物联网的关键技术及特点原稿

目录

物联网的关键技术及特点 (2)

一切皆可感知 (2)

1.物联网的简介 (2)

1.1物联网定义 (2)

1.2物联网的体系结构 (3)

2.物联网发展历程 (4)

2.1物联网在国外的发展状况 (5)

2.2物联网在我国的发展状况 (5)

3. 相关的技术和平台 (6)

3.1 射频识别（RFID） (6)

3.1.1 什么是RFID技术 (6)

3.1.2 RFID的分类 (6)

3.1.3 RFID的组成部分 (6)

3.1.4 RFID的工作原理 (6)

3.2 红外感应器 (7)

3.3全球定位系统（GPS） (7)

3.4 激光扫描器 (7)

3.5 EPC (8)

3.6 因特网技术 (8)

3.7 实体标记语言（PML）开发技术 (8)

3.8 传感器网络技术 (8)

3.9 嵌入式技术 (8)

3.10 信息安全技术 (9)

4 .WSN（无线传感器网络） (9)

4.1.1WSN 定义 (9)

4.1.2无线传感器网络的体系结构 (10)

谢词 (10)

参考文献 (10)

物联网的关键技术及特点

一切皆可感知

有线电视工程技术专业 08级02班指导教师：刘英霞

内容提要:物联网前景非常广阔，它将极大地改变我们目前的生活方式。物联网把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。物联网利用射频自动识别（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。可以说，物联网描绘的是充满智能化的世界。

关键词:物联网; M2M; RFID; 信息交换; 智能识别

The key technology and things networking features

Everything is perceived

Cable TV in professional of engineering and technical level 02 2008

tutor: LiuYingXia class

Abstract: content networking, it will be very broad prospect greatly changed our current lifestyle. Our life thing networking humanoid, everything became one of the same kind. In this thing the world, associated content items "exchange" to each other, without human intervention. Content networking using rf automatic identification (RFID) technology, through the computer Internet realize articles) automatic identification and the Internet and sharing information. Can say, the thing networking is a description of the world full of intelligence.

Keywords: content networking; M2M; RFID; Information exchange; Intelligent identification

1.物联网的简介

1.1物联网定义

物联网的英文名称为"The Internet of Things”。由该名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络；第二，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。因此，物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、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、监控和管理的一种网络，如图1-1

所示。

图1-1 未来物联网

从技术上理解，物联网是指物体通过智能感应装置，经过传输网络，到达指定的信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。从应用上理解，物联网是指把世界上所有的物体都连接到一个网络中，形成“物联网”，然后“物联网”又与先有的互联网结合，实现人类社会与物理系统的整合，达到更加精细和生动的方式管理生产和生活。

这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有CPU；5、要有操作系统；

6、要有专门的应用程序；

7、要有数据发送器；

8、遵循物联网的通信协议；

9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。

1.2物联网的体系结构

物联网应该具备三个特征，一是全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地的获取物体的信息;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如图1-2所示，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。

图1-2 物联网的三个层次

a.感知层

进行数据采集与感知，主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。

传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程。

b.网络层

实现更加广泛的互联功能，能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。经过十余年的快速发展，移动通信、互联网等技术已比较成熟，基本能够满足物联网数据传输的需要。

c.应用层

应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业应用。

2.物联网发展历程

1995年，比尔盖茨在其《未来之路》一书中已提及物联网概念。

2005年11月，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU 互联网报告2005：物联网》报告，正式提出了物联网概念。并对物联网概念进行了准确定义：一种基于标准和可互操作通信协议、具有自配置能力的动态全球网络基础设施。在这个网络里，物理世界和虚拟世界的“物”具

有身份、物理属性和虚拟个性，通过智能接口无缝地集成到信息网络之中。

2009年1月，IBM首席执行官彭明盛提出“智慧地球”，其中物联网不可或缺，而奥巴马在就职演讲后对“智慧地球”构想积极回应，并将其作为美国的重要国家战略之一。

2009年中国国家主席胡锦涛、国务院总理温家宝等领导在不同场合多次强调要依靠科技创新，引领经济发展;要注重经济结构调整和发展模式转变，重视新兴产业的发展等问题;明确提出了“感知中国”的理念，自此“物联网”提到国家议事日程。

2.1物联网在国外的发展状况

美国：在“2025年对美国利益潜在影响最大的关键技术中”，物联网被列入六大关键之一。“智能电网”投资110亿美元;卫生医疗信息技术应用投190亿美元;与物联网相关的“智慧地球”、“智能微尘”等项目提升了创新能力。

日本：提出“U社会”战略，制定了从E-Japan、U-Japan到I-Japan 战略目标。2009年3月提出“数字日本创新计划”;2009年7月提出“I-Japan战略2015”，其中交通、医疗、智能家居、环境监测和物联网是重点。

韩国：2004年提出“U-Korea战略”，为期10年;2006年推出的U-IT839，建宽带网、IPV6网、泛在传感网、发展RFID/USN等8项业务，并在食品/药品、航空行李、军火管理、道路设施应用试点。2009年6月开始物/物/人实现智能通信、建设智能福利娱乐城。

欧盟：推动ICT在欧盟经济、社会、生活各领域的应用，提高综合竞争力，在RFID/物联网方面进行了大量研究，大力推RFID应用，着力解决安全和隐私、国际治理、无线频率和标准等问题。2009年6月推出《欧盟物联网行动计划报告》14项行动计划，力夺主导地位; 2009年10月推出“物联网战略研究路线图”，力推物联网在航空航天、汽车、医疗、能源等18个主要领域应用，明确12项关键技术，首推智能汽车和智能建筑。

2.2物联网在我国的发展状况

我国早在20世纪90年代，就开始了物联网产业的相关研究和应用试点的探索，国家金卡工程非接触式智能卡已广泛用于不停车收费，路桥管理，铁路机车识别管理，以及电子证照身份识别等方面，开展了成功试点和规模应用。

特别是电信智能卡整合了电子钱包功能推出的移动支付应用，以及手机做为RFID的读写器开展的食品，药品安全管理与贵重物品的识别防伪等，以及遍布30个试点城市的“一卡通”工程应用，形成了一系列利民惠民工程，推动了社会信息化进程，并取得了明显成效。

