物联网核心技术分析.docx
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物联网核心技术分析
本科毕业论文
论文题目：
物联网核心技术分析
学生姓名：
姬金苹
学号：
200711110243
专业：
计算机科学与技术
指导教师：
张化祥
学院：
信息科学与工程学院
2011年5月10日
毕业论文（设计）内容介绍
论文（设计）
题目
物联网核心技术分析
选题时间
2010.11.14
完成时间
2011.5.10
论文（设计）
字数
7600
关键词
物联网；感知层；网络层；应用层；RFID
论文（设计）题目的来源、理论和实践意义：
物联网是通过射频识别（RFID）、红外传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网是通信网络的延伸，在提升信息传送效率、改善民生、提高生产率、降低管理成本等社会各方面发挥重要的息技术的快速发展，使信息应用范围得以不断延伸。
感知层由各种传感器以及传感器网关构成，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。
网络层有各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台组成，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的接口，他与行业需求结合。
实现物联网的智能应用。
论文（设计）的主要内容及创新点：
本文主要从物联网的基本概念和系统结构，讨论了物联网的核心技术手段：
RFID（RadioFrequencyIdentification，射频识别）技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别目的的技术。
本文的创新有三点（或主要有三个方面），首先分析了物联网核心技术…省略了许多文字省略了许多文字省略了许多文字……，对比了……，其次是省略了许多文字省略了许多文字省略了许多文字省略了许多文字省略了许多文字省略了许多文字省略了许多文字省略了许多文字，最后给出了构建物联网的一种方案，该方案具有…………特点，能够满足…………。
附：
论文（设计）
本人签名：
年月日
物联网核心技术分析
姬金苹
（山东师范大学信息科学与工程学院计算机科学与技术专业2007级2班）
摘要：
物联网是通过射频识别（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，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
本文对物联网作一简单定义，提出了物联网体系结构，并对其中的核心技术和特性进行探讨，在此基础上着重分析了物联网的核心技术：
RFID（RadioFrequencyIdentification，射频识别）技术。
关键词：
物联网；感知层；网络层；应用层；RFID
中图分类号：
TP393
Contentnetworkingcoretechnologyanalysis
JiJin-ping
（SchoolofInformationScienceandEngineering,ShandongNormalUniversity）
Abstract:
Thecontentnetworkingisthroughtheradiofrequencyidentification（RFID）,infraredsensors,globalpositioningsystem,laserscanner,accordingtoinformationsuchassensingequipment,theagreementagreedwithInternetconnectedtoanyobject,exchangeinformationandcommunication,inordertorealizetheintelligentrecognitiontotheobject,location,trackingandmonitoringandmanagementofnetwork.Thispaperdefinesasimplethingnetworking,putsforwardthecontentnetworkingsystemandstructureforthecoretechnologyandpropertiesarediscussed,basedonthisthingisanalyzedemphaticallythecoretechnology:
networkhavebeenRFID（Identification,RFID）technology.
