略》以具體呼應uKorea。如果在基礎建設的執(zhí)行中，植入“智慧”的理念，不僅僅能夠在短期內有力的刺激經濟、促進就業(yè)，而且能夠在短時間內為中國打造一個成熟的智慧基礎設施平臺。隨著物聯網技術應用與產業(yè)發(fā)展的逐步深入，中國的物聯網發(fā)展既具備了一些國際物聯網發(fā)展的共性特征，也呈現出一些鮮明的中國特色和階段特點。根據《2010～2011年中國物聯網發(fā)展年度報告》，2012年中國物聯網將在以下幾個方面有所進步。二是物聯產業(yè)向西部擴展，目前我國物流網產業(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)展的總體產業(yè)空間格局。當前我國物聯網產業(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。國家倡導發(fā)展物聯網產業(yè)，借以實現經濟轉型和工業(yè)化與信息化的融合，各地政府紛紛響應，高度重視物聯網產業(yè)。經過業(yè)界的共同努力，國內物聯網產業(yè)鏈和產業(yè)體系逐漸形成，產業(yè)規(guī)模快速增長。它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化3個重要特征。：【具體應用】智能家居 智能交通 智能電網 智能物流 智能醫(yī)療 智能農業(yè) 工業(yè)監(jiān)控 城市管理 環(huán)境檢測……【數據分析處理】云計算、數據挖掘……應用層 【廣域網通訊】PSTN、2G/3G移動網絡、互聯網、廣電網絡、專網……網絡層 【短距離無線網絡】紅外、藍牙、WiFi、Zigbee、其他無線……【數據采集、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 物聯網體系基本結構圖①應用層應用層完成物品信息的匯總、協同、共享、互通、分析、決策等功能，相當于物聯網的控制層、決策層。這相當于人借助火車、飛機等公眾交通系統在地球范圍內的交流。物聯網的數據采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術。短距離無線通信能完成小范圍內的多個物品的信息集中與互通功能，相當于物品的腳。另外,物聯網在智能交通、倉儲物流、工業(yè)控制等方面都有較大的應用價值。物聯網的自主體系結構是為了適應于異構的物聯網無線通信環(huán)境而設計的體系結構?？刂泼嫱ㄟ^向數據面發(fā)送配置報文,優(yōu)化數據面的吞吐量以及可靠性。 物聯網自主體系結構的協議棧這種面向物聯網的自主體系結構涉及的協議棧較為復雜,只能適用于計算資源較為富裕的物聯網結點。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,把物品的信息訪問和存儲轉化成為一個開放的平臺。 EPC網絡體系結構第二節(jié) 建議的物聯網體系結構我們認為,物聯網體系結構設計應該遵循以下5條原則:① 多樣性原則,物聯網體系結構必須根據物聯網結點類型的不同,分成多種類型的體系結構。④ 安全性原則,物聯網體系結構必須能夠防御大范圍內的網絡攻擊。② 信息類服務:信息采集、存儲和查詢。以上羅列的是通用物聯網的服務類型集合,根據不同領域的物聯網應用需求,以上服務類型可以進行相應的擴展或裁剪。 物聯網結點類型與特征無源CPS結點,就是具有電子標簽的物品,這是物聯網中數量最多的結點,例如攜帶電子標簽的人可以成為一個無源CPS結點。三、物聯網互連體系結構根據以上物聯網結點的分類,可以進一步研究可能存在的連接類型,例如物聯網結點之間存在無源結點與有源CPS結點,有源CPS與有源CPS結點,以及有源CPS結點與互聯網CPS結點之間的連接,這些類型的連接結構構成了物聯網互連的體系結構。 無源CPS結點與有源CPS結點互聯結構,有源CPS結點之間通過物理層、數據鏈路層和應用層的協議交互,實現有源CPS結點之間的信息采集、傳遞和查詢。,有源CPS結點需要通過CPS網關,才能連接互聯網結點。不同的物聯網聯網技術,例如汽車電子聯網技術、環(huán)境監(jiān)測聯網技術。應用層協議,提供信息采集、傳遞、查詢功能,具有較為完整的用戶管理、聯網配置、安全管理、可靠性控制能力。 以下是實現物聯網的五大核心技術：核心技術之感知層：傳感器技術、射頻識別技術、二維碼技術、微機電系統和GPS技術①.傳感器技術傳感技術同計算機技術與通信技術一起被稱為信息技術的三大技術。在國內，RFID已經在身份證、電子收費系統和物流管理等領域有了廣泛應用。④.GPS技術GPS技術又稱為全球定位系統，是具有海、陸、空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統。②.WiFiWiFi（Wireless Fidelity，無線保真技術）是一種基于接入點（Access Point）的無線網絡結構，目前已有一定規(guī)模的布設，在部分應用中與傳感器相結合。GPRS技術屬于物聯網的信息匯總層技術。②.3G網絡3G是英文the 3rd Generation的縮寫，指第三代移動通信技術。雖然GPRS是作為現有GSM網絡向第三代移動通信演變的過渡技術，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢。ERP技術屬于物聯網的信息處理層技術。核心技術之應用層：垂直行業(yè)應用、系統集成、資源打包應用層主要是根據行業(yè)特點，借助互聯網技術手段，開發(fā)各類的行業(yè)應用解決方案，將物聯網的優(yōu)勢與行業(yè)的生產經營、信息化管理、組織調度結合起來，形成各類的物聯網解決方案，構建智能化的行業(yè)應用?！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應用（Y）。 M2M的基本概念：一般而言，一個數據端點（DEP）指的是一個微型計算機系統，一個連接到程序或者是更高層次子系統的端點。