物联网技术

IT专题课程报告题目：物联网技术姓名:学号:同组学生：xx大学xx学院二零一三年四月物联网技术摘要：物联网(Internet of Things)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Gr andIntegration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的CockpitDashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

关键词：末端设备，互联互通，云计算，调度指挥，预案管理。

物联网技术及应用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。

而物联网就提供了人们这样一个对信息进行实时交流的平台。

1.物联网技术的起源物联网概念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书，在《未来之路》中，比尔盖茨已经提及物联网概念，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，美国麻省理工学院（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，主要是建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上。

过去在中国，物联网被称之为传感网。

中科院早在1999年就启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。

同年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。

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）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。

报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。

射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。

根据ITU的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。

2.物联网的研究方向2.1物联网基础理论和技术方向主要研究数字物理系统理论；物联网通信协议和节点技术；传感器网络体系结构、部署及性能评价；信息安全与隐私；与互联网的接入技术；传感器网络的质量服务；多传感器信息融合等。

2.2物联网数据管理和中间件技术方向主要研究海量数据处理分析技术；数据存储、查询、挖掘、分析与融合技术；中间件技术；物联网软件开发、测试与评价技术等。

2.3物联网核心电子器件及电路设计方向主要研究面向系统集成芯片的数字、模拟、射频混合信号集成电路设计和实现；传感器、相关核心电子器件的研制、芯片开发与集成等。

2.4电器自动化与远程监控方向主要研究基于无线传感网络的分布式超大容量数据采集监控系统；抵押电气故障]电气设备安全与检修的只能预警、诊断和决策系统；基于RFID技术的电力检修巡查智能网络；电机非线性控制理论与方法；新能源变换与控制技术；中小型企业信息化管理等。

2.5工业传感与控制方向主要研究工业生产工厂的在线测量及实时控制系统的理论与应用研究；基于无线网络和线场总线的分布式传感与执行单元及系统；生化传感器研制；远程监测与诊断技术；在线PAT及应用等。

2.6智能系统与网络计算方向主要研究计算机视觉、虚拟现实；嵌入式系统，视觉及智能识别硬平台，嵌入式机器视觉关键算法；群体只能计算的理论及应用；基于计算智能的控制理论和生化过程控制；模糊人工智能、图像处理、模式识别研究等。

2.7物联网技术工程应用方向主要研究针对不同领域的物联网应用需求，开展应用示范工程和产品开并进行产业化推广。

例如校园、工作园区安全监控技术；无线数字农业及应用工程；只能交通系统等。

3.物联网技术的原理物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。

在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。

其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

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。

物联网中非常重要的技术是射频识别（RFID）技术。

RFID是射频识别（Rad io FrequencyIdentification）技术英文缩写，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是目前比较先进的一种非接触识别技术。

以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。

而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。

在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。

“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。

过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。

而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。

物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层：1.感知层是物联网的皮肤和五官识别物体，采集信息。

感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等，主要是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。

2.网络层是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理。

网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。

网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。

3.应用层是物联网的“社会分工”与行业需求结合，实现广泛智能化。

应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。

4.物联网技术在实际中的应用4.1城市运行管理利用智能终端、通信基站、显示屏等设备，深化城市部件监控，优化数据流程，提高对现场信息的采集、处理和监督，将信息化城市管理部件接入物联网，对城市管理的兴趣点进行统一标示，可以进一步明确网格化的权属责任，加强对城市管理部件状态的实时监控，降低信息化城市管理中对人工巡查的依赖程度，提高问题发现和处置的效率，进而提升网格化管理水平。

应用物联网可以于对城市水、点、热力、燃气等重点设施和地下管线实施监控，提高城市生命线的管理水平和加强事故的预防预测，降低事故的发生概率和烈度，提高事故的处置效率。

通过视频监控、传感器、通信系统、GPS定位导航系统等手段掌握各类作业车辆、人员的状况，对日常环卫作业、扫雪铲冰、垃圾渣土消纳进行有效地监控。

通过统一的射频识别和数据库系统，建立户外广告牌匾、城市家具、棚亭阁、城市地井的管理体系，以方便进行相关规划管理、信息查询和行政监管城市水、电、燃气、热力等重点设施和地下管线实施监控；各类作业车辆、人员的状况，对日常环卫作业、扫雪铲冰、垃圾渣土消纳进行有效地监控；建立户外广告牌匾、城市家具、棚亭阁、城市地井的管理体系。

4.2生态环境领域通过智能感知并传输信息，在大气和土壤治理，森林和水资源保护，应对气候变化和自然灾害中，物联网可以发挥巨大的作用，帮助改善生存环境。

利用物联网技术，形成对污染排放源的监测、预警、控制的闭环管理。

利用传感器加强对空气质量、城市噪音监测，在公共场所进行现场信息公示，并利用移动通信系统加强与监督检查部门的联动。

加强对水库河流、居民楼二次供水的水质检测网络体系建设，形成实时监控。

加强对森林绿化带、湿地等自然资源的传感系统建设，并结合地理空间数据库，及时掌控绿化资源情况。

利用传感器技术、通信技术等手段，完善对热力能源、楼宇温度等系统的监测、控制和管理。

通过完善智能感知系统，合理调配和使用水利、电力、天然气、燃煤、石油等资源。

4.3公共安全领域通过传感技术，物联网可以监测环境的不稳定性，根据情况及时发出预警，协助撤离，从而降低天灾对人类生命财产的威胁。

将物联网技术嵌入城市智能管理系统，加强对重点地区、重点部位的视频监测监控及预警，增强网络传输和数据分析能力，实现公共安全事件监控；利用电子标签、视频监控、红外感应等手段，加强对危险物品监控、垃圾监测处理、可燃物排放、有毒气体排放、医疗废物、疾病预防控制等的全流程过程监测和控制；利用公共显示屏幕、感应器等设备，增强对建筑工地、矿山开采、水灾火警等现场的信息采集、分析和处理；加强监察执法管理的现场信息监测，提高行政效能；通过智能司法管理系统，实现对矫正对象的监控、管理、定位、矫正，帮助各地各级司法机构降低刑罚成本、提高刑罚效率。