物联网工程实验报告模板.docx
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物联网工程实验报告模板
《物联网基础》实验报告
姓名
：
刘京
学号
：
0126
班级
：
2014级计算机科学与技术班
学院
：
信息管理学院
指导教师
：
张普洋
山西财经大学《物联网基础》实验报告
2017年3月8日
实验题目
初步认识物联网
选课课号
N0842140S0-08041-1
学院
信息管理学院
班级
计算机科学与技术
姓名
刘京
学号
0126
理论课教师
张普洋
上机指导教师
张普洋
实验目的：
使学生在了解与掌握物联网基本架构、物联网关键技术以及物联网发展现状基础上，通过对物联网在各大应用领域的分析，使学生对物联网的应用有真实全面的认识。
训练学生运用理论分析解决实际问题的能力，使学生对物联网的发展充满信心。
实验内容：
目前，物联网领域最主要的挑战仍然是互联网安全。
引发安全问题的部分原因主要来自用户轻视安全管理使用规定，同时，大部分初创企业以及设备制造商也不断添加可疑的功能，这些行为将在无形中增加物联网安全风险。
未来，随着物联网的进一步普及与发展，这种安全风险将会随之扩大。
总体来看，全球物联网将会沿以下十个方向发展。
一、物联网将创造全新的商业模式
物联网即将创造的商业模式将会满足电子商务市场、垂直市场、横向市场以及消费市场所有的形式。
以消费者设备共享使用为代表的新商业模式将会大大降低设备拥有者的成本。
与此同时，产品服务包也将是消费者设备共享模式的关键要素之一。
这类设备，如亚马逊公司的Alexa声音助手，都可配合Echo、Tap、Echo Dot等智能语音助手产品。
借助产品服务包，用户可获得识别声音，预定车辆、收听流媒体音乐等相关服务。
二、物联网产业将会重新整合
全球物联网平台缺少统一的语言，这很容易造成多个物联网设备彼此之间通信受到阻碍，并产生多个竞争性的标准和平台。
据估计，全球目前物联网平台多达300多个。
从2017年开始，小型平台将逐渐接入全球物联网网络，接入过程将持续几年，在这一过程中，全球顶尖软件提供商将缩减至5～7家，同时，物联网市场上还将出现几家带有开源代码平台的大型企业代表。
三、信息安全是选择IT解决方案的重要依据
市场上，多数提供物联网消费设备的公司都在考虑用户的安全问题，全球每天都在发生着多次的DDoS攻击（分布式拒绝服务，Distributed Denial of Service）。
物联网之所以存在巨大风险，因为它涉及数以亿计的连接设备。
2016年10月，名为“Mirai”的物联网僵尸网络病毒袭击了几千个包括监控摄像机和路由器的物联网设备，造成了严重的后果：
出现问题的设备提供商波及范围从美国扩至欧洲地区，僵尸网络病毒可经常性扫描网络，确定开放的物联网设备并进行访问。
2017年，物联网消费设备中的僵尸病毒将会被激活，可能将有一大批爆炸性新闻会泄露给媒体。
与此同时，越来越多的公司都将意识到设备产品中内嵌安全装置的重要性，未来，信息安全是选择IT解决方案的重要依据之一。
四、物联网将开启成本实时监控分析
物联网拥有一整套信息汇集和分析系统，信息来源自以楼宇或公司为单元各种不同的物联网设备。
物联网的价值在于数据分析并合理使用数据。
预计，首批物联网分析平台将会在2017年逐渐进入市场。
五、物体都将获得“智慧”
由消费设备构成的物联网和工业物联网存在着巨大的差异，后者设计的设备主要包括建筑、交通、物流、农业、卫生、石油天然气、电力、公共资源供应等领域的产品。
接入工业物联网的设备，如机床等物体目前还都不太“智慧”。
2017年，工业产品将逐渐补充新技术，可能将会研发出首批智能产品的软件或电脑用以简单操控这些物体。
随着低功耗广域物联网（LPWAN）的普及和发展，接入工业网的设备的数量将会大幅增长。
六、智能产品的可疑功能
