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物联网调研报告

物联网调研报告
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1物联网

1.1物联网的定义

“物联网”的内涵是起源于由射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)对客观物体进行标识并利用网络进行数据交换这一概念,并不断扩充、延展、完善而逐步形成的。

物联网(the Internet of Things)的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 (Electronic Product Code)电子产品码系统的“物联网”的构想。

1.1.1MIT Auto—ID研究中心的定义

1999年,美国麻省理工学院Auto—ID研究中心首先提出“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。具体定义是:把所有物品通过射频识别(RFID)和条码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。[16]

1999年时,Auto-ID研究中心希望能发明一个能让电脑与各种物件连结的网络,但是到了2003年时,该中心研究人员发现真正的目标是要发明一个让任何物件可以彼此互相连结的网络,也就是物联网。Auto-ID研究中心设计的物联网涵盖了几类技术,包括支援的硬件、网络软件和通讯协议、以及一套各种电脑通用的物体描述语言。通过这些技术,Auto-ID研究中心希望现有的网际网络可以增加物品追踪和物品分享资讯的能力。2003年时,最可能实现物联网计划的技术是RFID标识技术。

1.1.2ITU 2005互联网报告的定义[14]

当司机出现操作失误时汽车会自动报警;早晨出门时,公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求……这是国际电信联盟2 0 0 5年1份报告中描绘的“物联网”时代的图景。

2005年,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,包括了所有物品的联网和应用。ITU在报告中对物联网概念进行扩展,提出任何时刻、任何地点、任意物体之间的互联,无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景,除RFID技术外,传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。

图 1-12005年ITU报告中对物联网的诠释

ITU提出了一套更大规模的物联网打造方法,整合结合感测元件和智慧型管

理技术,包括识别用的标识物件、侦测感觉巡航的感测器和无线感测网络卡、负责思考的嵌入式系统,以及缩小装置体积的纳米技术。ITU这份物联网报告也成为各国发展物联网的重要参考范本。

1.1.3EPoSS 2008报告的定义[18]

欧洲智能系统集成技术平台(EPoSS)在2008年5月27日发布了《Internet of Things in 2020》报告。该报告分析预测了未来物联网的发展,认为RFID和相关的识别技术是未来物联网的基石,因此更加侧重于RFID的应用及物体的智能化。报告中给出的物联网定义是:由具有标识,虚拟个性的物体/对象所组成的网络,这些标识和个性等信息在智能空间使用智慧的接口与用户、社会和环境进行通信。报告中指出,未来物联网的主要应用包括:

零售,RFID将取代条形码对商品进行标识,电子行业的进步将会使RFID

标签价格更便宜,对零售商更具吸引力。

物流,仓库出入货物将实现全自动化管理,订单会自动提供给供应商,

货物可以不需人为干预就从生产者运输到消费者那里。生产和运输可动

态调整,从而节省时间和精力。

制药,除了生产、零售和物流可实现自动化,电子标签的还可以使用药

者更容易熟悉药物的不利影响和最佳剂量。

食品,消费者可追踪每种食物的来源,关注动植物生长过程中的每一个

阶段,确保食品安全。

未来的泛在物联网将使我们身边的一切物品交换信息和协同工作,大大提高我们的生活质量。

1.1.4欧盟RFID和物联网研究项目组2009报告

2009年9月15日,欧盟第七框架下RFID和物联网研究项目组(Cluster of European Research Projects on The Internet Of Things:CERP-IoT)发布了《物联网战略研究路线图》研究报告。报告中其中提出了新的物联网概念:物联网是未来互联网的一个组成部分,可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议。且具有自配置能力的,动态的全球网络基础架构。物联网中的“物”都具有标识、物理属性和实质上的个性。使用智能接口实现与信息网络的无缝整合。该项目组的主要研究目的是便于欧洲内部不同RFID和物联网项目之间的组网;协调包括RFID的物联网研究活动;对专业技术平衡,以使得研究效果最大化;在项目之间建立协同机制。

欧盟《物联网研究路线图》将物联网研究分为10个层面:

①感知:ID发布机制与识别

②物联网宏观架构

③通讯(OSI物理与链路层)

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

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。[7]

1.2物联网的发展动态

1.2.1IBM的“智慧地球”[9][17]

提到物联网,不得不提一下IBM的智慧地球,IBM可以说是物联网概念的忠诚的推动者。

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”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。“智慧地球”被美国人认为是振兴经济、确立全球竞争优势的关键战略。智慧地球的核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式,以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。其核心是3I:更透彻的感知(Instrumented)

这里的“更透彻的感知”是超越传统传感器、数码相机和RFID的更为广泛的一个概念。具体来说,它是指利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程。通过使用这些新设备,从人的血压到公司财务数据或城市交通状况等任何信息都可以被快速获取并进行分析,便于立即采取应对措施和进行长期规划。

背后的技术:

到2010年,世界上每个人将拥有10亿晶体管,平均每个晶体管成

本只有十万分之一美分。该技术已被嵌入到数十亿的设备中,如车、

器具、道路等。

两年内全球共生产了300亿个RFI (无线射频识别)标记。

预计未来几年手机用户将会达到50亿。

传感器已被利用到整个生态系统—供应链、医疗保健网络、城市,

甚至河流等自然系统。

更全面的互联互通(Interconnected)

互联互通是指通过各种形式的高速的高带宽的通信网络工具,将个人电子设备、组织和政府信息系统中收集和储存的分散的信息及数据连接起来,进行交互和多方共享。从而更好地对环境和业务状况进行实时监控,从全局的角度分析形势并实时解决问题,使得工作和任务可以通过多方协作来得以远程完成,从而彻底地改变了整个世界的运作方式。

背后的技术:

预计到2011年网络用户将达到20亿,HSPA(高速分组接入)技术将

促成“三种屏幕”(电视、电脑和移动手机)的融合,并有可能实现

不中断的网络连接。

数以万亿计的事物紧密相连—汽车、家用电器、相机、道路、管

道,甚至医药品和家畜。

更深入的智能化(Intelligent)

智能化是指通过深入分析收集到的数据,获取更加新颖、系统且全面的洞察来解决特定问题。这要求使用先进技术(如数据挖掘和分析工具、科学模型和功能强大的运算系统)来处理复杂的数据分析、汇总和计算,以便整合和分析海量的跨地域、跨行业和职能部门的数据和信息,并将特定的知识应用到特定行业,特定的场景,特定的解决方案中以更好地支持决策和行动。

背后的技术:

IBM的Roadrunner超级计算机突破了“petaflop”限制—每秒钟

可以进行一千兆次运算,而exaflop计算机将实现下一个具有里程

碑意义的计算速度,即每秒钟将进行一百万兆次运算,计算速度比

Roadrunner快1000 倍。

超级计算机和云计算可被应用于处理、建模、预测和分析流程将产

生的所有数据。

图 1-2IBM的“智慧地球”

IBM在《智慧地球赢在中国》报告中对以下六大领域改革前景作出的预测:智慧的电力

赋予消费者管理其电力使用并选择污染最小的能源的权力,这样可以提高能源使用效率并保护环境。同时,它还能确保电力供应商有稳定可靠的电力供应,亦能减少电网内部的浪费。这些确保了经济持续快速发展所需的可持续能源供应。

智慧的医疗

解决医疗系统中的主要问题,如医疗费用过于昂贵难以负担(特别是农村地区)、医疗机构职能效率低下以及缺少高质量的病患看护。解决这些问题可以推动构建和谐社会,因为只有市民健康才能劳动创造价值。

智慧的城市

中国的商用和民用城市基础设施不完善、城市治理和管理系统效率低下,以及紧急事件响应不到位等问题亟需解决。城市是经济活动的核心,智慧的城市可以带来更高的生活质量、更具竞争力的商务环境和更大的投资吸引力。

智慧的交通

采取措施缓解超负荷运转的交通运输基础设施面临的压力。减少拥堵意味着产品运输时间缩短、工人交通时间缩短生产力提高,同时更能减少污染排放,更好的保护环境。

智慧的供应链

智慧的供应链致力于解决由于交通运输、存储和分销系统效率低下造成的物流成本高和备货时间长等系统问题。成功地解决这些问题将刺激国内贸易,提高企业竞争力,并将助力经济的可持续发展。

智慧的银行业

提高中国的银行在国内和国际市场的竞争力,减轻风险,提高市场稳定性,

进而更好的支持小公司、大企业和个体经营的发展。

1.2.2欧盟行动计划[3]

2009年6月18日,欧盟在比利时首都布鲁塞尔向欧洲议会、欧洲理事会、欧洲经济与社会委员会和地区委员会提交了以《物联网——欧洲行动计划》为题的公告。公告列举了行动计划所包含的14项行动:

行动1:管理

讨论和决定以下议题:物联网管理原则;分散管理层次的“体系结构”

行动2:监测隐私和私人数据保护问题

欧盟委员会最近通过了一项建议,该建议提供了依从隐私和数据保护原则的RFID应用指南。2010年,该委员会还将公布泛在信息社会隐私与信任的指导意见。

行动3:“芯片沉默”

应有个人能够在任何时候都能断开的网络环境。

行动4:对新出现的风险的识别

采取监管和非监管措施,以提供一个满足“信任、接受和安全”的政策框架。

行动5:物联网作为重要的经济和社会资源

密切跟踪物联网基础设施的发展。

行动6:标准的任务

欧盟委员会将会对现有的以及未来与物联网相关的标准进行评估,必要时将推出附加标准。密切跟踪欧洲标准化组织(ETSI、CEN、CENELEC)以及国际标准化组织(ISO,ITU) 和其他标准化组织与机构(IETF,EPCglobal等)的标准制定。

行动7:研究与发展

欧盟委员会将会持续资助欧盟第七框架计划中有关物联网方面的研究项目,特别是在微电子学、非硅组件、能源获取技术、泛在定位、无线通信智能系统网络、语义学、隐私与安全、软件模拟人的推理以及新的应用等重要的技术领域。

行动8:公私合作

欧盟委员会正筹备建立4个物联网可以发挥重要作用的公共——私人伙伴关系,其中“绿色轿车”、“节能建筑”和“未来工厂”已经被欧盟委员会提议作为经济恢复一揽子计划的一部分,而“未来互联网”旨在进一步整合与未来互联网相关的ICT研究工作。