在此基础上于2004年就启动了物联网的重要应用——无线射频识别RFID的行业应用试点工作。主要涉及农业领域的生猪的饲养及食品加工的实时动态，可追溯的管理;工业领域的煤矿安全生产，对矿工的安全监护;工业生产的托盘管理;药品及烟酒的动态可追溯监管;物流领域的邮政包裹、民航行李、铁路货车调度监管等、远洋运输集装箱等;军用物资供给、军械及电子票动态管理等;在城市交通、公路、水运等交通管理以及涉车涉驾的智能交通综合应用等RFID应用初见成效，市场规模已居全球第三位。

2008年的北京奥运会和2010年的上海世博会上，基于物联网的应用得到了很大的发展，从门票、安保、物品运输管理到食品安全、公交管理、环境管理等多个方面都有相应的物联网应用。

3. 相关的技术和平台

物联网技术的定义是：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，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。

关键技术：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、EPC技术、因特网技术、实体标记语言开发技术、传感器网络技术、嵌入式技术、信息安全技术。

3.1 射频识别（RFID）

3.1.1 什么是RFID技术

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

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（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。

3.1.2 RFID的分类

RFID按应用频率的不同分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）、微波（MW），相对应的代表性频率分别为：低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M~960MHz、微波2.4G，5.8G。

RFID按照能源的供给方式分为无源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。无源RFID读写距离近，价格低；有源RFID可以提供更远的读写距离，但是需要电池供电，成本要更高一些，适用于远距离读写的应用场合。

3.1.3 RFID的组成部分

标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；

阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；

天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。

3.1.4 RFID的工作原理

RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

一套完整的RFID系统, 是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部分所组成, 其工作原理是Reader 发射一特定频率的无线电波能量给Transponder, 用以驱动 Transponder电路将内部的数据送出，此时 Reader 便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。

以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成, 感应偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(Backscatter Coupling)两种, 一般低频的RFID大都采用第一种式, 而较高频大多采用第二种方式。

阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。

3.2 红外感应器

红外感应器是接收信号或刺激并反应的器件，能将待测物理量或化学量转换成另一对应输出的装置。用于自动化控制、安防设备。

3.3全球定位系统（GPS）

空间部分：

GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。

用户设备部分：

用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。

地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。其次则为使用者接收器,现有单频与双频两种,但由于价格因素,一般使用者所购买的多为单频接收器。

3.4 激光扫描器

激光扫描器是一种远距离条码阅读设备，其性能优越，因而被广泛应用。激光扫描器的扫描方式有单线扫描、光栅式扫描和全角度扫描三种方式。激光手持式扫描器属单线扫描，其景深较大，扫描首读率和精度较高，扫描宽度不受设备开口宽度限制；卧式激光扫描器为全角扫描器，其操作方便，操作者可双手对物品进行操作，只要条码符号面向扫描器，不管其方向如何，均能实现自动扫描，超级市场大都采用这种设备相关的技术和平台的具体介绍有待完善和发展。

3.5 EPC

EPC的全称是Electronic Product Code，中文称为产品电子代码。EPC的载体是RFID电子标签，并借助互联网来实现信息的传递。EPC旨在为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯，从而有效提高供应链管理水平、降低物流成本。EPC是一个完整的、复杂的、综合的系统。

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，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。

3.6 因特网技术

物联网是在现有计算机互联网的基础上,利用技术实现对物品的电子标识,然后再利用无线通信等技术接入互联网,构造一个覆盖世界上万事万物的网络,并实现网络中物品与物品或人与物品之间的“交流”。因此,因特网技术是物联网的技术基础,或者说,物联网是因特网技术在应用范围上的一个由人及物的拓展,因特网主要解决物联网中传感器节点感知信息的传输与共享问题。

3.7 实体标记语言（PML）开发技术

实体标记语言（physical markup language，PML）是基于为人们广为接受的可扩展标识语言发展而来的。提供了一个描述自然物体、过程和环境的标准,并可供工业和商业中的软件开发、数据存储和分析工具之用。它将提供一种动态的环境,使与物体相关的静态的、暂时的、动态的和统计加工过的数据可以互相交换。物联网中任何单品的有用信息的描述都可以用实体标记语言这种新型的标准计算机语言书写,它将会成为描述所有自然物体、过程和环境的统一标准而得到非常广泛的应用。

3.8 传感器网络技术

传感器网络是物联网的核心,主要解决物联网中的信息感知问题。物品总是在流动中体现它的价值或使用价值的,如果要对物品的运动状态进行实时感知,就需要用到传感器网络技术.传感器网络通过散布在特定区域的成千上万的传感器节点,构建了一个具有信息收集、传输和处理功能的复杂网络,通过动态自组织方式协同感知并采集网络覆盖区域内被查询对象或事件的信息,用于跟踪、监控和决策支持等,“自组织”、“微型化”和“对外部世界具有感知能力”是传感器网络的突出特点。这里需要注意的是,传感网只是物联网感知、获取信息的一种重要的技术手段,不是物联网所涉及技术的全部,不能因为传感网在物联网中的核心地位,或者从局部利益或个人目的角度出发将物联网等同于传感器网络。

3.9 嵌入式技术

嵌入式技术是将计算机技术、自动控制技术、通讯技术等多项技术综合起来与传统制造业相结合的技术,是针对某一个行业或应用开发出的智能化机电产品,所实现的产品具有故障诊断、自动报警、本地监控或远程监控等功能,能够实现管理的网络化、数字化和信息

化。“物联网”使物品具有了“信息生命”,将物理基础设施和信息基础设施有机地融为一个整体,使囊括其中的每一件物品都“活”了起来,具有“智慧”,能够主动或被动地与所属的网络进行信息交换,从而更好地服务于人们的生产与生活,这其中离不开嵌入式技术的广泛应用。正是与嵌入式技术的结合,才使得对物品的标识以及传感器网络等的正常和低成本工作成为可能,即把感应器或传感器嵌入和装备到如电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、大坝、油气管道、供水系统等各种物体中,形成物与物之间能够进行信息交换的“物联网”,并与现有的互联网整合起来,从而实现人类社会与物理系统的整合,让所有的物品都能够远程感知和控制,形成一个更加智慧的生产生活体系。

3.10 信息安全技术

物联网本质上是通信技术的应用,是物品的信息化,其目标是方便人与物或物与物的信息交换,同时这里也离不开信息安全技术的应用。无论物联网应用背景本身是否是安全敏感的如机场防入侵系统或某地的环境监测系统,在构建这个物联网应用系统时一定要有信息安全的设计,“没有安全就没有应用,没有应用就没有发展”,这是信息系统的宿命,对于应用无线通信的系统尤其如此否则,所构建的物联网系统一旦遭到信息安全攻击,不仅所获得的数据或信息没有意义,而且可能有害,甚至导致系统的崩溃或瘫痪。物联网的信息安全技术主要涉及到入侵检测、信息加密、恶意节点识别与剔除等.

