物联网物联网信息管理系统研究.docx

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物联网物联网信息管理系统研究

（物联网）物联网信息管理系统研究

无线物联网信息管理系统研究

摘要…………………………………………………………………．．I

第1章绪论…………………………………………………………．．1

1．1研究背景………………………………………………………．．1

1．2国内外发展现状………………………………………………．．2

1．2．1国内发展现状………………………………………………．．2

1．2．2国外发展现状………………………………………………．．3

1．3论文的内容安排………………………………………………．．4

第2章系统相关技术分析…………………………………………．．6

2．1电子标签系统…………………………………………………．．6

2．1．1电子标签系统概述…………………………………………．．6

2．1．2电子标签的分类及其工作原理……………………………．．7

2．2ZigBee技术概述………………………………………………．．9

2．2．1ZigBee产生背景……………………………………………．．9

2．2．2ZigBee协议…………………………………………………．．9

2．2．3ZigBee技术的优势…………………………………………．．11

2．3J2EE技术简介………………………………………………．．12

2．3．1J2EE技术……………………………………………………．．12

2．3．2J2EE概念介绍……………………………………………．．12

2．3．3J2EE体系结构………………………………………………．．13

2．3．4J2EE核心技术………………………………………………．．16

2．3．5J2EE的优越性……………………………………………．．18

2．4．AJAX技术概述…………………………………………．．18

2．4．1Ajax技术…………………………………………………．．18

2．4．2Ajax工作原理……………………………………………．．19

2．4．3Ajax的优缺点……………………………………………．．20

2．5本章小结………………………………………………………．．20

第3章物联网信息管理系统设计…………………………………．．2l

3．1物联网信息管理系统设计的基本原则………………………．．21

3．2物联网信息管理系统的总体功能……………………………．．21

3．3物联网系统的总体结构………………………………………．．22

3．4无线物联网信息管理系统功能模块设计……………………．．23

3．4．1终端模块设计………………………………………………．．23

3．4．2中继模块设计………………………………………………．．25

3．4．3信息中心处理模块的设计…………………………………．．26

3．5本章小结………………………………………………………．．28

第4章物联网信息管理系统关键技术研究………………………．．29

4．1基于ZigBee模块的无线自组网研究…………………………．．29

4．1．1ZigBee的拓扑结构………………………………………．．30

4．1．2Zigbee组网的流程………………………………………．．31

4．2通信协议规范研究……………………………………………．．32

4．2．1设备的数据发送过程……………………………………．．33

4．2．2设备接收数据的过程……………………………………．．35

4．3通信数据的安全研究…………………………………………．．37

第5章无线物联网信息管理系统功能实现………………………．．38

5．1开发与运行环境………………………………………………．．38

5．1．1开发环境……………………………………………………．．38

5．1．2运行环境……………………………………………………．．38

5．2系统终端设备实现……………………………………………．．39

5．2系统中继设备实现……………………………………………．．42

5．4信息中心处理模块……………………………………………．．43

5．4．1系统数据库设计…………………………………………．．43

5．4．2系统的登录界面…………………………………………．．45

5．4．3系统的管理界面…………………………………………．．46

5．4．4传感器管理操作…………………………………………．．47

5．4．5串口管理…………………………………………………．．50

5．5本章小结……………………………………………………．．51

第6章总结与展望………………………………………………．．52

6．1总结…………………………………………………………．．53

6．2展望…………………………………………………………．．52

参考文献…………………………………………………………．．53

摘要

物联网是一门新兴技术，它以现有的互联网为基础把各类实体通过传感器联系起来从而形成一个庞大网络。

它的飞速发展一方面使人们的生活和生存方式发生巨大改变，另一方面不断推动经济和社会发展，改变着社会的生产方式。

物联网技术的广泛应用和持续发展不仅成为解决社会经济问题的一项重要战略举措，也是经济全球化发展的一个新的方向，必将把我们带入～个信息与物质结合的崭新时代。

为加快物联网时代的到来，更好地适应物联网时代，充分利用物联网为

我国社会主义现代化建设服务，我们必须全心投入到物联网建设中去。

本课题重点研究一种能够对无线传感器进行管理的无线物联网信息管理平台，从而通过使用该平台达到对资源的优化管理。

本文分析了无线物联网发展的现状，对课题相关技术做了深入研究：

给出了无线物联网信息管理平台的总体结构与功能，描述了系统功能模块的详细设计方案；对系统实现中涉及的关键技术做了研究；利用可视化编程工具MyEclipse开发了基于WEB的无线物联网信息管理平台。

本人设计的无线物联网信息管理平台的特点包括：

建立无线传感器的信息管理系统，对传感器进行高效管理，为用户提供了良好的人机界面，增强了系统的可用性；对系统的各个模块进行设计研究，实现了资源的有效利用。

关键词：

物联网；ZigBee；信息管理；无线通信；J2EE

第1章绪论

1．1研究背景

2009年起，物联网作为下一代信息技术的代表，不断得到世界各国的关注。

从IBM提出的智能地球，到奥巴马提升到国家战略以及温总理提出的物联网的概念，正是这些事件的发生让大家感觉到物联网真的来了。

此外，物联网还被誉为“将是未来改变人们生活的十大技术之首"，并且其发展并没有被其它国家占有先机，大家对物联网的研究都处于初级阶段，因此我们必须尽力抢占物联网这一具有潜力的新兴技术的制高点，在物联网的发展过程中占有主导作用。

