国家示范性软件学院物联网感知技术课程论文
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摘要................................................................................................................................ I 第1章绪论.. (1)
1.1. 背景分析 (1)
1.2. 国内外现状 (1)
第2章系统需求分析 (1)
2.1. 功能需求 (1)
2.2. 非功能需求 (2)
第3章系统概要设计 (2)
3.1. 系统的功能设计 (2)
3.2. 系统技术架构设计 (2)
3.3. 系统的存储设计 (2)
第4章系统详细设计 (2)
4.1. 系统感知层详细设计（主要） (2)
4.2. 系统网络层详细设计（次要） (2)
4.3. 系统应用层详细设计（次要） (2)
第5章总结 (3)
第1章绪论
1.1.背景分析
正文用宋体小四号字，
行间距1.25倍
图表要居中，图标名的命名规则是图章节号-图片在本章中出现的次序，如，图1-2指的是第一章中出现的第二幅图
1.2.国内外现状
第2章系统需求分析
2.1.功能需求
图1-1 用例图
1.对每个检测点的
实时监测各个入水口和排水口的水源污染情况，一旦发现水源污染，可将污染情况和污染位置实时上报到综合分析平台
检验
2.2.非功能需求
第3章系统概要设计
3.1.系统的功能设计
3.2.系统技术架构设计
3.3.系统的存储设计
第4章系统详细设计
4.1.系统感知层详细设计
设备选型、设备性能指标分析
4.2.系统网络层详细设计
设备组网情况、设备数据通信协议
4.3.系统应用层详细设计
感知层采集到的数据如何在应用层上合理的展现，方便用户使用。
充分使用UML中的静态图（类图、对象图）和动态图（时序图、协作图、状态图和活动图）进行系统设计。
第5章总结
南京邮电大学2015/2016学年第二学期 《物联网感知识别技术》 专业班级学号姓名 得分1、一维条形码通常由哪几部分构成？ 左侧空白区、起始符、数据符、校验符、终止符、右侧空白区 2、EAN-13商品条形码文字字符为693234010515X，计算该条形码的校验符； 10的倍数-（偶数和*3+奇数和） 3、Code39条形码的条形码字符分别为、，请使用二进制表示这两个条空； 01100 0010、11000 1000 4、EAN分配给ISBN系统专用的前置码为978备用码为979国际物品编 码协会分配给ISSN系统的前置码为977。 5、根据下表，将UPC-A条形码001200000657C转换为UPC-E条形码。0126570c
6、主动式电子标签、被动式电子标签、半主动电子标签的区别？ 7、读写器工作方式分为读写器先发言、标签先发言？ 读写器管理协议分为读写层、消息层、传输层？ 8、简述RFID系统的两种耦合方式？ 电感耦合。变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律 电磁反向散射耦合：雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。 9、数字通信系统理论框图？ 10、反向不归零编码、曼切斯特编码、密勒编码原理，分别采用反向不归零编码、曼切斯 特编码、密勒码对二进制序列10100100进行编码； 11、利用ASK、FSK、PSK对信号进行调制； 12、写出高频中最常用的协议标准
13、ISO/IEC 14443协议由几部分组成，各部分的主要内容是什么？ 14、ISO/IEC 14443 TYPE A 协议中PCD激活PICC的过程。 15、EPC码的主要特点有哪些？ 1、无接触读取 2、远距离读取 3、动态读取 4、多数量、品种读取 5、标签无源 6、海量存储量等优势 16、EPC标签可以分为几类？简述每一类标签的特点。 EPC标签是电子产品代码的信息载体，主要由天线和芯片组成。EPC标签中存储的惟一信息是96 位或者64位产品电子代码。为了降低成本，EPC标签通常是被动式射频标签。根据其功能级别 的不同，EPC标签可分为5类，目前所开展的EPC测试使用的是Class l Gen 2标签。 （1）Class OEPC标签。满足物流，供应链管理中，比如超市的结账付款、超市货架扫描、集装 箱货物识别、货物运输通道以及仓库管理等基本应用功能的标签。Class OEPC标签的主要功能 包括：必须包含EPC代码、24位自毁代码以及CRC代码；可以被读写器读取；可以被重叠读取；可以自毁；存储器不可以由读写器进行写入。 （2）Classl EPC标签。又称身份标签，它是一种无源的、后向散射式标签，除了具备ClassOEPC标签的所有特征外，还具有一个电子产品代码标识符和一个标签标识符，Class1EPC 标签具有自毁功能，能够使得标签永久失效，此外，还有可选的密码保护访问控制和可选的用户 内存等特性。 （3）Class 2 EPC标签。也是一种无源的、后向散射式标签，它除了具备Class 1 EPC标签的 所有特征外，还包括扩展的TID（Tag Identifier，标签标识符）、扩展的用户内存、选择性识 读功能。Class 2 EPC标签在访问控制中加入了身份认证机制，并将定义其他附加功能。 （4）Class 3 EPC标签。是一种半有源的、后向散射式标签，它除了具备Class 2 EPC标签的 所有特征外，还具有完整的电源系统和综合的传感电路，其中，片上电源用来为标签芯片提供部 分逻辑功能。 （5）Class 4 EPC标签。是一种有源的、主动式标签，它除了具备Class 3 EPC标签的所有特 征外，还具有标签到标签的通信功能、主动式通信功能和特别组网功能。
单位代码：10293 密级：公开 专业学位硕士论文 论文题目：物联网传感器数据处理平台的设计与实现
Design and Realization of the Platform for Sensor Data Processing on Internet of Things Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and Telecommunications for the Degree of Master of Engineering By GeDan Supervisor: Prof. Chen Liu, Associate Prof.Hao Yang March 2016