4 .WSN（无线传感器网络）

4.1.1 WSN 定义

图4-1WSN网络

如图4-1所示随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系统（SOC， System on Chip）、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展,孕育出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。

4.1.2 无线传感器网络的体系结构

无线传感器网络的系统构架如下图4-2所示，通常包括传感器节点(sensor node)、汇聚节点(sink node)和管理节点，即无线传感器网络的三个要素是传感器、感知对象和观察者。

图4-2 无线传感器网络的体系结构

在无线传感器网络的工作过程中，大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织的方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳的进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。

参考文献:

[1] 封松林，叶甜春．物联网/传感网发展初探，后IP时代与物联网：2010.01，10-13

[2] 朱仲英．传感网与物联网的紧张与趋势，微型电脑应用：2010.1，1-3

[3] 田晓芳．EPC物联网与信息共享技术的研究与实现，中国地质大学硕士毕业论文．2005.6

[4]周建良．物联网在电子商务中的应用，电子商务：2009-12，7-7

[5]张云勇，房秉毅，陈清金．运行商物联网发展建议，电信工程技术与标准化：2009-12，3-5

[6]田玲，李劲，孙洪．基于中国电信普及版视频健康系统的智能家庭方案探讨，信息通信：2009.6，56-59

[7]百度文库https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,/view/1136308.htm

[8]物联网：技术、应用、标准和商业模式 https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,/view/4114160.htm

[9]物联网时代，有哪些商机可以挖掘 https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,/read-htm-tid-36243.html

[10]物联网技术在教育产业中的三个应用风向标

https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,/sytj/2010/12/09/11332810047.shtml

[11]计算机世界：创新2.0推动物联网健康发展

https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,/complexity/info1012.htm

[12]高校物联网专业课程设置 https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,/2010/0622/763.html

[13]中国移动在物联网的实践与创新

https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,/info/news_show/info_id/44235.html

[14]物联网：欧盟在行动

https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,/news/2010_4/20104799317468.html

[15]物联网：热点解读https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,/szcg/zbdt/P020100707329947832525.pdf

[16]掀开物联网的神秘的面纱

https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,/info/news_show/info_id/44234.html

[17]杨书华：物联网发展需要突破的几点

https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,/34/17402318697.shtml

[18]新华网:<物联网发展困局>

[19]《物联网技术》月刊

[20]物联中国

物联网的关键技术

物联网的关键技术 摘要: 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，是新一代信息技术的重要组成部分，近年来发展迅速，具有广阔的应用前景[1]。作为动态的全球网络基础设施，它的根本是物与物、人与物之间的信息传递与控制。物联网技术是一项综合性的技术,涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的全过程，其关键在于传感器和传感网络技术的发展和提升，根据侧重点不同物联网技术的划分标准也不同，国际电信联盟的报告分为四大关键性技术：标签物品的RFID、感知事物的传感网络技术、思考事物的智能技术、微缩事物的纳米技术[2]。本文首先介绍这些技术的基本原理和发展，并就其中的几个核心技术进行详细的认识和探究,同时分析技术应用背后面临的问题和挑战，为物联网的发展提出更具前瞻性的建议。 关键词：物联网关键技术 RFID 面临问题 0引言 物联网是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”的，如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成、以及基于云计算的SaaS营运等模式，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。 从1999年Ashton教授在研究RFID时最美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Internet of Things)这个词，2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟正式提出了物联网的概念，到现如今各国政府重视下一代的技术规划，纷纷将物联网作为信息技术发展的重点。IBM更是提出“智慧的地球”的最新策略，并且希望在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，从而带动经济的发展和社会的进步，希望以此掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技产业革命[3]。 一般而言，可以将物联网从技术架构上来分为三层[4]：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感

物联网关键技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，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；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，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 .定义/特征 内涵 英文名：Internet of Things（IOT），也称为Web of Things。 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。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。 特征 和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。 首先，它是各种感知技术的广泛应用。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。 其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。 还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。 “物”的涵义 这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围： 1、要有相应信息的接收器； 2、要有数据传输通路； 3、要有一定的存储功能； 4、要有CPU； 5、要有操作系统； 6、要有专门的应用程序； 7、要有数据发送器； 8、遵循物联网的通信协议； 9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 “中国式”定义 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、楼控系统、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）、