行动9:创新与试验项目

启动实验性项目,以推广物联网应用程序的部署,如:电子健康、电子无障碍、气候变化等。

行动10:通报制度

欧盟委员会将会定期向欧洲议会,欧洲理事会,欧洲经济和社会委员会,地区委员会,欧盟第29条数据保护工作组(欧洲知名的隐私监督机构——编者注)以及其他相关机构通报物联网的进展。

行动11:国际对话

欧盟委员会将在物联网所有方面加强与国际合作伙伴现有的对话力度,目的是在联合行动、共享最佳实践和推进各项工作实施上取得共识。

行动12:RFID再循环

作为废物管理行业定期检测的一部分,欧盟委员会将开展一项研究,来评估

推行再循环标签的难度以及将现有标签作为再循环物的利弊。

行动13:检验

欧盟统计局将于2009年12月公布有关RFID技术使用的统计数据。对采用物联网相关技术的检测将会提高其信息的透明度,并可以评估这些技术对经济和社会的影响以及欧盟政策的有效性。

行动14:评估进展程度

欧盟委员会将使用第七框架计划来指导这项工作,具体而言就是召集欧洲利益攸关者并且确保与世界其他地区定期对话和分享最佳实践。

1.2.3日本

其实日本早在2001年就提出了e-Japan(electronic-Japan)战略去推进高度信息化社会的建设,在宽带化,信息基础设施建设及信息技术的应用普及等方面均取得了超乎预期的进展。2004年3月,日本政府召开了“实现泛在网络社会政策”座谈会。同年5月,“u-Japan”(ubiquitous-Japan)战略正式诞生,u-Japan由日本信息通信产业的主管机关总务省提出,即物联网(泛在网)战略。目标是到2010年把日本建成一个充满朝气的国家,使所有的日本人,包括儿童和残疾人,都能积极地参与日本社会的活动。通过无所不在的物联网,创建一个新的信息社会。

1.2.4韩国

韩国RFID技术已与07年被采用为国际标准,国内上下已经开始了射频设备的部署。2009年10月13日,韩国通过了《物联网基础设施构建基本规划》,将物联网市场确定为新增长的动力,计划在2013年之前创造50万亿韩元的物联网产业规模。同时,韩国通信委员会也树立了到2012年“通过构建世界最先进的物联网基础实施,打造未来广播通信融合领域超一流ICT(Information and Communications Technology)强国”的目标,并为实现这一目标,确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等四大领域、12项详细课题。

1.2.5“感知中国”[8][9]

2009年8月,温家宝总理在考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时强调了三项任务:一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来;二是在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展;三是尽快建立中国的传感信息中心,或者叫“感知中国”中心。“感知中国”的提出是物联网上升到我国战略层面的标志性事件。

2009年11月3日,温家宝总理发表了题为“让科技引领中国可持续发展”的讲话,强调了“科学选择新兴战略性产业非常重要。选对了就能跨越发展,选错了将会贻误时机”。其中指出:要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会

的“发动机”。

2009年11月26日,《人民日报》刊发了题为《物联网,让生活更美好》的长篇访谈,以问答的形式专访了中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心主任刘海涛。刘海涛认为,物联网和传感网是同一个东西,从技术角度叫传感网,从用户和产业角度又叫物联网。传感网是学名,物联网是俗名。物物互联的精髓是感知。感知包括传感器的信号采集、协同处理、智能组网、甚至信息服务,以达到控制、指挥的目的,否则就没有意义。所谓“泛在网”,也就是无所不在的网络社会,包括现在和未来的所有的网络的互联、互通和共融。“智慧地球”的核心,就是“更透彻的感知、更全面的互联互通和更深入的智能化”。“泛在网”也罢,“智慧地球”也好,其核心内容是物联网。

在“物联网”这个全新产业中,我国的技术研发水平处于世界前列,具有重大的影响力。中科院早在1999年就启动了传感网研究,与其他国家相比具有同发优势。该院组成了2000多人的团队,先后投入数亿元,在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面取得重大进展,目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。在世界传感网领域,中国与德国、美国、韩国一起,成为国际标准制定的主导国之一。

2009 年,中科院无锡高新微纳传感网工程中心的传感器产品在上海浦东国际机场和上海世博会被成功应用,首批价值1500万元的传感安全防护设备销售成功,这套设备由10万个微小的传感器组成,散布在墙头墙角墙面和周围道路上。传感器能根据声音、图像、震动频率等信息分析判断,爬上墙的究竟是人还是猫狗等动物。多种传感手段组成一个协同系统后,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。

2009 年10 月24 日,在第四届中国民营科技企业博览会上,西安优势微电子公司宣布:中国的第一颗物联网的中国芯——“唐芯一号”芯片研制成功,中国已经攻克了物联网的核心技术。唐芯一号芯片是一颗2.4G 超低功耗射频可编程片上系统PSoC,可以满足各种条件下无线传感网、无线个域网、有源RFID 等物联网应用的特殊需要,为我国的物联网产业的发展奠定了基础。

业内专家表示,掌握“物联网”的世界话语权,不仅仅体现在技术领先,更在于我国是世界上少数能实现产业化的国家之一。这使我国在信息技术领域迎头赶上甚至占领产业价值链的高端成为可能。“与计算机、互联网产业不同,中国在‘物联网’领域享有国际话语权!”中科院上海微系统与信息技术研究所副所长、中科院无锡高新微纳传感网工程中心主任刘海涛自豪地说。

1.3物联网的结构[25]

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。

图 1-3物联网的技术体系框架

1.4物联网的应用

(1)智能家居

智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体,将各种家庭设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等)通过智能家庭网络联网实现自动化,通过宽带、固话和3G无线网络,可以实现对家庭设备的远程操控。与普通家居相比,智能家居不仅提供舒适宜人且高品位的家庭生活空间,实现更智能的家庭安防系统;还将家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交互功能。

(2)智能医疗

智能医疗系统借助简易实用的家庭医疗传感设备,对家中病人或老人的生理指标进行自测,并将生成的生理指标数据通过固定网络或3G无线网络传送到护理人或有关医疗单位。

(3)智能城市

智能城市产品包括对城市的数字化管理和城市安全的统一监控。前者利用"数字城市"理论,基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。

(4)智能环保

智能环保产品通过对实施地表水水质的自动监测,可以实现水质的实时连续监测和远程监控,及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况,预警预报重大或流域性水质污染事故,解决跨行政区域的水污染事故纠纷,监督总量控制制度落实情况。太湖环境监控项目,通过安装在环太湖地区的各个监控的环保和监控传感器,将太湖的水文、水质等环境状态提供给环保部门,实时监控太湖流域水质等情况,并通过互联网将监测点的数据报送至相关管理部门。

(5)智能交通

智能交通系统包括公交行业无线视频监控平台、智能公交站台、电子票务、车管专家和公交手机一卡通五种业务。

公交行业无线视频监控平台利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能,对公交运行状态进行实时监控。

智能公交站台通过媒体发布中心与电子站牌的数据交互,实现公交调度信息数据的发布和多媒体数据的发布功能,还可以利用电子站牌实现广告发布等功能。

电子门票是二维码应用于手机凭证业务的典型应用,从技术实现的角度,手机凭证业务就是手机凭证,是以手机为平台、以手机身后的移动网络为媒介,通过特定的技术实现完成凭证功能。

车管专家利用全球卫星定位技术(GPS)、无线通信技术(CDMA)、地理信息系统技术(GIS)、中国电信3G等高新技术,将车辆的位置与速度,车内外的图像、视频等各类媒体信息及其他车辆参数等进行实时管理,有效满足用户对车辆管理的各类需求。

公交手机一卡通将手机终端作为城市公交翼卡通的介质,除完成公交刷卡功

能外,还可以实现小额支付、空中充值等功能。

测速E通通过将车辆测速系统、高清电子警察系统的车辆信息实时接入车辆管控平台,同时结合交警业务需求,基于GIS地理信息系统通过3G无线通信模块实现报警信息的智能、无线发布,从而快速处置违法、违规车辆。

(6)智能司法

智能司法是一个集监控、管理、定位、矫正于一身的管理系统。能够帮助各地各级司法机构降低刑罚成本、提高刑罚效率。

(7)智能农业

智能农业产品通过实时采集温室内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、CO ?浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数,自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求,随时进行处理,为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。通过模块采集温度传感器等信号,经由无线信号收发模块传输数据,实现对大棚温湿度的远程控制。智能农业产品还包括智能粮库系统,该系统通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察,记录现场情况以保证量粮库内的温湿度平衡。

(8)智能物流

智能物流打造了集信息展现、电子商务、物流配载、仓储管理、金融质押、园区安保、海关保税等功能为一体的物流园区综合信息服务平台。信息服务平台以功能集成、效能综合为主要开发理念,以电子商务、网上交易为主要交易形式,建设了高标准、高品位的综合信息服务平台,并为金融质押、园区安保、海关保税等功能预留了接口,可以为园区客户及管理人员提供一站式综合信息服务。

(9)智能校园

校园手机一卡通和金色校园业务,促进了校园的信息化和智能化。

校园手机一卡通主要实现功能包括:电子钱包、身份识别和银行圈存。电子钱包即通过手机刷卡实现主要校内消费;身份识别包括门禁、考勤、图书借阅、会议签到等,银行圈存即实现银行卡到手机的转账充值、余额查询。目前校园手机一卡通的建设,除了满足普通一卡通功能外,还实现了借助手机终端实现空中圈存、短信互动等应用。

2无线传感器网络

2.1无线传感器网络的定义

2.1.1定义1

此概念最早由美国军方提出,起源于1978年美国国防部高级研究计划局资助卡耐基——梅隆大学进行分布式传感器网络的研究项目。具体定义是:无线传感器网络由若干具有无线通信能力的传感器节点自组织构成的网络。在当时缺乏互联网技术、多种接入网络以及智能计算技术的条件下,此概念局限于由节点组成的自组织网络。

2.1.2定义2

2008年2月,ITU-T发表了《泛在传感器网络(Ubiquitous Sensor Networks)》研究报告。在报告中,ITU-T指出传感器网络已经向泛在传感器网络的方向发展,它是由智能传感器节点组成的网络,可以以“任何地点、任何时间、任何人、任何物”的形式被部署。该技术可以在广泛的领域中推动新的应用和服务,从安全保卫和环境监控到推动个人生产力和增强国家竞争力。从以上定义可见,传感器网络已被视为物联网的重要组成部分。如果将智能传感器的范围扩展到RFID等其他数据采集技术,从技术构成和应用领域来看,泛在传感器网络等同于现在我们提到的物联网。