南京邮电大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 研究生签名：_____________ 日期：____________ 南京邮电大学学位论文使用授权声明 本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。 涉密学位论文在解密后适用本授权书。 研究生签名：____________ 导师签名：____________ 日期：_____________
物联网四班大作业 班级：02121427 姓名：董国庆学号：0121427
关于物联网技术在智能家居、 汽车制造业采购物流及无线环境检测的应用 一、物联网概述 1、物联网的定义： 物联网的概念最早是在1999年被提出的,它的英文名是Internet of Things(IOT),也称为WebofThings。2005年,在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟在于突尼斯举行的信息社会世界峰会上,发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念。博欣将物联网定义为通过各种信息传感设备、装置和技术,实时采集所有需要监控、连接、互动的物体和过程,采集其光、声、热、电、力学、生物、化学、位置等各种人们需要的信息,再结合互联网形成一个巨大的网络,以实现物体与物体,物体与人、物品与网络之间的连接,方便识别、管理和控制。 2、物联网网络结构 目前一般讲物联网网络架构分为三个层次,分别为感知层、网络层和应用层。其结构如图所示。 物联网网络架构 感知层的主要作用是完成数据的釆集,包括传感器和短距离传输M络两个部分。传感器部分实现了对数据的采集,而短距离传输网络负责将传感器釆集到的数据传输到网关。 网络层的主要作用是传递信息,它是基于现有的通信网络和互联网建立的,包括接入单元和接入网络两个组成部分。接入单元负责接收感知层发送过来的数据,并将数据传输至接入网络。接入网络即为现有的各种通信网络,包括有线电话网、移动通信网等。用户通过接入网络将数据传入互联网。 应用层的主要作用是对数据进行管理和处理,并与物联网的各种应用相结合。物联网应用层包括中间件和物联网应用两个部分。中间件是一个独立的软件或服务程序,用于将一些公用能力统一封装以提高应用的发效率。物联网应用即各种供用户使用的应用,如家庭安防等。 3、物联网国内外发展现状： 自物联网的概念问世以来,物联网已经得到了很大的发展,被应用于交通、物流、电力、工业等很多领域。目前美欧及日韩等发达国家在物联网应用的广度和深度等方面处于领先地
物联网感知层 一、概述 物联网是“传感网”在国际上的通称，是传感网在概念上的一次拓展。通俗地讲，物联网就是万物都接入到互联网，物体通过装入射频识别设备、红外感应器、GPS或其他方式进行连接，然后通过移动通信网络或其他方式接入到互联网，最终形成智能网络，通过电脑或手机实现对物体的智能化管理和信息采集分析。 物联网应该具备三个特征，一是全面感知，即利用RFID传感器、二维码 等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。 在业界，物联网大致被公认为有三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。其中感知层由各种具有感知能力的设备组成，主要用于感知和采集物理世界中发生的物理事件和数据。感 知层至关重要，是物物相连的基础，是实现物联网的最底层技术。物联网感知层是物联网络建立的基础，深入的了解物联网感知层的网络层部分为建立低成本、高效、灵敏的物联网络提供一定的一局。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。物联网与传统网络的主要区别在于，物联网扩大了传统网络的通信范围，即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与物、物与物之间的通信。 作为下一代信息浪潮的新热点，国内外政府公司和研究机构对物联网投入了极大的关注，IBM公司提出“智慧地球”，日本和韩国分别提出了“ U-japan ” 和“ U-Korea ”战略，这都是从国家工业角度提出的重大信息发展战略。中国针对物联网到来的信息浪潮，提出了“感知中国”的发展战略。 二、感知层技术 1 .传感器技术 人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感觉来感知外界的信息，感知的信息输入大脑进行分析判断和处理，大脑再指挥人做出相应的动作，这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的能力。但是通过人的五官感知外界的信息非常有限，例如，人无法利用触觉来感知超过几十甚至上千度的温度，而且也不可能辨别温度的微小变化，这就需要电子设备的帮助。同样，利用电子仪器特别像计算机控制的自动化装置来代替人的劳动时，计算机类似于人的大脑，而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不够的，计算机也还需要它们的“五官”一传感器。 传感器是一种检测装置，能感受到被测的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处 理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 在物联网系统中，对各种参量进行信息采集和简单加工处理的设备，被称为物联网传感器。传感器可以独立存在，也可以与其他设备以一体方式呈现，但无论哪种方式，它都是物联网中的感知和输入部分。在未来的物联网中，传感器及其组成的传感器网络将在
