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物联网导论论文2000字左右

来源:免费论文网 | 时间:2016-11-24 09:32:16 | 移动端:物联网导论论文2000字左右

篇一:物联网导论论文

论物联网导论中的感知层

摘要:物联网是现今整个信息化产业的新宠和发展方向,从“智慧地球”到“感知中国”,“物联网”成为全球瞩目的关键词。将物联网作为新的科技革命以推进社会变革,使其成为创新型济的巨大推动力物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业,在其发展的同时还带动传感器、微电子、视频识别等一系列产业的同步发展,带来巨大的产业集群生产效益。未来各种通信技术将从平行、独立地发展最终逐步走向融合。

关键词:物联网、感知层、技术关键

物联网分为感知层、网络层和应用层,感知层由各种具有感知能力的设备组成,主要用于感知和采集物理世界中发生的物理事件和数据。感知层至关重要,是物物相连的基础,深入的了解物联网感知层的网络层部分为建立低成本、高效、灵敏的物联网络提供一定得一局。因此,这篇论文将针对物联网的感知层结构以及其相关内容进行探讨研究。

一、国内外研究现状和未来发展趋势

在当前,物联网发展进程中,技术趋势呈现出融合化、嵌入化、可信化和智能化的

特征。国内新一代宽带无线通信、高性能计算与大规模并行处理技术、光子和微电

子器件与集成系统技术、传感网技术、物联网体系架构及其演进技术等研究与开发

取得重大进展,先后建立了传感技术国家重点实验室、传感器网络实验室和传感器

产业基地等一批专业研究机构和产业化基地,开展了一批具有示范意义的重大应用

项目。

欧盟委员会认为,物联网的发展应用将在未来的5~15年中为解决现代社会问题带

来巨大的贡献。RFID技术被列为欧洲发展的重点

物联网被美国列为振兴经济的两大工具之一,被欧盟定位成使欧洲领先全球的基础

战略。业界认为“物联网”是继计算机与互联网后的又一次信息化浪潮。

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。。在未来的一段时

间内,我们将深刻的感受到物联网给我们的生活带来的巨大改变。

二、物联网概述

“物联网”是我国对物物相连的概念,国际上面还是称呼其为Interner of Things,简称IoT,也是“传感网”在国际上的通称。通俗的讲,物联网就是万物都可以上网,物体通过装入射频识别设备、红外感应器、全球定位系统或其他方式进行连接,然

后接入到互联网或移动通信网络,最终形成智能网络,通过电脑或手机实现对物体的智能化管理。

物联网是一次代表未来计算机和通信发展水平的技术改革,而且它的发展也取决于许多重要领域的动态技术创新。将人们需要感知的物体连成网,便于感知、监控、操作、处理等,使物体更好的为人们所用。

从技术角度讲,物联网应该具备3个特征,一是全面感知,二是可靠传递,三是智能处理。

植入感应器而后有感知,感知后有信息,而后有信息分析处理,反向就可以监控状态、操作方向、处理问题,当然中间会通过各种方式双向传送信息。

基本应用大体分为三类:信息识别及位置监控、动态监测类、智能控制类。

物联网的一个突出特点就是将跨行业的物品信息,通过统一的接口标准和标识标准,集中存储、处理,实现跨行业信息资源共享,更广范围的协调处理,让世界变得更有“感知力”,更加“智慧”。

三、物联网的关键技术

物联网的结构大致可以分为3个层次:首先是传感网络。以二维码、RFID、传感器 为主,实现物的识别;其次是传输网络,通过现有的互联网、广电网络、通信网络或者未来的NGN(下一代网络),实现数据的传输与计算;第三是应用网络,即输入/输出控制终端,可基于现有的手机、PC等终端进行。

物联网的核心技术包括射频识别、WSN、红外感应器、全球定位系统、internet与移动网络、网络服务、行业应用软件。在这些技术中,又以底层嵌入式设备芯片开发最为关键,引领整个行业的上游发展。

四、物联网感知层标准体系架构

物联网技术体系架构分为感知层、网络层、应用层3个层次。感知层由各种具有感知能力的设备组成,主要用于增加传感器网络接入及管理能力。感知和采集物理世界中发生的物理事件和数据;网络层包括各种通信网与物联网形成的承载网络,可以将感知层感知和采集的数据通过现有通信网络上传给应用层,完成感知层和应用层之间的信息通信。