ITU—T将泛在传感器网络自下而上分为底层传感器网络、泛在传感器网络接入网络、泛在传感器网络基础骨干网络、泛在传感器网络中间件、泛在传感器网络应用平台等5个层次。底层传感器网络由传感器、执行器、RFID等各种信息设备组成,负责对物理世界的感知与反馈。泛在传感器网络接入网络实现底层传感器网络与上层基础骨干网络的连接,由网关、sink节点等组成。泛在传感器网络基础骨干网络基于互联网、NGN构建。泛在传感器网络中间件处理、存储传感数据并以服务的形式提供对各类传感数据的访问。泛在传感器网络应用半台实现各类传感器网络应用的技术支撑平台。

2.1.3定义3

我国信息技术标准化技术委员会所属传感器网络标准工作组2009年9月的工作文件对无线传感器网络的定义是:传感器网络以对物理世界的数据采集和信息处理为主要任务,以网络为信息传递载体,实现物与物、物与人之间的信息交互。提供信息服务的智能网络信息系统。

2.1.4定义4

我国工业和信息化部和江苏省联合向国务院上报的《关于支持无锡建设同家传感网创新示范区(国家传感信息中心)情况的报告》中给出的定义是:传感网是以感知为目的,实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。其突出特征是通过传感器等方式获取物理世界的各种信息。结合互联网、移动通信网等进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提升对物质世界的感知能力.实现智能化的决策和控制。“传感网”这一名词最早是出自于业界专家对于无线传感器网络的简称,即定义1的中文简称。随着物物互联相关概念的关注度不断提升,而逐渐演进为定义4所描述的内容。

2.2无线传感器网络的结构

传感器网络通常包括传感器节点(Sensor Node)、汇聚节点(Sink Node)和管理节点。大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近,它们之间通过自

组织方式构成网络。无线传感器网络体系结构如图2-1 和图2-2所示。

图 2-1无线传感器网络同构型结构[20]

图 2-2无线传感器网络异构型结构[20]

传感器节点的硬件构成一般包含四个部分:传感器单元(感知模块)、嵌入式处理器(处理模块)、通信单元(收发模块)和能量供给单元(供电模块),其功能模块如图2-3所示。感知模块负责对监测区域内信息的采集和数据转换;处理模块负责控制整个传感器节点的操作,存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据;收发模块负责与其他传感器节点进行无线通信,交换控制信息和收发采集数据;能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量。

图 2-3传感器节点的组成结构

2.3无线传感器网络的技术体系

原理功能角度分类

传感器技术

无线通信与组网技术

无线通信及组网技术是目前无线传感网网络的一个重点研究领域,主要关键技术包括无线传感器网络组网结构、低速率和低功耗物理层通信技术、节能高效的MAC协议、节能高效的路由协议、网络拓扑控制技术等。

分布式数据融合技术

数据聚合时目前无线传感器网络的一个研究热点,主要关键技术设计数据聚合处理、数据聚合结构、数据聚合时机选择等方面的相关技术问题。

数据管理技术

当前,国外典型的无线传感器网络数据管理系统实例包括美国加州大学伯克利分校(UC Berkeley)的TinyDB系统和康奈尔大学的Cougar系统。

节点定位技术

目前的算法大都在能耗、成本和精度上做了折中考虑。由于应用环境间的巨大差异,没有普遍适合于各种应用的定位算法,因此需要综合考虑实际应用环境因素(如节点规模、成本及定位精度要求)来设计最合适的定位算法。

时间同步技术

工程实现角度分类

无线传感器网络节点硬件制造技术

微机电系统(MEMS)技术代表了传感器节点硬件制造技术的发展方向。

嵌入式软件开发技术

节点供电技术

节点及网络的能量有效性设计技术

网络运行与应用角度分类

网络布设与休眠调度技术

无线传感器网络广域互联技术

实现无线传感器网络与IP网络的互联与融合是当前研究的一个重点。

结合具体行业的无线传感器网络应用技术

2.4无线传感器网络的发展及研究现状

2.4.1发展概况

无线传感器刚络的发展最初可以追溯到1978年由DAR以在宾西法尼亚州匹兹堡的卡内基——梅隆大学(Carnegie-MelIon University in Pittsburgh,Pennsylvania)主办的分布式传感器网络工作组(Distributed Sensor Netsworkshop)。由于军事防御系统的需求开始对传感器网络的通信与计算间的权衡进行研究,包括传感器网络在普适计算(Ubiquitous Computing)环境下的应用。美国军方对这些需求也高度重视,从20世纪90年代开始了一系列的项目研究,如由DARPA资助的开始于1995年的低功耗无线基础微传感器项目(Low-power Wireless Integrated Microsen-sors,LWIM)。

1993年开始的无线集成网络传感器(Wireless Integrated Network Sensors,WINS)项目,由美国加州大学洛杉矶分校(University of California at LoS Angeles,UCLA)和罗克维尔自动化中心共同开发,并于1998年与Sensoria 公司一起合作商业化。该项目涵盖了几乎无线传感器网络设计的各个方面,包括MEMS传感器、通信芯片的电路级设计、信号处理体系,组网通信协议设计和传感检测的基础理论研究。

1996年开始的由MIT(Massachusetts Institute of Technology)承担的uAMPS(micro-Adaptive Multi-domain Power aware Sensors)项目致力于开发一个完整的面向低功耗需求的无线传感器网络系统。uAMPS的研究,产生了无线传感器网络中一个重要的协议,叫低能耗自适应集群分层协议(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)。

1998年由UC Berkeley(美国加州大学伯克利分校)、UCLA(美国加州大学洛杉矶分校)、MIT、哈佛在内的25个研究机构共同承担开展的致力于研究大规模分布式军事传感系统的无线专用网络的SensIT(Sensor Information Technology)项目,包括29个子项目。SensIT将建立物理世界与电脑空间的连接。现今的信息系统是基于人类的输入或计算机产生的数据的,而未来的系统将建立在现实世界的物理数据。SensIT项目建立在包含多种传感器、嵌入式处理器、具有定位和无线通信能力的价廉、普遍的平台基础上,首要任务是为网络化微传感器开发所有需要的软件。

UC Berkeley的Jan M.Rabaey于1999年开始了PicoRadio项目,研究自约束的中等规模的具有低成本、低功耗节点的无线专用网络。Pico Radio的物理层采用直接序列扩频技术,MAC结合采用扩频技术和CSMA机制。

UC Berkeley负责的Smart Dust项目于2001年完成,研制出体积不超过一立方毫米、使用太阳能电池供电、具有光通信能力、可悬浮在空中的自治传感器节点。Smart Dust目的是在战场上抛撒数千个微小的无线传感器,用于监控敌人的活动情况,而不让敌方察觉,通过自组织成无线传感器网络,“智能尘埃”将对相关原始数据进行过滤,把重要的信息发送给中央司令部。“智能尘埃”具

备网络化的微型传感器体积小、功耗低、自组织、无线通讯的特征。

Seaweb项目旨在建立用于海洋学的水声网(Underwater Acoustic Networks)。水声网的低功耗、低数据吞吐量、大覆盖范围、高数据时延容忍等特性都与无线传感器网络相似。

纵观无线传感器网络发展的历程,我们认为可以把它分为三个阶段。

第一阶段主要致力于小型化、低功耗、低成本的传感器节点以及相应操作系统的开发和研制,出现了众多的传感器节点和研究平台。代表性的节点有UCLA 和Rockwell自动化中心研制的WINS节点,MIT研制的uAMPS节点,UC Berkeley 的Smart Dust节点和UC Berkeley的Motes节点等。在这些平台中,Motes硬件平台及其配套的TinyOS操作系统应用最为广泛,为全球400多家研究机构所采用。

第二阶段主要致力于对无线传感器网络作为通信网络的特性进行研究,特别是通信协议的设计和实现。虽然在第一阶段也有与网络通信协议相关的研究和设计,但在第一阶段中的研究主要是将原有Ad hoc网络中的相关协议(如等)进行改进,增加对能耗有效性的支持。而在第二阶段中,研究学者们设计提出了许多适应无线传感器网络特点的网络通信协议,特别是数据链路层的MAC协议和网络层的路由协议。在这一阶段出现了一批满足无线传感器网络应用的,以数据为中心的(Data-centric)路由协议、分层(Hierarchical)路由协议、基于位置的(Location-based)路由协议、基于网络流的(Network flow based)的路由协议等第三阶段侧重于对无线传感器网络的群体智能行为的研究,可以分为传感器网络的支撑技术和应用技术。无线传感器网络的支撑技术包括节点部署、节点自身定位、网络节点同步、网络覆盖、数据聚合、数据压缩和数据查询等。无线传感器网络的应用技术包括环境监测、目标分类、目标定位和目标跟踪。具有群体智能的自主自治系统的行为实现和控制是自动控制和人工智能领域的前沿研究内容。目前这方面的研究刚刚起步,还没有相对较为系统的描述和方案设计。

一般认为,目前无线传感器网络方面的研究处于第二和第三阶段。[20]

相对来说,国内传感器网络系统方面的研究起步较晚,近两年才受到广泛关注.“传感器网络系统”的基础软件及数据管理关键技术的研究已被列为国家自然科学基金委员会、信息科学部与微软亚洲研究院正式签署的第二期联合资助项目之一,国家“十五”科技攻关项目把传感器网络列为重大研究项目.中科院计算技术研究所、中科院自动化所、中科院软件所、清华大学,北京交通大学等研究单位及高校在无线传感器网络方面也进行了大量的工作,主要从事通信协议的分层和网络节点的设计、无线通信协议栈、同步和定位中间件、数据融合、低功耗与高安全性设计、网络管理、质量保证技术以及特定行业的应用研究。

国内也有越来越多的企事业开始关注传感器网络技术的发展,宁波中科、北京鑫诺金传感与控制技术有限公司、成都无线龙科技等公司也开始推出针对无线传感器网络及ZIGBEE的解决方案,以及面向一定产业应用的系统方案。[23]

2.4.2国内传感器网络硬件节点研究现状[24]

南京邮电大学

无线传感器网络系列节点UbiCell

UbiCell系列节点集成了传感器,微处理器,无线收发器等多种嵌入式芯片,拥有信息采集,信号处理,数据传输和实时监控等多种功能。

UbiCell无线医疗传感器节点

UbiCell医疗节点,可实现高精度的脉搏、血氧、体温等人体生理指标的监测。

无线多媒体传感器网络节点UbiCell-MUbiCell-M

UbiCell-MUbiCell-M节点拥有30万像素和60FPS的图像采集与处理能力,足以满足网络监测与识别的应用需求。

中国科学院计算技术研究所的GAINS系列节点

中国科学院计算技术研究所深联科技研发的GAINSJ、GAINZ等系列传感器节点,其基于ZigBee无线通信协议栈,实现多种网络拓扑:星型、成簇、网状网等,用户可以根据协议栈提供的API设计自己的应用,组成更复杂的网络。