物联网感知技术论文阅读作业 ——阅读《Big Data Sensing and Services:A Tutorial》等三篇论文之后自己的领悟 论文《When things matter:A survey on data-centric internet of things》主要以数据处理为中心讲述了一些物联网的有关技术，除了对现有的技术做出相应的剖析之外还阐述了作者自己的一些对物联网数据管理的开放性研究。该篇论文主要包括六大部分，分别为物联网数据分类、数据流处理、数据存储模型、搜索技术、复杂事件处理、物联网的应用潜力以及物联网技术面临的一些问题。 物联网数据分类部分中作者描述了物联网数据的内在特征，并将其分为三大类，包括数据生成、数据质量和数据的互操作性。数据生成有多种方式，它有速度、可扩展性、动态性和异质性四大特点。速度是指在物联网中数据可以根据不同的速度产生，有些数据生成的速率十分迅速，因此必须高效的处理这些数据并且还要保证处理后数据的正确性，如果数据处理速度不够快，则会导致采样率过低，这样就可能丢掉一些重要的信息。由于各个传感器的精度等都有一定的差异，所以产生的数据的属性也会有相应的不同，因此关于数据处理的可移植性就显得尤为重要，如果可移植性过差，可能导致一些数据无法识别或识别错误，将对数据处理的结果造成直接影响。数据的动态性也十分的好理解，物联网数据中有许多动态元素。首先，许多东西是移动的，这将导致在不同的时间他们所处的不同环境得出不同的检测结果，从而更加真实的反映现实世界。其次，许多事情都是脆弱的。这意味着生成数据也许会由于事情的失败而超时。第三，事物之间的联系可能是间歇性的，因此必须用动态的数据去描述。数据的质量有不确定性、冗余、歧义和不一致性四大特点，作者分别从数据的精度来源、所采集到的数据是否有用、采集数据模糊性、传输的数据是否正确四个方面详细描述了这些特点。数据的互操作性指的是如何有效的将不同类型数据源的数据相结合，从而得出更有说服力的数据处理结果。而在结合不同类型数据源的数据时数据的语义就显得非常重要，必须根据相应的规则将这些数据翻译程同一种类型的数据，这样才能进行集中处理。 数据流处理部分作者主要讲述了如下几个方面：通用数据流处理、RFID数据流处理、RFD三流处理。 数据存储模型部分讲述了数据存储的新架构、分布式环境中的大规模存储和资源受限设
计算机组成原理大作业 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
计算机组成原理 大作业 院（系）：物联网工程学院 专业: 计算机科学与技术 班级： 学号: 姓名： 摘要 1.计算机硬件系统：到目前为止，计算机仍沿用由冯.诺依曼首先提出的基于总线的计算机硬件系统。其基本设计思想为： a.以二进制形式表示指令和数据。 b.程序和数据事先存放在存储器中，计算机在工作时能够高速地从存储器中取出指令加以执行。 c.由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成计算机硬件系统。 2.计算机软件系统：所谓软件，就是为了管理、维护计算机以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。计算机的工作就是运行程序，通过逐条的从存储器中取
出程序中的指令并执行指令所规定的操作而实现某种特定的功能。微型计算机的软件包括系统软件和用户（应用）软件。 关键词：计算机系统硬件存储器控制器运算器软件 目录 摘要 (2) 第一章总体设计 (4) 问题描述 (4) 实验环境 (4) 软件介绍 (4) 模块介绍 (4) 实验目的 (5) 实验内容 (5) 第二章原理图 (6) 第三章管脚分配 (7) 第四章微程序设计 (8) 1. alu_74181 (8)
2. romc (9) 第一章总体设计 问题描述 从两个reg_74244中分别取出两数经过总线，各自分别到达两个寄存器reg_74373，再由两个寄存器到达运算器alu_74181，在运算器里经过运算得出结果，结果再由总线传输进入另外的一个寄存器reg_74373，输出。 实验环境 软件介绍 ISE的全称为Integrated Software Environment，即“集成软件环境”，是Xilinx公司的硬件设计工具。它可以完成FPGA开发的全部流程，包括设计输入、仿真、综合、布局布线、生成BIT文件、配置以及在线调试等，功能非常强大。ISE除了功能完整，使用方便外，它的设计性能也非常好，拿ISE 9.x来说，其设计性能比其他解决方案平均快30%，它集成的时序收敛流程整合了增强性物理综合优化，提供最佳的时钟布局、更好的封装和时序收敛映射，从而获得更高的设计性能。 模块介绍 微程序控制器 微程序控制器是一种控制器，同组合逻辑控制器相比较，具有规整性、灵活性、可维护性等一系列优点，因而在计算机设计中逐渐取代了早期采用的组合逻辑控制器，并已被
1、（ A祥云工程）实施方案拟定了在未来几年将北京建设成为中国云计算研究产业基地的发展思路和路径。 2、智能农业在（ A智能温室）领域的应用，避免了自然环境和气候的影响，减少了病虫危害，实现了作物的优质、高产和无公害生产。 3、安防和可视对讲集成管理：通过与可视对讲和安防系统的集成，将进行（ C家居控制和遥感遥控）完美结合，通过一块触摸屏即可实现对智能家居系统设备进行控制。 4、从供应链的上游至下游，跟随一个特定的单元或一批产品运行路径的能力，属于可追溯性的哪个方面？（ A跟踪） 5、出租车智能调度系统要解决的实质问题是（C日益增长的用户需求给出租车公交系统带来的沉重压力）。 6、智能建筑管理系统必须以系统一体化、功能一体化、（D网络一体化）、和软件界面一体化等多种集 成技术为基础。 7、以下哪一项用于存储被识别物体的标识信息？（B电子标签） 8、云计算的核心就是以虚拟化的方式把产品包装成服务，（DSaaS ）模式是实现虚拟化服务的关键。 9、可以分析处理空间数据变化的系统是（ B GIS ）。 10、下列哪种通信技术不属于低功率短距离的无线通信技术？（A广播） 11、下列四项中，哪一项不是传感器节点内数据处理技术（D传感器节点信息传输技术）。 12、在环境监测系统中一般不常用到的传感器类型有（ B速度传感器）。 13、节点节省能量的最主要方式是（ A休眠机制）。 14、现有的各种无线通信技术，（ D ZigBee ）是最低功耗和成本的技术。 15、实施农产品的跟踪与追朔，需要在农产品供应链的各个环节上对农产品信息进行标识、采集、传递和 关联管理。其实质就是要形成一条完整的（C信息链），使得农产品的信息流、物流联系起来，根据农 产品的信息追查农产品的实体。 16、智能建筑的四个基本要素是（ B结构、系统、服务和管理）。 17、云计算与物联网的结合方式为（ D以上三个选项都对）。 18、下列哪些攻击可以实现对射频识别手机支付的攻击？（ C发动大量无效射频信号） 19、传感器节点采集数据中不可缺少的部分是什么？（D位置信息） 20、20XX年联合国维和部队进入伊拉克时，运用到了下列哪项技术，对伊拉克的空气、水和土壤进行连续监测，来确定其是否有违反国际公约的核武器和生化武器？（ A无线传感网络技术） 21、感知延伸层技术是保证物联网络感知和获取物理世界信息的首要环节，并将现有网络接入能力向物进 行延伸。（正确） 22、传感器不是感知延伸层获取数据的一种设备。（错） 23、无线传输用于补充和延伸接入网络，使得网络能够把各种物体接入到网络，主要包括各种短距离无线 通信技术。（正确）