雖說是這樣，但是可以設想M2M應用有多個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系，就像我們所熟知的P2P（PeertoPeer）聯系一樣。個別子系統故障，整個應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簽收到經微波天線發(fā)出的查詢信號后，根據查詢信號中的命令要求，將標簽中的數據信息反射回微波天線。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，并且閱讀器能自行判斷RFID標簽是否被重復讀取處理。通常閱讀器與電腦相連，所讀取的標簽信息被傳送到電腦上進行下一步處理。RFID物品識別的目標是為每一物理實體提供唯一標識。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電子標簽可以設置密碼, 保密性強。它是實現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，具備數據精度高、高可靠性與高穩(wěn)定性、高信噪比與高的分辨力、強的自適應性、低的價格性能比等特點。nbsp。對于無源標簽，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，標簽進入磁場后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產品信息；對于有源標簽，則可以主動發(fā)送某一頻率的信號?？梢赃@樣說，RFID將是用途最廣泛的自動識別技術。也就是說，兩化融合包括技術融合、產品融合、業(yè)務融合、產業(yè)衍生四個方面。例如，普通機床加上數控系統之后就變成了數控機床，傳統家電采用了智能化技術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。產業(yè)衍生是指兩化融合可以催生出的新產業(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)信息服務業(yè)。（一）無線傳感網主要技術 無線傳感網(WSN)是集分布式信息采集、傳輸和處理技術于一體的網絡信息系統，以其低成本、微型化、低功耗和靈活的組網方式、鋪設方式以及適合移動目標等特點受到廣泛重視。綜合傳感器技術、嵌入式計算機技術、分布式信息處理技術等，協作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理、傳輸。在感知物質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、應變等，因此需要微型化、低功耗的傳感網節(jié)點來構成無線傳感網的基礎層支持平臺。網絡體系結構是網絡的協議分層以及網絡協議的集合，是對網絡及其部件所應完成功能的定義和描述。其中，分層的網絡通信協議結構類似于TCP/IP協議體系結構；傳感網管理技術主要是對傳感器節(jié)點自身的管理以及用戶對傳感網的管理；分層協議和網絡管理技術是傳感網應用支撐技術的基礎。 ⑤傳感網安全。（二）物聯網的部分網絡通信技術 根據目前物聯網所涵蓋的概念，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，即傳感網；另一塊是沒有上述約束的智能終端的互聯，如智能家電、視頻監(jiān)控等。ZigBee 技術經過多年的發(fā)展，技術體系已相對成熟，并已形成了一定的產業(yè)規(guī)模。IPv6 作為下一代 IP 網絡協議，具有豐富的地址資源，能夠支持動態(tài)路由機制，可以滿足物聯網對網絡通信在地址、網絡自組織以及擴展性方面的要求。因為網絡存在大量冗余信息，會浪費大量的通信帶寬和寶 貴的能量資源。例如，借助數據稀疏性理論在圖像處理中的應用，可將其引入傳感網用于數據壓縮，以改善數據融合效果。智能技術是為了有效 地達到某種預期的目的，利用知識分析后所采用的各種方法和手段。為了實現這樣的智能性，例如，控制智能服務機器人完成既定任務包括運動軌跡控制、準確的定位及目標跟蹤等，需要智能化的控制技術與系統。如何再造計算和網絡的抽象體系,這是物聯網基礎研究的核心內容,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,如何在互聯網中增加時序,如何計算系統的可預測性和可靠性等。需要分析事件的時間和空間特性,設計面向物聯網的、具有時間和空間條件限制的分層物聯網事件模型。物聯網技術開發(fā)中,需要面臨如何構建面向物聯網中間件的技術難題。但是,改造一種結構復雜的、功能繁瑣的通用中間件的成本是否一定小于構建一個結構簡單的、功能簡潔的專用中間件, 這是需要研究的問題。任何新興產業(yè)都是建立在舊有產業(yè)的基礎之上，但又不同于舊有產業(yè)，工業(yè)革命、互聯網革命無不如此，今天我們站在了物聯網的船頭，互聯網的影響力無處不在，很多人仍然抱有習慣性的思維，從互聯網的角度看待和討論物聯網，而這正大大削弱和制約著物聯網的創(chuàng)新發(fā)展。在物聯網的初期雛形中，與人密切相關的部分就是家庭，與人頻繁互動的就是家居系統，智能家居系統成為物聯網發(fā)展初期最重要最直接最廣泛的應用，它將影響到交通、電力、農業(yè)、工業(yè)、金融等等一系列的行業(yè)，成為這些行業(yè)應用的中心，智能家居將成為物聯網發(fā)展初級階段最龐大的產業(yè)，也可以說離開了家庭這個最基本的物聯網應用，智慧城市、智慧地球就失去了意義。物聯網是現代信息技術發(fā)展到一定階段后出現的一種聚合性應用與技術提升，將各種感知技術、現代網絡技術和人工智能與自動化技術聚合與集成應用，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。雖然前進的路途充滿曲折，但我會銘記每位老師對我的關懷與指導，帶著我對人生的理想，走向更廣闊的天地，并努力實現我的理想。謝謝你們，我會繼續(xù)努