Keywords:
contentnetworking;Perceptionlayer;Thenetworklayer;Theapplicationlayer;RFID
1.引言
21世纪是一个以网络计算机为核心的信息时代。
数字化、网络化与信息化、经济全球化是21世纪的时代特征。
随着信息技术的迅速发展，经济全球化不断加快。
通过计算机技术、数据通讯和互联网技术实现现代物流和电子商务已经成为大势所趋。
随着全球经济一体化，信息网络化进程的加快，在技术革新迅猛发展的背景下，为满足对单个产品的标识和高效识别，美国麻省理工学院的自动识别实验室在美国统一代码委员会（UCC）的支持下，提出：
要在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信技术，构造一个覆盖世界万物的系统还提出了产品电子代码（EPC）的概念，随后由国际物品编码协会和美国统一代码委员会主导，实现了全球统一标识系统中的GTIN编码体系与EPC概念的完善结合，将EPC纳入了全球统一标识系统，从而确立了EPC在全球统一标识体系中的战略地位.。
EPC标签是编号（每一个商品唯一的号码，“牌照”）的载体，当EPC标签贴在物品上或内嵌在物品中的时候，即将该物品与EPC标签中的产品电子码建立起了一对一的对应关系。
EPC标签从本质上来说是一个电子标签，通过射频识别系统的电子标签读写器可以实现对EPC标签内存信息的读取。
这个内存信息通常就是产品电子码，产品电子码经读写器上报给物联网中间件，经处理后存储在分布式数据库中。
用户查询产品信息时只要在网络浏览器的地址栏输入产品名称、生产商、供货商等信息，就可以实时获悉产品在供应链中的状况。
这整个系统我们目前把它称为物联网。
物联网旨在提高现代物流、供应链管理水平，降低成本，被誉为是一项具有革命性意义的现代物流信息管理新技术。
虽然目前全球各主要经济体及信息发达国家纷纷将物联网作为未来战略发展新方向，也有诸多产品进入了试验阶段，包括中国在内的极少数国家更已经能够实现物联网完整产业链，但无论是标识物体的IP地址匮乏关键技术、还是各类通信传输协议需要建立的标准体系、商业模式、以及由物品智能化带来的生产成本较高问题均制约着物联网的发展和成熟。
因此，物联网目前整体情况既有让人高兴的一面，也有客观存在的诸多难题需要解决；业务将遵照生产力变革的历史规律不断往前快速发展，但业务的成熟还需要一段时日。
2.物联网的发展历程
（一）、概念提出期
美国麻省理工学院于1999年首次提出物联网的概念：
将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的网络。
物联网在改变世界的能力上被预言将会远超互联网。
（二）、正式提出期
2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）在年度报告中对物联网概念的涵义进行了扩展：
信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物品的阶段，而物体的链接就构成了物联网，发布了《ITU互联网报告2005：
物联网》，正式提出了“物联网”的概念。
（三）、技术研究与试验期
当前，世界各国的物联网基本都处于这个阶段：
美、日、韩、中以及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”、“感知中国”等国家或区域战略规划。
由于其建立在现有的微电子技术、计算机网络与信息系统处理技术、识别技术等成熟而完整的产业链基础之上，许多概念正通过研究而实现，进入试验阶段。
美国的IBM公司早在几年前，便提出了“智慧地球”策略；而作为两次信息化革命浪潮中的领跑者，美国已经推出了许多物联网产品，而且通过运营商、学校、科研机构、IT企业等结合不少项目建立了广泛的试验区；同时，还与中国在内的一些国家积极推动物联网有关技术标准框架的制订。
与历次信息化浪潮革命不同，中国在物联网领域几乎同时与美国等国家起步，中国高度重视物联网的发展。
2009年8月7日，温家宝总理在视察中科院嘉兴无线传感网工程中心无锡研发分中心时便提出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并且明确要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。
3.物联网的结构
物联网体系涉及到诸多技术，这里对它们作一简单介绍。
