当前位置:文档之家› 低轨卫星组网设计

低轨卫星组网设计

低轨卫星组网设计
低轨卫星组网设计

1概述

卫星星座是指由多颗卫星按照一定规则和形状构成的可提供一定覆盖性能的卫星网络,是多颗卫星进行协同工作的基本形式。卫星星座结构会影响网络覆盖区域、网络时延和系统成本等。传统的同步轨道卫星轨道高、链路损耗大,对地面终端的 EIRP和接收天线的G/T值要求过高,难以实现手持机与卫星直接进行通信;而低轨卫星由于链路损耗小,降低了对用户终端EIRP和G/T值的要求,可支持地面小型终端与卫星的直接通信,有利于信息的实时传输。现代通信的发展要求卫星通信系统应具有全球通信能力。低轨卫星实现全球覆盖所需的卫星数目较多(Iridium系统66颗星),系统实现成本很高,对于我国这样的发展中国家要在短期内构建全球性低轨卫星通信系统,无论是在经济上还是在技术上都存在较大困难。因此,在预期星座的整体构型下,通过设计和筛选,合理部署少数卫星以满足当前任务和需求,并在今后发展中通过不断发射新卫星进行补网,最终实现星座的预期覆盖和通信能力,是我国卫星通信发展的一条可行之路。

2星座参数设计

轨道设计

椭圆轨道多用于区域性覆盖,但轨道倾斜角必须为°(为了避免拱点漂移),这对中低纬度地区的覆盖十分不利,而圆轨道的倾斜角可在0°~90°。之间任意选择。考虑我国所处纬度范围为北纬4°~ 54°之间,星座设计宜应采用倾斜圆轨道。轨道高度选择主要是系统所需卫星数目与地面终端EIRP和G/T值的折衷。同时,轨道高度的选择还需考虑地球大气层和范·阿伦带两个因素的影响,通常认为LEO卫星的可用轨道高度为700~2 000 km。

卫星周期设计

为了便于卫星轨道控制,通常选择使用回归轨道,即卫星运行周期与地球自转周期成整数比。卫星运行周期与地球自转周期关系如下式所示:

(1)

式中,k、n为整数,Ts为卫星运行周期,Te为地球自转周期,且Te=86 164 s。

根据开普勒定理,可得卫星周期Ts(单位s)与轨道高度h关系如下:

(2)

式中,地球半径Re=6 km,开普勒常数。取k=2,n=25,可得卫星周期 Ts=6893 s,轨道高度h=1450 km。

星座相位关系设计

星座相位关系的确定是指确定卫星在星群中的位置,它包括轨道倾角、轨道平面的布置、同一平面内卫星的位置和相邻轨道卫星的相对位置关系。通常,为了使卫星具有最大的均匀覆盖特性,同一轨道平面内的卫星应均匀分布,即相邻

卫星的相位差应满足360/m,m为该轨道平面内的卫星数量。对于不同轨道平面内卫星,相对相位角的不同会使星座的覆盖特性相差甚远。根据立体几何的关系,推导出两个星下点(卫星与地心连线和地面的交点)之间的距离d的公式如下:

式中,、为两星下点的纬度,妒为两星下点经度差的绝对值。相对相角优化算法准则是使星下点间的最小距离最大化。

3覆盖分析

为了研究方便,假定卫星对地球的覆盖是对准地心的且只有一个大波束。圆轨道时单颗卫星对地覆盖几何关系如图1所示。

图1 圆轨道卫星覆盖几何关系示意图

其中,系统观察点的仰角:

覆盖区半径:

当卫星高度较低时,如果仍保持较大的仰角,则单颗卫星的覆盖范围将大大减小。虽然小仰角时电波的传输衰落大从而需要较大的系统余量,但是由于卫星高度低,链路相应较短,传播损耗本身比较小,系统提供较大余量并不存在特别的困难,因此可以适当减小系统的最小仰角以增大卫星的覆盖范围。通常规定系统的最小仰角为10°左右。

4星座设计方案

连续覆盖低轨卫星星座设计方案

综合考虑星座设计的上述因素后,假定低轨卫星星座共由3个轨道平面构成,轨道高度1450 km,利用相位优化准则及STK仿真研究可得,相邻轨道之间卫星的最佳相位差为°,假定星座覆盖目标为包括我国全部海域及其周边区域在内的中低纬度地区。表1列出了不同轨道倾角时星座设计方案与其覆盖特性统计。

表1不同低轨星座方案及覆盖统计

由表可知,方案B 的覆盖性能最优,能够满足

对中低纬度地区的完全连续覆盖。通过仿真还可以发现,方案B 有较大的系统余量,即当设定系统最小仰角大于50时,该星座对于指定纬度地区仍有良好的覆盏陛能,能够满足实时通信的要求。

区域覆盖型星座设计

背景假定

远程指挥控制与通信保障能力是影响和制约军队作战半径和作战能力的重要因素。传统的地面通 信手段受地理环境限制较大,难以实现对通信距离 的有效扩展,相反,卫星通信由于不受地理条件的制约,可以作为扩展通信保障半径的重要手段。 在当前我国周边的复杂形势下,现有的地面通信手段无法满足在敏感区域行动的需求,而静止轨道卫星又难以实现信息的实时传递,因此,在卫星通信的阶段性发展中应首先解决敏感区域内的通信问题,为有效扩展作战半径和作战指挥提供通信保障。

