物联网工程实验报告.docx

物联网工程实验报告.docx

《物联网工程实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物联网工程实验报告.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

物联网工程实验报告

物

联

网

工

程

概

论

课

程

报

告

姓名：

刘昱

学号：

201110410135

一、物联网的概念

何为物联网，当一年前，这个新名词出现在人们的视野时，XX百科上只有短短的一页：

物联网（Internetofthings）：

把所有物品通过无线射频识别（RFID）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。

利用RFID、传感器、二维码、卫星、微波，及其它各种感知设备随时随地采集各种动态对象，全面感知世界。

利用以太网、无线网、移动网将感知的信息进行实时传送。

对物体实现智能化的控制和管理，真正达到人与物的沟通。

就是这么短短的几行简介，将我带入了物联网这个大的概念中来，物联网，一个充满着新生气息的新产品。

自从2009年８月７日，温总理在无锡调研时，对微纳传感器研发中心予以高度关注，提出了把“感知中国”中心设在无锡、辐射全国的想法后，物联网便在全国各地掀起了新的信息技术革命，作为“感知中国”的中心，无锡市2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，涉及光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化等技术领域，包括应用技术研究、科研成果转化和产业化推广等。

据美国权威咨询机构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。

而对于物联网在国内市场空间，权威机构预测，仅“产业排头兵”RFID领域，今年国内市场规模就将达50亿元，年复合增长率为33%，其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。

而业内人士估计，中国物联网产业链今年就能创造约1000亿元产值,并成为下一个万亿级信息产业引擎。

在当今的信息时代高速发展的过程中，物联网将成为继云计算，移动互联后的第三大热门IT技术。

甚至在不久的将来，会超过其他两门技术引领全世界的信息技术发展。

二、物联网的应用

说起物联网的应用范畴，或许很多人还会是一头雾水，没听说过？

其实，物联网的应用，早已悄悄潜伏在我们身边的各个角落中了。

从大家最熟悉的刷卡，到电影中的无线指挥，智能化的设备，无处不散发着物联网的气息。

在了解物联网的应用范围之前，先看看物联网的结构组成，或许就能发现其实我们周围很多东西其实就是物联网的应用范围。

（1）感知层。

感知层主要功能是信息感知与采集，主要包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、各种传感器、视频摄像头等。

如温度感应器、声音感应器、震动感应器、压力感应器、RFID读写器、二维码识读器等，完成物联网应用的数据采集和设备控制。

（2）接入层。

接入层由基站节点（Sink节点）和接入网关（AccessGateway）组成，完成应用末梢各节点信息的组网控制和信息汇集，或完成向末梢节点下发信息的转发等功能。

也就是在末梢节点之间完成组网后，如果末梢节点需要上传数据，则将数据发送给基站节点，基站节点收到数据后，通过接入网关完成和承载网络的连接；当应用层需要下传数据时，接入网关收到承载网络的数据后，由基站节点将数据发送给末梢节点，从而完成末梢节点与承载网络之间的信息转发和交互。

接入层的功能主要由传感网（指由大量各类传感器节点组成的自治网络）来承担。

（3）网络层。

网络层包括各种通信网络与物联网形成的承载网络。

承载网络主要是现行的通信网络，如2G网络、3G网络、4G网络，或者是计算机互联网、移动通信网、企业网等，完成物联网接入层与应用层之间的信息通信。

（4）应用层。

应用层由各种应用服务器组成（包括数据库服务器），主要功能包括对采集数据的汇聚、转换、分析，以及用户层呈现的适配和事件触发等。

对于信息采集，由于从末梢节点获取了大量原始数据，且这些原始数据对于用户来说只有经过转换、筛选、分析处理后才有实际价值；这些有实际价值内容的应用服务器将根据用户的呈现设备不同完成信息呈现的适配，并根据用户的设置触发相关的通告信息。

同时当需要完成对末梢节点控制时，应用层还能完成控制指令生成和指令下发控制。

应用层要为用户提供物联网应用UI接口，包括用户设备（如PC、手机）、客户端等。

怎么样，是不是发现了很多熟悉的字眼。

对，物联网的运用就是在这些与我们生活息息相关的事物中。

通过二维码，RFID等技术标识特定的对象，用于区分对象个体，例如在生活中我们使用的各种智能卡，条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息；此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息，例如智能卡上的金额余额，二维码中所包含的网址和名称等。

　　利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络，可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控，如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染，通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度，通过GPS标签跟踪车辆位置，通过交通路口的摄像头捕捉实时交通流程等。

　物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器网络用获取的数据进行决策，改变对象的行为进行控制和反馈。

