物联网综述报告

物联网技术综述物联网综述报告姓名：孟然学号：0401127293专业：电子与通信工程物联网技术综述物联网技术综述摘要：物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业革命的浪潮，是一个全新的技术领域。虽然目前国内对物联网也还没有一个统一的标准定义，但从物联网本质上看，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术的提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。本文首先介绍了物联网的概念，简要介绍了物联网的当前发展状况。对物联网的关键技术：RFID，ZigBee，云计算等技术进行了分析。并指出了物联网的主要的应用领域，最后展望了物联网未来的研究方向。[关键字]物联网；RFID；云计算。一、物联网的概念1999年，麻省理工大学Auto-ID实验室第一次提出“产品电子码”的概念，即把所有物品通过信息传感设备接入互联网，实现智能化识别与管理。迄今十余年，“物联网”的概念已经深入人心，被称为第三次信息技术革命。物联网的英文名称为“TheInternetofThings”，简称IOT，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，即称为互联网。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”，其基础仍然是互联网。互联网的核心内容是hookingpeopletogether，由此引申，物联网的核心内容便是hookingthingstogether。二、物联网的发展现状目前，物联网开发和应用仍处于起步阶段，发达国家和地区均想抓住这个机遇，出台政策、进行战略布局，希望在新一轮信息产业洗牌中占领先机。物联网成为“后危机”时代各国提升综合竞争力的重要手段。2008年底，IBM向美国政府提出了“智慧地球”的战略，强调传感等感知技术的应用，提出建设智慧型基础设施，并智能化的快速处理、综合运用这些设施，使得整个地球上的物都“充满智慧”。由美国主导的EPCglobal标准在RFID领域呼声最高；德州仪器(TI)、英特尔、高通、IBM、微软则在通信芯片及通信模块设计制造上全球领先。2009年9月15日，欧盟发布《欧盟物联网战略研究路线图》，提出2010、2015、2020三个阶段物联网研发路线图，并提出物联网在航空航天、汽车、医药、能源等18个主要应用领域，以及识别、数据处理、物联网架构等12方面需要突破的关键技术。物联网技术综述日本是世界上第一个提出“泛在”战略的国家，2004年提出了“U-Japan”战略，即建设泛在的物联网，并服务于U-Japan及后续的信息化战略。2004年，韩国提出为期十年的U-Korea战略，目标是“在全球最有的泛在基础设施上，将韩国建设成全球第一个泛在社会”。2009年，韩国通过了《基于IP的泛在传感器基础设施构建基本规划》，将物联网确定为全国重点发展战略。三、物联网的关键技术1、RFIDRFID(RadioFrequencyIdentification)即射频识别，俗称电子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，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。系统有一个询问其（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。RFID按应用频率的不同分为低频、高频、超高频、微博，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RFlD，有源RFID，以及半有源RFlD。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。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。RFID的应用十分广泛，有移动钱包、动物跟踪、门禁考勤、电子票据、智能交通、位置定位等多种应用。不同的工作频段，由于其自身的射频特性，决定了其不同领域的应用。2、传感网络与感知技术传感器是机器感知物质世界的“感觉器官”，可以感知热、力、光、电、声、位移等信号，为网络系统的处理、传输、分析和反馈提供最原始的信息。随着科技技术的不断发展，传统的传感器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化，正经历着一个从传统传感器(dumbsensor)－＞智能传感器(smartsensor)－＞嵌入式Web传感器(embeddedwebsensor)的内涵不断丰富的发展过程。无线传感器网络(WSN，wirelesssensornetwork)是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，以其低成本、微型化、低功耗和灵物联网技术综述活的组网方式、铺设方式以及适合移动目标等特点受到广泛重视，是关系国民经济发展和国家安全的重要技术。物联网正是通过遍布在各个角落和物体上的形形色色的传感器以及由它们组成的无线传感器网络，来最终感知整个物质世界的。传感器网络节点的基本组成包括如下几个基本单元：传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)以及电源。此外，可以选择的其他功能单元包括：定位系统、移动系统以及电源自供电系统等。在传感器网络中，节点可以通过飞机布撒或人工布置等方式，大量部署在被感知对象内部或者附近。