非连续单星均匀覆盖方案设计

结合方案B ,假定第一阶段发射4颗卫星,轨道 高度为1 450 km ,轨道倾角38°,卫星平均分布在2个轨道平面上,轨道平面升交点赤经相差120°。要求星座能够以一定时间间隔实现对目标区域的定时覆盖。 通过仿真研究,各卫星轨道参数设置如表2所示。

假定目标区域是以我国某地为中心、半径为 2 000 km的圆形区域,利用STK对一个周期(48 h)内星座对目标区域的覆盖特性进行仿真统计,结果可得:

星座可以在平均每45 min内完成对目标区域的一次覆盖,每次覆盖时间约为10~20 min,星座在5:30—11:30时间段内覆盖尤为集中。事实上,可以通过改变卫星的近地点辐角来调整卫星集中覆盖所对应的时间区间,从而满足实际需要。同时在后期的发展中,只需调整卫星的相位关系即可满足方案B的要求,具有良好的可扩展性。

连续覆盖星座设计方案

在4.2.2节所设计的方案中,由于单颗卫星过顶的时间较短(一般10—20 min),很难满足大业务量信息的传输要求,因此,设计能够实现对目标区域较长时间覆盖的卫星星座具有较大现实意义。由于4颗卫星不可能完成对目标区域的实时连续覆盖,为了尽可能增加星座每次覆盖时间,设定4颗卫星分布在同一轨道平面上,通过调整卫星的近地点辐角差值使卫星能够实现前后协同,从而延长每次覆盖时间。各卫星参数设置如表3所示。

目标区域不变,通过仿真,可知:星座可以在一天内完成对目标区域的7次覆盖,每次覆盖时间约80 min,可以实现较大业务量的信息传输,星座同样存在覆盖集中时间区间,通过调整卫星的有关参数可以改变集中覆盖所对应的时间区间。与节中方案相比,该星座对目标区域的覆盖次数大大减少,并且存在一定的覆盖空白区。但是由于每次过顶时间较长,可以满足大业务量信息的不间断实时传输。经过对上述两种方案的对比可以发现,连续覆盖星座设计方案在实际通信中可以满足信息的实时与大量传输,对于军队作战半径的扩展和保障需求较为有利,具有较大的实用价值和应用价值。

5系统传输技术体制

调制方式

本系统采用π/4-QPSK调制机制

QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)正交相移键控,是一种数字调制方式。在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调

制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。但是,当QPSK进行脉冲成形(信号发送前的滤波,减小信号间干扰,将信号通过设定滤波器实现)时,将会失去恒包络性质,偶尔发生的弧度为π的相移(当码组0011或0110时,产生180°的载波相位跳变),会导致信号的包络在瞬时通过零点。任何一种在过零点的硬限幅或非线性放大,都将由于信号在低电压时的失真而在传输过程中带来已被滤除的旁瓣。为了防止旁瓣再生和频谱扩展,必须使用效率较低的线性放大器来放大QPSK信号。OQPSK是在QPSK基础上发展起来的一种恒包络数字调制技术。消除180°的相位跳变。恒包络技术所产生的已调波经过发送带限后,当通过非线性部件时,只产生很小的频谱扩展。这种形式的已调波具有两个主要特点,其一是包络恒定或起伏很小;其二是已调波频谱具有高频快速滚降特性,或者说已调波旁瓣很小,甚至几乎没有旁瓣。它与QPSK 有同样的相位关系,也是把输入码流分成两路,然后进行正交调制。不同点在于它将同相和正交两支路的码流在时间上错开了半个码元周期。由于两支路码元半周期的偏移,每次只有一路可能发生极性翻转,不会发生两支路码元极性同时翻转的现象。因此,OQPSK信号相位只能跳变0°、±90°,不会出现180°的相位跳变。本系统采用π/4-QPSK调制,它是OQPSK和QPSK的折中,比PQSK有更好的包络性质,它能够非相干解调,使接收机设计大大简化,在多径扩展和衰落的情况下,π/4-QPSK调制性能更好。

多址接入方式

OFDMA:OFDM正交频分复用结合CDMA码分多址

OFDM将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰 ICI 。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。OFDM可以结合分集,时空编码,干扰和信道间干扰抑制技术,最大限度的提高了系统性能。OFDM中的各个载波是相互正交的,每个载波在一个符号时间内有整数个载波周期,每个载波的频谱零点和相邻载波的零点重叠,这样便减小了载波间的干扰。由于载波间有部分重叠,所以它比传统的FDMA频分多址技术提高了频带利用率。但OFDM本身不具有多址能力,需要和其他的多址技术,如TDMA、CDMA、FDMA等结合实现多址,本系统采用OFDM正交频分复用结合CDMA码分多址。

6信道申请及信道分配

系统的地面站负责将卫星网络接入到世界各地的地面网络或将地面网络接入到卫星网络。在三个地点设置地面站(即信关站,有交换和网络管理功能,同时用于与地面通信网接口),分别在印度尼西亚、菲律宾、泰国。本系统没有星际链路且无交换功能,信关站还负责路由分配功能。系统中控制中心(均设在印尼巴登岛)包括地面控制中心(GCC)和卫星控制中心(SCC),各信关站通过数据网

将传输监控和状态数据送到GCC和SCC,它们分别对地面信关站和空间卫星进行监控。GCC为信关站制定通信计划,控制分配给每个信关站的卫星资源,实现信道申请和信道分配。