物联网

作为具有高附加值，高技术含量的高新科技产业的代表，在促进经济的发展，以及帮助我们脱离这场金融危机，都能起到不可想象的作用。

面对世界金融危机，物联网不但可以提高经济的增长率，大大节约开发成本，而且可以给世界经济复苏提供技术动力。

既然物联网有如此的魅力，那搭建一种控制管理物联网的信息平台就迫在眉睫瞳。

标准一直是一门技术的一个统一规范，如果没有一个统一的标准对技术进行规范，会使整个产业混乱、市场混乱，更多时候的会让用户存在不知如何去选择应用。

“物联网"在我国的发展可能还面临着完整的标准体系，而且也没有任何一个标准体系出台。

而在“物联网"技术方面，因其牵扯到的技术是多种多样的，导致标准也非常多，所以，当前应进快明确一个统一合理的标准，已经成为“物联网"发展的一个关键因素。

物联网作为战略性新兴产业，大力发展物联网技术和产业，能够在经济和产业发展上得到以下几点的优势：

（1）首先对于其它科技产业技术的发展有推动作用，并且作为一种新型的科学技术，它还是具有比较大的发展空间，能够极大的推动经济的持续增长。

（2）对我国产业技术的升级起到积极作用。

（3）能够不断改善我们的生活环境，使资源利用智能化、高效化。

但是要想发挥物联网巨大作用，必须搭建一种能够有效管理和控制物联网的信息管理平台，本论文对如何搭建物联网信息管理平台进行了初步探讨，并提出了一种设计方案。

1．2国内外发展现状

1．2．1国内发展现状

目前，作为实现物联网的必不可少的无线网络的覆盖率已经非常大。

我国对于物联网技术的研发水平也处于世界前列，在技术和物联网标准的研究上与国际基本同步，具有重大的影响了。

国家自然科学基金、“863"、“973"等科研计划都对物联网产业的发展给予了较多的支持，此外无线传感器网络还在重大专项、优先主题以及前沿技术三个层面被列入了《国家中长期科技发展规划纲要（2006—2020）》的主要内容，目前正在进行中的国家科技重大项目也在与无线传感器

网络相关的关键技术领域和应用领域给予有力的支持。

国内先后有近百单位开展了传感研究和应用，并建立起了中科院上海微系统所、电子十三所、北京大学等研发和生产基地，取得了一定的成果。

其中，中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心作为我国物联网研究的主要单位，起到了良好的行业带头作用，此单位研发的传感器安全防护设备在上海浦东机场和上海世博会上得到了成功应用口。

国内在物联网的各个不同方面拥有众多自主知识产权和专利，与国外发展基本处于同一起点。

在十年多的时间里中科院上海微系统所，在“无线传感网’’、“微型传感器"、“芯片设计’’等许多方面获得了重大创新科技成果。

在传感网的盲源分离、多目标协同识别、跟踪定位等领域的部分关键技术居世界先进水平，在机场防入侵系统、智能交通等领域已有若干成功案例。

中科院上海微系统所积极联合行业力量，在上海组建了传感网产学研联盟，另外，在国内以北京邮电

大学和南京邮电大学为代表的众多高校也较早开展了对传感网和物联网技术的研究，华为技、中兴、普天通信、中电集团、中电科技等大型知名企业也加入了研究行列。

总体看来，我国物联网的研究发展并没有盲目跟从国外，而是按照我国战略发展和实际应用的需求上，对物联网标准体系、核心技术、开发应用、系统集成以及测试评估技术等众多方面进行深入研究，形成了以应用为引导的具有我国特色发展路线，在标准、产业、技术及应用与服务等方面，与世界接轨，使我国在该领域占领价值链高端成为可能。

虽然我国物联网产业发展有一定进展，但也存在许多问题。

我国物联网的发展处于初级阶段，其中存在一系列的发展瓶颈和制约。

首先是产业化问题。

我国物联网产业跟世界上仍然存在较大差距，虽然目前有许多企业开始涉足物联网领域，但是企业规模普遍偏小，企业资金实力相对薄弱，大大影响物联网的发展。

物联网应用领域广泛，出现产业交叉性，需要加强各个产业之间的联系与合作。

运营与服务环节中，运营商也是初步进入该领域，市场仍处于探索阶段，拉动效

应不明显船。

二是技术标准缺乏。

我国在传感网国际标准制定中具备一定话语权，处于较为领先的位置。

但总的来说，标准发展仍相当滞后于应用发展。

在核心的器件和软件方面，我们还做不到自主可控，致使物联网相关芯片成本就好，不利于物联网的扩展，并且至今没有一个明确的物联网标准。

三是创新体系不完善。

虽然我国有不少企业和高校踊跃参加物联网技术研究，但是一直没有形成一个合理的创新体制。

四是没有形成一个有效的商业模式嘲。

任何技术的发展都需要资金的支持，现在我国出现了一些物联网的应用，但是数量相对较少，规模相当较小，不足以引领行业的发展。

1．2．2国外发展现状

1、日本

日本是一个制造业强国，它在电子标签研究领域起步比较早，政府也将电子标签作为一项关键的技术来发展。

2004年7月，日本经济产业省选择了消费电子，书籍等7个产业做电子标签的应用试验，取得了阶段性的成果。

日本信息通信产业的主管机关总务省提出了物联网（泛