【正文】 具體的工作原理如下：當(dāng)裝有電子標(biāo)簽的物體接近微波天線時，閱讀器受控發(fā)出微波查詢信號。它從單獨的監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施的 DEP 接收失敗、錯誤和故障信息（圖的 X、Y 和 Z）。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 物聯(lián)網(wǎng)四大技術(shù) （二） 基于 M2M 的監(jiān)控基礎(chǔ)架構(gòu) 如今，無數(shù)的應(yīng)用程序使用復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中大多數(shù)系統(tǒng)履行每天 24 小時、每周7 天、沒有任何人監(jiān)督的服務(wù)。另一方面，一個典型的 M2M 應(yīng)用只有一個數(shù)據(jù)結(jié)合點。 DEP 和 DIP 可以用于任何子系統(tǒng)集成。 ③ .云計算 云計算概念間由 Google 提出的，這是一個美麗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，是指 IT 基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源。通俗的講， GPRS 是一項 高速 數(shù)據(jù)處理的科技，方法是以 “ 分組 ” 的形式傳送資料到用戶手上。 GPRS 技術(shù)可以充分利用現(xiàn)有 GSM 網(wǎng)絡(luò)，目前在很多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也有部分應(yīng)用。 MEMS技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術(shù)。 WSN 技術(shù)的發(fā)展，能為其它層面的技術(shù)提供更明確的方向。 CPS 網(wǎng)關(guān)實際上是一個有源 CPS 結(jié)點與互聯(lián)網(wǎng) CPS結(jié)點的組合 ,其 中實現(xiàn)了完整的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧。 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)點重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 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)。物聯(lián)網(wǎng)結(jié)點可以分成無源 CPS 結(jié)點、有源 CPS 結(jié)點、互聯(lián)網(wǎng) CPS 結(jié)點 ,其特征從以下方面進(jìn)行描述 :電源、移動性、感知性、存儲能力、計算能力、 聯(lián)網(wǎng)能力、連接能力 , 具體如圖 所示。 一、 物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)類型 根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)自身的特征 ,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該提供以下幾類服務(wù) : ① 聯(lián)網(wǎng)類服務(wù) :物品標(biāo)識、通信和定位 。 ③ 其他應(yīng)用服務(wù)層 ,這層最重要的部分是 ONS,ONS 用于發(fā)現(xiàn)所需的 EPC2IS 的地址。管理面協(xié)調(diào)和管理數(shù)據(jù)面、控制面和知識面的交互 ,提供物聯(lián)網(wǎng)的自主能力。 在公開發(fā)表物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的同時 ,很多研究人員也發(fā)表了 若干個物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) ,例如物品萬維網(wǎng)的 (Web of Things,WoT)體系結(jié)構(gòu) ,它定義了一種面向應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng) ,把萬維網(wǎng)服務(wù)嵌入到系統(tǒng)中 ,可以采用簡單的萬維網(wǎng)服務(wù)形式使用物聯(lián)網(wǎng)。數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行主要是運用智能傳感器技術(shù)、身份識別以及其他信息采集技術(shù)，對物品進(jìn)行基礎(chǔ)信息采集，同時接收上層網(wǎng)絡(luò)送來的控制信息，完成相應(yīng)執(zhí)行動作。其具體的應(yīng)用服務(wù)又回歸到前面提到的各個行業(yè)應(yīng)用，如智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等。根據(jù)“十二五”規(guī)劃， 2020 年我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將在智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能家居等重點領(lǐng)域積極開展應(yīng)用示范。 四是多層面的政策投入成為推動現(xiàn)階段中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最強動力。在今年，一些地方宣布建設(shè)智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)，各有各得標(biāo)準(zhǔn)，物聯(lián)網(wǎng)涵蓋范圍極廣，在制定標(biāo)準(zhǔn)時，各個參與方對標(biāo) 準(zhǔn)的制定都有自己的想法，試圖讓參與方自己的想法能夠主導(dǎo)上層標(biāo)準(zhǔn)的制定，并占取主動地位。 目前：經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)，全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組建了傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組，標(biāo)準(zhǔn)工作組現(xiàn)聚集了 中國科學(xué)院、中國移動通信集團(tuán)公司等國內(nèi)傳感網(wǎng)主要的技術(shù)研究和應(yīng)用單位。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第一章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概述 第一節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史及趨勢 一、 物聯(lián)網(wǎng)的歷史 1999 年 MIT AutoID Center 提出物聯(lián)網(wǎng)概念，即把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。隨著計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等各種硬件和軟件的高速發(fā)展，利用傳感、射頻識別、 RFID 等技術(shù)，實現(xiàn)了一個物理空間與數(shù)字空間的無縫連接。美國權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu) FORRESTER 預(yù)測：到 2020 年，世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達(dá)到 30 比１，因此，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務(wù)。需要深入研究針對信息和服務(wù)的主動測量的協(xié)作框架以認(rèn)識 網(wǎng)絡(luò)動態(tài)行為規(guī)律的基礎(chǔ)上，研究物聯(lián)網(wǎng)中適應(yīng)變化網(wǎng)絡(luò)快速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的路由策略 與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移模式。 