信道分配方式:动态信道分配。信道动态分配分为2个阶段:第1阶段是呼叫接入的信道选择,采用慢速DCA,主要是进行各个小区间的资源分配,根据一定区域内的业务量以及小区的干扰情况为每个小区分配上下行的资源。

;第2阶段是呼叫接入后为保证业务传输质量而进行的信道重选,采用快速DCA,快速DCA是根据RU远程单元为承载分配载频,时隙和码道。通过一定的准则对小区信道资源进行优先级排序,例如根据载波负荷,各个时隙内的剩余码道数目,时隙内的干扰,或根据接入用户的空间位置分布等,为用户分配最优的频率,时隙和码道。本系统根据各个时隙内的剩余码道数目对小区信道资源进行优先级排序。

7总结:

星座设计不仅要考虑星座的整体覆盖性能,还需考虑系统实现的成本和可行性,有步骤地实现最终预期目的。本文结合我国当前发展实际,综合考虑,提出在星座整体构型下分步组建我国低轨卫星通信系统,研究了前期4颗卫星的部署策略。通过仿真可以发现,连续覆盖型星座对于大业务量信息的实时传输较为有利,可以满足我国当前实际需要。下一步的研究工作是,由于4颗卫星无法实现完全连续覆盖,实际应用中需对地面用户与卫星的接入方式和切换时机与策略进行深入细致的研究,在有限的空间资源下提高系统利用率。

物联网技术综述论文

物联网技术综述 引言 物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。 物联网的起源与发展 1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。 1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网,但未引起广泛重视。 1999年美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。 1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心(Auto-ID)”,提出“万物皆可通过网络互联”,阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别(RFID)技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大变化。 2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。 2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的

物联网组网技术

本科学年论文(设计) 学 院 计算机与信息技术学院 专 业 物联网工程 年 级 2014级 姓 名 豪杰 论文(设计)题目 物联网组网技术及案例分析 指导教师 郭华平 职称 讲师 学号:

2016 年 06月 12日

物联网组网技术及案例分析 学生:豪杰学号: 计算机与信息技术学院物联网工程专业 指导教师:郭华平职称:讲师 摘要: 在对物联网概念进行简要介绍后,给出了物联网的组成结构模型,重点对传感网络的接入方式,包括多跳接入方式和单跳接入方式进行阐述。接着研究了物联网重要环节射频识别技术的原理和组成。最后融合物联网结构模型与射频识别技术,结合电力行业中对设备进行综合管理的应用需求,设计了物联网技术在电力设备巡检智能化管理中的一种应用方案。 关键词: 物联网/ 射频识别/ 无线传感器网络/ 现场总线网络/ 智能巡检 Abstract: After a brief introduction of the concept of Internet of things, gives the structure model of the Internet of things, focus on sensor network access, including multiple jumped access and single access. Then studied the important link of things the principle of radio frequency identification technology and composition. The final fusion iot structure model and radio frequency identification technology, combining with the application of comprehensive management of equipment in the power industry requirements, design the Internet of things technology in the electric power equipment inspection in an application plan of the intelligent management. Keywords: the Internet of things radio frequency identification wireless sensor networks field bus networks intellect routing inspection 1.什么是物联网?

物联网技术与应用论文

物联网技术与应用论文 Revised as of 23 November 2020

一.引言 物联网的发展将彻底改变人们的生活方式,大大提高人们的生活质量和效率。物流关系着现代人生活的衣食住行,其发展关系着社会经济的方方面面。广泛推广和应用物联网技术,不仅可以完善和优化物流供应链管理体系,实现物流管理的合理化,而且在提高物流效率、降低物流成本、优化资源配置等方面具有积极的推动作用。为带动物流行业的全面发展,研究物联网技术在物流行业的应用势在必行。二.物联网以及国内外发展现状及存在问题 物联网的概念 物联网的概念起源于由RFID(射频识别)对所有物品进行标识并利用网络进行数据交换,进而实现智能识别和管理。经过不断扩充、延展、完善,现在人们普遍接受的物联网概念是指通过信息传感设备,运用射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描等技术,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 国内外发展现状及存在问题 从国际上看,欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作,并且已作了大量研究开发和应用工作。如美国把它当成重振经济的法宝,所以非常重视物联网和互联网的发展,它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变美国未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等),改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。把ICT技术充分用到各行各业,把感应器嵌入到全球每个角落,例如电网、交通(铁路、公路、市内交通)等相关的物体上。并利用网络和设备收集的大量数据通过云计算、数据仓库和人工智能技术作出分析给出解决方案。把

物联网论文

《 物联网技术导论》 应用设计报 告 __基于ZigBee技术的教室座位查询系 统 基于ZigBee技术的教室座位查询系统摘要:为改变高校大学生“自习难”的现状,本文提出一种基于ZigBee无线技术的教室座位查询系统。该系统通过压力传感器技术、微处理器技术和无线通信技术的融合,实现压力信号的采集和传输,开发的嵌入式系统即时采集教室情况并把信息通过协议转接移动网络发到手机上,学生可以通过手机随时随地查询自习教室人数,节省大量时间。该系统操作简单,在各类高校具有广阔的应用前景。 关键词:自习室座位查询 ZigBee无线技术 无线传感网络 移动网络 或许很多同学都有过这样的经历,经常为找自习室而焦头烂额,有时走遍整个校园都无功而返,只好垂头丧气的走回宿舍。既浪费时间,