物联网结课作业物联网下的智能物流 学院：电子工程学院 学号：02111460 姓名：黎铖
引言 我国大多数物流服务企业是从传统运输、仓库企业转变过来的，相当一部分的物流企业只是停留在传统的简单服务的基础上，还不能为客户提供信息共享，不能利用现在的信息技术和信息网络来整合物流资源、管理物流从而提高物流企业的竞争力。随着信息系统的不断完善以及RFID技术在物流业的应用，使得物流业进入智能化，优化了物流流程。那么如何更加有效促进我国物流产业实现智能化？这些都需要我们共同探讨的问题。 一、物联网简介 在对物联网的所有定义中，如果从技术的角度出发可以定义为:物联网是把所有的物品通过射频等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。“物联网=无线射频标签+ Internet”。其中，无线射频识别技术、RFID或称射频识别技术是从二十世纪90 年代兴起的一项非接触式自动识别技术。将物品的电子产品编码EPC(存储在无线射频识别RFID 标签上)。其中，电子产品编码EPC 是物品的全球唯一标识，包括物品的各种信息，，像名称、产地、类别等等所有自然信息，无线射频识别RFID 标签包含块硅芯片和一根天线，分别起到存储和发射作用。当读取无线射频识别EPC 标签时，它可以与一些动态数据连接，将物品的所有信息显示出来。这样我们再进入超市购物时，运用物联网技术的超市就会是这样了，消费者在超市买单时，不用排队等着刷条形码，购物车里的物品只需要穿过感应门就全部被感应到并算出总价了。这只是物联网在物流产业中一个简单的应用，那么将物联网完全运用到物流产业将使物流产业走向高端化，形成智能物流。 二、智能物流的概念 智能物流是基于互联网、物联网技术的深化应用，利用先进的信息采集、信息处理、信息流通、信息管理、智能分析技术，智能化地完成运输、仓储、配送、包装、装卸等多项环节，并能实时反馈流动状态，强化流动监控，使货物能够快速高效地从供应者送达给需求者，从而为供应方提供最大化利润，为需求方提供最快捷服务，大大降低自然资源和社会资源的消耗，最大限度地保护好自然生态环境。
基于物联网视频感知技术的关键技术研究 摘要：摄像机是获取视频信息的主要工具。随着物联网的普及，摄像机越来越多地进入到生活中，已经成为公安、社会活动中重要的感知工具。文章针对摄像机的一些特性，结合物联网的技术，对视频感知中的几个关键技术进行分析和研究。 关键词：物联网；视频处理；视频感知 视频处理是图像处理技术的一种延伸，因为它基于时间的动态特性，又衍生了一些图像上不具有的独特性质。常用的视频处理包括对视频压缩、对兴趣区的捕捉、边缘提取等。对于一些实际的应用，往往需要综合多种的基本处理方法。 1 视频感知系统硬件组成 视频处理系统主要包含视频采集装置和视频处理装置。视频采集设备主要是摄像机，常规的摄像机主要是获取视频信号并保存到存储卡中，新兴的网络摄像机除了具有常规摄像机的功能，还能将信息通过网络传送到其他设备。视频处理装置是将采集到的视频进行一定的处理并存储到本地或 者网络上其他位置的装置。摄像机一般使用ARM架构，适合视频处理，很多公司如TI、海思等提供了的摄像机解决方案，也都采用了ARM架构。
2 视频处理的特点 2.1 直接操作图像域 视频处理的元操作是对每帧图像进行处理。图像处理是信号处理在二维信号（图像域）上的一个应用。大多数的图像是以数字形式存储，二维的数字图像在计算机上反映出来的形式一般是一个二维矩阵。整幅图像是被分割成N*M个叫做像素点的最小单位，每个点保存了图像的一部分信息。图像处理往往是对图像像素点的属性进行操作，处理。 2.2 大数据量处理 计算机的高效率、无疲劳特性非常适合处理图像的矩阵数据，尤其适合图像矩阵的大数据量和处理过程的大工作量的处理。 2.3 多个域的处理 图像最基本的二维矩阵表现形式通常被称作图像域，但是在图像域上一些操作是难以实现的。图像处理中可以通过一些数学上的变换，将原本的图像域信息转换成能反映其他信息的新矩阵，这类操作被成为变换。该类变换函数中最常见的是傅立叶变换，最常见的变换域是图像域和频域之间的转换。 3 视频处理应用 目前，视频处理的应用领域很广，主要集中在农林业、医学、交通等领域。往往需要根据具体的情景运用不同的处
物联网的发展前景调研题目： 计算机与信息学院学院： 通信工程12-2班 专业班级： 2012211530 学号： 刘灵爽 姓名： 指导老师：王禄生 2015年 5月 22 日
前言 1.调研目的：物联网产业是现在的新兴产业，也是很多大学的热门专业，可是还有很多人包括我自己对这个行业完全不了解，希望通过这个报告让我们走进物联网。 2.调研时间：2015年5月3日至2015年5月22日 3.调研对象简介：物联网是新一代信息技术，英文名“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。 4.调研方法：通过查阅文献资料
目录 1.物联网的基本概念......................................... 2.物联网的原理及其结构框架................................. 3.物联网的核心技术......................................... 4.中国物联网的发展......................................... 5.中国物联网在各个领域取得的成就.......................... 6.国外物联网发展借鉴....................................... 7.物联网未来的发展理念以及需要攻克的难关................... 8.附录..................................................... 8.1参考文献.............................................