这些节点通过自组织方式构成无线网络，以协作的方式实时感知、采集和处理网络覆盖区域中的信息，并通过多跳网络将数据经由Sink节点(接收发送器)链路将整个区域内的信息传送到远程控制管理中心。另一方面，远程管理中心也可以对网络节点进行实时控制和操纵。3、智能计算智能技术是为了有效地达到某种预期的目的，利用知识所采用的各种方法和手段。通过在物体中植入智能系统，可以使得物体具备一定的智能性，能够主动或被动的实现与用户的沟通，也是物联网的关键技术之一。主要的研究内容和方向包括：1)人工智能理论研究智能信息获取的形式化方法；海量信息处理的理论和方法；网络环境下信息的开发与利用方法；机器学习。2)先进的人．机交互技术与系统声音、图形、图像、文字及语言处理；虚拟现实技术与系统；多媒体技术。3)智能控制技术与系统物联网就是要给物体赋予智能，可以实现人与物体的沟通和对话，甚至实现物体与物体互相间的沟通和对话。为了实现这样的目标，必须要对智能控制技术与系统实现进行研究。例如：研究如何控制智能服务机器人完成既定任务(运动轨迹控制、准确的定位和跟踪目标等)。4)智能信号处理信息特征识别和融合技术、地球物理信号处理与识别。4、纳米技术纳米技术，是研究结构尺寸在0.1—100nm范围内材料的性质和应用，主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这7个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这3个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米物联网技术综述科技的基础。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。使用传感器技术就能探测到物体物理状态，物体中的嵌入式智能能够通过在网络边界转移信息处理能力而增强网络的威力，而纳米技术的优势意味着物联网当中体积越来越小的物体能够进行交互和连接。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷，更小，是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。纳米电子学，包括基于量子效应的纳米电子元件、纳米结构的光／电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。四、物联网的应用远程测量．利用M2M技术和网络对电力和煤气灯公共能源进行管理，终端设备显消费量信息，能源输出通知，故障明细等，以及控制端显示定价信息、远程配目等。公共文通服务方面的应用包括交通信息、电子收费道路管理超速拍照变更交通信号等。销售与支付方面的应用包括自动贩卖机、POS终端、博彩、影印机等。远程信息处理车内的应用包括：行驶导航、行驶安全、车辆状态诊断、定位服务、交通信息。安全监督方面的应用包括远程登录与移动控制、监控摄像头、财产监视、环境及天气监控等。维修维护方面的应用涵盖各类工业设备。工业应用方面包括工业控制、物流管理等。家庭应用包括智能家庭、各种电气设备的控制、防盗管理等。医学应用包括遥测、远程问诊、远程诊断、医疗设备跟踪等。调度管理包括货物跟踪、路线规划、调度管理等。五、下一步研究展望统一标准。物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片，将物质的信息传递出去或接收进来，通过传感网络实现本地处理，并联入到互联网中去。由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读，所以必需有一套统一的技术协议与标准，而且主要是集中在互联上，而不是传感器本身的技术协议。现存很多所谓的物联网标准，实际上还是将物联网作为一种物联网技术综述独立的工业网络来看待的具体技术标准，而应对互联需要的技术协议，才是真正实现物联网的关键。2、安全、隐私。在物联网中所有“事物”都连接到全球网络，彼此间相互通信，这也带来了新的安全和隐私问题，例如可信度，认证，以及事物所感知或交换到的数据的融合。人和事物的隐私应该得到有效保障，以防止未授权的识别和攻击。安全与隐私这个问题，是人类社会的问题，不论是物联网还是其他技术。都要面临这两个问题。因此，不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制，而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善。参考文献[1]InternationalTelecommunicationUnionUIT.ITUInternetReports2005:TheInternetofThings[R].2005.[2]AMARDEOC,SARMA,JGIdentitiesintheFutureInternetofThings[J].WirelessPersCommun2009,49:353-363.[3]AKYILDIZLF,etal.Wirelesssensornetworks:Asurvey[J].ComputerNetworks,2002,38:293-422.[4]STANKOVICJA.Real-Timecommunicationandcoordinationinembeddedsensornetworks[J].ProceedingoftheIEEE2003,91(7):1002-1022.[5]GUSTAVORG,MARIOMO,CARLOSDK.EarlyinfrastructureofanInternetofThingsinSpacesforLearning[C],EighthIEEEInternationalConferenceonAdvancedLearningTechnologies,2008:381-383.