物联网导论结课报告.docx

物联网导论结课报告.docx

《物联网导论结课报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物联网导论结课报告.docx（9页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

物联网导论结课报告

物联网产业与技术导论

结课报告

题目校园物联网分析

班级网络S14-2

姓名许光宗

学号01

摘要：

物联网物联网是新一代信息技术的重要组成部分。

物联网的英文名称叫“TheInternetofthings”。

顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。

：

为解决当前数字校园存在的资源整合与共享困难、管理效率较低等问题，在分析物联网时代智能数字校园实际需求的基础上，设计了基于物联网的智能数字校园系统的体系结构及其功能模块，研究了RFID技术、EPC编码技术、

传感器技术等关键技术。

基于物联网的智能数字校园能够实现身份自动识别、图书借阅管理、多媒体教室与实验室管理、校内消费管理等，为师生的工作、学习和日常生活提供更高效的服务。

关键字：

物联网编码技术自动身份识别

（二）EPC编码技术......................................................................................7

（三）传感器技术..........................................................................................7

一、物联网概述

（一）物联网的定义

“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。

因此，物联网技术的定义是：

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，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术，是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”（Enabled）的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M）、应用大集成（GrandIntegration）、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的CockpitDashboard）等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

（二）国内外发展情况

业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。

目前，美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。

我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

中国移动总裁王建宙反复提及，物联网将会成为中国移动未来的发展重点。

他表示将会邀请台湾生产RFID、传感器和条形码的厂商和中国移动合作。

据他介绍，运用物联网技术，上海移动已为多个行业客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。

最新数据显示，上海移动目前已将超过１０万个芯片装载在出租车、公交车上，形式多样的物联网应用在各行各业大显神通，确保城市的有序运作。

在上海世博会期间，“车务通”将全面运用于上海公共交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅；面向物流企业运输管理的“ｅ物流”，将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务，大大提升物流企业综合竞争能力。

此外，在“物联网”普及以后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。

物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。

按照目前对物联网的需求，在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。

据介绍，要真正建立一个有效的物联网，有两个重要因素。

一是规模性，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。

例如，一个城市有１００万辆汽车，如果我们只在１万辆汽车上装上智能系统，就不可能形成一个智能交通系统；二是流动性，物品通常都不是静止的，而是处于运动的状态，必须保持物品在运动状态，甚至高速运动状态下都能随时实现对话。

美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比１，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。

（三）物联网的关键技术

在物联网应用中有三项关键技术：

传感器技术:

这也是计算机应用中的关键技术。

大家都知道，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。

经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。

嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。

如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。

这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

二、校园物联网系统分析

（一）问题的提出

构建校园物联网，要以数据中心建设为核心，以应用系统研发为重点，以资源共享为目标，减少系统的数据冗余，实现应用系统与数据相对独立。

遵循的基本原则是：

结构要先进；性能要智能；功能不重叠；数据要共享；系统可扩展。

系统具备的特点：

开放性；安全性；虚拟化；交互式；互联互通。

在面向服务的层面上，应满足以下几个方面的要求：

⑴从接入角度，能提供无处不在的、形式多样的、快速安全的接入保障；

⑵从教学角度，能提供实时的网络课堂和学术讲座的课堂直播，体现实验课的远程教学模式；

⑶从科研角度，能提供可试验的网络环境和个性化的专用网络平台；

⑷从资源角度，能提供异地备份的存储环境，提供资源共享的交换平台和管理；

⑸从智能角度，能实现泛在的网络感知，实现快速的数据处理和智能的行为控制。

（二）功能和使用意义

校园智能系统应具有数据挖掘和学习能力，随着信息量化的不断增多，系统数据库中蕴涵着大量有价值的知识，运用数据挖掘去发现这些知识，并归纳出新的知识，可以使学校在教学、科研、管理和创新人才培养等方面进行辅助决策，以促进决策处理的科学化。