例如根据光线的强弱调整路灯的亮度，根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。

又如现在的热门：

3G网络，在3G网络中，依靠着物联网对数据传输，嵌入式设备的制作，搭建了更高级的信息交流平台，将简单的数字信号进行处理后以更高的形式输出。

除了3G网络，还有正在实验中的4G网络，都离不开物联网技术的支持。

据说在美国与加拿大交界处的一座城市，被誉为智能城市，该城市有一套相当完善的智能反应设施，通过传感器，FRID的运用，实现了城市的智能化管理，在发生紧急事故的时候，可以在10秒中之内将信息传输到各个部门，并在5-10分钟之内制定出一套解决方案。

试想要是每座城市都能做到这样的话，人类的科技水平是不是能上到更高的一层楼。

三、畅想物联网

　　智慧城市、智能交通、智能家居……一直以来，从国家到地方，从政府到企业，从科研人员到普通民众对于物联网在几大热门领域的应用可谓热情高涨，物联网技术在这些领域的应用也不断的广泛和扩大并趋于成熟。

而物联网的应用领域有哪些？

在这些领域又是如何应用的呢？

物联网在工业领域中的应用

工业是物联网应用的重要领域。

具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，可大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能工业的新阶段。

制造业供应链管理

物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域，通过完善和优化供应链管理体系，提高了供应链效率，降低了成本。

空中客车（Airbus）通过在供应链体系中应用传感网络技术，构建了全球制造业中规模最大、效率最高的供应链体系。

生产过程工艺优化

物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平。

生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。

钢铁企业应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的实时监控，从而提高了产品质量，优化了生产流程。

　　产品设备监控管理各种传感技术与制造技术融合，实现了对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控。

GEOil&Gas集团在全球建立了13个面向不同产品的i-Center，通过传感器和网络对设备进行在线监测和实时监控，并提供设备维护和故障诊断的解决方案。

环保监测及能源管理

物联网与环保设备的融合实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。

在重点排污企业排污口安装无线传感设备，不仅可以实时监测企业排污数据，而且可以远程关闭排污口，防止突发性环境污染事故的发生。

电信运营商已开始推广基于物联网的污染治理实时监测解决方案。

工业安全生产管理

把感应器嵌入和装备到矿山设备、油气管道、矿工设备中，可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息，将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台，实现实时感知、准确辨识、快捷响应、有效控制。

以减少矿上事件多发的现状，能有效地保护矿产工作人员的人身安全。

物联网在农业领域的应用

物联网在农业领域的应用是通过实时采集温室内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。

可以根据用户需求，随时进行处理，为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。

通过模块采集温度传感器等信号，经由无线信号收发模块传输数据，实现对大棚温湿度的远程控制。

智能农业产品还包括智能粮库系统，该系统通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察，记录现场情况以保证量粮库内的温湿度平衡。

　　物联网在农业领域具有远大的应用前景,主要有三点:

1、无线传感器网络应用于温室环境信息采集和控制。

2、无线传感器网络应用于节水灌溉。

3、无线传感器网络应用于环境信息和动植物信息监测。

物联网在智能电网领域的应用

　智能电网与物联网作为具有重要战略意义的高新技术和新兴产业，已引起世界各国的高度重视，我国政府不仅将物联网、智能电网上升为国家战略，并在产业政策、重大科技项目支持、示范工程建设等方面进行了全面部署。

应用物联网技术，智能电网将会形成一个以电网为依托，覆盖城乡各用户及用电设备的庞大的物联网络，成为"感知中国"的最重要基础设施之一。

智能电网与物联网的相互渗透、深度融合和广泛应用，将能有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源，进一步实现节能减排，提升电网信息化、自动化、互动化水平，提高电网运行能力和服务质量。

智能电网和物联网的发展，不仅能促进电力工业的结构转型和产业升级，更能够创造一大批原创的具有国际领先水平的科研成果，打造千亿元的产业规模。

物联网在智能家居领域的应用　　

智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。

将各种家庭设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等）通过程序设置，使设备具有自动功能，通过中国电信的宽带、固话和3G无线网络，可以实现对家庭设备的远程操控。

与普通家居相比，智能家居不仅提供舒适宜人且高品位的家庭生活空间，实现更智能的家庭安防系统;还传统家居环境中那个各自单独存在的设备联为一个整体，形成系统。

物联网在医疗领域的应用

智能医疗系统借助简易实用的家庭医疗传感设备，对家中病人或老人的生理指标进行自测，并将生成的生理指标数据通过中国电信的固定网络或3G无线网络传送到护理人或有关医疗单位。

根据客户需求，中国电信还提供相关增值业务，如紧急呼叫救助服务、专家咨询服务、终生健康档案管理服务等。

智能医疗系统真正解决了现代社会子女们因工作忙碌无暇照顾家中老人的无奈，可以随时表达孝子情怀。

　　物联网在城市安保领域的应用　　智能城市产品包括对城市的数字化管理和城市安全的统一监控。

前者利用"数字城市"理论，基于3S（地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS）等关键技术，深入开发和应用空间信息资源，建设服务于城市规划、城市建设和管理，服务于政府、企业、公众，服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。