供稿：5联网(https://www.doczj.com/doc/5319094250.html,/) 物联网（Internet of Things）1999年由MIT提出。2005年11月国际电信联盟ITU 发布了《国际电信联盟互联网报告2005：物联网》，开始聚焦这个词。它是指：把任何物品通过信息传感设备（如RFID）与互联网连接起来，进行信息交换和通信，可实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。 物联网本身的结构复杂，主要包括三大部分：首先是感知层，承担信息的采集，可以应用的技术包括智能卡、RFID电子标签、识别码、传感器等；其次是网络层，承担信息的传输，借用现有的无线网、移动网、固联网、互联网、广电网等即可实现；第三是应用层，实现物与物之间，人与物之间的识别与感知，发挥智能作用。 具体的核心，是感知层中的技术，从现在阶段来看，物联网发展的瓶颈就在感知层。国际电信联盟（ITU）将传感器技术、射频技术（RFID）、微机电系统（MEMS）、智能嵌入技术列为物联网关键技术。 1、传感器技术 传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。 传感技术主要研究关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器（又称换能器）、信息处理和识别的规划设计、开发、制／建造、测试、应用及评价改进等活动。传感技术的核心即传感器，它是负责
实现物联网中物、物与人信息交互的必要组成部分。获取信息靠各类传感器，它们有各种物理量、化学量或生物量的传感器。按照信息论的凸性定理，传感器的功能与品质决定了传感系统获取自然信息的信息量和信息质量，是高品质传感技术系统的构造第一个关键。信息处理包括信号的预处理、后置处理、特征提取与选择等。识别的主要任务是对经过处理信息进行辨识与分类。它利用被识别（或诊断）对象与特征信息间的关联关系模型对输入的特征信息集进行辨识、比较、分类和判断。因此，传感技术是遵循信息论和系统论的。它包含了众多的高新技术、被众多的产业广泛采用。它也是现代科学技术发展的基础条件，应该受到足够地重视。 微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知层的重要技术手段。 2、射频识别（radio frequency identification，RFID）技术 射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种非接触式自动识别技术，该技术的商用促进了物联网的发展。它通过射频信号等一些先进手段自动识别目标对象并获取相关数据，有利于人们在不同状态下对各类物体进行识别与管理。 射频识别系统通常由电子标签和阅读器组成。电子标签内存有一定格式的标识物体信息的电子数据，是未来几年代替条形码走进物联网时代的关键技术之一。该技术具有一定的优势：能够轻易嵌入或附着，并对所附着的物体进行追踪定位；读取距离更远，存取数据时间更短；标签的数据存取有密码保护，安全性更高。RFID目前有很多频段，集中在13.56MHz 频段和900MHz频段的无源射频识别标签应用最为常见。短距离应用方面通常采用 13.56MHz HF频段；而900MHz频段多用于远距离识别，如车辆管理、产品防伪等领域。阅读器与电子标签可按通信协议互传信息，即阅读器向电子标签发送命令，电子标签根据命令将内存的标识性数据回传给阅读器。 RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。但
物联网感知层的关键技术 感知层是物联网的基础，是联系物理世界与信息世界的重要纽带。感知层是由大量的具有感知、通信、识别（或执行）能力的智能物体与感知网络组成。其主要技术有：传感器技术、RFID技术、二维码技术、Zig-Bee和蓝牙技术。 1.传感器技术 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感官来感知外界的信息，感知的信息输入大脑进行分析判断（即人的思维）和处理，再指挥人作出相应的动作，这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的本能。但是通过人的五官感知外界的信息非常有限，例如，人总不能利用触觉来感知超过几十甚至上千度的温度吧，而且也不可能辨别温度的微小变化，这就需要电子设备的帮助。同样，利用电子计算机特别象计算机控制的自动化装置来代替人的劳动，那么计算机类似于人的大脑，而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不足够的，中央处理系统也还需要它们的“五官”——即传感器。 基于传感器的传感器技术是对感知节点的不同定义与探索。比如一个温度传感器可以实时地传输它所测量到得环境温度，这是基于温度利用汞的液态与温差变化而形成的；声控灯安装在楼道之间，有人路过就亮，这是基于人走路时声音的分贝大小来进行控制；高速路上的收费站人们开车经过时，在地面的称重传感器会将车辆重量反馈给电脑，以便确认其是否超重，这是基于弹簧弹性收缩变化的张力长度来进行测量。 