又浪费精力,还使我们的学习效率下降。“自习难”的问题日益凸显,解决自习室座位查询问题已迫在眉睫。 通过智能实时的教室资源管理平台,同学们可以利用自己的手机在线查询自习教室,随时得知此教室目前有没有课,自习人数有多少以及有无空座位,让学生在宿舍就可以轻松掌握全校所有教室的情况,就近安排今晚去哪上自习,提高教室资源的利用率和使用便捷度。 一、作品设计目标 本文为解决高校大学生“自习难”问题,提出的基于ZigBee无线技术的自习教室座位查询系统采用星型网络结构,由多个无线压力传感器节点和一个中心节点构成。同学们利用自己的手机就可以实现随时随地查询全校没有课程的空教室用以自习,不用亲自跑到教室门口查看纸质课表,提高教室资源的利用率,同时提高学生的自习效率。 二、相关现状分析 在国内,很多高校类似产品都已投入使用,以下是部分高校使用类似的系统及其特点: 表1 部分高校自习室查询系统 高校系统功能特点 清华大学自习室查询基于互联网平台数据库技术 华中科技大学自习室查询; 短信课表 基于互联网平台 数据库技术 移动通信技术 东北电力大学查课程时间、地点; 查询空闲教室; 查个人课表 数据库技术 触摸屏一体终端机 北京交通大学教室使用状况查询基于互联网平台数据库技术 中国海洋大学多媒体教室查询不详

物联网组网技术论文

学院:技术与信息技术学院 专业:物联网工程班 年级: 2014级 姓名:汪登峰 论文题目:基于物联网的智能交通系统分析指导教师郭华平职称教授 2016 年 6 月 7 日

基于物联网的智能交通系统分析 学生姓名:汪登峰学号:20145105017 计算机与信息技术学院物联网工程班 指导教师:郭华平职称:教授 摘要 智能交通系统深度集成了传感技术、可视化技术、远程识别技术等物联网关键技术,为公众提供交通信息、出行诱导、车流疏导等现代化服务。物联网技术成为城市交通智能化升级的新思路,为智能交通系统提供了新的选择。通过对城市交通中物联网技术的应用需求分析,探讨基于物联网的智能交通系统的功能构建与实现方案,就物联网技术在城市交通智能化服务中的应用问题做出微薄贡献。城市现代化发展速度大大超越了城市交通的运输能力,为了满足公民对城市交通的需求,大力发展智能化交通建设,提高运输服务能力,把物联网技术引入到城市交通中,是发展智能交通的新思路。 关键词:物联网、智能交通、智能化

目录 1 城市交通与物联网概述 1.1 城市交通概述 2 城市交通中物联网技术的应用需求分析 2.1 管理层需求分析 2.2 企业层需求分析 2.3 公众层需求分析 3 基于物联网的智能交通系统的功能构建与实现3.1 基于物联网的智能交通系统框架设计 3.2 公共交通系统 3.3 交通综合信息系统 3.4 交通综合管理系统 3.5 交通综合收费系统 4参考文献

1 城市交通与物联网概述 1.1 城市交通概述 城市交通实质是一种动态的流,以流来解决人或物在空间上的移动。然而,城市交通又是一个复杂的综合性系统并具有开放性。城市交通的子系统承担着相对独立的工作任务。经济的快速发展给城市交通带 2 城市交通中物联网技术的应用需求分析 2.1 管理层需求分析 在管理层面上,主要四个方面需求的考虑:运行车辆的实时监控在城市出现的各种交通工具。城市各种车辆的运行信息是建设城市交通智能化的信息基础,对运行车辆信息进行远程识别与采集,实现信息的传递与保存;运营过程的智能监管是强化对运行车辆行驶行为管理的重要措施,通过物联网技术对车辆信息的实时抓取,实现对车辆的跟踪和监控,并采用电子地图基础以一种全新的可视化方式表现实时的行车环境,满足管理层直观、智能对交通进行监控的需求;智能安全管理需求主要体现在对运输过程中安全问题的管理,通过车辆进行安全监测,并将数据传回监控管理中心,实现车辆安全的实时监管,做好对技术设备的监控,提高突发事件的应对能力;城市交通发展信息的需求主要表现在对城市实现优化配置,引入物联网技术队车、人流进行信息采集,作为城市交通宏观调控的有力支撑。 2.2 企业层需求分析 从企业的角度来看,企业的需求包括运营车辆监控、智能调度、场站安全监控以及企业发展的信息采集诗歌方面的需求。对运营车辆实现时能监控是对企业车辆行为的运程监管,通过在车辆上安装摄像头,借助传感技术。对车辆的安全

组网技术论文

南阳师范学院物理与电子工程学院 《网络工程》 课程设计报告 完成人: 班级: 学号: 专业:

实验报告 一.设计目标 网络配置静态路由,使得各主机能够互通。配置访问控制列表,禁止子网10.69.0.0/16访问主机E,但允许其它网络访问主机E。 二.设计规划 1.设置主机A,B,C,D,E的IP地址,网关。 HostA IP地址:10.65.1.1 255.255.0.0 gw:10.65.1.5 HostB IP地址:10.66.1.1 255.255.0.0 gw:10.66.1.5 HostC IP地址:10.69.1.1 255.255.0.0 gw:10.69.1.5 HostD IP地址:10.70.1.1 255.255.0.0 gw:10.70.1.5 HostE IP地址:10.72.1.1 255.255.0.0 gw:10.72.1.5 2.设置路由器A,B,C的IP地址 RouterA:f0/0 IP地址:10.65.1.2 255.255.0.0 ; f0/1 IP地址:10.66.1.2 255.255. 0.0; S0/1IP地址:10.68.1.2 255.255.0.0 ; RouterB:f0/0 IP地址:10.69.1.2 255.255.0.0 ; f0/1 IP地址:10.70.1.2 255.255.0.0 ; S0/0 IP 地址:10.78.1.2 255.255.0.0 ; RouterC:f0/0 IP 地址:10.72.1.2 255.255.0.0 ; S0/0 IP 地址:10.68.1.1 255.255.0.0; S0/1 IP地址:10.78.1.1 255.255.0.0 ; 三.网络配置过程

物联网应用技术论文

物联网应用技术综述 [摘要]:物联网在当今世界关注得比较多的一项技术,然而由于其还处在应用发展的过程中,其相应技术还不太成熟,相关概念相对比较模糊。本文针对当前物联网的相关由来、特点、组成及其广阔应用前景进行了全面的阐述。 [关键词]:物联网感知感知层传输层应用层中图分类号:tq03-39 文献标识码:tq 文章编号:1009-914x(2013)01- 0282-01 引言 物联网并非一个全新的技术,而是融合了以往的嵌入式系统、无线传感器网络等多门技术的集成应用及创新。然后由于其是一项综合技术的应用,这在当今世界还处在研究、试验阶段。本文主要阐述了物联网相关概念与核心技术。 1.物联网概念的由来及其概念的界定[1] 物联网的概念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书,在该书中,比尔盖茨已经提及internet of things的概念,只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展,并未引起世人的重视。1998年,美国麻省理工大学(mit)创造性地提出了当时被称作epc系统的“物联网”的构想;1999年,美国auto-id首先提出“物联网”的概念,称物联网主要是建立在物品编码、rfid技术和互联网的基础上;2005年,itu发布了《itu互联网报告2005:

物联网》,综合二者内容,正式提出“物联网”的概念,包括了所有物品的联网和应用。 从狭义的概念上看,只要是物品之间通过传感网络连接而成的网络,不论是否接入互联网,都应算是物联网的范畴。 从广义角度看,物联网不仅局限于物与物之间的信息传递,还将与现有的电信网络实现无缝融合,最终形成人与物无所不在的信息交换,形成泛在网络。事实上,物联网与互联网的关系是相对独立的两张网,只不过两者在数据传输技术上有一定的共性而已。在电信网和互联网应用中,我们希望所有的人、计算机等是互联互通的。然而物联网则不同,如一个太湖水质监测系统和中石油的物流系统可以毫无关系。这就是ibm公司提出智慧地球概念时,强调其垂直行业应用的原因。所以,物联网是基于对物可控、可管理技术的一个个互不相连的专用网络的统称,目前,国际上习惯将其称为“泛在网络”,实际上就是要与互联网有所区别。 目前较为公认的物联网的定义是:通过射频识别(rfid)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 2.物联网的精髓[2] 物联网”的精髓是感知,感知包括传感器的信号采集、协同处理、智能组网、信息服务,以达到控制指挥的目的。其中,传感网是感知的网络,是物和物的互联;移动通信网是信息传输的网络,

基于物联网技术的智能家居系统(毕业设计论文)

毕业设计(论文) 题目基于物联网技术的智能家居系统 学院(全称) 信息科学与工程学院 专业、年级计算机科学与技术09级 学生姓名学号 指导教师 论文评阅人 重庆交通大学 2013年

前言 既互联网技术之后,物联网作为一个信息技术综合应用的代名词,掀起信息产业第三浪潮,大国纷纷将其纳为重点领域,显而易见,它将影响到政治,军事,经济,环境等方方面面,必在未来极大地改变人们的生活。 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The internet of things”。顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。这里包括两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,它是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。因此可总结出,物联网的定义是:通过射频识别(RFID)、光电感应器、全球定位系统、激光扫描器信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的实时连接,方便识别、管理和控制。其在2011年的产业规模超过2600亿元人民币,行业竞争将会越来越激烈。在市场应用方面,2011年从整体来看,占据中国物联网市场主要份额的应用领域为智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业、智能环保和智能家居等。本文研究的是基于物连网技术的智能家居系统。 “智能家居”,又称智能住宅,是通过采用先进的计算机技术、网络通信技术和综合布线技术,建立一个由家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系统等组成的家庭服务与管理集成系统,从而实现全面、安全、舒适的居住环境以及便利的通讯网络家庭住宅。把与家庭生活有关的各种子系统有机结合在一起统一管理,使生活舒适、安全、和高效,具有良好的发展前景。随着科学技术的发展和物质生活水平的提高,人们对家居生活环境的要求也越来越高。家居不再是生活起居的场所,同时也是休闲、娱乐的地方。目前,高科技技术已经融入智能建筑当中,智能的概念也不断得到深化和更新。建设部要求根据不同消费者的需求,推动家居数字化、建筑智能化,产品便利化的发展,未来智能家居市场潜力巨大。 智能家居是一个多功能的系统,它包括可视化对讲、家庭内部的安全防范、家电远程监控,远程视频监控、远程医疗诊断及护理系统,网上教育系统、家庭影星系统等。智能家居的基本目标是将家庭中各种信息相关的通信设备、家用电器和家用安防等装置连接到一个智能化系统上进行集中或异地监视、控制和家庭事务性管理,并保