物联网感知层不但包含网络、通信、信息处理、传感器、安全、服务技术、标识、定位、同步等传统技术,还涉及到协同处理等新技术,覆盖范围较宽。国际国内相关标准化组织已经开始进行物联网感知层的标准架构研究,但各自的定义不统一,

针对性也不同。

物联网感知层分为两个层面:基础平台标准和应用层面。基础平台标准是根据物联网感知层的共同特征和技术需求提炼出来的,包含技术术语、接口、通信与网络、协同信息处理、信息服务支持、网络安全与隐私、一致性和互用性测试等模块。应用层面中的典型应用可以通过对基础平台标准的剪裁进行定制。

五、关于物联网的感知层

在感知层,物联网的终端形态包括普通物联网终端、M2M终端、感知接入网关、感知子网节点、终端外设及卡识读物。

普通物联网终端是指嵌入远距离通信模块的通信设备,包含终端中间件和终端应用两部分,终端中间件是终端能力的汇集、封装和开放的部件,终端应用是驻留在终端上的应用。终端外设是指传感器、控制器、GPS、摄像头、条码读写器、RFID读写器等外部装置。感知接入网关是指将感知层子网接入运营商网络的网关设备,包括网关中间网和网关应用两部分。

物联网感知层的研究还处于起步阶段,需要研究和解决的问题很多,感知层标准体系的搭建无疑是感知层各种技术研究的前提和基础,对感知层功能的有效实现至关重要。

六、学习体会及启发

以前未涉足物联网领域的大门的时候,对这个领域的东西的了解仅限于这三个字而已。后来学习了这门课程,慢慢的知道了物联网的基本功能在于人与人、人与物、物与物之间在任何时间和任何地点都能够通过任何的网络获取任何的服务。简单说来就是将各个行业的多种物品通过网络联系到一起。

我觉得这门技术在未来的发展前景是非常好而且巨大的,因为无论是哪一种技术,其最终的终极目标也是要融合在一起,像顶端的学术研究里数理化三者是并不分家而融为一体的一样。而物联网恰恰有这样的能力,将不同的事物及人联系到一起,在世界这个大家庭下是非常重要的技术。

篇二:物联网导论论文参考

上海电机学院

物联网工程导论期末论文

题 目基于物联网技术实现的智能插座学 院(系)电子信息 专 业物联网工程班 级物联网1311学 号131003320122 姓 名李明泉 导 师刘 红

完成日期:2015年 6月18日

1绪论

1.1 物联网的结构

物联网的网络结构大

体上可以分为 3 层,包括感知层、 网络层、 应用层 3 个组成部分。感知层,又叫传感层, 可以当成是物联网的皮肤和五官,于采集信息和识别物体。 主要由各种具备感知能力的设备组成,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、 M2M 终端、 传感器网络等。 在这个层次主要是实现对

物体的感知和识别。网络层

是物联网的大脑神经中枢和信息处理中心。将从感知层获取的相关信息通过各种物联网网关、 M2M 终端设备,共享式网关等, 交由相应的网络实现信息传递和处理。 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。应用层是物联网的综合业务处理系统,通过与行业专业技术的深度融合,并结合行业需求, 实现行业的智能化过程,提供专业的系统应用服务和解决方案。

1.2 智能插座背景

随着社会科技的不断进步,各式各样的电子产品已经慢慢融入到了我们的生活,这也就意味着我们需要更多的能源来维持我们的生活正常的进行,但是,这个社会是一个能源逐渐枯竭的社会,节约能源又成为了这个社会的主题。所以,为了解决这样一对矛盾,我们了解到,越来越多的产品有了待机功能,如电视机,电脑,冰箱,空调等家用电器。据调查,我国城市家庭的平均待机能耗,相当于每个家庭每天都在亮着一盏15瓦到30瓦的长明灯。据测算,家电待机能耗占到中国家庭电力消耗的10%以上。而正是由于这种长期的待机状态,使得插座的负荷也越来越大,带来了非常严重的安全隐患。除此之外,也使得电器的寿命大大缩短。智能家居从一个小插座开始插座是普通得不能再普通的产品,智能化则给其带来了无限可能,从单一的智能插座到智能插座和智能控制器的结合再到智能家居平台的扩展这个智能功能不断完善的过程实际上也是人们对智能家居产品需求不断增加的过程,而这一切,都是从一个小小的智能插座开始。