未来传感器技术可能是温度、湿度、声音、压力等物理参数，亦可以是氧气、二氧化碳等化学成分的含量等化学参数。把这些物理与化学集合而成的传感器是现在人们追求的技术，及机器人得目标。 2.RFID技术 RFID(射频识别技术)是一门独立的将不同的跨学科的专业技术综合在一起，如高频技术、微波与天线技术、电磁兼容技术、半导体技术、数据与密码学、制造技术和应用技术等。这是本世纪最有发展前途的信息技术之一，已得到世界各国的高度重视并得到广泛开发与应用。从结构上讲RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器和很多应答器组成。 快速扫描。RFID辨识器可同时辨识读取数个RFID标签。 RFID的优点如下： (1)体积小型化、形状多样化。RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。 (2)抗污染能力和耐久性。传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损；RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。 (3)可重复使用。现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新。 (4)穿透性和无屏障阅读。在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金
IoT需求&方案分析 1、需求分析 Iot平台系统设计关键要点： ?设备接入网络方案 ?设备间通信 ?物联网数据的用途 ?如何搭建起一个物联网系统框架？它的技术架构又是怎么样？ ?物联网终端软件系统架构？ ?物联网云平台系统架构？ 2、方案分析 系统架构： 1）设备接入方式： 只有设备接入到网络里面，才能算是物联网设备。这里涉及接入方式以及网络通信方式。 设备接入方式目前有2种： 直接接入：物联网终端设备本身具备联网能力直接接入网络，比如在设备端加入NB-IOT通信模组，2G 通信模组。 网关接入：物联网终端设备本身不具备入网能力，需要在本地组网后，需要统一通过网关再接入到网络。比如终端设备通过zigbee无线组网，然后各设备数据通过Zigbee网关统一接入到网络里面。常用到本地无线组网技术有Zigbee，Lora,BLE MESH, sub-1GHZ等。 在物联网设备里面，物联网网关是一个非常重要的角色。一个处在本地局域网与外部接入网络之间的智能设备。主要的功能是网络隔离，协议转化/适配以及数据网内外传输。
一个典型的物联网网关架构如下： 常用的通信网络主要存在2种方式： 移动网络(主要户外设备用) ：移动网络2G/3G/4G/5G/NB-IOT等 宽带(主要户内设备用) ：WIFI，Ethernet等 2）设备接入云端的协议： 物联网设备终端接入网络后，只是物联网应用的开始。设备接入网络后，设备与设备之间需要互相通信，设备与云端需要互相通信。只有互通，物联网的价值才展现出来。既然要互通，则需要一套物联网通信协议。只有遵循该套协议的设备相互间能够通信，能够交换数据。 常用的物联网通信协议主要有如下协议：CCP、MQTT、COAP、HTTP等，他们有个共同点都是基于消息模型来实现的。设备与设备之间，设备与云端之间通过交换消息来实现通信，消息里面携带了通信数据。 基于CCP接入（MQTT协议的精简版） 协议本身具备安全算法，不依赖TLS算法；协议大小更精简，包头，payload占用字节更少。例如header 只有1个字节；协议支持多种通信模式，相对于MQTT，不仅支持Pub/Sub，还支持RPC/RRPC 基于MQTT接入 被广泛用在嵌入式设备的消息传输上 COAP CoAP是一种软件协议旨在用于非常简单的电子设备,让他们通过互联网交互通信。 HTTP协议 用RESTAPI的方式连接IoT。设备可以通过POST方式实现Pub消息到某个Topic。 3）平台功能： ?设备接入：安全接入，确保设备在云端的安全及合法性；快速接入。 ?设备授权 ?数据收集
精选文档 1、（ A 祥云工程）实施方案拟定了在未来几年将北京建设成为中国云计算研究产业基地的发展思路和路径。 2、智能农业在（ A 智能温室）领域的应用，避免了自然环境和气候的影响，减少了病虫危害，实现了作物的优质、高产和无公害生产。 3、安防和可视对讲集成管理：通过与可视对讲和安防系统的集成，将进行（ C 家居控制和遥感遥控）完美结合，通过一块触摸屏即可实现对智能家居系统设备进行控制。 4、从供应链的上游至下游，跟随一个特定的单元或一批产品运行路径的能力，属于可追溯性的哪个方面？（ A 跟踪） 5、出租车智能调度系统要解决的实质问题是（ C 日益增长的用户需求给出租车公交系统带来的沉重压力） 6、智能建筑管理系统必须以系统一体化、功能一体化、（ D 网络一体化）、和软件界面一体化等多种集成技术为基础。 7、以下哪一项用于存储被识别物体的标识信息？（ B 电子标签） 8、云计算的核心就是以虚拟化的方式把产品包装成服务，（ DSaaS ）模式是实现虚拟化服务的关键。 9、可以分析处理空间数据变化的系统是（ B GIS ）。 