物联网技术与应用论文

一.引言 物联网的发展将彻底改变人们的生活方式,大大提高人们的生活质量和效率。物流关系着现代人生活的衣食住行,其发展关系着社会经济的方方面面。广泛推广和应用物联网技术,不仅可以完善和优化物流供应链管理体系,实现物流管理的合理化,而且在提高物流效率、降低物流成本、优化资源配置等方面具有积极的推动作用。为带动物流行业的全面发展,研究物联网技术在物流行业的应用势在必行。二.物联网以及国外发展现状及存在问题 2.1 物联网的概念 物联网的概念起源于由RFID(射频识别)对所有物品进行标识并利用网络进行数据交换,进而实现智能识别和管理。经过不断扩充、延展、完善,现在人们普遍接受的物联网概念是指通过信息传感设备,运用射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描等技术,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 2.2国外发展现状及存在问题 从国际上看,欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作,并且已作了大量研究开发和应用工作。如美国把它当成重振经济的法宝,所以非常重视物联网和互联网的发展,它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变美国未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等),改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。把ICT技术充分用到各行各业,把感应器嵌入到全球每个

角落,例如电网、交通(铁路、公路、市交通)等相关的物体上。并利用网络和设备收集的大量数据通过云计算、数据仓库和人工智能技术作出分析给出解决方案。把人类智慧赋予万物,赋予地球。他们提出“智慧地球、物联网和云计算”就是美国要作为新一轮IT技术革命的领头羊的证明。按欧盟专家讲,欧盟发展物联网先于美国,确实欧盟围绕物联网技术和应用作了不少创新性工作。在11月全球物联网会议上,他们介绍了《欧盟物联网行动计划》(Internetofthings---AnactionplanforEurope)其目的也是企图在“物联网”的发展上引领世界。在欧盟较为活跃的是各大运营商和设备制造商,他们推动了M2M(机器与机器)的技术和服务的发展。 我国在“物联网”的启动和发展上与国际相比并不落后,我国中长期规划《新一代宽带移动无线通信网》中有重点专项研究开发“传感器及其网络”,国不少城市和省份已大量采用传感网解决电力、交通、公安、农渔业中的“M2M”等信息通信技术的服务。 作为国家层面成立了《传感器的网络标准工作组》。而中国通信标准化协会也启动了基于互联网的物联网和基于电信网的物联网的相关标准和研究课题的申报工作。中国的几大电信运营商积极投入“物联网”的技术开发和应用的工作:物流信息化、公交视频化、校讯通、农村信息化、渔牧业监控、水文水质等。 在温总理关于“感知中国”的讲话后我国“物联网”的研究、开发和应用工作进入了高潮,省市一马当先率先提出建立“感知中国”研究中心,中国科学院、运营商、知名大学云集共同协力发展我国的

物联网组网技术论文

学号 学院:技术与信息技术学院 专业:物联网工程班 年级:2014级 姓名:汪登峰 论文题目:基于物联网的智能交通系统分析指导教师郭华平职称教授 2016 年 6 月7 日

基于物联网的智能交通系统分析 学生:汪登峰学号: 计算机与信息技术学院物联网工程班 指导教师:郭华平职称:教授 摘要 智能交通系统深度集成了传感技术、可视化技术、远程识别技术等物联网关键技术,为公众提供交通信息、出行诱导、车流疏导等现代化服务。物联网技术成为城市交通智能化升级的新思路,为智能交通系统提供了新的选择。通过对城市交通中物联网技术的应用需求分析,探讨基于物联网的智能交通系统的功能构建与实现方案,就物联网技术在城市交通智能化服务中的应用问题做出微薄贡献。城市现代化发展速度大大超越了城市交通的运输能力,为了满足公民对城市交通的需求,大力发展智能化交通建设,提高运输服务能力,把物联网技术引入到城市交通中,是发展智能交通的新思路。 关键词:物联网、智能交通、智能化

目录 1城市交通与物联网概述 1.1城市交通概述 2城市交通中物联网技术的应用需求分析 2.1管理层需求分析 2.2企业层需求分析 2.3公众层需求分析 3基于物联网的智能交通系统的功能构建与实现3.1基于物联网的智能交通系统框架设计 3.2公共交通系统 3.3交通综合信息系统

3.4交通综合管理系统 3.5交通综合收费系统 4参考文献 1城市交通与物联网概述 1.1城市交通概述 城市交通实质是一种动态的流,以流来解决人或物在空间上的移动。然而,城市交通又是一个复杂的综合性系统并具有开放性。城市交通的子系统承担着相对独立的工作任务。经济的快速发展给城市交通带 2城市交通中物联网技术的应用需求分析 2.1管理层需求分析 在管理层面上,主要四个方面需求的考虑:运行车辆的实时监控在城市出现的各种交通工具。城市各种车辆的运行信息是建设城市交通智能化的信息基础,对运行车辆信息进行远程识别与采集,实现信息的传递与保存;运营过程的智能监管是强化对运行车辆行驶行为管理的重要措施,通过物联网技术对车辆信息的