3.1
4.物联网核心技术应用
4.1无线射频识别技术（RFID）技术
无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它的工作原理如下：
使用射频电磁波通过空间耦合（交变磁场或电磁场）在阅读器和进行识别、分类和跟踪的移动物品（物品上附着有RFID标签）之间实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。
RFID是一种利用电磁能量实现自动识别和数据捕获技术，可以提供无人看管的自动监视与报告作业。
具体的工作原理如下：
当装有电子标签的物体接近微波天线时，阅读器受控发出微波查询信号。
安装在物体表面的电子标签收到经微波天线发出的查询信号后，根据查询信号中的命令要求，将标签中的数据信息反射回微波天线。
微波天线接收到电子标签反射回的微波合成信号后，经阅读器内部微处理器处即可将电子标签中的识别代码等信息分离出来。
这些识别信息作为物体的特征数据被传送到控制计算机作进一步处理，从而完成与物体有关的信息查询、统计、管理等应用。
整个识别工作无须人工干预，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，并且阅读器能自行判断RFID标签是否被重复读取处理。
RFID技术的这些功能特性很适合流水线上产品的控制，以实现流水作业管理，得以使整个流水线管理自动化。
图3.1RFID的工作原理
如图3.1所示，RFID系统一般由RFID系统由阅读器、应答器（标签）和应用系统三部分组成，通过电波在响应媒介和询问媒介间传递信息。
阅读器，一般是一台内含天线和芯片解码器的阅读（有时还可以写入）设备，可设计为手持式或固定式；阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别体的目的。
通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。
应用系统，一般是由计算机支撑的有线或无线管理系统。
视不同应用要求，对于实时型的智能型控制器，不一定必须要有后台应用系统。
标签，主要是射频标签，响应端内含天线，两者组成所谓的“雷达收发机”，以卡、标签等形式存在。
RFID物品识别的目标是为每一物理实体提供唯一标识。
它与传统条码技术相比有以下几方面的优点：
（1）唯一标识。
条码只能识别一类产品,而无法识别单品,因此条码容易伪造。
RFID却可以为单品提供唯一标识。
（2）读取方便。
条码是可视传播技术。
即扫描仪必须“看见”条码才能读取它,这表明人们通常必须将条码对准扫描仪才有效。
相反,无线电识别并不需要可视传输技术,射频标签只要在识读器的读取范围内就可以了,甚至可以穿过外包装进行识别。
这大大减少了人的参与,提高了识别效率。
（3）长寿耐用。
纸型条码容易破损和受到污染。
而RFID电子标签可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境。
（4）动态更改。
条码信息一旦需要更改就必须重贴,而RFID电子标签中的信息可以编辑,便于更新。
（5）可扩展性。
RFID电子标签存储的是电子数据,在需要的时候可以改变其中的编码结构,便于升级。
（6）RFID电子标签可以设置密码,保密性强。
4.2RFID技术的应用
物联网技术的应用可以使电子商务变得更强大,它使消费者可以在网上查到任何一家商店的任何一件商品,选择起来得心应手。
在物流领域,RFID电子标签可以应用于自动仓储库存管理、产品物流跟踪、供应链自动管理、产品装配和生产管理、产品防伪等多个方面。
2006年高科技项目申报国家共拨款1亿2800乃人民币用以支持20项课题研究，其中“RFID系统测试技术研究及开放平台建设”、“RFID应用方案公共测试系统建设”、“符合ISO18000-6TypeB/C标准的（UHF）标签芯片研发和产业化”、“RFID标签集成技术研究及产业化”、“RFID公共服务体系架构设计及应用服务关键技术研究与开发”．“区域RFID信息公共服务平台关键技术研究与开发”、“RFID标准研究与制定”这七项课题约占全部经费的50％。
由此可见，在前一次的项目攻坚中主抓公共项目的基础建设．RFID设备的生产以及产业链完善建设以及RFID使用规范标准化。
这对于我国RFID技术及应用这座宏伟大厦来说无异于坚实的地基。
目前，此番不少课题已经相继取得了进展，部分已得到业界的认可。