物联网技术及应用课后习题答案

物联网技术课后习题答案 第一章 1.“智慧地球”是由IBM公司提出的，并得到美国总统奥巴马的支持。 2.RFID属于物联网的感知层。 3.物联网有四个关键性的技术，其中传感技术能够接受物品“讲话”的内容。 4.物联网存在的问题有：技术标准问题，安全问题，协议问题，IP地址问题，终端问题共五大问题。制造技术不是。 5.物联网的理念是基于互联网、射频识别技术（RFID）、电子标签，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术，无线数据通信技术等，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。 6.中国的第一个提出建设物联网的城市是无锡。2009年8月温家宝总理来到无锡“物联网”技术研发中心考察，指出要尽快突破核心技术，把传感器技术和3G技术的发展结合起来。 7.物联网包含体系结构有三层，分别是感知层，网络层和应用层。基于应用服务设想，物联网可分为感知、传输、支撑、应用四大部分。其中感知和传输属于硬件系统中的感知层和网络层，支撑和应用属于软件系统中的应用层。 8.物联网的显着特点是技术高度集成，学科复杂交叉和综合应用广泛。 9.物联网，较直接的说，就是把实际金额所有的物体连接起来形成的网络，其关键技术有RFID、传感技术、无线网络技术和人工智能技术，其核心是智能技术，能让物品开口说话的是RFID。物联网的关键技术有：RFID，传感技术，无线网络技术，虚拟化技术与云计算 简答题 1.简述物联网的定义，分析物联网的“物”的条件。P8 答：物联网是通过射频识别（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。特别注意的是物联网中的“物”，不是普通意义的万事万物，这里的“物”要满足以下条件：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有处理运算单元(CPU)；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 2.简述15年周期定律和摩尔定律。 答：十五年周期定律：计算模式每隔15年发生一次变革。摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。 3.名词解释：RFID，EPC，ZigBee。 答：RFID (Radio Frequency Identification)即射频识别，俗称电子标签，一种自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。EPC(Electronic Product Code)，即产品电子代码，为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。 4.简述物联网的体系结构。 答：物联网可以简要分为核心层、接入层，软件核心层主要是应用层，硬件接入层包括网络层和感知层。感知层一般包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID标签、传感器节点、智能终端等，网络层包括无线传感网、移动通讯网络、互联网、信息中心、网管中心等；软件应用层是为了管理、维护物联网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。 5.分析物联网的关键技术和应用难点。 答：关键技术为RFID、无线网络技术、传感技术、人工智能技术。应用难点在于其技术标准问题、数据安全问题、IP地址问题、终端问题。6举例说明物联网的应用领域及前景。 答：物联网应用领域很广，几乎可以包含各行各业。目前在环境保护、社区服务、商务金融等方面，例如“移动支付”、“移动购物”、“手机钱包”、“手机银行”、“电子机票”等，前景广阔可观，应用潜力巨大，无论是服务经济市场，还是国家战略需要，物联网都能占据重要地位 第二章 一、选择题 1. EPC-256Ⅰ型的编码方案为_____C_____。 A) 版本号2 位，EPC 域名管理21 位，对象分类17 位，序列号24 位 B) 版本号2 位，EPC 域名管理26 位，对象分类13 位，序列号23 位 C) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号160 位 D) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号128 位2．EPC 条形码的编码方式有一维条码与二维条 码两种，其中二维条码_____C_____。 A) 密度高，容量小 B) 可以检查码进行错误侦测，但没有错误纠正 能力 C) 可不依赖资料库及通讯网路的存在而单独 应用 D) 主要用于对物品的标识 3. 模拟信号到转换成数字信号的三个阶段为 ____A______。 A) 抽样-量化-编码B) 抽样-编码-量化 C) 编码-抽样-量化D) 量化-编码-抽样 4.下列因素不会影响读写器识别电子标签有效 距离的是_____D______。 A) 读写器的发射功率B) 系统的工作频率 C) 电子标签的封装形式D) 阅读器和应答器耦 合的方式 5. 下列哪种情况会导致极化损失最大 ____B_____。 A) 用+ 45° 极化天线接收垂直极化或水平极化 波 B) 用水平极化的接收天线接收垂直极化的来 波 C) 用垂直极化天线接收+45° 极化或-45°极 化波 D) 用线极化天线接收任一圆极化波 二、填空题 1. 目前的EPC 系统中应用的编码类型主 要有三种：__64___位、__96___位和__256___位， EPC编码由___版本号_、___产品域名管理__、____ 产品分类部分_和_____序列号___四个字段组成。 2. EPC 系统由___产品电子编码体系（EPC） _、___射频识别系统__及__高层信息网络系统_ 三部分组成。 3. RFID 系统主要由____应答器_、___阅读 器_和____高层__组成。其中阅读器用于产生____ 射频载波_完成与_____应答器__之间的信息交互 的功能。 4. 应答器具体可以分为____无源（被动式） 应答器__、___半无源（半被动式）应答器___和 ____有源（主动式）应答器__。 5. RFID 的种类有__近场天线___,__远场天线 _,___偶极子天线_____,__微带贴片天线 ______,___RFID 电感耦合射频天线_______五种。 三、简答题 1、什么是EPC 中文称为产品电子代码，是国际条码组织推出 的新一代产品编码体系。 2、请简要叙述EPC系统的组成，以及各个部分 的英文简写 EPC系统有产品电子编码体系、RFID系统及高 层信息网络系统三部分组成，共六个方面。产 品电子编码体系:EPC编码标准RFID系统:EPC 标签,识读器,高层信息网络系统:Savant（神经 网络软件）,对象名称解析服务,实体标记语言。 