电子信息工程学院长沙民政职业技术学院物联网应用技.docx
《电子信息工程学院长沙民政职业技术学院物联网应用技.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子信息工程学院长沙民政职业技术学院物联网应用技.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
电子信息工程学院长沙民政职业技术学院物联网应用技
长沙民政职业技术学院
物联网应用技术分析
组员：
李建娥09
李烂01
陈超02
指导老师：
方跃春、宋晓红
2012-02-18
摘要
一、物联网概述与原理
、物联网概述
、物联网的原理
二、物联网研究背景及结构
2.1、物联网研究背景
2.2、物联网的结构
三、物联网应用技术
、EPC系统组成与特点
3.1.1、EPC系统的组成
3.1.2、EPC系统的特点
、EPC/无线射频识别技术（RFID）技术
3.2.1、RFID工作原理
3.2.2、RFID组成
、EPC/RFID技术优势
、EPC/RFID技术的应用
四、物联网技术的进展
五、参考文献
【摘要】：
物联网（TheInternetofthings），把新一代IT技术充分运用在各行各业当中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、、、、、、供水系统、大坝、油气管道等各类物体中，然后将“物联网”与现有的整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在那个整合的网络当中，存在能力超级壮大的中心运算机群，能够对整合网络内的人员、机械、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类能够以加倍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。
物联网内每一个产品都有一个唯一的产品电子码，叫做EPC（ElectronicProductCode），通常EPC码被存入硅芯片做成的电子标签内，附在被标识产品上，被高层的信息处置软件识别、传递、查询，进而在互联网的基础上形成专为供给链企业服务的各类信息服务，就是物联网。
RFID即射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作不必人工干与，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具有很多长处。
专门是电子标签与产品电子编码EPC、互联网技术的融合，孕育出被称为下一代互联网的物联网。
【关键词】：
物联网、EPC、RFID、传感网
一、物联网概述及原理：
1.1、物联网概述：
“物联网”的概念是在1999年提出的，它的概念很简单：
把所有物品通过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年一份报告曾描画“物联网”时期的图景：
当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公函包会提示主人忘带了什么东西；衣服会“告知”洗衣机对颜色和水温的要求等等。
毫无疑问，若是“物联网”时期来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的转变。
但是，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此刻看来还不太现实。
人们正走向“物联网”时期，但那个进程可能需要很长很长的时刻。
1.2、物联网原理：
物联网是在运算机互联网的基础上，利用、等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“InternetofThings”。
在那个网络中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干与。
其实质是利用射频自动识别（RFID）技术，通过运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”的构思中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动收集到中央信息系统，实现物品（商品）的识别，进而通过开放性的运算机网络实现信息互换和共享，实现对物品的“透明”管理。
“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。
过去的思路一直是将物理基础设施和基础设施分开：
一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。
而在“物联网”时期，、将与、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
二、物联网研究背景及结构
、物联网研究背景
21世纪是一个以网络运算机为核心的信息时期。
数字化、网络化与信息化、经济全世界化是21世纪的时期特征。
随着信息技术的迅速进展，经济全世界化不断加速。
通过运算机技术、数据通信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。
随着全世界经济一体化，信息网络化进程的加速，在技术革新迅猛进展的背景下，为知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：
要在运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，实现了全世界统一标识系统中的GTIN编码体系与EPC概念的完善结合，将EPC纳入了全世界统一标识系统，从而确立了EPC在全世界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成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能够实现对EPC标签内存信息的读取。
那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，经处置后存储在散布式数据库中。
用户查询产品信息时只要在网络阅读器的地址栏输入产品名称、生产商、供货商等信息，就可以够实时得悉产品在供给链中的状况。
这整个系统咱们目前把它称为物联网。
物联网旨在提高现代物流、供给链管理水平，降低本钱，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。
、物联网的结构：
物联网的结构如图所示：
图物联网的结构
由上图能够看出，物联网的整个结构可分为射频识别系统和信息网络系统两部份。
射频识别系统主要由标签和读写器组成，二者通过RFID空中接口通信。
读写器获取产品标识后，通过internet或其他通信方式将产品标识上传至信息网络系统的中间件，然后通过ONS解析获取产品的对象名称，继而通过EPC信息服务的各类接口取得产品信息的各类相关服务。
整个信息系统的运行都会借助internet的网络系统，利用在internet基础上的进展出的通信协议和描述语言。