香港科技大学的无线传感器网络节点

香港科技大学基于Telos-B的平台建了一个低功耗的无线传感器网络节点。节点基于无线收发器芯片的下一代超低功耗、高传输率、无线传感网络应用程序的Telos平台,具有完善的板上内置天线,传输距离较长。该节点目前主要用于智能车的研究中。

2.4.3国内无线传感器网络软件研究现状[24]

除了在无线传感器硬件设备方面的进展,国内目前在无线传感器网络的软件方面也取得了相应的突破,在基于国外的操作系统之上,开发自己的中间件软件。如南京邮电大学无线传感器网络研究中心开发的基于移动代理的无线传感器网络中间件平台,它实现了对MantisOS,TinyOS和SOS多操作系统的支持,屏蔽了不同操作系统的差异性,同时扩大了硬件节点的选择范围。对外提供便捷的接口,使用户无需了解底层细节,极大的降低了无线传感器网络应用开发的难度。深联科技开发的无线传感器网络开发套件,提供了功能齐全的硬件开发平台,和自主开发的无线通信协议栈。

国内研究机构在理论研究方面,如对无线传感器网络网络协议、算法、体系结构等方面,提出了许多具有创新性的想法与理论。在这方面,国内的南京邮电大学、哈尔滨工业大学、清华大学、上海交通大学、北京邮电大学等都取得了一些相关的理论研究成果。

目前国内比较成功的无线传感器网络软件产品包括:

南京邮电大学的无线传感器网络中间件软件DisWare

DisWare是基于移动代理的无线传感器网络中间件平台,它实现了对MantisOS和TinyOS多操作系统的支持,同时扩大了硬件节点的选择范围。

南京邮电大学的无线传感器网络集成开发平台MeshIDEMeshIDE MeshIDEMeshIDE是一个可视化编程、应用程序融合于一体的无线传感器网络集成开发平台。作为用户的可视化开发工具,实现可视化烧制、管理和控制。

中国科学院宁波计算所的无线传感器网络分析与管理平台该平台针对无线传感器网络的协议、功耗、数据处理和分布式计算等诸多方面,开展定量的分析和管理,并提供图形化界面。

2.4.4现阶段研究热点[26]

通信协议方面

包括物理层协议,研究传感器网络采用的传输媒体、频段选择及调制方式;数据链路层协议;网络层协议(主要指路由协议;平面路由协议等)。

传感器网络管理

在传感器网络管理方面,主要的研究热点是能量管理,数据传送所带来的能耗最大,研究休眠、唤醒,以及采用发送功率低的RF等。控制节点对能量的使用,在各层上都可使用,如操作系统、物理层、链路层、路由协议等内容。

安全管理

包括传统的无线电电磁干扰方式和对路由机制进行攻击。侵入节点发送误警数据,侵入节点致使网络的某些节点和某些网段互发大量的无用数据,使能量很快耗尽,传感器网络分立,形成监测黑洞,无法完成正常监测工作。在研究中,可以探索采用扩频通信、传感器节点接入认证、鉴权、数据水印和数据加密等技术提高网络的安全性。

数据查询管理

COUGAR系统能测试感知数据查询技术性能,提出了在传感器网络上计算聚集函数的容错和可扩展算法,并探索了把传感器网络表示为数据库的思想,探讨了如何把分布式查询处理技术应用于感知数据查询的处理。在加州大学伯克利分校,研究人员研究了传感器网络的数据查询技术,提出了实现可动态调整的连续查询的处理方法和管理传感器网络上多查询的方法,应用数据库技术实现了传感器网络上的数据聚集函数,提出了在低能源、分布式无线传感器网络环境下实现聚集函数的方法,并研制了一个感知数据库系统TinyDB。南加州大学研究了传感器网络上的聚集函数的计算方法,提出了节省能源的计算聚集的树构造算法,并通过实验证明了无线通信机制对聚集计算的性能有很大的影响。

应用支撑技术

应用支撑技术研究包括节点定位、时间同步技术及用户应用接口。

节点定位

节点定位技术在无线传感器网络体系中占有重要地位。确定事件发生的位置或获取消息的节点位置是传感器网络最基本的功能之一,对传感器网络应用的有效性起着关键的作用。

时间同步

传感器网络的通信协议和应用要求各节点的时钟必须保持同步。传感器网络时钟同步的目的是在满足一定精度的情况下如何减少算法复杂性,从而减少电能的消耗,需要在精确性和能量高效之间进行权衡和折衷。

用户应用接口

用户应用接口包括分布式网络服务接口和分布式网络管理接口。为适应不同环境,人们对分布式网络服务接口提出了各种应用层协议,如TAIYFP和SQDDP 协议等。分布式网络管理接口主要是传感器管理协议SMP,把数据传输到应用层。

[21]

2.5无线传感器网络的特点

传感器网络的主要特点有[4]:

(1) 大规模网络

为了获取精确信息,在监测区域通常部署大量传感器节点,传感器节点数量可能达到成千上万,甚至更多。

传感器网络的大规模性包括两方面的含义:一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内,如在无人的野外采用传感器网络进行环境监测,需要部署大量的传感器节点;另一方面,传感器节点部署很密集,在一个面积不是很大的空间内,密集部署了大量的传感器节点。

传感器网络的大规模性具有如下优点:通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比;通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度,降低对单个节点传感器的精度要求;大量冗余节点的存在,使得系统具有很强的容错性能;大量节点能够增大覆盖的监测区域,减少洞穴或者盲区。

(2) 自组织网络

在传感器网络应用中,通常情况下传感器节点被放置在没有基础设施的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定,节点之间的相互邻居关系预先也不知道,如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的野外,或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力,能够自动进行配置和管理,通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。

(3) 动态性网络

传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变:①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效;②为了弥补失效节点或者增加监测精度而补充的新节点;③环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化,甚至时断时通;④传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性。这就要求传感器网络系统能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。

2.6无线传感器网络的应用

传感器网络研究最早起源于军事领域,实验系统有海洋声纳监测的大规模传感器网络,也有监测地面物体的小型传感器网络。现代传感器网络应用中,通过飞机撒播、特种炮弹发射等手段,可以将大量便宜的传感器密集地撒布于人员不便于到达的观察区域,如敌方阵地内,收集到有用的微观数据;在一部分传感器因为遭破坏等原因失效时,传感器网络作为整体仍能完成观察任务。

无线传感器网络可以包含大量的由震动、(地)磁、热量、视觉、红外、声音和雷达等多种不同类型传感器构成的网络节点,可以用于监控温度、湿度、压力、土壤类别、噪声、机械应力等多种环境条件。传感器节点可以完成连续的监测、目标发现、位置识别和执行器的本地控制等任务。

无线传感器网络是一种“无处不在”的传感技术,它使用户可以更加深入地了解和把握周围世界。无线传感器网络的随机布设、自组织、环境适应等特点使其在军事、环境、医疗、家庭和其它的商用领域有广阔的应用前景和很高的应用价值。当然,在空间探索和灾难拯救等特殊领域,传感器网络也有其得天独厚的

技术优势。

1)军事应用

在军事领域,由于传感器网络具有快速布设、自组织和容错等特性,它将会成为C4ISRT系统不可或缺的一部分。C4ISRT系统是具有指挥command、控制control、通信communications、电脑computing、情报intelligence、监视surveillance、侦察reconnaissance、目标任务targeting(C4ISRT)综合功能的侦察机。C4ISRT的目标是利用先进的高科技技术,为未来的现代化战争设计一个集命令、控制、通信、计算、情报、监视、侦查和定位于一体的战场指挥系统。因为无线传感器网络是由密集型、低成本、随机分布的节点组成的,自组织性和容错能力使其不会因为某些节点在恶意攻击中的损坏而导致整个系统的崩溃。这一点是传统的传感器技术所无法比拟的,也正是这一点,使无线传感器网络非常适用于恶劣的战场环境中,包括监控我军兵力、装备和物资,监视冲突区,侦查敌方地形和布防,定位攻击目标,评估损失,侦查和探测核、生物和化学攻击。

2)环境应用

目前,传感器网络的应用已由军事领域扩展到其它许多领域,因为它能够完成传统系统无法完成的任务,环境监测就是其中之一。传感器网络的环境应用包括:对鸟类、昆虫等小动物的跟踪,对影响农作物、牲畜的环境条件的监测,为大范围的地球探测提供生化监测手段。其他的环境应用包括精细农业、海洋、陆地、大气环境中的生物探测,森林火灾监测,环境的生物复杂性勘测,洪水监测等。

3)医疗应用

传感器网络为未来的远程医疗提供了更加方便、快捷的技术实现手段。其医疗应用包括:患者的综合监测、诊断,医院的药品管理,对人类生理数据的无线监测,在医院中对医护人员和患者进行追踪和监控。传感器网络在医疗领域也有一些成功实例,比如SSIM(smart sensors and inte—grated microsystems)以及芬兰技术人员设计的可穿戴式无线传感器系统等,但是推广这种想法前,还需要突破许多技术瓶颈。

4)空间探索

探索外部星球一直是人类梦寐以求的理想,借助于航天器布撒的传感器网络节点实现对星球表面长时间的监测,应该是一种经济可行的方案。NASA(美国国家航空与航天局)的JPL(Jet Propulsion Laboratory)实验室研制的Sensors Webs就是为将来的火星探测进行技术准备的,已在佛罗里达宇航中心周围的环境监测项目中进行测试和进一步完善。

5)商务应用

自组织、微型化和对外部世界的感知能力是传感器网络的三大特点,这些特点决定了传感器网络在商业领域也会有不少的机会。传感器网络的一些商务应用包括:在结构监测应用中监测物质疲劳程度、构建虚拟键盘、清单管理、产品质量检测、构建智能办公室、自动化制造环境中的机器人控制与引导、互动玩具、互动博物馆、工厂的过程控制与自动化、灾区监测、智能楼宇、设备诊断、执行器的本地控制、车辆防盗系统、车辆的追踪与监控等。[13]