EPC载体、读写器、EPC产品管理中间件、网 络、ONS、PML服务器、数据库等。 其中ONS ( Object Naming Servicer，对象名称 解服务器)，它用来把EPC转化成IP地址，用来 定位相应的计算机和完成相应的信息交互服 务。 PML ( Physical Markup Language，实体标识语 言)服务器中，存储用PML描述的实物信息，如 实物名称、种类、性质、生产日期、生产厂家 信息、实物存放位置、实物的使用说明等。 3、EPC编码有几项技术要求每项要求具体如何 EPC数字信息代表了该产品的生产地区、生产 商、生产日期、产品属性等数据信息。 目前的EPC系统中应用的编码类型主要有三 种：64位、96位和256位，EPC由版本号、产 品域名管理、产品分类部分和序列号四个字段 组成，版本号字段代表了产品所使用的EPC的 版本号，这一字段提供了可以编码的长度。 产品域名管理字段标识了该产品生产厂商的具 体信息，如厂商名字，负责人以及产地。 产品的分类字段部分可以使商品的销售商能够 方便地对产品进行分类。序列号用于对具体单 个产品进行编码。对于具体的编码标准现在已 经推出有：EPC-96Ⅰ型，EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、 Ⅲ型，EPC-256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等编码方案。 4、条形码分为几种请简要说明每种条形码的特 点 条形码可以有一维的，还有二维条形码，黑条 和空白的排列就代表了商品的产品属性等特征 信息，因而在许多领域有广泛的应用，因其各 自特点差异，其用途也各不相同，日常我们多 见到的是一维条码。 在EPC条形码的编码方式中在水平和垂直方向 的二维空间存储信息的条码，称为二维条码 （2-dimensional bar code），可直接显示英文、 中文、数字、符号、图形；存储数据量大，可 存放1k字符，可用扫描仪直接读取内容，无需 另接数据库；保密性高（可加密）；安全级别最 高时，损污50%仍可读取完整信息。 5、RFID系统基本组成部分有哪些 标签，应答器，阅读器，天线和中间件。 关键组件主要有应答器、阅读器和处理软件二 维条形码。 6、电子标签分为哪几种简述每种标签的工作原 理（没查到） 7、RFID产品的基本衡量参数有哪些 阅读器性能参数：工作频率、作用距离、数据 传输速率、安全要求、存储容量与成本，RFID 系统的连通性，多电子标签同时识读性。 天线部分：天线效率，方向性系数，增益系数， 波瓣宽度，方向图 8、简述天线的工作原理。 天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率 接收或辐射出去的装置，是电路与空间的界面 器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转 化，在电磁能量的转换过程中，完成信息的交 互。 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线 （电线）输送到天线，由天线以电磁波形式辐 射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下 来，并通过馈线送到无线电接收机。 9、对于抛物面天线，已知它的抛物面直径为 2m，中心工作波长为2cm，根据统计出来的经 验数据，请计算其增益近似为多少。 答：对于抛物面天线，可用下式近似计算其增 益：G（dBi）= 10 lg { 4.5 ×（D / λ0）2} 式中，D为抛物面直径；λ0为中心工作波长； 4.5是统计出来的经验数据。 现在D=2m，中心工作波长λ0=0.02m，代入公 式得G=95.42 dBi。 如果已知天线长度0.5 ，G(dBi)=10lg{2×0.5/2} 10、RFID天线主要分为哪几种各自的特点如何 近场天线：设计比较简单，一般采用工艺简单， 成本低廉的线圈型天线。 远场天线：工作距离较远，一般位于读写器天 线的远场。 偶极子天线：可靠性极高，高增益，高功率， 窄频带场合使用。 微带贴片天线：质量轻，体积小，剖面薄，成 本低，易于大量生产。 第三章 一、选择题 1. 在我们每个人的生活里处处都在使用着 各种各样的传感器，下列使用到光电传感器 的是____C_______。 A) 电视机B) 燃气热水器报警 C) 数码照相机D) 微波炉 2. 根据传感技术所蕴涵的基本效应， 可以将传感器分为三种类型，下列类型中 ___D_______不在其中。 A) 物理型B) 化学型 C) 生物型D) 自然型 3. 下列特性中，_____C______不是气敏传感 器的特性之一。 A) 稳定性B) 选择性 C) 互换性D) 电源电压特性 4. 具有很高的线性度和低的温度漂移的传 感器是____B_______。 A) 温度传感器B) 智能传感器 C) 超声波传感器D) 湿度传感器 5. 在微电子机械系统(MEMS)中，材料以 _____A______为主。 A) 硅B) 钨 C) 铁D) 钼 二、填空题 1. 传感器是一种能把特定的___被测信号 ________，按一定规律转换成某种可用___信号输 出_____的器件或装置，以满足信息的传输、处 理、记录、显示和控制等要求。___敏感元件_____ 与__转换元件___是传感器的两个基本元件， 2. 传感器的输出量对于随时间变化的输入量的 响应特性称为传感器的___动态特性________，衡 量静态特性的重要指标是___线性度________、___ 灵敏度________、___迟滞________和__重复性 _________等。 3. 湿度传感器按照结构分类法可分为____电阻 式_______和___电容式________两种基本形式，其 湿度传感器的敏感元件分别为___湿敏电阻 ________和__湿敏电容_________。 4. 超声波传感器的主要性能指标有___工作频 率________、___工作温度________和___灵敏度 ________。 5. 传感器信号处理的主要目的是，根据传感器 输出信号的特点采取不同的信号处理方 法来提高测量系统的__测量精度_________和___ 线性度________。 三、简答题 1.简述传感器的基本原理及组成 基本原理：把特定的被测信号，按一定规律转 换成某种可用信号输出。 组成：敏感元件及转换元件 2.简述传感器的静态特性和动态特性 静态特性：是指被测量的值处于稳定状态时的 输出与输入关系。 动态特性：是指其输出对随时间变化输入量的 响应特性。 3.简述超声波传感器的系统组成及工作原理。 系统组成：发送传感器，接收传感器，控制部 分与电源部分。 工作原理：超声波是一种在弹性介质中的机械 振荡，有两种形式：横向振荡（横波）及纵向 振荡（纵波）。超声波可以在气体、液体及固体 中传播，其传播速度不同。另外，它也有折射