目前，可接入物联网的家用设备可谓是五花八门，从电灯、空调、车库门，到咖啡机、牙刷、沙发等，但这些设备中，并不是所有设备的智能功能都拥有大量需求，比如现在智能冰箱与传统冰箱的不同之处也仅仅是多了某些提醒功能。
一些生产公司试图要在智能冰箱功能设计中添加冰箱门拍照功能，并发送至主人的智能手机中以提醒主人还需要购买的必需品，但专家们却提出了合理的问题，用一张纸质清单列出必需品是不是会比智能手机接收来自冰箱的“可疑”信息更加可靠
七、物联网初创公司将会迅速发展
初创公司将会比大公司更加快速地了解普通人的需求点，大公司从研发IT解决方案到消费者应用方案比小公司需要更多的时间。
因此，初创公司在创造物联网消费设备和提供服务方面往往更容易获得成功，2017年，大公司并购初创公司的趋势将会不断继续，特别是与“无人操控”技术相关的技术类公司。
八、基于服务组件的物联网产品将会更受关注
物联网的服务模式在消费领域和工业领域都在日益普及。
例如，德国最大的空压机制造商（Kaeser Kompressore）引入了宏生态学空间分析软件平台，实时传送气压成型的参数，借助这一平台，公司可不间断分析各种相关数据以便采取预防性措施。
这种模式将一改传统上“销售继而遗忘”的思维模式，将产品与服务持久地结合在一起。
九、自操控汽车将改变创收模式
爱立信消费者实验室的调查显示，65%的受访者更青睐无人驾驶汽车，25%的受访者认为机器人操控汽车更为安全。
特斯拉创立者马斯克不久前表示，2017年年底前，让特斯拉汽车在无驾驶员的状态下横穿美国，从洛杉矶行驶到纽约。
一些政府官员认为自操控汽车将会对安全造成威胁，因为目前停车的基础设施以及其他交通设施均是按照普通汽车的性能而建设的。
自操控汽车不受人的约束（乱停车、破坏道路交通规则），并导致交通税和罚款金的下降。
2015年，纳入纽约市预算的汽车税和罚款金额约为19亿美元。
十、物联网助推医疗数字化
2016年的医疗市场上已经出现了许多便携式设备可远程监控健康参数以及病人或运动员的体力活动，也出现了可监测血糖水平的无线设备。
2017年，无线通信在医疗领域将会得到更广泛的应用和推广，更多的医疗信息将会传向医院和专业医生。
实验中遇到的问题与解决的方法及实验体会：
通过查阅相关资料初步了解了物联网及发展过程。
教师评语
成绩
山西财经大学《物联网基础》实验报告
2017年3月22日
实验题目
RFID技术应用
选课课号
N0842140S0-08041-1
学院
信息管理学院
班级
计算机科学与技术
姓名
刘京
学号
0126
理论课教师
张普洋
上机指导教师
张普洋
实验目的：
1、了解RFID的基本概念
2、理解RFID系统工作原理
3、了解RFID技术的广泛应用
实验内容：
RFID原理
RFID是射频识别技术，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。
RFID较其他技术明显的优点是电子标签和阅读器无需接触便可完成识别。
射频识别技术改变了条形码依靠“有形”的一维或二维几何图案来提供信息的方式，通过芯片来提供存储在其中的数量巨大的无形信息。
1、RFID系统由五个组件构成，包括：
传送器、接收器、微处理器、天线、标签。
（1）、传送器、接收器和微处理器通常都封装在一起，又称为阅读器，阅读器是RFID系统最重要也是最复杂的一个组件。
因其工作模式一般是主动向标签询问标识信息，所以有时又被称为询问器（Interrogator）。
下图显示不同类型的阅读器。
阅读器可以通过标准网口、RS232串口或USB接口同主机相连，通过天线同RFID标签通信。
有时为了方便，阅读器和
（2）、天线以及智能终端设备会集成在一起形成可移动的手持式阅读器。
天线同阅读器相连，用于在标签和阅读器之间传递射频信号。
阅读器可以连接一个或多个天线，但每次使用时只能激活一个天线。
RFID系统的工作频率从低频到微波，这使得天线与标签芯片之间的匹配问题变得很复杂。