同时，每个子系统通过数据挖掘和知识发现，随时对系统知识库进行充实和更新，并经过人机接口交流，使学到的新知识达到专家水平。

近年来，关于人工神经网络的研究提出了多种学习算法，这为知识获取、机器学习的研究创造了更加有利的条件。

（三）方案说明

1.制定统一的规范与标准

信息标准化是校园物联网建设的基础内容。

制定标准的数据交换规则和应用规范，实现统一的编码解析，从采集、处理、交换到综合应用的全过程规范信息标准，有利于系统之间资源共享。

2.建立三网融合的信息门户

建立三网融合的信息门户，通过电信网、有线电视网和互联网的网络资源融合，采用全数字化连接、有线无线双覆盖，将校园分散异构的信息资源进行聚合，统一访问入口，实现应用系统和资源跨系统平台的无缝接入和集成，提供视频、数据、语音等多媒体教学信息服务。

3.建立统一的数据中心

建立统一共享的数据中心，在统一身份认证、综合信息服务和共享数据库等平台支撑下，有效地整合各类教学应用，包括教学资源库、数字图书馆、教师备课系统、多媒体教学系统、办公自动化系统等，提供一个支持信息访问、传递以及协作的集成化环境，实现个性化业务应用的高效开发、集成与管理。

三、校园物联网的系统组成

（一）系统组成

校园物联网整个系统结构由RFID射频识别系统和校园网系统构成。

RFID射频识别系统主要由标签和读写器组成，读写器读取物体标识，通过校园网将物体标识上传至校园网络中心中间件，通过对象名解析服务ONS解析获取物体的名称，再通过电子码EPC信息服务器获得对象信息。

校园物联信息以校园网络为平台运行，利用校园物联网获取对象信息并远程监管，为校内人员提供各种信息需求信息服务。

（二）各项功能

校园物联网以电子标签和EPC码为基础，建立在校园网平台上，实现校内物体互联网络共享、互通实时信息。

校园物联网系统结构由四部分构建：

信息采集系统、PML信息服务器、产品命名服务器（ONS）和应用管理系统，功能：

1.信息采集系统

信息采集系统由物体电子标签、读写器、驻留有信息采集软件的上位机组成，主要完成对物体的识别和物体EPC码的采集和处理。

存储有EPC码的电子标签在经过读写器的感应区域时，物体EPC码自动被读写器捕获，实现EPC信息自动化采集，交由上位机信息采集软件对采集的数据进行数据校对、数据过滤、数据完整性检查等处理，再将整理过的数据交付上层应用管理系统使用。

2.PML信息服务器

PML（PhysicalMarkupLanguage，物体描述语言）信息服务器由产品生产商根据学校管理需要建立与维护，生产者按照学校事先规定的原则对物体进行编码，并用标准的XML对物体的详细信息进行描述，方便校内管理人员及终端用户的读取。

3.ONS产品命名服务器

ONS（ObjectNameService，产品命名服务器），各信息采集节点与PML信息服务器通过校园网互联，实现从物体EPC码到物体PML描述信息间的映射。

4.应用管理系统

应用管理系统通过信息采集软件间的接口获取物体EPC信息，在通过ONS服务器链接物体PML信息服务器，获取物体的详细信息，比如实现新生入学管理、后勤管理、物流管理、行政管理、教学管理等应用功能。

四、校园物联网系统相关要素分析

（一）系统性能特点

可靠性、成本低、易扩展。

高度的识别可靠性：

100%的前端识别率，货物只要正确配置2.4GHZ有源射频卡，就能被装在附近的读卡器读到；识别距离远（0-1200米）：

可达到1200M的信号覆盖距离，在这个范围内的标签卡发出的信息都会被读到；极高的防冲突性，每个检测点可同一时刻最多识别200个标签的信息。

采用直序列扩频技术，抗干扰能力强，对同频段内其他设备干扰小；采用AES加密技术对传输数据进行加密，保证数据传输的可靠和安全；兼容无线传感器国际标准；基站集成RS485、以太网、GPRSCDMA等通讯模块，便于应用和扩展；整体硬件成本低，降低了整个系统造价；体积小，便于安装和维护；信号穿透力和绕射能力强，集成度高、兼容性好、通信简单快捷。