3物联网与传感器网络的区别和联系

按照国际电信联盟(ITU)的定义[15],物联网主要解决物品到物品(Thing to Thing,T2T),人到物品(Human to Thing,H2T),人到人(Human to Human,H2H)之间的互连。这里与传统互联网不同的是,H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接,H2H是指人之间不依赖于个人电脑而进行的互连。物联网解决的是传统意义上的互联网没有考虑的、对于任何物品连接的问题。

按照国内权威学术期刊在2003年时的定义[5],无线传感器网络是一种“随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成网络”,它可以“借助于节点中内置的形式多样的传感器测量所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号”,并且“传感器网络有着与传统网络明显不同的技术要求,前者以数据为中心,后者以传输数据为目的”。所以,无线传感器网络并没有赋予T2T(Thing to Thing,T2T)的连接能力,更不具备与物理系统连接并且控制物理系统的能力。可以认为,无线传感器网络仅仅是采集和传递数据,并没有涉及到物联网中的核心控制技术。所以,当时定义的无线传感器网络并不是物联网,但是无线传感器网络的相关技术在一定程度上可能支撑物联网的开发。[12]

但是,国防工业出版社2008年出版的《无线传感器网络理论、技术与实现》一书[22]中提到,“许多无线传感器网络节点除集成有传感器外,还可能集成有执行器(Actuator)。控制功能的存在拓展了无线传感器网络的概念,一些研究者将同时兼具这两种功能的网络称为无线传感器和执行器网络(WSAN)。本书仍将侧类网络称为无线传感器网络,虽然它们也可能包含有控制功能。”

物联网的核心是RFID。RFID和传感器具有不同的技术特点,传感器可以监测感应到各种信息,但缺乏对物品的标识能力,而RFID技术恰恰具有强大的标识物品能力。尽管RFID也经常被描述成一种基于标签的,并用于识别目标的传感器,但RFID读写器不能实时感应当前环境的改变,其读写范围受到读写器与标签之间距离的影响。因此提高RFID系统的感应能力,扩大RFID系统的覆盖能力是亟待解决的问题。而传感器网络较长的有效距离将拓展RFID技术的应用范围。传感器、传感器网络和RFID技术都是物联网技术的重要组成部分,它们的相互融合和系统集成将极大地推动物联网的应用,其应用前景不可估量。

物联网和传感网究竟是不是一个概念,目前还没有统一的观点。从以上物联网和传感器网络概念的起源、延伸和发展来看,最初的传感器网络只能说是物联网的一部分,但是当传感器网络的概念扩展到定义4时,即“传感网是以感知为目的,实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。其突出特征是通过传感器等方式获取物理世界的各种信息。结合互联网、移动通信网等进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提升对物质世界的感知能力.实现智能化的决策和控制。”如果将传感器的概念也进行扩展,认为RFID、二维条码等信息的读取设备和声音视频录入设备等数据采集设备都是一种特殊的传感器,则范围扩展后的传感器网络即简称为与物联网概念并列的“传感网”。此时,传感器网络和物联网其实是一个概念的两种不同表述,其实质都是依托于各种信息设备实现物理世界和信息世界的无缝融合。[16]

泛在网是指无所不在的网络,又称泛在网络。最早提出U战略的日韩给出的定义是:无所不在的网络社会将是由智能网络、最先进的计算技术以及其他领先

的数字技术基础设施武装而成的技术社会形态。根据这样的构想,U网络将以“无所不在”、“无所不包”、“无所不能”为基本特征,帮助人类实现“4A”化通信,即在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信。故相对于物联网技术的当前可实现性来说,泛在网属于未来信息网络技术发展的理想状态和长期愿景。

传感器网络、物联网和泛在网络之间的关系可用图3-1来表示。

图 3-1传感器网络、物联网和泛在网之间的关系[25]

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[21]传感器网络硬件节点研究火爆物联网仍是行业热点. 物联网技术框架

与标准体系. 无线传感器网络的研究热点浅析.

物联网应用调研报告

物联网应用调研报 告

物联网应用调研报告 院系: 信息学院 专业: 计科物联 班级: 10级计科物联1班 姓名: 周陈安 学号: 211486 提交论文(报告)时间: 年7 月 5 日

物联网应用调研报告 计科物联专业学生周陈安学号 211486 一、摘要 从飞鸽传书到电报的创造,从电报到电话,从电话到计算机技术的应用,再从计算机技术到物联网时代,人类的发展伴随着信息社会及其通讯手段的日新月异。当今物联网的技术的蓬勃发展,必将使物联网应用渗透到人类社会的各个层面,必将给经济社会发展起到强有力的推动作用。 物联网的飞速发展,离不开各项物联网关键性技术的突破,物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、GPS、GSM、ZIGBEE、条码等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的”Internet of Things”。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,经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。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,经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,进而经过开放新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。 本研究报告将对物联网在不同领域的应用进行调研,对现有物

联网企业发展状况进行调研分析。 二、物联网在不同领域的应用 随着科技的快速发展,物联网技术的应用已经渗透到了各个领域,包括智能电网、智能交通、智能物流、智能绿色建筑和环境监测等。比如基于低、高速传感网的太湖水质监测系统已投入使用;基于传感网的智能交通系统在流量监测、红绿灯控制、停车信息服务等方面已投入应用等等。物联网技术已经在潜移默化的影响着我们的日常生活。这里主要总结一下物联网的在智能电网、智能交通、智能物流和环境监测领域的具体应用。 (一).智能物流领域 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。 智能物流的技术大致包括以下几种: 1.供应链管理技术 供应链是围绕核心企业展开的对信息流、物流、资金流的管理从采购原材料开始,制成中间产品以及最终产品,最后把产品送到

物联网发展现状调研报告

物联网发展现状调研报告 以下提供一篇调研报告给大家参考! 自XX年国际电信联盟(itu)发布《itu互联网报告XX:物联网》正式提出物联网概念后,现代信息通信技术的快速发展和相互融合,促使物联网技术日趋成熟,以“物物智能互联”为核心的时代快速到来。世界主要发达国家相继提出了物联网战略,投入巨资进行研究开发,我国也高度重视物联网产业,在“xx”规划和其他政策意见中做了重点部署,物联网产业迎来了良好发展机遇。 一、物联网概念和关键技术 物联网是在互联网基础上,利用射频识别(rfid)技术、无线通信技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定协议完成物品与物品、人与物品、人与人之间的互连,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。需要利用物联网才能解决的是传统意义上的互联网没有考虑的、对于任何物品连接的问题。 (一)物联网涉及的主要关键技术 一是射频识别技术。射频识别是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号识别对象并获取相关数据,是物联网关键的技术之一。rfid标签,具有读取距离远、穿透能力强、无磨损、抗污染、效率高、信息量大等特点。当带有rfid标签的物品通过特

定rfid读写器时,标签被读写器激活并通过无线电波将标签中的信息传送到读写器以及信息处理系统,完成信息的自动采集。 二是下一代网络技术。下一代网络以软交换为核心的,采用开放、标准的体系结构,能够提供丰富业务,具有分组传送、控制功能从业务中分离、业务提供与网络分离、端到端qos和透明的传输能力、融合固定与移动业务等特征。这些特征对实现物联网人与物品和物品与物品可靠互连具有重要意义,现在已经成为现实的多种装置的互连网络,例如手机互连、移动装置互连、汽车互连等等,都揭示了下一代网络在互连任何物品方面的发展趋势。 三是深度嵌入式系统技术。物联网实现人与物、物与物连接的主要目的是对物理系统的控制,这要求物联网系统具有自我反馈与智能控制的特点,嵌入式系统是实现这一要求的必要手段。嵌入式系统综合了计算机、自动控制、通讯等多项技术,是针对某一应用开发出的智能化机电产品。广泛应用于飞机、汽车、家电、工业装置、医疗器械、监控装置等各类物理设备中,国际上把利用计算技术监测和控制物理设备的嵌入式系统称为深度嵌入式系统。 (二)目前关于物联网的认识误区 一是把传感网或rfid网等同于物联网。事实上传感技术也好、rfid技术也好,都仅仅是信息采集技术。除传感技术和rfid 技术外,gps、视频识别、红外、激光、扫描等所有能够实现自动

物联网应用技术专业市场调研报告

物联网应用技术专业市场调研报告 导语:近年来,互联网络在全球发展迅速,欧美日韩等发达国家已逐渐形成高达上万亿的产业规模。以下是为大家分享的物联网应用技术专业市场调研报告,欢迎借鉴! 一、调研目的 物联网产业是继计算机、互联网后的第三次信息产业浪潮,将形成万亿级的新兴产业。20XX年8月7日, * 总理 * 在视察无锡物联网产业时发表的重要讲话,开启了中国物联网发展的 * ;我国政府在《 * 关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中已将物联网正式列为国家新兴战略性产业。市经济信息委从20XX年组织我市物联网相关力量,开始规划和推进我市物联网,并着手产业布局。市经济信息委提出了重庆物联网发展思路及产业聚集实现的路径,20XX年6月完成了《重庆市“十二五”物联网产业发展规划》。20XX 年3月正式颁布了《重庆市人民政府关于加快推进物联网发展的意见》。 在市经济信息委的积极组织和努力下,市政府与中国移动、中国联通、中国电信分别签署了发展物联网的战略协议。中国移动物联网基地落户了重庆,建成了中国移动的全国物联网研发中心、运营中心和结算中心。中国联通筹备建设近距离无线通讯技术(NFC)基地。* 批准了重庆成为“国家新型工业化电子信息物联网产业示范基地”,重庆成为国家发展物联网的重点区域。 * 电信研究院西部分院落户重庆,建成了国家级物联网检测公共服务平台。成立了重庆市物联网

产业发展联盟,目前联盟会员单位200余家。20XX年,重庆8个重点项目获得首批国家 * 物联网专项资金支持,项目数与资金支持额度名列各省市前茅。上述优质资源的聚集,使重庆发展物联网的优势凸显。 我校组织相关专业教师,对该专业人才需求的调研,目的是获取企业对物联网应用技术专业人才需求的第一手资料,以指导我校培养的物联网专业人才能适应市场需求。 二、调研范围 目前,重庆物联网应用成就主要表现在:中国电信智能调度与实时监控平台的全球眼视频监控系统已在渝中区、南岸区、高新区、九龙坡区、渝北区等区县实施;中国联通在环保监控、车辆定位等方面开展了应用。 因此,我校在对物联网专业人才需求调研过程中,主要以南岸茶园新区物联网产业发展核心区域,北部新区、西永微电子产业园、同兴工业园、双福工业园等多家物联网相关企业作为调研对象。 三、调研方法 市场调研是获取人才需求的重要渠道和方法,我校在对重庆相关物联网行业进行人才需求调研过程中,广泛采用走访、问卷调研、开座谈会、电话问询等多种形式的调研方法相结全合,力争获得精准的调研数据。 四、调研资料 1、行业人才需求分析

物联网企业人才需求调研报告

物联网应用专业人才需求调研报告项目负责人名称: XXX 撰写日期: XXXX年X月X日

目录 一、调研情况概述................................................... (一)调研目的.................................................. (二)调研时间、地点............................................ (三)调研对象.................................................. (四)调研内容.................................................. 二、物联网行业现状与发展趋势....................................... (一)国内物联网行业现状与发展趋势.............................. (二)XXXX市物联网行业现状与发展趋势............................ 三、物联网行业人才需求现状分析..................................... (一)物联网专业从业人员需求现状分析............................ (二)物联网相关人才培养现状.................................... 四、调研结论....................................................... 五、对策与建议.....................................................