如中科院自动化所承担的物流领域研究和贵州茅台酒股份有限公司的RFID技术在茅台酒防伪的应用等，特别是RFID技术在票务和食品安全领域中的成果更被及时应用到奥运会中。
依据目前情况来看RFID的产业化发展在各个地区已经呈现出相对完整产业链，无论是封装．标签的印刷方的提供。
在此讲述一个RFID在图书馆中的应用例子。
RFID对图书馆及读者来说，较之条码识别具有明显的优势。
在图书馆管理中，利用RFID的无线传输能力和大容量的数据储存，可以极大地提高图书馆管理的效率。
RFID优势具体表现为：
①简化借还书服务工作。
目前图书馆的借还书作业除了刷条形码外，还需做上磁及消磁的繁琐工作，以RFID卷标取代条形码、磁条，不用一本书一本书的用扫描仪扫描条形码，并且可以一次读取多笔资料，同时减少读者的等待时间及馆员的例行业务，提升了图书馆的服务品质及形象；②容易查找错架、乱架的图书。
利用RFID无线电波感应技术。
使放置错架的图书能很快被发现，提高图书馆馆员整架的工作效率；③加速盘点工作。
目前图书馆盘点的方式一定要将书从书架上将每一本书取出，RFIDTag以无线电波传送信息，可以一次读取数个RFID卷标资料。
简化盘点工作；④耐环境性。
RFID对水、油和药品等物有强力的抗污性，且在黑暗及脏污的环境之中也可以读取数据；⑤可重复使用及穿透性。
RFID卷标可以回收重复使用。
并且若RFID被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话，也可以进行穿透性通讯；⑥读者自助借还书。
图书馆提供自助借还书外围设备，则读者可以自行办理图书的借还。
5.物联网发展前景
5.1发展前景概述
5.2发展瓶颈问题
6.结束语
本文讲述了物联网研究的相关背景及其内容，然后介绍了产品电子代码（EPC）系统的相关知识，最后讲述相关技术之一即EPC/无线射频技术的相关原理及其在图书馆中的实际应用。
主机网络安全技术是一门新兴的计算机网络安全边缘技术，本文虽然做了一些有益的探索工作，却是远远不够的，它的理论尚未成熟，其功能、需求、体系结构、实现技术都有待进一步的研究。
随着网络应用的不断深入，主机网络安全技术在计算机安全中的重要性将会越来越明显，主机网络安全系统的用户需求也将越来越迫切，因此，它必须引起人们的重视，并更加深入地研究。
参考文献：
1.田美花.基于RFID技术的生产执行系统关键技术研究.青岛：
中国海洋大学，2007。
2.孔宁.物联网资源寻址关键技术研究.北京：
中国科学院研究生院，2008
3.潘林.基于网格技术的Savant中间件的设计和实现.北京：
北方工业大学，2007
4.肖慧彬.物联网中企业信息交互中间件技术开发研究.北京：
北方工业大学，2009
5.马宇健.基于电子标签的签名系统设计与实现.北京：
北方工业大学，2009
6.赵莹.基于物联网架构的EPC无线通讯协议研究.山东：
山东大学，2005
7.MartinPeterMichael.ArchitecturalSolutionsforMobileRFIDServicesfortheInternetofThings,2008
8.VladimirOleshchuk.InternetofThingsandPrivacyPreservingTechnologies,2007
9.NingKong,XiaodongLi,BaopingYan.AModelSupportingAnyProductCodeStandardfortheResourceAddressingintheInternetofThings,2006
10.HuanshengNING,NaNING,ShenfengQU.LayeredStructureandManagementinInternetofThings,2007
11.BoYan.SupplyChainInformationTransmissionbasedonRFIDandInternetofThings,2009
12.PascalUrien.HIP-TagsarchitectureimplementationfortheInternetofThings,2009
指导教师意见
（包括选题的意义，资料收集或实验方法、数据处理等方面的能力，论证或实验是否合理，主要观点或结果是否正确，有何独到的见解或新的方法，基础理论、专业知识的掌握程度及写作水平等，并就该论文是否达到本科毕业论文水平做出评价）
成绩：
指导教师（签名）：
年月日
注：
成绩按优、良、中、合格、不合格五级分制计。