物联网发展现状及趋势分析

物联网发展现状及趋势分 析 Last revision on 21 December 2020

物联网发展现状及趋势分析物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用，对新一轮产业变革和经济社会绿色、智能、可持续发展具有重要意义。因其具有巨大增长潜能，已是当今经济发展和科技创新的战略制高点，成为各个国家构建社会新模式和重塑国家长期竞争力的先导。一、什么是物联网（一）物联网的定义物联网是新一代信息技术的重要组成部分，指的是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其英文名称是“The Internet of things”，也称作“The Internet of everything”。顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。其含义有两层意思：第一，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;第二，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。因此，“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ashton教授首次提出物联网的概念。1999年MIT建立了“自动识别中心（Auto-ID Center）”，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。2005年11月，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

物联网关键技术的理解和比较

物联网关键技术的理解和比较 朱凌亮 B13111028 目录 第一章：物联网关键技术的简介 第二章：物联网的发展过程 第三章：物联网关键技术之感知技术 第四章：物联网关键技术之网络通信技术 第五章：物联网关键技术之数据融合与智能技术第六章：物联网关键技术之纳米技术 第七章：物联网现存问题 第八章：物联网的发展前景

物联网关键技术的简介 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，是新一代信息技术的重要组成部分，近年来发展迅速，具有广 阔的应用前景。作为动态的全球网络基础设施，它的根本是物与物、人与物之间的信息传递 与控制。物联网技术是一项综合性的技术,涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的 全过程，其关键在于传感器和传感网络技术的发展和提升，根据侧重点不同物联网技术的划 分标准也不同，国际电信联盟的报告分为四大关键性技术：感知技术、网络通信技术、数据 融合与智能技术、纳米技术。 物联网是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、 工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”的，如贴上RFID的各 种资产、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成、以及基于云计算的SaaS 营运等模式，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。 从1999年Ashton教授在研究RFID时最美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Internet of Things)这个词，2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟正式 提出了物联网的概念，到现如今各国政府重视下一代的技术规划，纷纷将物联网作为信息技 术发展的重点。IBM更是提出“智慧的地球”的最新策略，并且希望在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，从而带动经济的发展和社会的进步，希望以此掀起“互联网”浪潮之 后的又一次科技产业革命。 一般而言，可以将物联网从技术架构上来分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层 由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、 二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。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。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平 台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联 网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。 技术的发展与进步促成了物联网的快速发展，而其中的关键技术对物联网更是具有不同凡响 的影响和意义。 物联网的发展过程 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。 1991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。 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2004年 日本总务省（MIC）提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的

绿色物联网：需求、发展现状和关键技术

综述 从物联网的概念提出至今，政产学研用各界大力投入物联网的研究和建设工作中。当前，物联网主要集中在传统的技术设计和行业应用方面，作为信息技术产业的重要组成部分，其建设和发展必然受到能源和成本问题的制约，绿色节能也是目前关注较少的一个领域。为从根本上理清物联网目前存在的能耗问题，为建设高能效的绿色物联网提供理论依据，本文首先介绍了绿色物联网的基本概念，对绿色物联网的发展进行了分析，然后根据物联网的发展需求，结合我国物联网的发展现状，对当前绿色物联网各层的能耗构成进行了具体分析，总结了产业界和学术界在绿色物联网方面的推动工作；同时以物联网的层次关系为出发点，对绿色物联网各层的绿色节能和能效优先设计技术进行了深入分析和梳理，然后结合物联网层次关系给出了当前研究界对绿色物联网研究的各个环节的主要技术，最后对绿色物联网的未来发展进行了总结和展望。 关键词 物联网；绿色通信；能耗；能效 绿色物联网：需求、发展现状和关键技术* 张 兴，黄 宇，王文博 （北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室无线信号处理与网络实验室（WSPN ）北京100876） 摘要 1前言 物联网近年得到政产学研用社会各界的极大关注，美 国权威咨询机构Forrester 预测[1]，到2020年，全球物物互联的业务跟人与人通信的业务相比，将达到30∶1，因此物联网被称为下一个万亿级的通信业务。自1999年美国移动计算和网络国际会议提出物联网的概念以来，物联网的研究已经经过了十几个年头。2009年8月7日，国务院总理温家宝在视察中国科学研究院嘉兴无线传感网络工程中心无锡研发分中心时，提出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并且明确要求尽快建立我国的传感信息中心，称为“感知中国”。在关注物联网技术发展的同时注意到，整个物联网的能耗问题日益突出，绿色物联网的需求越来越迫切。为了避免以往“先发展，后治理”的错误行业误区，适应“绿色通信”的发展趋势，减小 通信行业发展对生态环境的压力，在大力发展物联网的同时，提前做好绿色物联网的相关研究工作，对我国物联网未来的健康发展具有重要的指导意义。 绿色物联网，一般指节能减排，减少环境污染、资源浪费以及对人体和环境有危害的新一代物联网设计理念，通过对网络设备进行改造、优化并引入新技术，以达到降低能耗的目的，最终实现人与自然的和谐相处，实现可持续发展。 2物联网的绿色发展需求 作为最大的发展中国家以及第二大能源消费国，并且 从目前情况来看，通信行业已经成为耗电大户，排在全国各行业的第12位[2]。巨额的用电成本不仅阻碍了行业的发展，也意味着碳排放量的大幅度升高。 物联网作为一种全新的网络形态，除包括无线传感器网络之外，还包括无线/有线接入网、IP 核心网以及大型计算处理管理平台，几乎包含ICT 产业的各个领域，庞大的 *国家“973”计划基金资助项目（No.2012CB316005），国家自然科学基金资助项目（No.61001117，No.U1035001）96

物联网关键技术和应用

中科院孙利民：物联网关键技术和应用 2009年11月21日10:53 来源：人民网―无线频道 为全面探讨和分享全球物联网产业链成熟度和最新发展情况，特别是物联网作为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮在全球的部署和运营情况。由天地互连公司主办的“2009无线技术世界暨物联网国际高峰会议”于2009年11月19日-20日在北京国宾酒店顺利举办。 中科院软件所研究员孙利民在大会上发表了题为《物联网关键技术和应用》题演讲。 中科院软件所研究员孙利民 以下为演讲实录： 孙利民：大家好，我来自中科院软件所。我给大家报告的题目是《物联网的关键技术》，前面中科院的侯老师和几个运营商都谈论了物联网，特别是侯老师谈了物联网上层的概念和发展趋势，运营商从产业界去谈物联网，包括我们Intel谈到了云计算，这是支撑物联网很好的技术。 我以前是从无线传感器网络的，我从这个角度谈一下对于物联网的认识。 首先，谈一下我们对于物联网的理解和关键技术，以及一些典型的应用。现在物联网非常热闹，包括了我们的股市，前一段时间听起来与这个相关的都在发生波动。其实有两个事情是相关的，第一个是IBM的云计算提出了这个概念之后，受到了美国政府的重视，特别是奥巴马政府是作为将来的一个救市重要的发展方向。在中国，温总理在8月7日到无锡中科院的高新微纳传感网工程技术研发中心时，对该中心对感知中国传感网络的发展做了很好的规划。 其实这个概念在很早就提出来了，最早从我们的资料上看到，是98年MIT的Kevin，他提出了物联网这个概念。他当时的概念是希望把RFID和其他的传感器，与我们平常用到的物品放在一起，嵌入到这些设备里面，使日常的物品联在一起，形成一个比较简单的物联网。然后是由世界上的四个大学，他们成立了RFID的分布式的中心，这个中心研究的方向，就是以RFID为基础，构建一个全球性的RFID的架构，对我们的物品能够进行实时的跟踪。在05年的ITU研究报告，就是比较正式的RFID，比较全面正确的认识了物联网相关的内容和知识。美国对于物理上的物联网认识比较多一点，IBM加上了网络，是在物体上，包括了桥梁、火车、隧道等都加上传感器，通过传感器获取物体的自身状态、周围的环境状态，是把计算的能力、联网的能力都融入进来。它是物体或者是上网，它能够更有智能化。 这是09年欧洲报告上的东西，他们在这个定义里面叫做Internet of Things。他们认为是物理和虚拟的实体，这个实体是可标识的，在时间和空间上是可移动的。他认为是这样的概念，它具有一些属性，包括了可标识、可通信、可信息交换的，这是任何一个物体都具有的。到上层可以创建、可以管理、可以毁灭其他的物体。