所以这个的产品具有以下意义:

1) 节约能源;

2) 消除安全隐患;

3) 延长家用电器的使用寿命;

4) 使人们的生活更加方便,简单。

1.3智能插座前景

智能插座不仅应用在家居生活中。在信息化高度发展的今天,工业用电环境

对于插座智能化提出更高要求。如IDC数据机房,机房设备的更新和投入已成为机房建设中的一个重头戏。要保障设备高效率的运转,智能化机柜插座(PDU)的选择决定了整个机房的配电智能水平。在无形的用电世界里,高科技产品的换代和研发,成为整个机房配电技术环境的有力保障

日益精准的行业需求呼吁可以实现网络智能电源分配和远程的设备控制,从而彻底打破距离和地域限制,在世界任何地方通过局域网/广域网对机房电源进行智能管理。同时,监控PDU设备应可以获知机房供电系统的的变化时间和变化度,从而及时排除机房供电系统的异常状态。根据设备的耐受综合要求来设定电压/电流门限预警值,从而保障机房设备安全。

举例来说,突破远程智能PDU除在各政府机关,银行、海关,煤矿,学校获得大量使用外,也在电信级巨型数据机房得到重点应用。而这些用户通常可以获得的利益是:

1、 通过局域网或者广域网用电设备进行开机、关机和重新启动等操作 对设备取电的智能性,远程可控性达到更高要求。

2、 同时监视负载分路电流、总电流、总电能、零火电压、零地电压和温度等;对机房设备用电实现点到点的统计和用电环境监测。总电能的了解便于计费的需要。

3、 多层密码设置,对于设备失败和设备死机等问题,实现远程恢复,减少手动干预,减少现场人员维护的成本,提高故障恢复的效率。

4、可实现定时关断每一位输出插孔单元的电源的动作,同时监视每个输出插孔的开关状态。

我想,在不久的将来,物联网技术会遍布生活的方方面面,我们将离不开物联网的生活,智能插座也将带给人们跟多的作用。

2插座实现

2.1 感知层

射频插件工作原理:阅读

器通过发射天线发送一定频

率的射频信号,当射频卡进入

发射天线工作区域时产生感

应电流,射频卡获得能量被激

活;

射频卡将自身编码等信息

通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作。

温度传感器的工作原理热电偶由两个不同材料的金属线组成,在末端焊接在一起。 再测出不加热部位的环境温度,就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体,所以称之为热电偶。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围,它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时,输出电位差的变化量。大多数金属材料支撑的热电偶而言,这个数值大约在5~40微伏/℃之间。环境插件可感知温度、湿度和光照三项参数。从外观上看,环境插件外壳有很多孔,可以让空气自由流通进入插件内部,通风设计有利于插件内部的温度传感器和湿度传感器更准确探测到周围环境的温度和湿度情况;而光线亮度感应器则安装在插件的顶端位置上。电路板正面的温度传感器采用Dallas 18B20芯片;背面是湿度传感器;位于两者之间的是光敏二极管,用于感应光线亮度。 遥控插件内置有五个红外线发射管,三个排成扇形,两个垂直于电路板两面,可有效地增加红外线发射角度,让分布在各个方位的电器设备能更好接收到红外线编码指令;插件内部电路析上还有一个红外线接收器,对于App上没有内置红外编码的电器,通过接收器可学习这些电器的红外遥控编码。

2.2 网络层

网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送,具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。如果您想用尽量少的词来记住网络层,那就是“路径选择、路由及逻辑寻址”。网络层为了说明网络层的功能,如图4.1所示的交换网络拓扑结构,它是由若干个网络节点按照任意的拓扑结构相互连接而成的。网

络层关系到通信子网的运行控制,体现了网络应用环境中资源子网访问通信子网的方式。网络层从物理上来讲一般分布地域宽广,从逻辑上来讲功能复杂,因此是OSI模型中面向数据通信的下三层(也即通信子网)中最为复杂也最关键的一层。

Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)~868.42MHz(欧洲),采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式,数据传输速率为9.6 kbps,信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m,适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加,相对于现有的各种无线通信技术,Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术,有力地推动着低速率无线个人区域网。每一个Z-Wave网络都拥有自己独立的网络地址,网络内每个节点的地址,由控制节点分配。每个网络最多容纳232个节点,包括控制节点在内。控制节点可以有多个,但只有一个主控制节点,即所有网络内节点的分配,都由主控制节点负责,其他控制节点只是转发主控制节点的命令。已入网的普通节点,所有控制节点都可以控制。超出通信距离的节点,可以通过控制器与受控节点之间的其他节点,以路由的方式完成控制。

WiFi一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡。AP为Access Point简称,一般翻译为"无线访问接入点”,或"桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。 特别是对于宽带的使用,无线保真更显优势,有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后,连接到一个AP,然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够,甚至用户的邻里得到授权后,则无需增加端口,也能以共享的方式上网。

2.3 应用层

手机客户端

篇三:物联网技术导论论文

物联网技术及应用

XX

(XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX)

摘要:物联网是建立在物与物互连上的。通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备,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、监控和管理得网络。本文介绍了物联网技术的概念、演进及在各方面的应用。物联网作为一门正在蓬勃发展的科学,在供应链管理中已得到了广泛的应用.随着技术的不断完善,它将成为现代物流信息管理的核心技术。 关键词:物联网,感知与识别技术,智慧地球

1. 对物联网的认识

1.1物联网的概念

物联网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、激光扫描器等种种装置与互联网结 合起来而形成的一个巨大网络。其目的,是让所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。 物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的.其中非常重要的技术是RFID电子标签技术。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

事件。物联网技术正是在这样的背景下应运

而生的全新技术,它综合了传感器、低功耗、通讯以及微机电等等技术,可以预见,在不久的将来,它将给我们的生活方式带来革命性的变化。

1.2物联网技术的发展

从21世纪初,物联网就已进入了人们

的视野,并已在各行业“初露锋芒”。而现在的智慧地球与感知中国,人相通与物相连更是体现了物联网的无穷魅力。1995年比尔·盖茨在《未来之路》一书中首次提出物与物互联,设计出了“物-物”相连的互联网雏形。1999 年美国麻省理工学院提出物联网概念,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,实现智能化识别和管理。2005 年 11 月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》,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

和无数移动的标签组成的,比因特网更为庞

大的物联网成为RFID技术发展的趋势。在这个网络中,系统可以自动的、实时的对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应

图1

更加广泛的应用。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。当年,美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。今天,“智慧地球”战略被美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处,同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略掀起了如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮,为世界所关注。 1.3物联网的结构框架

物联网架构可分为三层:感知层、网络层和应用层。感知层进行全面的信息感知,是物联网的皮肤和五官,它通过传感器、条形码二维码、RFID标签和读写器、摄像头、红外线、GPS等感知终端识别和获取物理世界中发生的各类物理事件和数据信息,同时对数据进行协同处理以提高信息精度,再将信息通过网关接入广域承载网络。网络层是物联网的中间层,主要解决感知层所获得的数据在一定范围内的传输问题。应用层是物联网的远程终端层,主要解决信息处理和人机界面的问题。在物联网各层次之间信息多向传递在这多种多样的信息中,关键则是物品的信息,包括特定应用系统范围内能唯一标识物品的识别码和物品的静态和动态信息。与此同时,软件和集成电路技术都是各层所需的关键技术。 1.4物联网的技术

物联网技术涵盖了从信息获取、接入、传输、存储、处理直到应用的全过程,其关键技术可分类为:感知识别技术、融合和接入技术、网络与通信技术、智能处理技术等。 1.4.1射频识别技术

物联网技术比较重要的技术之一是射频识别技术。射频识别技术从概念上来讲,RFID

类似于条码扫描,对于条码技术而言,它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签,利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。从结构上讲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。系统由一个询问器和很多应答器组成。最初在技术领域,应答器是指能够传输信息回复信息的电子模块,近些年,由于射频技术发展迅猛,应答器有了新的说法和含义,又被叫做智能标签或标签。RFID电子标签的阅读器通过天线与RFID电子标签进行无
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