关于物联网行业调研报告

平顶山工业职业技术学院行业调研报告 姓名:若虚 班级:物联网一班 学号:000 2016年12月24日

行业调研报告 一、前言 随着科技发展,社会交流的加深,通信行业在市场的需求下不断蓬勃发展,而通信设备以运营商为核心,推进行业发展。互联网产业发展,成为社会不可缺的生产和交易平台,带动的一系列的产业如电子商务通信设备制造的同时也对在高速泛在的信息网络提出更高的要求。 4G牌照的发放,国家带宽战略的确定,5G的到来,物联网技术的发展都给通信市场带来了利好消息,通信行业发展机遇被业界所看好。预计整个通信产业的市场规模继续扩大,包括设备制造商,工程商,软件商,运营商等均有获得机会和机遇。未来,将会有更多的服务商进入通信行业,而通信行业市场因此更加活跃,更加激烈。 二调查的问题和答案 1.行业现状 硬件测试工程师大专以上学历起薪大多在3000至4000元,在工作一两年后可以获得加薪,从20%至50%不等。具有4年以上经验,收入则可翻倍,达到1万元左右。软件测试工程师出现严重短缺的现象是与我国信息产业的发展紧密联系的。信息产业作为我国的支柱产业,对其他各行业所起到的促进作用不可估量。比如说随着电子商务的发展,对中国石化等企业产生了巨大的推动作用,产业经济大幅度

攀升。而信息产业的核心就是软件技术,滞后的软件技术是不可能产生先进的信息产业的。而软件的产业化,主要表现在对软件质量的控制上。随着我国IT行业的发展,产品的质量控制与质量管理将成为企业生存与发展的核心,而能够把质量带动起来的就是软件测试。从软件、硬件到系统集成,几乎每个中大型IT企业的产品在发布前都需要大量的质量控制、测试和文档工作。 2.典型企业 中兴通讯有限公司 3.典型岗位 硬件测试工程师 4.工作内容 职责一: 参与和协助标准化工程师完成产品测试标准的确定工作,并执行工作任务: 1、收集和整理国家相关测试标准 2、结合本企业实际,协助工程司制定本企业的产品标准 3、在测试执行过程中,严格贯穿执行产品标准要求 4、在测试过程中发现的问题或者存在的不足,及时反馈给标准化工程师进行标准的调整和修订 职责二

物联网工程专业发展调研及人才需求报告

物联网工程专业发展调研及人才 需求报告

1、物联网市场数据分析 物联网被世界公认是继计算机、互联网与移动通信网之后`の世界信息产业第三次浪潮.物联网技术和产业`の发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命,是信息产业领域未来竞争`の制高点和产业升级`の核心驱动力.在物联网飞速发展`の今天,高等教育必须紧跟物联网产业发展步伐,做好充分准备. 目前我国物联网已初步形成了完整`の产业体系,具备了一定`の技术、产业和应用基础,在中央系列顶层设计和各地各部门`の不懈努力下,我国物联网发展取得了显著成效.我国物联网产业规模从2009年`の1700亿元跃升至2015年超过7500亿元,年复合增长率超过25%.全球物联网应用仍处于发展初期,物联网在行业领域`の应用逐步广泛深入,在公共市场`の应用开始显现,M2M(机器与机器通信)、车联网、智能电网是近两年全球发展较快`の重点应用领域.以下为我国物联网产业规模同比增长和全球物联网连接数据规模.

中国物联网产业规模 全球物联网连接数规模 (1)国家电网 从电力终端用户设备采购情况来看,2016年,国家电网3次用电信息采集

设备集中招标中,集中器和采集器招标数量为818.10万只;专变采集终端招标数量为120.55万只.2016年,国家电网实现用电信息采集户数4.1亿户,较2015年净增0.93亿户.随着户数`の持续增长,国网2020年实现“全覆盖、全采集、全费控”`の目标,新增市场空间巨大. 2014-2016年国家电网用电信息采集情况 (2)三大运营商 1.中国移动物联网用户数约1 亿,目标到2017 年2亿.2017 年2 月10 日中国移动公告称将启动中国移动2017 年物联网卡产品集采,计划采购2700 余万张物联网USIM 卡. 2.中国电信物联网用户数接近2000 万,根据预计2017 年将实现净增用户2500 万,2018 年实现过亿目标. 3.中国联通2016 年上半年就实现物联网连接数净增长1050 万,加上后续老平台向新平台迁移用户(1000多万),新平台累计用户数从15 年底`の300 万增长到2016 年底近3000万,计划2017 年实现7000 万目标.

调查报告:高校基于物联网的智慧校园建设及发展调查报告

高校基于物联网的智慧校园建设及发展调查报告 1 背景介绍 物联网的兴起2009年8月,温家宝同志在视察中科院无锡物联网产业研究所时提出“感知中国”的概念,由此,物联网受到全社会极大的关注。物联网(Internet of Things,IoT,也被称为Web of Things)指的是将各种信息传感设备如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等各种装置与互联网结合起来形成的一个巨大网络。单从字面上不难理解,物联网是一个将“物与物”连接起来的巨大网络,它在互联网将“人与人”在虚拟的世界中连接起来的基础上,延伸至将“人与物”相连,甚至将“物与物”相连,将虚拟世界中的人与现实世界中的物结合,恰当地解决了互联网虚拟性的缺陷,为人们的生活带来极大的便利。 物联网在智慧校园中的应用现状随着高校招生规模的不断扩大,各大高校的建设规模也在日益增长,传统的学校生活与教学方式已无法满足信息膨胀现状下学生的需求。充分运用互联网、物联网等技术建设智慧校园已经成了学校建设的必然要求。

各大高校都在积极探索,全面建设智慧校园,服务师生。本文以无锡市江南大学为例,进行应用现状介绍。 物联网在智慧校园中的应用主要体现在校园生活和教学管理这两大方面。 1)校园生活。在校园生活方面,江南大学对以下几个方面的智慧校园进行建设。 ①“校园一卡通”应用。基于RFID技术,学校将饭卡、浴室卡、打水卡、晨跑卡、借书卡、门禁卡等集合于一体,真正实现了一卡吃饭、洗浴、打水、出入宿舍等强大的功能,为学生生活提供“一卡走校园”的便利。 ②智慧节能校园应用。在利用物联网进行节能型校园建设方面,学校研发了智能化照明系统、水电监测系统、能耗额定管理、漏水监测、用气监测、预付费管理等节能应用系统,并投入使用,实现了“低碳校园”“绿色校园”的目标。 ③数字图书馆的应用。针对图书馆拥有繁杂信息量的特点,学校建设了数字图书馆网站。一方面,可以连接至CNKI等网站,为学生提供丰富的数字图书文献资源;另一方面,可以让学生随时随地查找自己需要的书籍在图书馆的位置,便于寻找。 2)教学管理。在教学管理方面,主要通过对教务管理系统、网络教学平台等平

物联网发展现状调研报告(完整版)

报告编号:YT-FS-8706-76 物联网发展现状调研报告 (完整版) After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas. 互惠互利共同繁荣 Mutual Benefit And Common Prosperity

物联网发展现状调研报告(完整版) 备注:该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告,并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。文档可根据实际情况进行修改和使用。 以下提供一篇调研报告给大家参考! 自XX年国际电信联盟(itu)发布《itu互联网报 告XX:物联网》正式提出物联网概念后,现代信息通 信技术的快速发展和相互融合,促使物联网技术日趋 成熟,以“物物智能互联”为核心的时代快速到来。 世界主要发达国家相继提出了物联网战略,投入巨资 进行研究开发,我国也高度重视物联网产业,在“xx” 规划和其他政策意见中做了重点部署,物联网产业迎 来了良好发展机遇。 一、物联网概念和关键技术 物联网是在互联网基础上,利用射频识别(rfid) 技术、无线通信技术、红外感应器、全球定位系统、 激光扫描器等信息传感设备,按约定协议完成物品与

物品、人与物品、人与人之间的互连,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。需要利用物联网才能解决的是传统意义上的互联网没有考虑的、对于任何物品连接的问题。 (一)物联网涉及的主要关键技术 一是射频识别技术。射频识别是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号识别对象并获取相关数据,是物联网关键的技术之一。rfid标签,具有读取距离远、穿透能力强、无磨损、抗污染、效率高、信息量大等特点。当带有rfid标签的物品通过特定rfid 读写器时,标签被读写器激活并通过无线电波将标签中的信息传送到读写器以及信息处理系统,完成信息的自动采集。 二是下一代网络技术。下一代网络以软交换为核心的,采用开放、标准的体系结构,能够提供丰富业务,具有分组传送、控制功能从业务中分离、业务提供与网络分离、端到端qos和透明的传输能力、融合固定与移动业务等特征。这些特征对实现物联网人与

