信息技术综合实习报告

信息技术 综合实习报告

物联网技术及其现状与发展

班级： 学号： 姓名： 日期：

QTECH.ITS.201601

信息技术综合实习报告

班级 题目 姓名 学号 物联网技术及其现状与发展 物联网（Internet of things ，IOT）是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。近年来，物联网技术的发展受到了学术界、工业界及政府极大关注。物联网被认为是可以通过信息技术进行监测、控制和分析，将数以亿计的物理对象连接起来的网络，大量物联网的研究工作已经开展。物联网通过识别技术、智能感知与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，因此也被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。 物联网作为一种新兴的网络技术和产业模式，在各界受到广泛关注。物联网是实现智能化识别 、定位、跟踪、管理和监控的一种网络。其基本特征是信摘要 息的全面感知、可靠传送和智能处理，核心是物与物以及人与物之间的信息交互。物联网已被越来越广泛地应用在各种不同领域的新型网络中。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。本文从其体系结构、功能以及其研究过程的机遇与挑战等方面对其发展进行简述。 关键词 物联网、体系结构、功能、机遇与挑战、现状与发展 第 1 页

1.物联网研究的功能和目的及在中国的机遇与挑战

1.1功能

物联网的基本功能是信息感知，但通过无线传感器网络等手段获取的原始感知信息具有显著的高度的冗余性和不确定性。不确定性表现在不统一性、不准确性、不连续性、不一致性、不全面性以及不完整性。信息感知技术包括数据收集、数据压缩、数据清洗、数据聚集和数据融合等。

1.2目的

物联网“物物互联”的目的是信息交互，也是物联网应用的基础．物联网信息交互与传统人机交互具有很大的不同，主要表现在三方面：一是物联网信息交互 “用户”的泛在性。二是物联网信息交互是一种主动的交互方式。三是物联网信息交互的过程非常复杂。包括用户与网络的信息交互、网络与内容的信息交互、用户与内容的信息交互。

报告正文

1.3机遇

物联网在中国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几大优势。一是我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究，研发水平处于世界前列；二是我国无线通信网络和宽带覆盖率高；三是我国已经成为世界第二大经济体，有较为雄厚的经济实力支持物联网发展；四是在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持；五是我国是能够实现物联网完整产业链的国家之一。

1.4挑战

目前国际上公认的物联网挑战在于：物联网应用太过于碎片化，不同的物联网应用领域采用不同的技术，这使得物联网很难形成规模化产业。而在中国较其他技术更发达的国家相比在知识产权、产业链条、技术标准、行业协作、使用成本、盈利模式、安全问题等方面有更多需要改进的地方。

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2.物联网起源、定义

2.1起源

 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。

 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活的

十大技术之首。

 2005年11月17日，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《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。

 2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始

重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。

2.2物联网定义

物联网定义最早在1999年提出：物联网即通过射频识别（RFID）(RFID+互联网）、全球定位系统、红外感应器、气体感应器、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、管理和监控的一种网络。顾名思义就是物物相连的互联网，它有两层意思：一是物联网的基础和核心仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；二是物联网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，也就是物物相息。通俗来讲就是利用局部

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网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。

3.关键技术与体系结构

3.1关键技术

 传感器技术：这也是计算机应用中的关键技术。到目前为止绝大部分

计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

 RFID标签：也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术

和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。

 嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技

术、电子应用技术为一体的复杂技术。

3.2物联网体系结构

3.2.1从功能角度建立的物联网体系结构

从功能来看，物联网是一个具有感知(含标识)、计算、互联和控制能力的网络化智能计算系统。因此，从功能角度抽取的物联网体系结构一般包含感知、处理、传输和执行等部件。美国麻省理工学院Auto-ID实验室提出的Networked Auto—IDl3体系结构、日本东京大学发起的非盈利标准化组织uID中心制订的uID IoT体系结构、韩国的电子与通信技术研究所(ETR1)提出的USN体系结构、美国弗吉尼亚大学的Vicaire等人针对多用户多环境下管理与规划异构传感和执行资源问题提出的Physical—net分层物联网体系结构、欧洲电信标准组织(ETSI)正在制订的一个关于机器与机器之问进行通信的M2M标准体系结构、法国巴黎第六大学的Pujolle针对目前在Internet上广泛使用的TCP／IP协议在能 耗、可靠性与服务质量保证方面的问题为物联网的数据传输层提出的AOA自主体系结构等都属于从功能角度建立的物联网体系结构。

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3.2.2 从模型角度建立的物联网体系结构 目前，从模型角度建立的物联网体系结构并不是很多，而且大多数是以人体信息处理模 型为参考而建立的。 MNN&SOF体系结构就是从模型角度建立的，它分为两级 ，一级是基于类人体神经网络模型(Manlike Neutral Network，MNN)，将物联网的组成部件抽象为管理与数据中心和分布式控制与数据节点两层，并由管理与数据中心代表每一个本地物联网；另一级是基于社会 组织架构 (Social Organization Framework，SOF)，将多个本地物联网集成为更高层次的物联网，即以国家管理与数据中心为代表的国家物联网和以行业管理与数据中心为代表的行业物联网。 4.现状及发展 IEEE的终生院士JohnA．Stankovic在2014年2月新创刊的IEEE《物联网学报》第1期上发表了一篇题目为“物联网研究方向”的论文。其作为开篇之作首先讨论了对物联网的研究理念。Stankovic认为，有关智能电话、智能装置、智能轿车、智慧家庭以及智慧城市等智能世界的研究，主要涉及到5个具有代表性的研究领域，即物联网、普适计算、移动计算、无线传感器网络以及信息物理系统(CPS）五个领域。Stankovic随后讨论了物联网的主要研究方向，其中包括物联网中的大规模连接物品的困难，体系结构与集成多个物联网应用系统可能存在的假设和控制机制的冲突，对物联网大量采集到数据的知识挖掘和大数据问题，部署物联网的感知、执行和通信平台的鲁棒性问题，感知、执行和通信平台开放之后带来的统一通信接口、安全性和隐私保护问题，物联网面临的安全攻击问题，物联网面临的隐私保护的问题，以及人在物联网操作环路的应用模式带来的理论或技术方面挑战。 物联网作为现有网络的延伸，未来的发展潜力非常大，物联网未来发展的理念主要有基于上下文的网络聚合理念、基于多宿主概念的网络传输理念、异构网络融合理念、面向应用理念、循环经济产业链理念以及低碳效应理念等。 第 5 页

5.总结 本文从物联网的起源、现状以及发展三大方面对物联网的体系结构、功能以及其研究过程的机遇与挑战等进行描述。我国现在在物联网方面技术的发展也是位于世界前列，相信在不久的将来，在众多科研学者们的努力下，物联网的发展会越来越好，智能化的社会离我们越来越近。 参考文献 [1]沈苏彬，林闯.专题前言：物联网研究的机遇与挑战.软件学报，2014，25(8): 1621-1624. [2]陈海明，崔 莉，谢开斌 .物联网体系结构与实现方法的比较研究.计算机学报，2013.1,第36卷第1期. [3]武建佳，赵伟.WInternet：从物网到物联网.计算机研究与发展，2013. [4]胡永利，孙艳丰，尹宝才.物联网信息感知与交互技术.计算机学报.2012.6,第35卷第6期. [5]钱志鸿，王义君.物联网技术与应用研究.电子学报,2012.5,第5期. 第 6 页

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