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摘要:物联网作为一种新的网络形式,相关理论研究和实践应用正在探索过程中.本文介绍了物联网的概念,给出了基于智能物体层、数据传输层、信息关联层、应用服务层的物联网四层体系架构,最后探讨了物联网在实现过程中所面临的问题和挑战. 关键词:物联网,RFID 一、概念 物联网(Internet of Things)这个概念最早由麻省理工的Auto-ID中心在1999年提出,其基本想法是将RFID和其他传感器相互连接,形成RFID架构的分布式网络. 欧洲委员会[1]提出“物联网是未来因特网的综合部分之一,可以被定义为一个动态的全球网络基础.基于标准的和互操作的通信协议,无论物理的还是虚拟的“物”均有身份、物理属性和虚拟特质,具备自配置能力且使用智能接口,可以无缝地集成到信息网络中去.” 本文认为,物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程:真实世界中的事物,通过传感器采集一定的数据,在虚拟世界中形成与之对应的事物.“相关物体可能在虚拟电子空间中被创造出来,源于物理物体空间,且与物理空间的物体有关联.”[2]传感器采集到数据的详细程度,将影响到该事物在虚拟世界中的抽象程度.在虚拟世界中,对该事物最简单也最重要的描述是物体提供了一个ID用于识别(如使用RFID标签),最详细的描述则是真实世界中该事物的所有属性和状态均可在虚拟世界中被观察到.进一步的,在虚拟世界中对该物体做出控制,则可通过物联网改变真实世界中该物体的状态.对于一个真实的事物,其所需的各种应用与操作,只需在虚拟世界中对与之对应的虚拟事物进行应用和操作,即达到目的. 这样将会对世界带来巨大的改变:实地实时监测和控制一个事物的成本是高昂的,通过物联网,所有事物都将在虚拟世界中被找到,以较低的成本被监测和控制,从而实现4A(anytime, any place, anyone, anything)[3]连接.虚拟世界提供了对所有事物的实时追踪的可能,所有的信息都不是孤立的,这将为各种海量运算和分析提供了最基础和最重要的信息源.真实世界存在于某一时刻,而当物联网发展到能将真实世界中的所有事物都映射到虚拟世界中时,无数个某一时刻的世界汇集起来,在虚拟世界中将形成一个可以追溯的历史,如同过去以纸质保存历史事件的发生,将来将以电子数据对所有事物进行全息描述的形式存储世界的历史. 二、体系架构 目前, 物联网还没有一个广泛认同的体系结构,最具代表性的物联网架构是欧美支持的EPCglobal和日本的UID物联网系统.EPC系统由EPC 编码体系、射频识别系统和信息网络系统3 部分组成.UID 技术体系架构由泛在识别码(uCode)、泛在通信器、信息系统服务器、和ucode 解析服务器等4部分构成.EPCglobal 和UID上只是RFID 标准化的团体,离全面的“物联网”体系架构相去甚远. 美国的IBM公司在2008年提出“智慧的地球”这一与物联网概念相近的概念,并提出通过INSTRUMENTED,INTERCONNECTED和INTELLIGENT这三个层面来实现智慧地球.在文献基础上,本文提出了物联网体系架构. 1、智能物体层:通过传感器捕获和测量物体相关数据,实现对物理世界的感知.同时具备局部的互动性,需要一定的存储和计算能力. 2、数据传输层:以有线或无线的方式实现无缝、透明、安全的接入,提供并实施编码、认知、鉴权、计费等管理. 3、信息关联层:通过云计算实施对海量数据的存储和管理、数据处理与融合,屏蔽其异质性与复杂性,形成一个与真实世界对应的虚拟世界. 4、应用服务层:从虚拟世界中提取信息,提供丰富的面向服务的应用.如智能交通、智能电网、智能医疗等等. 需要指出的是,数据由底部的传感器通过网络到达应用服务层面,而实际上,在服务应用层面,各个中心、用户可以反向的通过网络由执行器对物体进行控制. 在该体系结构中,感知层面的各种传感器、执行器都是具体的,随着技术的发展会不断升级,新设备不断引入物联网.而服务应用层的各种需求也是不断提出的,并不是一层不变的.若是每个具体的服务应用和传感设备都形成一个独立的网络,最后可能形成许多套特殊的网络,这不利于推广和不便于维护.因此这需要物联网的网络层有一定前瞻性,物体设备层可以变化,服务应用层可以变化,但它们都是通过一个普适的网络进行连接,这个网络可以在一定的时间内保持稳定. 三、面临的挑战 1、统一标准 物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片,将物质的信息传递出去或接收进来,通过传感网络实现本地处理,并联入到互联网中去.