物联网产业发展与人才需求调研报告(最终版)讲解

物联网工程专业调研报告 物联网被世界公认是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命,是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。在物联网飞速发展的今天,高等教育必须紧跟物联网产业发展步伐,做好充分准备。 一、物联网产业发展情况 1.物联网的定义 物联网的概念最早于1999 年提出。物联网的英文名称为“The Internet of Things ”,由这个英文名称,我们可以更好的理解物联网的两层意思: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,物联网不仅仅是现在的互联网的延伸,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。中国通信标准化协会对于物联网的定义是: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。 2.国外物联网产业发展现状 2008 年爆发的国际金融危机使世界经济出现一些新动向和新趋势,加快了产业的转型升级,而现代通信技术、计算机信息技术和传感技术的广泛应用,使得大规模发展物联网及相关产业的时机日趋成熟,一些发达国家和地区纷纷加快对物联网的研究和发展,将物联网作为未来发展的重要领域。 2009 年,美国IBM 公司首席执行官彭明盛首次提出以物联网应用为核心的"smart earth智慧地球"概念,得到了奥巴马政府的积极回应和支持,其经济刺激方案将投资110 亿美元用于智能电网及相关项目。 2009 年6 月,欧盟委员会递交的《欧盟物联网行动计划》将物联网上升至区域战略高度,希望物联网能帮助提升欧洲的竞争力,确保欧洲在建构新型互联网的过程中起主导作用。2009年9月,欧盟发布《欧盟物联网战略研究路线图》,提出欧盟到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 个主要应用领域和识别、数据处理、物联网架构等12 个方面需要突破的关键技术。 日本是较早提出物联网的国家之一。2004 年日本提出了今后五年的国家信息化战略——u-Japan 战略,即泛在网战略。2009 年日本又颁布了新的i-Japan 战略,希望通过执行i-Japan 战略,开拓支持日本中长期经济发展的新产业,大力发展以绿色信息技术为

物联网专业项目总结报告XX1212

物联网专业项目总结报告XX1212 福建对外经济贸易职业技术学院福建省示范性高等职业院校建设 物联网应用技术专业 总结报告 二0一三年十一月

目录 一、项目概况 (3) (一)项目建设总体目标 (4) (二)项目建设具体目标 (5) 二、项目建设完成情形 (7) (一)完成了项目建设总体目标任务 (7) (二) 创新了“订单培养,学徒教育”的人才培养模式 (9) (三)构建了以工作过程为导向的课程体系 (11) (四)形成了双师结构的教学团队 (11) (五)建成适应物联网进展和高技能人才培养培训的实训条件 (12) (六)广泛开展对外技术服务,提升了专业服务产业能力 (12) 三、项目建设的突出成效 (13) (一)校企合作开展专业调研,完善优化了人才培养模式 (13) (二)精心设计论证,制定了科学合理的课程体系 (14) (三)校企共同开发课程,教材和课程建设成果显著 (18) (四)专兼教师结对子,校企共建双师结构教学团队 (23) (五)校企共建校内外实训基地,强化了实践育人新模式 (30) (六)立足区域经济,提升了专业服务产业能力 (32) 四、项目资金预算与执行情形 (34) 五、示范与辐射作用 (38) (一)以重点建设专业为龙头,引领专业群的建设与进展 (38) (二)创新人才培养模式,示范成效突显 (39) (三)以项目设计为载体,强化社会服务能力 (40) 六、摸索与展望 (40) (一)专业结构与布局尚需完善 (40) (二)专业建设质量和整体水平有待进一步提高 (41) (三)“双师”结构教学团队建设有待进一步完善 (41) (四)下一步工作打算与建议 (42)

关于物联网行业调研报告

平顶山工业职业技术学院 行业调研报告 姓名:若虚 班级:物联网一班 学号:000 日24月12年 2016. 行业调研报告 一、前言 随着科技发展,社会交流的加深,通信行业在市场的需求下不断蓬勃发展,而通信设备以运营商为核心,推进行业发展。互联网产业发展,成为社会不可缺的生产和交易平台,带动的一系列的产业如电

子商务通信设备制造的同时也对在高速泛在的信息网络提出更高的要求。 4G牌照的发放,国家带宽战略的确定,5G的到来,物联网技术的发展都给通信市场带来了利好消息,通信行业发展机遇被业界所看好。预计整个通信产业的市场规模继续扩大,包括设备制造商,工程商,软件商,运营商等均有获得机会和机遇。未来,将会有更多的服务商进入通信行业,而通信行业市场因此更加活跃,更加激烈。 二调查的问题和答案 1.行业现状 硬件测试工程师大专以上学历起薪大多在3000至4000元,在工作一两年后可以获得加薪,从20%至50%不等。具有4年以上经验,收入则可翻倍,达到1万元左右。软件测试工程师出现严重短缺的现象是与我国信息产业的发展紧密联系的。信息产业作为我国的支柱产业,对其他各行业所起到的促进作用不可估量。比如说随着电子商务产业经济大幅度对中国石化等企业产生了巨大的推动作用,的发展,攀升。而信息产业的核心就是软件技术,滞后的软件技术是不可能产生先进的信息产业的。而软件的产业化,主要表现在对软件质量的控制上。随着我国IT行业的发展,产品的质量控制与质量管理将成为企业生存与发展的核心,而能够把质量带动起来的就是软件测试。从软件、硬件到系统集成,几乎每个中大型IT企业的产品在发布前都需要大量的质量控制、测试和文档工作。 2.典型企业

对物联网认知的调研报告

对物联网认知的调研 报告 姓名:王亚婷 学号:111309072 班级:电子商务 时间:2012-12-28

目录 一、对物联网的初步了解------------------------------------() 二、物联网调查背景(我国物联网的发展现状)-------() 三、调研方法-----------------------------------------------------() 四、此次调研的主要目的--------------------------------------() 一、对物联网的初步了解 现代信息通信技术的快速发展和相互融合,促使物联网技术

日趋成熟,以“物物智能互联”为核心的时代快速到来。世界主要发达国家相继提出了物联网战略,投入巨资进行研究开发,我国也高度重视物联网产业,在“十二五”规划和其他政策意见中做了重点部署,物联网产业迎来了良好发展机遇。 物联网是在互联网基础上,利用射频识别(RFID)技术、无线通信技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定协议完成物品与物品、人与物品、人与人之间的互连,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。需要利用物联网才能解决的是传统意义上的互联网没有考虑的、对于任何物品连接的问题。 二、物联网调查背景(我国物联网的发展现状) 我国早在1999年就开始进行无线传感网络及其应用研究,国家自然科学基金、“863”计划、国家科技重大专项等都部署了物联网相关技术攻关,并在芯片、通信协议、协同处理、智能计算等领域取得突破,技术研发和标准制定走在世界前列,是为数不多能够实现产业化的国家。2009年10月,国务院出台《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,将物联网列为新一代信息技术产业的主要领域,国家发改委、工信部、财政部、科技部等多部委也在加紧研究制定物联网产业发展规划,积极为物联网产业发展营造良好环境。

物联网行业现状及未来展望的调研报告

物联网行业现状及未来展望的调研报告 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

物联网行业发展现状及未来展望调研报告 一、物联网国内国际发展背景 (一)国内发展背景。 我国于2009年提出“感知中国”战略,推动物联网进入高速发展快车道。2013年初,《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》印发,提出要实现物联网在经济社会各领域的广泛应用,掌握物联网关键核心技术,基本形成安全可控、具有国际竞争力的物联网产业体系,使物联网成为推动经济社会智能化和可持续发展的重要力量,并发布了顶层设计、技术研发、标准研制、产业支撑、商业模式、法律法规、信息安全等10项行动计划。 近年来,相关部委支持物联网发展的政策密集出台,工信部发布《物联网“十二五”发展规划》,提出在核心技术研发与产业化、关键标准研究与制定、产业链条建立与完善、重大应用示范与推广等方面取得显着成效;科技部和交通运输部也分别发布关于推动智能电网和智能交通的专项规划和发展战略。不少地方政府也出台物联网专项规划、行动方案和发展意见,从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。 未来几年,物联网将迎来井喷式发展。经济提质增效和产业转型升级将使物联网发展优势更加突出,社会转型将为国内物联网应用提供更广阔的市场,新技术的突破将带来产业的规模化发

展。特别是在工业自动控制、环境保护、医疗卫生、公共安全等领域开展了一系列应用试点和示范,并取得了初步进展。 物联网的广泛应用不仅将改造提升传统产业,促进先进制造业的发展,更将培育发展新兴产业,促进现代服务业的发展。 我国物联网发展与全球基本同步。统计数据显示,目前我国物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%,创新活力突出,对产业发展推动作用巨大; 已初步形成环渤海、长三角、泛珠三角以及中西部地区四大区域集聚发展的空间格局,已有4个国家级物联网产业发展示范基地和多个物联网产业基地。 当下,我国物联网已形成包括芯片和元器件、设备、软件、系统集成、电信运营、物联网服务在内的较为完整的产业链,2014年产业规模超过6000亿元,其中机器到机器(M2M)终端数量超过6000万,无线射频识别(RFID)产业规模超过300亿元,传感器市场规模接近1000亿元。 (二)国际发展背景。 当前,世界各国的物联网基本都处于技术研究与试验阶段。美、日、韩、欧盟等都正投入巨资深入研究探索物联网,并启动了以物联网为基础的“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”、“物联网行动计划”等国家性区域战略规划。这为我国物联网企业追赶世界先进水平提供了良好的机遇,在物联网领域,我国企业有望赶超发达国家先进水平,并有机会引领世界,这需要我国企业努力奋斗。

物联网发展现状调研报告范文

物联网发展现状调研报告范文Research Report Model of Internet of things 汇报人:JinTai College

物联网发展现状调研报告范文 前言:工作报告是指党的机关、行政机关、企事业单位和社会团体,按照有关规定,定期或不定期地向上级机关或法定对象汇报工作,汇报的内容包括近一段的工作情 况和下一段工作部署。本文档根据工作报告内容要求展开说明,具有实践指导意义,便于学习和使用,本文档下载后内容可按需编辑修改及打印。 自20xx年国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》正式提出物联网概念后,现代信息通信技术的快速发展和相互融合,促使物联网技术日趋成熟,以“物物智能互联”为核心的时代快速到来。世界主要发达国家相继提出了物联网战略,投入巨资进行研究开发,我国也高度重视物联网产业,在“十二五”规划和其他政策意见中做了重点部署,物联网产业迎来了良好发展机遇。 一、物联网概念和关键技术 物联网是在互联网基础上,利用射频识别(RFID)技术、无线通信技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定协议完成物品与物品、人与物品、人与人之间的互连,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。需要利用物联网才能解决的是传统意义上的互联网没有考虑的、对于任何物品连接的问题。