物联网技术论文

物联网技术论文 第一章物联网的简介 1。1研究背景 21世纪是一个以网络计算机为核心的信息时代.数字化、网络化与信息化、经济全球 化是21世纪的时代特征.随着信息技术的飞速发展,经济全球化不断加快。通过计算机技术、数据通讯和互联网技术实现现代化物流和电子商务已是大势所趋。 而现代物流和电子商务的实施离不开信息化的支持,信息化是现代物流及电子商务发展的基础。在物流信息交换、供应链管理等方面,由于信息传递的不及时、信息失真、信息交换错误所造成的损失每年高达数千亿美元。以全球零售业巨头沃尔玛为例,每年由于信息传递问题所造成的缺货率大约是8%左右,如果可以减少1%的缺货率,仅此一项每年就可以给沃尔玛增加10亿美元的收入[1]。 另外,在社会信息化过程中,信息资源剧增,各类信息内容呈爆炸式增长。庞大的信息资源和昂贵的信息成本,使得人们无法独立生产所需要的数据,而必须通过共享来获取资源和必要的信息。那么如何实现实时地信息交流呢? 1999年由美国麻省理工学院Auto ID中心提出的EPC(Electronic product code,产品电子代码)给人们提供了新的启迪.人们将每一件物品赋予一个唯一的编号,EPC标签是这一编号的载体,当EPC标签贴在物品上或内嵌在物品中的时候,即将该物品与EPC标签中的唯一编号(标准说法是“产品电子代码”或“EPC代码")建立起了一对一的对应关系[1]。 基于互联网和射频技术的EPC系统,即实物物联网(简称物联网)是在计算机互联网的基础上,利用RFID(Radion Frequency Identification,射频识别)、天线数据通迅等技术,构造了一个实现全球物品信息实时共享的“Internet of things”。它将成为继条码技术之后,再次变革商品零售结算、物流配送及产品跟踪管理模式的一项新技术. EPC标签从本质上来说是一个电子标签,通过射频识别系统的电子标签读写器可以实 现对EPC标签信息的读取。读写器获取的EPC标签信息,并把标签信息送入互联网EPC体系中PML(Physical Mark_Up Language,实体标记语言)服务器后[2],就实现了对物品信息的采用和追踪。然后利用EPC体系中的网络中间件等,可实现对所采集的EPC标签信息的利用。 1.2目前的发展现状[3] 随着RFID技术以及无线局域网技术的日渐成熟,标准逐渐统一,EPC系统也不断完善,EPC技术为更广大的人所了解,所使用。 1。2。1国外EPC的发展现状 20世纪中期产生的射频识别技术,由于射频标签本身的价格昂贵,阻碍了它的推广和 应用.1999年,美国麻省理工学院成立Auto-ID中心,进行射频识别技术的研发,通过创建RFID标准,并利用网络技术,形成EPC系统,目的是建设全球实物互联网。

物联网技术 论文

中国地质大学(北京) 计算机科学技术进展讲座 期末报告 院系:信息工程学院 姓名:于振鹏 学号:1004092115 任课教师:王长兵 日期:2012年3月

物联网技术 通过老师的讲授,我已经对物联网技术有了初步的了解。通过查找一些资料我进一步领悟到物联网技术的发展与现状。目前物联网已成为IT 业界的新兴领域,引发了相当热烈的研究和探讨。不同的视角对物联网概念的看法不同,所涉及的关键技术也不相同。可以确定的是,物联网技术涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的全过程,这需要在材料、器件、软件、网络、系统等各个方面都有所创新才能促进其发展。国际电信联盟报告提出,物联网主要需要四项关键性应用技术:①标签物品的RFID 技术;②感知事物的传感网络技术(Sensortechnologies);③思考事物的智能技术(Smart technologies);④微缩事物的纳米技术(Nanotechnology)。显然这是侧重了物联网的末梢网络技术。欧盟《物联网研究路线图》将物联网研究划分为了十个层面:①感知,ID 发布机制与识别;②物联网宏观架构;③通信(OSI 物理与数据链路层);④组网(OSI 网络层);⑤软件平台、中间件(OSI 网络层以上);⑥硬件;⑦情报提炼;⑧搜索引擎;⑨能源管理;⑩安全。当然这些都是物联网研究的内容,而对于实现物联网而言略显重点不够突出。 1 感知技术 感知技术也可以称为信息采集技术,它是实现物联网的基础。目前,信息采集主要采用电子标签和传感器等方式完成。 1.1 电子标签 在感知技术中,电子标签用于对采集的信息进行标准化标识,数据采集和设备控制通过射频识别读写器、二维码识读器等实现。射频识别(RFID)是一种非接触式的自动识别技术,属于近程通信,与之相关的技术还有蓝牙技术等。RFID 通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别过程无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID 读写器(即PCE 机)和电子标签(即PICC 卡)之间通过电磁场感应进行能量、时序和数据的无线传输。在RFID 读写器天线的可识别范围内,可能会同时出现多张PICC 卡。如何准确识别每张卡,是A 型PICC 卡的防碰撞(也叫防冲突)技术要解决的关键问题。 1.2 传感器 传感器是机器感知物质世界的“感觉器官”,用来感知信息采集点的环境参

物联网技术综述论文

物联网技术综述论文 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

物联网技术综述 引言 物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。 物联网的起源与发展 1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。 1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网,但未引起广泛重视。 1999年美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。 1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心(Auto-ID)”,提出“万物皆可通过网络互联”,阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别(RFID)技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大变化。 2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。 2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID 技术的物联网。 2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划,描绘了物联网技术的应用前景,提出欧盟政府要加强对物联网的管理,促进物联网的发展。 2009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一

物联网论文(新)