评阅人意见
（包括选题的意义，资料收集或实验方法、数据处理等方面的能力，论证或实验是否合理，主要观点或结果是否正确，有何独到的见解或新的方法，基础理论、专业知识的掌握程度及写作水平等，并就该论文是否达到本科毕业论文水平做出评价）
成绩：
评阅人（签名）：
年月日
注：
成绩按优、良、中、合格、不合格五级分制计。
答辩委员会意见
（应根据论文内容和答辩情况，并参考指导教师意见、评阅人意见对论文的综合水平做出具体评价）
成绩：
答辩委员会主任（签名）：
年月日
学院学位分委员会意见
成绩：
学位分委员会主任（签名）：
（公章）
年月日
注：
成绩按优、良、中、合格、不合格五级分制计。
山东师范大学本科毕业论文（设计）题目审批表
学院：
信息科学与工程学院（章）系别/教研室：
计算机/软件时间：
2010.10.18
课
题
情
况
题目名称
主机网络安全及其构建研究
课题性质
应用基础研究
教师姓名
李明全
职称
副教授
学位
硕士
课题来源
√A.科研B.生产C.教学D.其它E.学生自拟
成果类别
√A.论文B.设计
主要
研究
内容
与
研究
目标
“课题性质”选项：
理论研究
应用基础研究
应用开发
教学研究
实验研究
软件研发
指导教师签字：
年月日
选题学生签字：
年月日
系所或教研室
审题
意见
负责人签字:
年月日
学院审批意见
学院学位分委员会主任签字:
年月日
山东师范大学
本科毕业论文（设计）开题报告
论文题目：
学院名称：
专业：
学生姓名：
学号：
指导教师：
2010年11月18日
（这里日期填写应是开学两周内2010.11.4—20的某日）
一、选题的性质
应用基础研究
二、选题的目的和意义
上面“选题的性质”与审批表中的“课题性质”相同：
理论研究
应用基础研究
应用开发
教学研究
实验研究
软件研发
三、与本课题相关的国内外研究现状，预计可能有所创新的方面
四、课题研究的可行性分析
五、课题研究的策略、方法和步骤
六、预期成果形式描述
论文形式。
七、指导教师意见
指导教师签字：
年月日
八、学院学位分委员会意见
学院学位分委员会主任签字：
年月日
山东师范大学本科毕业论文（设计）教师指导记录表
学院：
信息科学与工程学院系别：
计算机系专业：
计算机科学与技术
论文（设计）题目：
主机网络安全及其构建研究
学生姓名
吴富强
学号
200702215218
指导教师
李明全
职称
副教授
计划完成时间：
2011.5.10
指导情况纪录（含指导时间、指导内容）
指导日期：
2010年11月16日
指导内容：
开题，与火车票管理系统相关的国火车票管理系统现状，预计可能有所创新的方面及课题研究的策略、方法和步骤。
指导日期：
2011年3月30日
指导内容：
进度检查，论文编写所需的参考文献的收集情况以及对整个论文的构思情况。
指导日期：
2011年3月28日
指导内容：
中期检查。
在论文编写过程中遇到的一些专业知识的部分讲解，对系统设计的进行了讨论。
指导日期：
2011年4月8日
指导内容：
关于系统的相关数据库技术应用的讨论。
指导参考文献的引用格式，在论文编写过程中遇到的一些专业知识的部分讲解。
指导日期：
2011年5月9日
指导内容：
成稿检查，论文的整体格式和排版，系统设计编写方法和格式要求，关于系统实现技术的在应用中的讨论，以及论文中一些需要特别注意的地方。
指导教师签字：
学生签字：
学院学位分委员会主任签字：
年月日
注：
本科论文（设计）的指导应不少于5次，如表格空间不足可另附页。
山东师范大学本科毕业论文（设计）答辩记录表
学院：
信息科学与工程学院（章）系别：
计算机系专业：
计算机科学与技术
论文（设计）题目：
主机网络安全及其构建研究
学生姓名
吴富强
学号
200702215218
指导教师
李明全
职称
副教授
答辩时间
例如：
2011.5.15
答辩地点
例如：
教学3楼3446教室
答辩委员会名单
姓名
性别
职称
职务
其它
刘大成
男
教授
主任
李秀云
女
副教授
委员
王志刚
男
讲师
委员
张成全
男
讲师
委员
孙丽丽
女
研究生
秘书
答辩记录：
（此处是答辩记录，成绩不出现在本表中）
答辩委员会主任（签名）：
年月日
山东师范大学本科毕业论文（设计）摘要
学院：
信息科学与工程学院专业：
计算机科学与技术班级：
2007级1班
姓名
吴富强
学号
200702215218
指导教师
李明全
论文（设计）
题目
主机网络安全及其构建研究
关键词
主机安全；网络安全；主机网络安全；基
升级会员 