(一)物联网涉及的主要关键技术 一是射频识别技术。射频识别是一种非接触式的自动识 别技术,通过射频信号识别对象并获取相关数据,是物联网关键的技术之一。RFID标签,具有读取距离远、穿透能力强、 无磨损、抗污染、效率高、信息量大等特点。当带有RFID标 签的物品通过特定RFID读写器时,标签被读写器激活并通过 无线电波将标签中的信息传送到读写器以及信息处理系统,完成信息的自动采集。 二是下一代网络技术。下一代网络以软交换为核心的, 采用开放、标准的体系结构,能够提供丰富业务,具有分组传送、控制功能从业务中分离、业务提供与网络分离、端到端QoS和透明的传输能力、融合固定与移动业务等特征。这些特 征对实现物联网人与物品和物品与物品可靠互连具有重要意义,现在已经成为现实的多种装置的互连网络,例如手机互连、移动装置互连、汽车互连等等,都揭示了下一代网络在互连任何物品方面的发展趋势。 三是深度嵌入式系统技术。物联网实现人与物、物与物 连接的主要目的是对物理系统的控制,这要求物联网系统具有自我反馈与智能控制的特点,嵌入式系统是实现这一要求的必要手段。嵌入式系统综合了计算机、自动控制、通讯等多项技

物联网产专业调研报告

物联网产专业调研报告 物联网被世界公认是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命,是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。在物联网飞速发展的今天,职业教育必须紧跟物联网产业发展步伐,做好充分准备。 我国早在十多年前就开始了物联网相关领域的研究,在国家自然科学基金、国家"863"计划、国家科技重大专项等科技计划中已部署物联网相关技术研究并取得重大进展,与欧美发达国家处于同一起跑线,是当前制定物联网国际标准的主导国之一。国务院总理温家宝在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告时提出要大力培育战略 性新兴产业,加快物联网的研发应用。其后温总理多次在发表的讲话中强调要促进物联网技术的应用开发。工信部也明确表示物联网已正式列入国家重点发展的五大战略性新兴产业之一。在政府的大力号召下,我国的物联网得到前所未有的重视和发展。目前,北京、上海、江苏、成都、福建、浙江、深圳等多个省、市先后制定了物联网产业发展规划或行动方案,出台扶持产业发展的相关优惠政策。从全国来看,物联网产业正在逐步成为各地战略性新兴产业发展的重要领域。 物联网的关键技术包括传感器技术、识别技术、计算技术、软件技术、纳米技术、嵌入式智能技术等。物联网技术可以分为三类:感知技术通过多种传感器、RFID、二维码、定位、地理识别系统、多媒

体信息等数据采集技术,实现外部世界信息的感知和识别;网络技术通过广泛的互联功能,实现感知信息高可靠性、高安全性进行传送,包括各种有线和无线传输技术、交换技术、组网技术、网关技术等;应用技术通过应用中间件提供跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同及共享和互通的功能,包括数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现、服务体系架构、软件和算法技术等。RFID技术集成了无线通信、芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术,传感网技术及其发展体现在传感器、传感器节点、传感器网络和应用四个层面。M2M技术包括数据网络技术,比如蜂窝移动通信、以太网、有线电视网、电力线等有线通信技术;另外还有基于具体业务的传感、网关、软件应用等技术。 根据物联网系统架构、产业链及关键技术,我们可以看到物联网的发展所需要的人才主要包括以下几个方面:

物联网调查报告

物联网调查报告 日期:2011年7月23日、 调查方:姚骏玮 一、概述 调查背景 近年来,信息技术领域出现了“物联网”“云计算”“智慧地球”等一系列新概念。这些新概念受到一些业内人士的推崇,认为世界会因此而改变;但也有人质疑说,这些概念是新瓶装旧酒,在核心内容上没有多少新意,更多出于经济目的。 “物联网”的概念是在1999年提出的,它的定义很简单: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。国际电信联盟2005年一份报告曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。 毫无疑问,如果“物联网”时代来临,人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而,不谈什么隐私权和辐射问题,单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代,但这个过程可能需要很长很长的时间。 调查目的 通过了解物联网等相关信息找出增值业务的开发方向 调查对象和调查内容 物联网的相关信息,如定义,工作原理,技术,发展方向,发展前景等。 调查研究的方法 通过搜索引擎在互联网上寻找相关资料

二、正文: 物联网的概念 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”。由此,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)、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,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网体系架构 从技术架构上来看,物联网可分为三层: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。 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。 物联网与互联网的联系 物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系 物联网的应用 物联网的工作原理 物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。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

物联网行业调研报告

关于物联网行业调研报告

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平顶山工业职业技术学院行业调研报告 姓名:若虚 班级:物联网一班 学号:20152000000 2016年12月24日

行业调研报告 一、前言 随着科技发展,社会交流的加深,通信行业在市场的需求下不断蓬勃发展,而通信设备以运营商为核心,推进行业发展。互联网产业发展,成为社会不可缺的生产和交易平台,带动的一系列的产业如电子商务通信设备制造的同时也对在高速泛在的信息网络提出更高的要求。 4G牌照的发放,国家带宽战略的确定,5G的到来,物联网技术的发展都给通信市场带来了利好消息,通信行业发展机遇被业界所看好。预计整个通信产业的市场规模继续扩大,包括设备制造商,工程商,软件商,运营商等均有获得机会和机遇。未来,将会有更多的服务商进入通信行业,而通信行业市场因此更加活跃,更加激烈。 二调查的问题和答案 1.行业现状 硬件测试工程师大专以上学历起薪大多在3000至4000元,在工作一两年后可以获得加薪,从20%至50%不等。具有4年以上经验,收入则可翻倍,达到1万元左右。软件测试工程师出现严重短缺的现象是与我国信息产业的发展紧密联系的。信息产业作为我国的支柱产业,对其他各行业所起到的促进作用不可估量。比如说随着电子商务的发展,对中国石化等企业产生了巨大的推动作用,产业经济

大幅度攀升。而信息产业的核心就是软件技术,滞后的软件技术是不可能产生先进的信息产业的。而软件的产业化,主要表现在对软件质量的控制上。随着我国IT行业的发展,产品的质量控制与质量管理将成为企业生存与发展的核心,而能够把质量带动起来的就是软件测试。从软件、硬件到系统集成,几乎每个中大型IT企业的产品在发布前都需要大量的质量控制、测试和文档工作。 2.典型企业 中兴通讯有限公司 3.典型岗位 硬件测试工程师 4.工作内容 职责一: 参与和协助标准化工程师完成产品测试标准的确定工作,并执行 工作任务: 1、收集和整理国家相关测试标准 2、结合本企业实际,协助工程司制定本企业的产品标准 3、在测试执行过程中,严格贯穿执行产品标准要求 4、在测试过程中发现的问题或者存在的不足,及时反馈给标准化工程师进行标准的调整和修订

工业物联网调研报告

工业物联网调研报告

第一章绪论 1.1课题的背景 随着信息技术的飞速发展,网络涉及的领域持续增多,人们对于网络的依赖性越来越大,网络已经成为现代社会不可缺少的一个组成部分,物联网是信息技术积累到今天的一个发展机遇。 特别是在全球金融危机背景下,作为新一轮IT革命,物联网被看作是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,受到业界的广泛关注。随着物联网概念的逐步拓展,物联网是什么,物联网能够干什么,特别是运营商应该做些什么,这些已经成为了当今热议的话题。 物联网,从广义上说,主要解决人到人,人到物品,物品到物品之间的互连。“这里与传统互联网存在着明显的不同,从狭义上说,物联网就是通常所说的“传感器网”,传感器就是能感知外界信息,并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置。“中国移动从技术架构上把物联网划分为三层:感知层、网络层和应用层。通俗来讲,第一层感知层,是由各种传感器及传感器网关组成,该层就是全面感知,就是让物如同人一样拥有视觉、听觉、嗅觉,是物联网进行识别物体和采集信息的来源;第二层网络层,就像人的神经中枢和大脑,通过该层可以利用现有的各种各样的无线和有线通信技术进行信息的传递并保证其可靠性;第三层应

用层,相当于一个用于实现智能应用的接口,将采集到的数据根据行业需求进行处理和展示”。目前,物联网已经在多个领域得到应用,如智能家居、智能电网、智能交通、医疗服务、农业环境监测、物流配送等。 由此可见,物联网有着巨大的市场和发展潜力,物联网产业链如图1-1所示。 图1-1 物联网产业链 然而,目前物联网产业链中存在一定问题,制约着物联网产业的发展,具体问题如下: (1)由于各个行业间存在差异,一般情况下,一个物联网业务集成商仅仅关注一个具体的行业,同时限于供应商供货的时间,使得项目周期过长; (2)行业用户初期投资大;同时,技术标准不统一使得用户很难重新选择其它厂商的产品; (3)客户修改量大、产品通用性差等问题使得物联网设备提供商部署、维护工作量大; (4)网络运营商只能提供通信通道,不能充分发挥其优势所在;

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WORD格式 燕山大学 《物联网技术与应用》结课报告 学院(系):电气工程学院 年级专业:17级控制工程 学号:S17085210004 学生姓名:张宏升

基于机智云的智能家居系统 一、应用背景与意义 1.1应用背景 20世纪60年代初到80年代初,国外住宅电子化开始出现;80年代中期,形成了住宅自动化概念;国内90年代初,出现了通过总线技术对 住宅中各种通信/家电/安防设备进行监控与管理的商用系统,这在美国被称为SmartHome,也就是现在智能家居的原型。 基于机智云的智能家居系统依托河北省自动化研究所现有的“国家中小企业公共服务示范平台”、“河北省中小企业公共服务示范平台”、“河北 省中小企业产业集群技术服务中心”、“河北省中小企业技术创新公共服务示范机构”先后承担科研课题140余项,其中获省厅级以上各种奖励70多项,成果转化率达90%以上,为本项目的成果转化提供了有力的保障。1.2应用意义 从目前的发展趋势来看,在未来几年里,家庭安防、智能家居行业将成为中国的主流行业之一,其市场的发展前景是非常广阔的。预计今后几年内全世界将有近亿的家庭构建家庭网络。 二、设计方案 基于机智云的智能家居系统最终要实现可以在手机应用程序上远程控制家里的电灯、插座、红外遥控电器的开关以及他们的定时时间,也可以在住宅内的智能网关控制系统上,通过网关携带的图形化人机交互界面设置电灯控制模块、插座控制模块、红外电器遥控模块、门窗开合警报模块、语音模块的所有功能以及监控来自云端的实时遥控命令。 因为采用了“机智云”的物联网技术方案,使手机应用程序端能与智能网关保持快速数据通信。智能网关是整个设计的核心,能起到承上启下的作用,所以设计了STM32主控芯片、高清彩色触控屏、WIFI模块加双发 无线通信模块这一方案。STM32主控芯片负责处理来自WIFI模块、触控 屏和无线通信模块的数据,并把数据重新打包分发出去,触控屏独立负责

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