后者基于宽带互联网的实时远程监控、传输、存储、管理的业务，利用中国电信无处不达的宽带和3G网络，将分散、独立的图像采集点进行联网，实现对城市安全的统一监控、统一存储和统一管理、为城市管理和建设者提供一种全新、直观、视听觉范围延伸的管理工具。

物联网在环境监测领域的应用　　

环境监测领域应用是通过对实施地表水水质的自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况，预警预报重大或流域性水质污染事故，解决跨行政区域的水污染事故纠纷，监督总量控制制度落实情况。

水源环境监控项目，通过安装在各个地区的各个监控的环保和监控传感器，将各处的水文、水质等环境状态提供给环保部门，实时监控各流域水质等情况，并通过互联网将监测点的数据报送至相关管理部门。

物联网在智能交通领域的应用　　

智能交通系统包括公交行业无线视频监控平台、智能公交站台、电子票务、车管专家和公交手机一卡通五种业务。

公交行业无线视频监控平台利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能，对公交运行状态进行实时监控。

智能公交站台通过媒体发布中心与电子站牌的数据交互，实现公交调度信息数据的发布和多媒体数据的发布功能，还可以利用电子站牌实现广告发布等功能。

电子门票是二维码应用于手机凭证业务的典型应用，从技术实现的角度，手机凭证业务就是手机凭证，是以手机为平台、以手机身后的移动网络为媒介，通过特定的技术实现完成凭证功能。

车管专家利用全球卫星定位技术（GPS）、无线通信技术（CDMA）、地理信息系统技术（GIS）、中国电信3G等高新技术，将车辆的位置与速度，车内外的图像、视频等各类媒体信息及其他车辆参数等进行实时管理，有效满足用户对车辆管理的各类需求。

公交手机一卡通将手机终端作为城市公交一卡通的介质，除完成公交刷卡功能外，还可以实现小额支付、空中充值等功能。

　　测速E通通过将车辆测速系统、高清电子警察系统的车辆信息实时接入车辆管控平台，同时结合交警业务需求，基于GIS地理信息系统通过3G无线通信模块实现报警信息的智能、无线发布，从而快速处置违法、违规车辆。

物联网在智能司法领域的应用

智能司法是一个集监控、管理、定位、矫正于一身的管理系统。

能够帮助各地各级司法机构降低刑罚成本、提高刑罚效率。

目前，中国电信已实现通过CDMA独具优势的GPSONE手机定位技术对矫正对象进行位置监管，同时具备完善的矫正对象电子档案、查询统计功能，并包含对矫正对象的管理考核，给矫正工作人员的日常工作带来信息化、智能化的高效管理平台。

物联网在物流领域的应用

　　智能物流打造了集信息展现、电子商务、物流配载、仓储管理、金融质押、园区安保、海关保税等功能为一体的物流园区综合信息服务平台。

信息服务平台以功能集成、效能综合为主要开发理念，以电子商务、网上交易为主要交易形式，建设了高标准、高品位的综合信息服务平台。

，并为金融质押、园区安保、海关保税等功能预留了接口，可以为园区客户及管理人员提供一站式综合信息服务。

物联网在智能校园领域的应用　　

中国电信的校园手机一卡通和金色校园业务，促进了校园的信息化和智能化。

校园手机一卡通主要实现功能包括：

电子钱包、身份识别和银行圈存。

电子钱包即通过手机刷卡实现主要校内消费;身份识别包括门禁、考勤、图书借阅、会议签到等，银行圈存即实现银行卡到手机的转账充值、余额查询。

目前校园手机一卡通的建设，除了满足普通一卡通功能外，还实现了借助手机终端实现空中圈存、短信互动等应用。

中国电信实施的"金色校园"方案，帮助中小学行业用户实现学生管理电子化，老师排课办公无纸化和学校管理的系统化，使学生、家长、学校三方可以时刻保持沟通，方便家长及时了解学生学习和生活情况，通过一张薄薄的"学籍卡"，真正达到了对未成年人日常行为的精细管理，最终达到学生开心，家长放心，学校省心的效果

物联网在M2M平台领域的应用　　

中国电信M2M平台是物联网应用的基础支撑设施平台。

秉承发展壮大民族产业的理念与责任，凭借对通信、传感、网络技术发展的深刻理解与长期的运营经验，中国电信M2M协议规范引领着M2M终端、中间件和应用接口的标准统一，为跨越传感网络和承载网络的物联信息交互提供表达和交流规范。

在电信级M2M平台上驱动着遍布各行各业的物联网应用逻辑，倡导基于物联网络的泛在网络时空，让广大消费者尽情享受物联网带来的个性化、智慧化、创新化的信息新生活。

四、结语

相信在国家的大力支持下，物联网在我国的发展将有一个很大的舞台，在这个舞台上，物联网将为国家的发展，人们生活的提高上做出巨大的贡献。

在不久的将来，这个世界将会成为真正的智能地球，而每个国家，每个城市，都将步入自动化，智能化高度发达的新纪元。