10 、下列哪种通信技术不属于低功率短距离的无线通信技术？（ A 广播） 11 、下列四项中，哪一项不是传感器节点内数据处理技术（ D 传感器节点信息传输技术）。 12、在环境监测系统中一般不常用到的传感器类型有（ B 速度传感器）。 13 、节点节省能量的最主要方式是（ A 休眠机制）。 14、现有的各种无线通信技术，（ D ZigBee ）是最低功耗和成本的技术。 15、实施农产品的跟踪与追朔，需要在农产品供应链的各个环节上对农产品信息进行标识、采集、传递和关联管理。其实质就是要形成一条完整的（ C 信息链），使得农产品的信息流、物流联系起来，根据农产品的信息追查农产品的实体。 16 、智能建筑的四个基本要素是（ B 结构、系统、服务和管理）。 17 、云计算与物联网的结合方式为（ D 以上三个选项都对）。 18、下列哪些攻击可以实现对射频识别手机支付的攻击？（ C 发动大量无效射频信号） 19 、传感器节点采集数据中不可缺少的部分是什么？（ D 位置信息） 20、 2003 年联合国维和部队进入伊拉克时，运用到了下列哪项技术，对伊拉克的空气、水和土壤进行连续监测，来确定其是否有违反国际公约的核武器和生化武器？（ A 无线传感网络技术） 21、感知延伸层技术是保证物联网络感知和获取物理世界信息的首要环节，并将现有网络接入能力向物进行延伸。 （正确） 22 、传感器不是感知延伸层获取数据的一种设备。（错） 23、无线传输用于补充和延伸接入网络，使得网络能够把各种物体接入到网络，主要包括各种短距离无线通信技术。 （正确） 精选文档
无线传感器网络大作业题目：无线传感网络实现矿井环境检测物联网工程学院计算机科学与技术专业 学号 学生姓名
指导教师宋春霖副教授 二〇一六年五月 摘要：煤矿中的突发事故具有一定的随机性和不确定性。利用无线传感器网络采集矿井中的数据,再将这些数据通过无线网络传输到矿井上的环境监测中心,并把这些数据实时直观地显示出来;尤其是在被监测的瓦斯体积分数超标的时候,还可发出报警信号。采集到的数据会备份到数据库中,通过对这些数据进行科学的分析归纳,能为预测事故和危机的发生提供强有力的数据支持。 关键词：煤矿、突发事故、无线传感网
目录 1、具体应用 (4) 2、设计方面的挑战 (4) 2.1土壤状况与类型 (4) 2.2成本 (5) 2.3功耗问题 (5) 2.4恶劣环境 (5) 3、无线传感网的组成以及架构 (5) 传感器节点 (6) 4、通信架构 (7) 参考文献: (7)
1、具体应用 近些年来，我国的煤矿事故时常发生，一旦出现重大煤矿事故，不仅失去大量矿工人
员的生命，而且还给煤矿企业和国家带来一定的负面影响。我国现有的煤矿井下的检测系统还是传统的有线检测系统，这种检测系统存在着一系列的弊端，比如说，它只能在矿井扩宽的场域方便使用，而在那些工人作业的采煤区域还不能够完全地有效使用。 监控设备不能很好地发挥作用。传统的监控设备，监控范围有限，并且基本采用有线模式传输信号，在矿井中使用十分不便。而无线传感器网络存在监测区域内大量的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式组成的一个多跳的自组织网络，其目的是采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并通过无线模块发送给观察者。是集数据的采集、融合、分析、传输于一体，具有展开快速、可靠稳定、可维护性好等特点，特别适用于环境恶劣、不方便人工监控和通过有线网络监控的场所。如果将其应用于煤矿中，配上上层监控软件，可以很好地实现对煤矿内重点区域实时监控、显示和预警，对煤矿的安全生产起着非常重要的作用。下面就提出一种基于无线传感网络的煤矿瓦斯预警系统的设计方法。 无线传感器网络由于自身的特殊特点，比如说方便，能够适应各种环境、检测精确度较高和安全可靠性高等特点，在当前的煤矿开采中非常实用，可以解决在环境复杂、恶劣的煤矿中对瓦斯浓度的监控和预警，不仅要实现煤矿采空区的监测和数据的传输,而且开发成本和运行成本也要低,适合于中、小煤矿采空区的温度监测,移植与功能扩展方便,更换与增加不同的传感器又可构建其他监测网络。 2、设计方面的挑战 2.1土壤状况与类型 在地下通信中网络部署与土壤类型密切相关，随着土壤类型的不同功率衰减的特性展现出很大差异，很大程度上引起了网络拓扑结构的设计。另外，天气、湿度、季节等因素对土壤状况的影响也是我们需要考虑的一个重点。
物联网数据挖掘模型的研究 中国宁波，浙江大学宁波理工学院Shen Bin 中国杭州，浙江大学管理学院Liu Yuan，Wang Xiaoyi 摘要——在这篇论文中，我们提到了四种物联网数据挖掘模型，分别是多层数据挖掘模型、分布式数据挖掘模型、基于网格的数据挖掘模型和多层技术集成角度的数据挖掘模型。其中，多层数据挖掘模型包含四层：1）数据收集层，2）数据管理层，3）事件处理层，4）数据挖掘服务层。分布式数据挖掘模型可以解决数据存放在不同地点的问题。基于网格的数据挖掘模型使网格框架实现数据挖掘功能。多层技术集成角度的数据挖掘模型描述了未来网络的相应框架。并且讨论了一些IOT数据挖掘的重要问题。 