由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读,所以必需有一套统一的技术协议与标准,而且主要是集中在互联上,而不是传感器本身的技术协议.现在很多所谓的物联网标准,实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准,而应对互联需要的技术协议,才是真正实现物联网的关键. 2、安全、隐私 在物联网中所有“事物”都连接到全球网络,彼此间相互通信,这也带来了新的安全和隐私问题,例如可信度,认证,以及事物所感知或交换到的数据的融合.人和事物的隐私应该得到有效保障,以防止未授权的识别和攻击.安全与隐私这个问题,是人类社会的问题,不论是物联网还是其他技术,都是面临这两个问题.因此,不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制,而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善. 参考文献 1. Commission, ., Internet of things Strategic Research Roadmap. 2009. 2. CASAGRAS Final Report: RFID and the inclusive model for the Internet of things. . 2010. 3. ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things. 2005, ITU.
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物联网就是物物相连的网络,是我国的新兴战略产业,是未来发展的趋势。下面是我精心推荐的关于物联网技术的论文,希望你能有所感触!
【摘 要】物联网就是物物相连的网络,人与人、人与物、物与物都互联成网。物联网技术是当今的前沿技术,是我国的新兴战略产业,是未来发展的趋势。物联网技术目前处于起步阶段,但各国都十分重视并作为战略产业来研究和发展。本文从物联网的由来、物联网的特征、物联网的类型、物联网的组成等四个方面来探讨物联网技术。
【关键词】物联网;特征;组成;关键技术
一、物联网的由来
物联网的概念最早于1995年出现在比尔盖茨的《未来之路》书中,在该书中比尔盖茨已经提及了Internet of Things的概念,只是当时并没有引起人们的重视。1998年,美国麻省理工学院创造性地提出了当时称为EPC系统的“物联网”的构想;1999年,美国麻省理工学院首先明确提出了“物联网”的概念,提出了物联网就是将所有物品通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网相连,能实现智能化识别和管理的网络。2005年11月,国际电信联盟在突尼斯举行的信息社会峰会上发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念。
2009年11月,温家宝发表了《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话,“我国要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’”,从而物联网作为我国的新兴战略产业。
物联网就是在计算机互联网的基础上,利用射频识别、传感设备和无线通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”; 即英文名称为“Internet of Things”,简称IOT。在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用RFID等技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联和共享。
二、物联网的特征