因此咱们能够说物联网是架构在internet基础上的关于各类物理产品信息服务的总和。
三、物联网应用技术
EPC系统组成与特点
3.1.1EPC系统的组成：
（1）EPC编码标准
EPC编码是EPC系统的重要组成部份，它是对实体及实体的相关信息进行代码化，通过统一并规范化的编码成立全世界通用的信息互换语言。
（2）EPC标签
EPC标签是装载了产品电子代码的射频标签，通常EPC标签是安装在被识别对象上，存储被识别对象相关信息。
标签存储器中的信息可由读写器进行非接触读/写。
（3）解读器
解读器是利用射频技术读取标签信息、或将信息写入标签的设备。
读写器读出的标签的信息通过运算机及网络系统进行管理和信息传输。
（4）Savant（神经网络软件）
Savant是一个物联网系统的“中间件”，用来处置从一个或多个解读器发出的标签流或传感器数据，以后将处置过的数据发往特定的请求方。
（5）对象名解析服务（ObjectNamingService:
ONS）
EPC标签对于一个开放式的，全世界性的追踪物品的网络需要一些特殊的网络结构。
因为标签中只存储了产品电子代码，运算机还需要一些将产品电子代码匹配到相应商品信息的方式。
那个角色就由对象名称解析服务（ObjectNamingService:
ONS）担当，它是一个自动的网络服务系统，类似于域名解析服务（DNS），DNS是将一台运算机定位到万维网上的某一具体地址的服务。
（6）物理标记语言（PhysicalMarkupLanguagePML）
实体标记语言（PML）通过一种通用的、标准的方式来描述咱们所在的物理世界。
PML的目标是为物理实体的远程监控和环境监控提供一种简单、通用的描述语言。
可普遍应用在存货跟踪、自动处置事务、供给链管理、机械控制和物对物通信等方面。
3.1.2EPC系统的特点
（1）开放的体系结构
EPC系统采用全世界最大的公用的刀又TERNET网络系统。
这就避免了系统的复杂性，同时也大大降低了系统的本钱，而且还有利于系统的增值。
梅特卡夫（Metcalfe）定律表明，一个网络大的价值是用户本系统是应该开放的结构体系远比复杂的多重结构更有价值。
（2）独立的平台和高度的互动性
EPC系统识别的对象是一个十分普遍的实体对象，因此，不可能有那一种技术适用所有的识别对象。
同时，不同地域，不同国家的射频识别技术标准也不相同。
所以开放的结构体系必需具有独立的平台和高度的交互操作性。
EPC系统网络成立在INTERNET网络系统上能够与INTERNET网络所有可能的组成部份协同工作
（3）灵活的可持续进展的体系
EPC系统是一个灵活的开放的可持续进展的体系，可在不替换原有体系的情形下就可以够做到系统升级。
EPC/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：
利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捉技术，能够提供无人看管的自动监视与报告作业。
3.2.1、无线射频识别技术（RFID）技术工作原理
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，按照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，经阅读器内部微处置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运算机作进一步处置，从而完成与物体有关的信息查询、统计、管理等应用。
整个识别工作不必人工干与，可工作于各类恶劣环境。
RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，而且阅读器能自行判断RFID标签是不是被重复读取处置。
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RFID的工作原理
如图所示，RFID系统一般由RFID系统由阅读器、应答器（标签）和应用系统三部份组成，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（有时还能够写入）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留的电子数据，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置。
应用系统，一般是由运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，不必然必需要有后台应用系统。
标签，主如果射频标签，响应端内含天线，二者组成所谓的“雷达收发机”，以卡、标签等形式存在。
3.2.2、无线射频识别技术（RFID）系统结构
整体的EPC网络操作依赖于RFID系统和网络应用系统的介入，使产品信息有效的传播。
安装在不同需求链环境的解读器能够读取标签中贮存的产品数据。
因此供给链数据能够通过网络及时地检查、更新或互换信息。
图显示了EPC网络系统的结构。
图EPC网络系统的结构
在由EPC标签、识读器、Savant服务器、Internet、ONS服务器、PML服务器和众多数据库组成的实物互联网中，识读器读出的EPC只是一个信息参考（指针），由那个信息参考从INTERNET找到IP地址并获取该地址中寄存的相关的物品信息，并采用散布式Savant软件系统处置和管理由识读器读取的连续串EPC信息。
由于在标签上只有一个EPC代码，运算机需要明白与该EPC匹配的其它信息，这就需要ONS来提供一种自动化的网络数据库服务，Savant将EPC传给ONS，ONS指示Savant到一个保留着产品文件的PML服务器查找，该文件可由Savant复制，因此文件中的产品信息就可以传到供给链上，相对应地，EPC系统的工作流程下图（图）所示：
图EPC系统工作流程图
EPC系统是一个全世界的大系统，供给链各个环节，各个节点，各个方面都可受益，但对低价值的识别对象来讲，如：
食物，消费品等，它们对EPC系统引发的附加价钱十分敏感。
EPC系统正在考虑通过本身技术的进步，进一步阳氏本钱，同时通过系统的整体运作使供给链管理取得更好的运作，提高效益，以便抵消和降低附加价钱。
、EPC/RFID优势
EPC/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较有以下几方面的长处：
（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却能够为单品提供唯一标识。
（2）读取方便。
条码是可视传播技术。
即扫描仪必需“看见”条码才能读取它,这表明人们通常必需将条码对准扫描仪才有效。
相反,无线电识别并非需要可视传输技术,射频标签只要在识读器的读取范围内就可以够了,乃至能够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电子标签能够应用于粉尘、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需重贴,而RFID电子标签中的信息能够编辑,便于更新。
