物联网的介绍及相关应用23

操作系统课程设计题目：物联网的介绍及相关应用.日期：2013年6月24日至2013年6月28日指导老师：钱慎一.姓名：姬伟东金晓明学号：541007010113541007010114班级：计算机科学与技术10-01班1目录1物联网研究背景...............................................................................................................22物联网的基本概念.............................................................................................................33.物联网体系结构及核心技术.............................................................................................63.1物联网的体系结构.......................................................................................................63.2物联网核心技术...........................................................................................................83.2.1标识技术...............................................................................................................93.2.2感知技术.............................................................................................................103.2.3通信技术与网络融合技术.................................................................................123.2.4智能信息处理技术.............................................................................................134.物联网的应用...................................................................................................................144.1物联网在科技中的应用.............................................................................................144.1.1物联网与下一代网络.......................................................................................144.1.2物联网与CPS.......................................................................................................154.1.3物联网与无线传感器网络...............................................................................184.2物联网在生活中的应用.............................................................................................194.2.1物联网对城市管理的影响..................................................................................194.2.2物联网对个人生活的影响.............................................................................215总结...................................................................................................................................226参考文献...........................................................................................................................2221物联网研究背景随着政府对于物联网研究和开发的高度重视,物联网已经引起国内学术界、工业界和新闻媒体的高度重视,物联网研究和技术的报道已经十分普及。2009年10月,通过谷歌查询“物联网”关键词,获得了约500多万条结果,如表1所示。可以看出,对于物联网的关注程度相当于对“商品房价格”和“传感器网络”的关注程度,远小于对“软件”(2亿多条)、“互联网”(1亿多条)、“奥运会”(约3千万条)的关注程度;大于对“物价指数”(约300万条)的关注程度,远大于对“第三代移动通信”(约71万条)的关注程度。通过与物联网相关技术的搜索可以看出,虽然物联网的被关注程度远小于“网络安全”、“RFID(RadioFrequencyIDentification)”、“下一代网络”和“嵌入式系统”(超过或者接近1千万条)技术的被关注程度,但是,与“传感器网络”的关注程度十分接近,而传感器网络发展历史远长于物联网。从以上搜索结果可以看出,物联网已经迅速成为当前具有影响力的技术。社会各界在较短时间内对于物联网产生了极大的关注,说明许多人相信物联网可能对人类社会、人们日常生活产生巨大的影响。无论国内还是国外,物联网的研究和开发才处于起步阶段,有关物联网的定位和特征还存在一些混乱的概念,物联网的系统模型和结构尚没有形成标准,物联网的研究和开发在国内还存在一定程度的盲目性。从科学研究的角度看,物联网的研究和开发存在一些值得思考的问题。例如,物联网是否就是传感器网络?什么是物联网研究和开发的核心技术?什么是物联网的创新技术?物联网与互联网存在哪些本质的区别?如何开展对我国经济和社会发展有价值的物联网研究和开发?3本文在分析物联网相关的技术和应用的基础上,试图回答以上有关物联网的问题;在分析和研究已有物联网技术方案的基础上,尝试提出一种物联网互连体系结构,用于指导物联网的理论研究;在分析和研究物联网应用实例的基础上,试图提出一种物联网系统模型,用于指导物联网技术标准的研究和应用系统的开发。在以上研究基础上,试图得出物联网不同于互联网的特征,从中推导出科学地开展物联网研究和开发的基本原则,为我国的物联网研究和开发提供有科学依据的参考。2物联网的基本概念中国物联网校企联盟将物联网定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间：环境以及状态信息实时的实时共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。广义上说，当下涉及到信息技术的应用，都可以纳入物联网的范畴。《计算机学报》刊发的《物联网体系结构与实现方法的比较研究》一文对其体系结构、实现方法进行了分析介绍。而在其著名的科技融合体模型中，提出了物联网是当下最接近该模型顶端的科技概念和应用。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。其具有：智能、先进、互联的三个重要特征]。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。国际电信联盟(ITU)发布的ITU互联网报告，对物联网做了如下定义:通过二维码识读设备、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统和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4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。图2.1物联网三层结构的形象化根据国际电信联盟(ITU)的定义,物联网主要解决物品与物品(ThingtoThing,T2T),人与物品(HumantoThing,H2T),人与人(HumantoHuman,H2H)之间的互连。但是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,从而使得物品连接更加的简化，而H2H是指人之间不依赖于PC而进行的互连。因为互联网并没有考虑到对于任何物品连接的问题，故我们使用物联网来解决这个传统意义上的问题。物联网顾名思义就是连接物品的网络,许多学者讨论物联网中,经常会引入一个M2M的概念,可以解释成为人到人(MantoMan)、人到机器(MantoMachine)、机器到机器(MachinetoMachine)。从本质上而言,在人与机器、机器与机器的交互,大部分是为了实现人与人之间的信息交互。物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动5的物体或过程等各种需要的信息，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。[4]其在2011年的产业规模超过2600亿元人民币。构成物联网产业五个层级的支撑层、感知层、传输层、平台层，以及应用层分别占物联网产业规模的2.7%、22.0%、33.1%、37.5%和4.7%。而物联网感知层、传输层参与厂商众多，成为产业中竞争最为激烈的领域。图2.2物联网感知层介绍在市场应用方面，2011年从整体来看，占据中国物联网市场主要份额的应用领域为智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业和智能环保。其中智能工业占比最大，为20.0%。产业分布上，国内物联网产业已初步形成环渤海、长三角、珠三角，以及中西部地区等四大区域集聚发展的总体产业空间格局。其中，长三角地区产业规模位列四大区域之首。62012年我国物联网产业市场规模达到3650亿元，比2011年增长38.6%。从智能安防到智能电网，从二维码普及到智慧城市落地，作为被寄予厚望的新兴产业，物联网正四处开花，悄然影响着人们的生活。随着我国物联网产业发展迅猛的态势和产业规模集群的形成，我国物联网时代下的产业革命也初露端倪。从具体的情况来看，我国物联网技术已经融入到了纺织、冶金、机械、石化、制药等工业制造领域。在工业流程监控、生产链管理、物资供应链管理、产品质量监控、装备维修、检验检测、安全生产、用能管理等生产环节着重推进了物联网的应用和发展，建立了应用协调机制，提高了工业生产效率和产品质量，实现了工业的集约化生产、企业的智能化管理和节能降耗。随着物联网技术的研发和产业的发展，预计2013年中国物联网市场规模将达4896亿元，到2015年，这一规模将达到7500亿元，发展前景将超过计算机、互联网、移动通信等传统IT领域。作为信息产业发展的第三次革命，物联网涉及的领域越来越广，其理念也日趋成熟，可寻址、可通信、可控制、泛在化与开放模式正逐渐成为物联网发展的演进目标。而对于智慧城市的建设而言，物联网将信息交换延伸到物与物的范畴，价值信息极大丰富和无处不在的智能处理将成为城市管理者解决问题的重要手段。3.物联网体系结构及核心技术3.1物联网的体