進(jìn) 度 計 劃 第四周：充分調(diào)研，完成開題報告。 本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念、原理以及物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。這個概念的產(chǎn)生是 1999 年在美國召開的移動計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)國際會議由 MIT AutoID中心的Ashton 教授在研究 RFID 時最早提出 來的。 2020 年日本總務(wù)省提出 uJapan 構(gòu)想中，希望在 2020 年將日本建設(shè)成一個“ Anytime， Anywhere， Anything， Anyone”都可以上網(wǎng)的環(huán)境。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 二 、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨 全球通信網(wǎng)絡(luò)在經(jīng)歷了幾十年快速發(fā)展之后，已經(jīng)可以基本滿足人與人隨時隨地溝通的需要，而物與物、物與人的通信及上層應(yīng)用這種物聯(lián)網(wǎng)的基本發(fā)展需求正涌現(xiàn)出來。 2020 年將會出現(xiàn)一些所謂的標(biāo)準(zhǔn)。“智慧城市”建設(shè)是中國城市化推進(jìn)到一定水平的必然產(chǎn)物，對目前剛剛起步的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 發(fā)展意義重大。 第二節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)簡介 一、 物聯(lián)網(wǎng)的定義 物聯(lián)網(wǎng)是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信 網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。 ② 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層完成大范圍的信息溝通，主要借助于已有的廣域網(wǎng)通信系統(tǒng) (如 PSTN網(wǎng)絡(luò)、 2G/3G移動網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等 )，把感知層感知到的信息快速、可靠、安全地傳送到地球的各個地方，使 物品能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離、大范圍的通信，以實現(xiàn)在地球范圍內(nèi)的通信。這相當(dāng)于給物品賦予了嘴巴、耳朵和手，既能向網(wǎng)絡(luò)表達(dá)自己的各種信息，又能接收網(wǎng)絡(luò)的控制命令，完成相應(yīng)動作。這是一個以用戶為中心的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) ,試圖把互聯(lián)網(wǎng)中成功的、面向信息獲取的萬維網(wǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)移植到物聯(lián)網(wǎng)上 ,用于簡化物聯(lián)網(wǎng)的信息發(fā)布和獲取。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 圖 一種聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu) 這里自主特征主要由 STP /SP 協(xié)議棧和智能層取代傳統(tǒng)的 TCP / IP 協(xié)議棧 ,如圖 所示 ,這里的 STP 和 SP 分別表示智能傳送協(xié)議 ( Smart TransportProtocol)和智能協(xié)議 ( Smart Protocol) ,物聯(lián)網(wǎng)結(jié)點的智能層主要用于協(xié)商交互結(jié)點之間 STP /SP 的選擇 ,用于優(yōu)化無線鏈路之上的通信和數(shù)據(jù)傳送 ,滿足異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)的需求。EPC2global委托全球著名的域名服務(wù)機(jī)構(gòu) VeriSign (威瑞信 )公司提供 ONS 全球服務(wù) ,全球至少有 10 個數(shù)據(jù)中心提供 ONS 服務(wù)。 ② 信息類服務(wù) :信息采集、存儲和查詢 。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 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。 由于物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)性 ,我們建議的通用物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)由 3部分構(gòu)成 :無源 CPS結(jié)點與有源 CPS 結(jié)點互連結(jié)構(gòu) ,有源 CPS 結(jié)點與有源 CPS 結(jié)點互連結(jié)構(gòu) ,有源 CPS 結(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)點互連結(jié)構(gòu)。這樣 ,通過 CPS 網(wǎng)關(guān) ,可以在應(yīng)用層與互聯(lián)網(wǎng)連接 ,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間信息傳遞 ,以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之間的互通、互連和互操作。 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(jī)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(jī)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)。 ④ .GPS 技術(shù) 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 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)。 GPRS 技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術(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。 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。例如，一個完整的過程（ X）到一個 IT 應(yīng)用（ Y）。雖說是這樣，但是可以設(shè)想M2M 應(yīng)用有多個 DIP。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。 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。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是一種利用電磁能量實現(xiàn)自動識別和數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)，可以提供無人看管的自動監(jiān)視與報告作業(yè)。這個應(yīng)用軟件用于數(shù)據(jù)集成點（ DIP）。就物理部分來說，這種網(wǎng)絡(luò)的建立可以使用局域網(wǎng) 、無線網(wǎng)絡(luò)、電話網(wǎng)絡(luò) /ISDN，或者是類似的。在大多數(shù)的 MSM 應(yīng)用中，都有幾個DEP。 （一） M2M 的基本概念 首先， M2M 有以下三個基本特征： ① 數(shù) 據(jù)和節(jié)點（ DEP） ② 通信網(wǎng)絡(luò) ③ 數(shù)據(jù)融合點（ DIP）。屬于信息處理層技術(shù)。 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。 ③ .GPRS GPRS（ General Packet Radio Service