（二）操作简单方便

软件全中文菜单，具有统一标准化操作界面；无线监测一体化结构设计，安装方便快捷；识别卡内置电池，超低功耗；可以更换电池继续使用。

（三）丰富的查询和报表功能

查询和报表输出、打印功能简单易操作；可对各类物品信息进行查询也可以对物品进行跟踪；可按要求输出各种信息报表。

五、校园物联网运用的技术和产品

（一）RFID技术

射频识别RFID（RadioFrequencyIdentification）技术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，RFID系统主要包括RFID电子标签、标签识别器两部分，其中RFID电子标签中存储有EPC码。

RFID技术是基于物联网的智能数字校园的核心技术，它能为师生手机上SIM卡贴上RFID电子标签，当师生携带具有RFID电子标签的手机SIM卡通过标签识别器时，电子标签被标签识别器自动感应并通过无线网络将电子标签中的信息传送到信息处理中心，经过处理之后再将处理结果发送到标签识别器上，从而实现灵活、高效的自动身份识别和信息管理。

（二）EPC编码技术

EPC（ElectronicProductCode）编码技术是基于物联网的智能数字校园的关键技术之一，它能够为单一的物理对象提供唯一的标识码，是一种严格意义上的物品标识，可以克服二维条形码无法识别单个物品、条码容易破损而丢失信息等缺点，目前通常采用64位或96位的ID编码。

存储在EPC码中的信息包括种类、名称、时间等物品基本信息，以及物品概述、物品功能等物品的参考信息。

虽然EPC码存储的信息非常有限，但它通过与对应的后台数据库管理系统相连，可通过名称解析服务器实时获取EPC码对应的物品详细信息。

（三）传感器技术

传感器是一种能感知预定的被测指标并按照一定的规律转换成可用信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成，是物联网中采集信息和实现对现实世界感知的重要设备。

传感器的种类很多，如速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器、位置传感器、能耗传感器等，由于基于物联网的智能数字校园是以师生用户的SIM卡为EPC码存储设备的。

所以，基于物联网的智能数字校园用户终端采用的标签识别器是射线辐射传感器，主要用于读取师生用户手机SIM中嵌入的EPC码信息。

传感器在读取这些EPC码信息之后，首先将其转换为适合网络传输的数据格式，然后再将这些采集到的EPC码信息发送到相应的通信网络，供信息处理中心服务器对这些信号进行相应的处理，以实现智能数字校园的自动身份识别和自动控制等。

六、学习体会

根据物联网市场人才需求特征和高职人才培养目标高职物联网专业应培养具有物联网基本理念具有物联网行业相对应岗位必备的理论知识和专门知识具有较强的物联网岗位操作能力、一定的系统开发能力能从事物联网技术及物联网系统管理工作的高技术应用型专门人才。

由于物联网是一个多学科交叉、应用复杂的专业领域因此在物联网专业人才培养过程中可以选择不同方向来进行人才培养。

根据物联网产业特征面向的职业岗位主要有感知设备或芯片设计、IT网络管理和应用、系统集成与开发、物联网管理与应用等岗位。

学习都分两大部分：

理论知识和实践。

学习物联网的相关知识，首先理论方面要学好，物联网的概念、物联网三个层面（网络层、传感层、应用层）的技术、物联网实际应用情况等等这些理论性的东西都要学习了解，然后理论要与实践相结合，你所学到的物联网知识怎么应用到现实中去。

七、参考文献

[1]高进.从一卡到无卡——高校校园一卡通金融支付展望[J].江西青年职业学院学报，2009

[2]王晓静，张晋.物联网研究综述[J].辽宁大学学报：

自然科学版，2010

[3]蒋林涛.互联网与物联网[J].电信工程技术与标准化，2010

[4]古丽萍.备受青睐的物联网及其应用与发展[J].中国无线电，2010

[5]沈苏彬，范曲立，宗平.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报：

自然科学版，2009

[6]李琳.SIM卡在物联网环境下应用的新思考[J].电信技术，2010