（5）可扩展性。
RFID电子标签存储的是电子数据,在需要的时候能够改变其中的编码结构,便于升级。
（6）RFID电子标签能够设置密码,保密性强。
虽然EPC/RFID与条码技术相较有庞大的优势,可是条码技术作为一项十分成熟的技术在物联网中仍然能够起到必然的作用。
EPC代码实际上是种编码手腕,EPC并没有对其信息载体进行任何限制,咱们此刻有飞速进展起来的射频识别技术,也有成熟的条码技术,EPC码能够储存在RFID芯片中,一样能够储存在条码中。
电子标签普遍采用后的隐私间题和环保问题一直有争辩。
而EPC在某些产品上采用条码技术,能够有效的解决目前普遍关注的射频标签如何避免隐私的问题、磁污染问题和废弃标签中芯片的处置间题。
、EPC/RFID技术应用
物联网技术的应用能够使电子商务变得更壮大,它使消费者能够在网上查到任何一家商店的任何一件商品,选择起来驾轻就熟。
在物流领域,RFID电子标签能够应用于自动仓储库存管理、产品物流跟踪、供给链自动管理、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”这七项课题约占全数经费的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设备的生产和产业链完善建设和RFID利用规范标准化。
这对于我国RFID技术及应用这座宏伟大厦来讲无异于坚实的地基。
目前，此番很多课题已经接踵取得了进展，部份已取得业界的认可。
如中科院自动化所承担的物流领域研究和贵州茅台酒股分有限公司的RFID技术在茅台酒防伪的应用等，特别是RFID技术在票务和食物安全领域中的功效更被及时应用到奥运会中。
依据目前情形来看RFID的产业化进展在各个地域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对图书馆及读者来讲，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贮存，能够极大地提高图书馆管理的效率。
RFID优势具有表现为：
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，而且能够一次读取多笔资料，同时减少读者的等待时刻及馆员的例行业务，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专门快被发觉，提高图书馆馆员整架的工作效率；③加速清点工作。
目前图书馆清点的方式必然要将书从书架上将每一本书掏出，RFIDTag以无线电波传送信息，能够一次读取数个RFID卷标资料。
简化清点工作；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当中也能够读取数据；⑤可重复利用及穿透性。
RFID卷标能够回收重复利用。
而且若RFID被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话，也能够进行穿透性通信；⑥读者自助借还书。
图书馆提供自助借还书外围设备，则读者能够自行办理图书的借还。
总结：
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。
四、物联网技术的进展
2005年11月17日，在举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，（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”通信时期即未来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从衡宇到纸巾都能够通过因特网主动进行互换。
射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到加倍普遍的应用。
2009年2月24日消息，大中华区首席执行官在2009IBM论坛上发布了名为“智慧的地球”的最新策略。
针对中国经济的状况，钱大群表示，中国的基础设施建设空间广漠，而且中国政府正在以庞大的控制能力、实施决心、和配套资金对必要的基础设施进行大规模建设，“智慧的地球”这一战略将会产生更大的价值。
在策略公布会上，IBM还提出，若是在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，不单单能够在短时刻内有力的刺激经济、增进就业，而且能够在短时刻内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。
钱大群表示，现今世界许多重大的问题如金融危机、能源危机和环境恶化等，实际上都能够以加倍“智慧”的方式解决。
在全世界经济形势低迷的同时，也孕育着未来的进展机缘，中国不仅能够籍此机缘开创新乐观产业和新的市场，加速进展，摆脱经济危机的影响。
IBM希望“智慧的地球”策略能掀起了“互联网”浪潮以后的又一次科技革命。
IBM前首席执行官曾提出一个重要的观点，以为计算模式每隔15年发生一次变革。
这一判断像一样准确，人们把它称为“十五年周期定律”。
1965年前后发生的变革以大型机为标志，1980年前后以个人的普及为标志，而1995年前后则发生了互联网革命。
每一次如此的技术变革都引发企业间、产业间乃至国家间竞争格局的重大动荡和转变。
而互联网革命必然程度上是由美国“”战略所催熟。
20世纪90年代，美国克林顿政府计划用20年时刻,耗资2000亿-4000亿美元,建设美国国家信息基础结构，创造了庞大的经济和社会效益。
而今天，“智慧的地球”战略被很多美国人以为与昔时的“信息高速公路”有许多相似的地方，一样被他们以为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。
该战略可否掀起如昔时互联网革命一样的科技和经济浪潮，不仅为美国关注，更为世界所关注。
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无线通信协议研究.山东：
山东大学，2005
PeterMichael.ArchitecturalSolutionsforMobileRFIDServicesfortheInternetofThings,2008
Oleshchuk.InternetofThingsandPrivacyPreservingTechnologies,2007
Kong,XiaodongLi,BaopingYan.AModelSupportingAnyProductCodeStandardfortheResourceAddressingintheInternetofThings,2006
NING,NaNING,ShenfengQU.LayeredStructureandManagementinInternetofThings,2007
Yan.SupplyChainInformationTransmissionbasedonRFIDandInternetofThings,2009
Urien.HIP-TagsarchitectureimplementationfortheInternetofThings,2009
升级会员 