物联网的关键技术汇总

物联网的关键技术 摘要 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，是新一代信息技术的重要组成部分，近年来发展迅速，具有广阔的应用前景[1]。作为动态的全球网络基础设施，它的根本是物与物、人与物之间的信息传递与控制。物联网技术是一项综合性的技术,涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的全过程，其关键在于传感器和传感网络技术的发展和提升，根据侧重点不同物联网技术的划分标准也不同，国际电信联盟的报告分为四大关键性技术：标签物品的RFID、感知事物的传感网络技术、思考事物的智能技术、微缩事物的纳米技术[2]。本文首先介绍这些技术的基本原理和发展，并就其中的几个核心技术进行详细的认识和探究,同时分析技术应用背后面临的问题和挑战，为物联网的发展提出更具前瞻性的建议。 关键词：物联网关键技术 RFID

Abstract The Internet of things is a based on the information such as the Internet, the traditional telecommunication network bearer, so that all can be independently addressable ordinary physical objects to achieve interoperability of networks is an important part of the new generation of information technology, the rapid development in recent years, with a broad Prospects. As a dynamic global network infrastructure, it is simply the transmission of information and control things and things, between persons and things. Things technology is an integrated technology, covering the information obtained from the transmission, storage, processing until the whole process of the application, the key lies in the sensor and sensor network technology development and promotion, according to the different focus of networking technology different criteria for the classification, the International Telecommunication Union report is divided into four key technologies: label items RFID, sensor network technology perceive things, think about things smart technology, miniature things nanotechnology. This paper describes the basic principles and development of these technologies and a detailed understanding and exploring on a few of the core technology, and analyzes the problems and challenges facing the technology behind the application, put forward more proactive proposals for the development of things. Key words：Web of Things，key technology，RFID

物联网的发展及其关键技术介绍

物联网的发展及其关键技术介绍

1. 物联网基础 ● 1.1物联网的定义及发展历程 ●物联网的概念于1999年提出，它的定义是：利用二维码，射频识别【RFID】， 各类传感器等技术设备，使物体与互联网等各类网络相连，获取无处不在的信息，实现物与物。物与人之间的信息交互，实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合，最终形成统一的智能基础设施。 ●1999年，麻省理工学院实验室提出物联网概念，即把所有物品通过射频识别等信 息传感设备与互联网连接起来，实现智能化管理。 ●2004年，日本提出u-japan计划，希望将日本建设成一个任何时间，任何地点， 任何人都能上网的环境。 ●2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟【ITU】指出，无 所不在的“物联网”通信时代即将到来。射频识别【RFID】，传感器技术，纳米技术，智能嵌入式技术将得到广泛应用。 ●2008年，IBM提出“智慧的地球”概念，即“互联网+物联网=智慧的地球”，以此作 为经济发展战略。 ●2009年，我国国家领导人在无锡微纳物联网工程技术研究中心视察并发表讲话， 表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术。

1.2 物联网与互联网的关系 物联网可用的基础网络有很多，其中互联网通常最适合作为物联网的基础网络，特别是当物物互联的范围超出局域网时。因此物联网的核心和基础目前任然是物联网，是在互联网基上延伸和扩展的网络。下表具体描述了互联网与物联网的比较。

1.3 运营商与物联网 完整的物联网产业链如图1-1所示，包括政府部门，科研院所，芯片生产商，终端生产商，系统集成商以及电信运营商等环节，涵盖了从标识，感知到信息传送，处理以及应用等方面。整个产业链的核心是芯片生产商，终端生产商，系统集成商以及电信运营商。

物联网技术在工程机械领域的应用分析

物联网技术在工程机械领域的应用分析 摘要：在客观阐述物联网的概念和特征基础上，指出了物联网技术在工程机械行业的促进作用，并介绍了工程机械物联网的概念、关键技术、体系架构和应用。把物联网技术渗透到传统工程机械行业，使传统工程机械走进了“智能机器”时代，能实现工程机械的智能化识别、定位、跟踪、远程状态监测与故障诊断和信息管理。 关键词：物联网；工程机械；远程监控；GPS/GPRS 物联网作为信息产业的第三次革命性创新，加速了信息化进程，推动了传统产业的升级并且催生了新兴产业。工程机械产业是我国基础设施建设的支撑产业，企业的国际化进程不断加快，中国也成为世界工程机械企业竞争的中心。在信息化与工业化深度融合的潮流中，工程机械智能化成为引领行业发展的主旋律，物联网技术将成为未来实现工程机械智能化、促进工程机械产业升级的核心技术之一。本文首先阐述了物联网的概念、特点，物联网技术对促进工程机械产业信息化和智能化的作用，其次提出了工程机械物联网的体系结构和关键技术，最后指出了物联网技术在工程机械领域的应用方向。 1.物联网的概念 1995年，比尔·盖茨在《未来之路》一书中曾提及有关物联网的描述，但“物联网”概念的真正出现是在1999年，由麻省理工学院Auto-ID中心提出，物联网被定义为：把所有物品通过射频识别等信息