物 联 网 论 文 B13100829 动画八班 焦龙

物联网与现代通信技术 目录: 第一章绪论(物联网的最新发展动态和发展趋势) 第二章物联网与现代通信技术的关系 第三章物联网未来发展的核心技术(各种可能的核心技术,从网络技术、通信技术、计算机技术各个方面进行阐述) 第四章物联网对当前和下一代网络的影响 第五章物联网对世界发展的影响(个人、社会、国家) 第六章物联网通信的发展前景 第七章结束语

第一章绪论 物联网最初在1999年提出:即通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之,物联网就是“物物相连的互联网”。 物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。其在2011年的产业规模超过2600亿元人民币。构成物联网产业五个层级的支撑层、感知层、传输层、平台层,以及应用层分别占物联网产业规模的2.7%、22.0%、33.1%、37.5%和4.7%。而物联网感知层、传输层参与厂商众多,成为产业中竞争最为激烈的领域。 在市场应用方面,2011年从整体来看,占据中国物联网市场主要份额的应用领域为智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业和智能环保。其中智能工业占比最大,为20.0%。 产业分布上,国内物联网产业已初步形成环渤海、长三角、珠三角,以及中西部地区等四大区域集聚发展的总体产业空间格局。其中,长三角地区产业规模位列四大区域之首。 于此同时物联网的提出为国家智慧城市建设奠定了基础,实现智慧城市的互联互通协同共享,《计算机学报》刊发的《物联网体系结构与实现方法的比较研究》一文对其体系结构、实现方法进行了分析介绍。 2012年我国物联网产业市场规模达到3650亿元,比2011年增长38.6%。从智能安防到智能电网,从二维码普及到智慧城市落地,作为被寄予厚望的新兴产业,物联网正四处开花,悄然影响着人们的生活。随着我国物联网产业发展迅猛的态势和产业规模集群的形成,我国物联网时代下的产业革命也初露端倪。从具体的情况来看,我国物联网技术已经融入到了纺织、冶金、机械、石化、制药等工业制造领域。在工业流程监控、生产链管理、物资供应链管理、产品质量监控、装备维修、检验检测、安全生产、用能管理等生产环节着重推进了物联网的应用和发展,建立了应用协调机制,提高了工业生产效率和产品质量,实现了工业的集约化生产、企业的智能化管理和节能降耗。 随着物联网技术的研发和产业的发展,预计2013年中国物联网市场规模将达4896亿元,到2015年,这一规模将达到7500亿元,发展前景将超过计算机、互联网、移动通信等传统IT领域。作为信息产业发展的第三次革命,物联网涉及的领域越来越广,其理念也日趋成熟,可寻址、可通信、可控制、泛在化与开放模式正逐渐成为物联网发展的演进目标。而对于" 智慧城市"的建设而言,物联网将信息交换延伸到物与物的范畴,价值信息极大丰富和无处不在的智能处理将成为城市管理者解决问题的重要手段。 传媒对其发展的影响 第一物联网对于传媒来讲在信息社会的信息基础之下为我们国家的信息传播拓展了新的疆界,物联网代表着人们生活方式的转变。 第二在传媒领域可以为我们国家物联网的发展提供一个很好的支持,这个过程离不开传媒领域的梳理和引导。 第三物联网和传媒在未来人才需求上可以形成对接的接口,我们必须使信息技术的从业人员同时具有人际传播的素养。 最后一点也是比较重要的一点,我们要看到物联网和传媒在深远方向上的一个融合,传媒代表了大众化和信息化的一种载体,而物联网又使得万事万物进入到信息互联当中。 在物联网应用中有三项关键技术: 1、传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。 2、RFID标签也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。 3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技

物联网组网技术

学号:20145105007 本科学年论文(设计) 学院计算机与信息技术学院 专业物联网工程 年级2014级 姓名李豪杰 论文(设计)题目物联网组网技术及案例分析 指导教师郭华平职称讲师 2016 年 06月 12日

物联网组网技术及案例分析 学生姓名:李豪杰学号:20145105007 计算机与信息技术学院物联网工程专业 指导教师:郭华平职称:讲师 摘要: 在对物联网概念进行简要介绍后,给出了物联网的组成结构模型,重点对传感网络的接入方式,包括多跳接入方式和单跳接入方式进行阐述。接着研究了物联网重要环节射频识别技术的原理和组成。最后融合物联网结构模型与射频识别技术,结合电力行业中对设备进行综合管理的应用需求,设计了物联网技术在电力设备巡检智能化管理中的一种应用方案。 关键词: 物联网/ 射频识别/ 无线传感器网络/ 现场 总线网络/ 智能巡检 Abstract: After a brief introduction of the concept of Internet of things, gives the structure model of the Internet of things, focus on sensor network access, including multiple jumped access and single access. Then studied the important link of things the principle of radio frequency identification technology and composition. The final fusion iot structure model and radio frequency identification technology, combining with the application of comprehensive management of equipment in the power industry requirements, design the Internet of things technology in the electric power equipment inspection in an application plan of the intelligent management. Keywords: the Internet of things radio frequency identification wireless sensor networks field bus networks intellect routing inspection 1.什么是物联网? 物联网是在互联网基础上发展起来的一种网络, 其末端延伸和扩展到了物品的智能化管理。把任何物品通过信息传感设备, 按约定的协议与互联网相连接, 进行信息交换和通信, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理, 就构成了物联网的概念。物联网有别于互联网, 互联网主要目的是构建一个全球性的信息

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档