（3）、标签（Tag）是由耦合元件、芯片及微型天线组成，每个标签内部存有唯一的电子编码，附着在物体上，用来标识目标对象。
标签进入RFID阅读器扫描场以后，接收到阅读器发出的射频信号，凭借感应电流获得的能量发送出存储在芯片中的电子编码（被动式标签），或者主动发送某一频率的信号（主动式标签）。
2、RFID频率是RFID系统的一个很重要的参数指标，它决定了工作原理、通信距离、设备成本、天线形状和应用领域等因素。
RFID典型的工作频率有125KHz、133KHz、、、433MHz、860-960MHz、、等。
按照工作频率的不同，RFID系统集中在低频、高频和超高频三个区域
低频（LF）范围为30kHz-300kHz，RFID典型低频工作频率有125kHz和133kHz两个，该频段的波长大约为2500m。
低频标签一般都为无源标签，其工作能量通过电感耦合的方式从阅读器耦合线圈的辐射场中获得，通信范围一般小于1米。
除金属材料影响外，低频信号一般能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。
高频（HF）范围为3 MHz -30 MHz，RFID典型工作频率为,该频率的波长大概为22米，通信距离一般也小于1米。
该频率的标签不再需要线圈绕制，可以通过腐蚀活着印刷的方式制作标签内的天线，采用电感耦合的方式从阅读器辐射场获取能量。
超高频（UHF）范围为300MHz-3GHz，3GHz以上为微波范围。
采用超高频和微波的RFID系统一般统称为超高频RFID系统，典型的工作频率为：
433MHz，860-960MHz，，，频率波长大概在30厘米左右。
严格意义上，和属于微波范围。
超高频标签可以是有源标签与无源标签两种，通过电磁耦合方式同阅读器通信。
通信距离一般大于1米，典型情况为4-6米，最大可超过10米。
实验中遇到的问题与解决的方法及实验体会：
通过上查阅相关资料了解了RFID的分类和工作原理，对此有了一定的了解。
教师评语
成绩
山西财经大学《物联网基础》实验报告
2017年4月5日
实验题目
传感器技术应用（微型传感器）
选课课号
N0842140S0-08041-1
学院
信息管理学院
班级
计算机科学与技术
姓名
刘京
学号
0126
理论课教师
张普洋
上机指导教师
张普洋
实验目的：
1.了解各种传感器的特点
2.理解各种类型传感器的工作原理
3.了解无线传感器网络的组建过程
实验内容：
微型传感器
21世纪是信息的世纪，在生活节奏快捷以及科技发达的今天，人们希望通过各类网络 的接入，在无人干预的情况下，实现物与物物与人的泛在链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。
面对各种各样海量的信息，不仅需要传感器能捕捉、识别各种物理信息，还需要网络层对收集到的数据分类和管理，更需要一个强大的数据处理中心。
为了这些应对问题，物联网（Internet of Things）的概念应运而生。
物联网是继计算机、互联网的应用与普及之后，蓬勃兴起的世界信息技术革命的第三 次浪潮，是二十世纪人类社会以信息技术应用为核心的技术。
物联网的体系构架主要有三层：
应用层、网络层和感知层，而传感器作为物联网采集信息的终端工具，就如同是物联网的“眼睛”“鼻子”和“耳朵” ，是感知层的关键技术， 在物联网的发展过程中，传感器技术已成为其最重要的支柱技术之一。
（一）微型传感器不仅仅指传感器的体积小、质量轻。
就单一的传感器而言，微传感器是指尺寸微小的传感器，如敏感元件的尺寸从微米级到毫米级、甚至达到纳米级，主要采用精密加工、微电子以及微机电系统技术，实现传感器尺寸的缩小；就集成的传感器而言，微传感器是指将微小的敏
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