传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。2005年，国际电信联盟(ITU)发布了一份题为《The Internetof things》的年度报告，正式将“物联网”称为“the Internet of Things”，对物联网概念进行了扩展，提出了任何时刻、任何地点、任意物体之间互联(Any Time、Any Place、Any Things Connection)，无所不在的网络(Ubiquitous networks)和无所不在的计算(Ubiquitous computing)的发展愿景[1]。随后，美国、欧洲、日本、韩国相继提出了自己的物联网发展规划。2010年，温家宝总理在《政府工作报告》中明确指出，利用物联网技术加快推动经济发展的转变。 物联网是互联网和通信网的网络延伸和应用拓展，是多学科技术、思维、应用创新的结合与升华。其基本特征可简单概括为全面感知、可靠传送和智能处理[2]。全面感知即利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取;可靠传送即通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享;智能处理即利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制。 2.物联网技术促进工程机械产业升级 工程机械作为装备制造业的重要组成部分，各国都非常重视其发展，对工程机械智能化水平要求越来越高。当前物联网技术开始在很多领域开展试点应用，包括智能电网、智能交通、远程医疗、智能家居等。虽然在各个行业普及物联网技术在短期内很难实现，但是工程机械由于在技术运用的成熟度、资本及企业标准易于统一等方面的优

物联网关键技术及其应用

科技资讯 2017 NO.17 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION7 科 技 前 沿 1 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 当代社会的快速发展,带动了信息行业、通信行业的进步,充分提高了当下社会大众信息交流沟通的能力,随时随地的信息交换模式已经突破了传统的时间、空间限制,逐渐成为未来信息传输的主要形式。物联网借助传感设备、计算机网络等将信息通讯连接起来,并借助智能控制、定位识别等实现了监管功能。物联网的基础是已经发展成熟的互联网体系,是建立在互联网之上进行的信息扩展建设。物联网的主要应用技术在于智能感知、信息交换、通信识别。物联网中需要加强射频识别装置、感应设备、定位系统的分析,将对应互联网与相关设备信息合理连接,从而实现综合化管理的控制。 1 物联网概述 1.1 互联网与物联网的关系 一般状况下,物联网可看作是互联网的扩展升级,其应用基础仍是互联网。但是前者更加具有智能化、全面化、自动化的特点,可充分实现智能化连接,保证信息的传输不会受时间、空间的限制。人和人之间的交流沟通,一般借助互联网实现,是虚拟和实际生活的桥梁;而物联网连接属于人与物、物与物之间的连接,是现实世界和理论世界的连接。1.2 架构分析 物联网处理问题需要经过三个过程:全面感知、可靠传输、智能计算,与此相对应我们可以将物联网分为三层,分别是用于相关数据感知的感知层,用于传输数据的网络层和进行信息处理的应用层。 感知层是物联网的基础层次,位于三层结构中的最底层,用于识别物体、采集信息,是联系物理世界与虚拟信息世界的纽带。该层的主要特点是:嵌入智能、标识感知、协同互动。为了实现物联网的感知能力,需要加强对感知层的重视,作为信息获取、感知并汇聚的主要设备,感知节点十分重要,对数据传输、终端形态的展现具有重大影响,如M2M终端、RFID终端、传感器、网关要求等。 2 物联网关键技术分析 2.1 RFID技术 RFID(Radio Frequency Identification)技术是构建“物联网”的关键技术,也叫射频识别技术,属于非接触的自动识别技 DOI:10.16661/https://www.wendangku.net/doc/652078870.html,ki.1672-3791.2017.17.001 物联网关键技术及其应用 刘冠秀 (商丘师范学院信息技术学院 河南商丘 476000) 摘 要:计算机时代带动了物联网技术的发展。作为信息行业发展的必然趋势,物联网由于自身的突出优势,已经受到各界人士的关注。该文对物联网的关键技术及其重要性进行了探讨,指出了其现存问题,并总结了物联网的相关应用和未来的发展前景。关键词:物联网 关键技术 网络融合 智能控制中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)06(b)-0001-02 术,借助射频信号对对象的相关数据进行整合,进而实现对象识别、数据获取等目的,该技术主要用于控制、检测和跟踪物体。为了合理区分不同的物体,需要加强对各个对象的编码落实,对应各个对象的编码需要保证具有针对性、唯一性。需要引起注意的是特殊物品对ID的安全性、隐私性等方面均有严格要求。 RFID系统包括RFID标签、RFID读写器、RFID系统软件、RFID中间件、后台应用程序。实际上,RFID系统就是RFID读写器与RFID标签之间用无线电频率进行通信的无线通信系统。RFID标签是信息的载体,应置于要识别的物体上或者由个人携带;RFID读写器可以具有读写功能,不过一般取决于系统所用的RFID标签的性能;RFID系统软件是在标签和读写器之间进行通信所必需的功能集合;中间件属于读写装置和后台处理之间的软件,借助该部分设备可充分连接RFID软件和后台系统;经由标签发出对应指令,经读写器、中间件处理后形成标准数据。借助该系统可充分实现对设备、物体的定位、控制、跟踪、检测等方面需求。2.2 无线传感技术 传感网络技术作为信息获取的重要核心技术,以其自动识别、安全可靠和可以动态跟踪的特点,实现真正物与物对话的应用。它是一种包括多个节点形成的无线系统,需要借助固定设备进行支撑、部署处理,可避免传统有线网络的束缚。无线传感技术中,单个节点可以进行环境感应,经本地信息处理、无线信息发射可以实现对数据的有效控制处理。一般射频发射频率较低,单个节点的传输中需要考虑距离影响。2.3 中间件技术 中间件是连接两个独立的应用程序或独立系统的软件或服务程序,用于管理计算机资源和网络通信,它能使相连接的系统即使拥有不同的接口仍然能相互交换信息,具有屏蔽系统异构性的作用。目前,物联网中的中间件技术有RFID中间件、嵌入式中间件、M2M中间件等,其中最具代表性的是RFID中间件。 RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色,从应用程序端使用中间件所提供的一组通用的应用程序接口(Application Programming Interface,API),即能读取RFID标签数据。RFID中间件是一种面向消息的中间件(Message-Ori-ented Middleware,MOM),信息(Information)是以消息(Message)的形式从一个程序传送到另一个或多个程序。信息可以