关键词——物联网，数据挖掘模型，RFID技术 一、介绍 物联网（IOT）是下一代网络，包含上万亿节点来代表各种对象，从无所不在的小型传感器设备，掌上的到大型网络的服务器和超级计算机集群[23]。它是继电脑和网络革命之后的又一场科技革命。它集成了新的计算和通讯技术（如传感器网络，RFID技术，移动技术，实时定位，普遍存在计算和IPV6等）和建立下一代互联网的发展方向。IOT是IBM公司提出的智能星球的核心。物联网的智能对象（如传感器输入、制动器等）可以通过基于新信息和通讯技术的网络来通信。 S. Haller等人[2]提出了如下的定义：“它是这样的一个世界，物理对象可以无缝集成到信息网络，并且可以成为业务流程的积极参与者。服务可以在网络中影响到这些‘智能对象’，找到他们的国家以及与他们向关联的任何问题，并能考虑到安全和隐私问题。” 刘教授[3]从技术和经济的角度提出了对于IOT的想法：“从技术的角度上讲，IOT是传感器网络的集成，包括RFID和无所不在的网络。从经济的角度来看，这是一个开放的观念，集成了新的相关科技和应用，产品和服务，生产和市场。” 物联网将会产生大量的信息。让我们举一个例子，将超市引入一个采用RFID技术的供应链。RFID数据的原始形态是这样的形式：EPC，地点，时间。EPC代表了一个RFID读者阅读的唯一标识；地点是读者的位置；时间是阅读发生的时刻。这需要18个字节来储存一个RFID记录。一个超市，大约有700000个RFID记录。所以如果这个超市每秒都有读者在浏览，那么每秒大约产生12.6GBRFID数据流，每天将达到544TB的数据。因此，发展有效的思想去管理、分析、挖掘RFID数据是非常必要的。物联网数据可以分成几种类型：RFID数据流、地址/唯一标识、描述数据、位置数据、环境数据和传感器网络数据等[1]。它将给物联网的管理、分析、挖掘数据带来巨大的挑战。 二、相关研究
2 物联网的数据特性 2.1 数据的多态性与异构性 无线传感网中有各种各样的传感器，而每一类传感器在不同应用系统中又有不同用途。显然，这些传感器结构不同、性能各异，其采集的数据结构也各不相同。在RFID系统中也有多个RFID标签，多种读写器；M2M系统中的微型计算设备更是形形色色。它们的数据结构也不可能遵循统一模式。物联网中的数据有文本数据，也有图像、音频、视频等多媒体数据。有静态数据，也有动态数据（如波形）。数据的多态性、感知模型的异构性导致了数据的异构性[1]。物联网的应用模式和架构互不相同，缺乏可批量应用的系统方法，这是数据多态性和异构性的根本原因。显然，系统的功能越复杂，传感器节点、RFID标签种类越多，其异构性问题也将越突出。这种异构性加剧了数据处理和软件开发的难度。 2.2 数据的海量性 物联网往往是由若干个无线识别的物体彼此连接和结合形成的动态网络。一个中型超市的商品数量动辄数百万乃至数千万件。在一个超市RFID系统中，假定有1000万件商品都需要跟踪，每天读取10次，每次100个字节，每天的数据量就达10GB，每年将达3650GB。在生态监测等实时监控领域，无线传感网需记录多个节点的多媒体信息，数据量更大的惊人，每天可达1TB以上。此外，在一些应急处理的实施监控系统系统中，数据是以流（stream）的形式实时、高速、源源不断地产生的，这愈发加剧了数据的海量性。 2.3 数据的时效性 被感知的事物的状态可能是瞬息万变的。因此不管WSN还是RFID系统，物联网的数据采集工作是随时进行的，每隔一定周期向服务器发送一次数据，数据更新很快，历史数据只用于记录事务的发展进程虽可以备份，但因其海量性不可能长期保存。只有新数据才能反映系统所感知的“物”的现有状态，所以系统的反应速度或者响应时间是系统可靠性和实用性的关键。这要求物联网的软件数据处理系统必须具有足够的运行速度，否则可能得出错误的结论甚至造成巨大损失。 2.4 数据传输的难题 对于WSN而言，国内一些物联网应用研究表明[2]：文本型数据易传难感，多媒体数据易感难传；在出现数据传输故障时，很难判定是网络中断还是软件故障；理想化的系统模型假设因其忽略了WSN运行过程中伴随的各种不确定的、动态的环境因素往往难以实地应用。甚至电源（电池）的寿命可以决定整个WSN的寿命。因此WSN式物联网在实际应用中，节点的数量目前还难以突破1000大关，这并不完全是由上述异构性、海量性等原因所致。数据采集、传输元器件的性能——功耗、实用性、可靠性和稳定性，成为目前WSN数据管理的瓶颈。 3 物联网数据处理的要求 上述特性给数据质量控制、数据存储、数据压缩、数据集成、数据融合、数据查询带来极大挑战，迫使人们不断探索行之有效的技术手段。满足以上特性的要求，解决数据处理的矛盾。 3.1 数据异构性的要求 解决数据的异构性问题必须从基础软件入手。不同的微型计算设备可能要采用不同的操作系统，不同的感知信息需要不同的数据结构和数据库，不同的系统需要不同的中间件。其中，操作系统解决运行平台问题，数据库解决数据的存储、挖掘、检索问题，中间件解决解决数据的传递、过滤、融合问题。操作系统、数据库、中间件这些基础软件的正确选择和使用可以屏蔽数据的异构性，实现数据的顺利传递、过滤、融合，为及时、正确感知事物的存在及其现状具有重要意义。尤其是数据库和中间件是解决异构性的关键。 对于运动着的物联网系统，必须感知事物的空间信息。这些数据的处理归根结底属于时