(1)网络化:网络化是物联网的基础。不论是有线、无线还是专网来传输信息,都必须依靠网络,而且必须与互联网相连,这样才能形成完全意义上的物联网。(2)互联化:物联网是一个包含多种网络、接入、应用技术的大集成,也是一个让人与人、人与物、物与物之间进行交流的平台;与互联网相比,物联网具备更强的开放性,应能够随时接纳新设备、提供新的服务与应用,即物联网具备自组织、自适应能力。(3)物联化:计算机和计算机连接成互联网,实现人与人之间交流。而物联网是实现人物相连、物物相连,通过在物体上安装传感器或微型感应芯片,借助计算机网络,让人和物体进行“对话”和“交流”。(4)感知化:物联网离不开传感设备。射频识别、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备,正如视觉、听觉和嗅觉器官对于人的重要性一样,它们是物联网必不可少的关键设备。(5)自动化:物联网通过传感器设备自动采集数据;根据事先设定的处理规则,利用软件自动处理采集到的数据;自动地进行数据交换和通信;对物体实行自动监控和自动管理。一般无需人为的干预。(6)智能化:物联网融合了计算机网络技术、无线通信技术,微处理技术和传感器技术等,从它的“自动化”、“感知化”等特点,已能说明它能代表人、代替人“对客观事物进行合理分析、判断及有目的地行动和有效地处理周围环境事宜”,智能化是其综合能力的表现。
三、物联网的组成
物联网主要包括以下几个子系统,有些物联网可能只包括了这些子系统中的一部分。
(1)电信网络:物联网的信息传送与日常使用的文字、语音、图片、图像传输相比,有其独特的地方,物联网中的信息传输大多是小数据量和特大数据量的传输。小到每月只发送几bit,如电力抄表;大到持续发送大幅图像,如交通监控,而中等数据量的信息传送却不多见。这就对通信网络提出了新的要求,需要推出新的通信标准和新的接入技术,以适应物联网各种通信的需要,实现物联网的高效通信。现有的通信网络主要有电缆、光纤、无线电、微波、卫星、蓝牙、红外、WiFi、移动通信等。(2)传感器:传感器可以把一些物理量的变化变为电信号的变化,收集信息,做出响应。例如麦克风和喇叭就是一对语音传感器。传感器可以是声、光、电、重量、密度、硬度、湿度、温度、压力、震动、速度、图像、语音等。(3)电子标签:电子标签用来标识物联网中的各物体。现有的电子标签主要有RFID、条形码、二维码、IC卡、磁卡等。(4)数据处理:物联网通过传感设备所采集到的数据,必须经过计算机软件进行处理,才能满足用户不同的需求,实现各种目的。这些数据处理往往包括汇总求和、统计分析、阀值判断、数据挖掘和各种专业计算等。(5)报警系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接报警或者经过计算机软件处理后报警,报警形式主要有声、光、电(电话、短信)等。(6)显示系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接显示或是经过计算机软件处理后显示出来,常见的显示形式有文字、数字、图形、表格等。
四、物联网的关键技术
(1)感知与标识技术
感知和标识技术,负责采集现实中发生的事件和数据,实现外部信息的感知和识别,是物联网的基础,如传感器、无线定位、射频识别(高频、超高频)、二维码等。
(2)网络与通信技术
网络是物联网数据传递和服务支撑的最重要基础设施,通过人物互联、物物互联,实现感知信息高可靠性、高速度、高安全地传送。物联网的实现涉及到近通信技术和远程通信技术。近距离通信技术主要涉及RFID,蓝牙等,远程通信技术主要涉及互联网的组网、网关等技术。包括短距离无线通讯(zigbee、蓝牙、WiFi等), 低功耗无线网络技术,远程网络、多网络融合等。
(3)计算与服务技术
海量感知信息的计算与处理是物联网的最重要支撑,服务和应用则是物联网的最终价值体现。
海量感知信息的计算与处理技术是物联网应用大规模发展后,面临的重大问题之一。需要攻克海量感知信息的数据挖掘、、数据融合、高效存储、并行处理、知识发现等关键技术,研究物联网“云计算”中的虚拟化、智能化、分布式计算和网格计算等技术。其核心是采用云计算技术实现信息存储和计算能力的分布式处理和共享,为海量信息的高效利用提供技术支撑和保障。
服务计算。物联网的发展必须以应用为导向,在“物联网”中,服务的内涵得到了革命性的扩展,不断涌现出大量的新型应用将导致物联网的服务模式与应用开发受到巨大挑战,面临着许多机遇,如果仍然沿用传统的技术路线势必制约物联网应用的创新。为了适应未来应用环境的变化和服务模式的变化,必须研究针对不同应用需求的标准化、开放式的应用支撑环境和服务体系结构以及面向服务的计算技术等。
(4)管理与支撑技术
随着物联网应用以及网络规模的扩大、支撑业务的多化化复杂化和服务质量的高要求,影响物联网正常稳定高效运行因素的越来越多,管理与支撑技术是保证物联网“安全高效可控”的关键,包括测量分析、网络管理、物联网标准和安全保障等方面。必须研究新的高效的物联网管理模型与关键技术,用来保证网络系统正常高效稳定的运行。
参考文献:
[1]物联网导论(第二版),刘云浩主编,2013年8月,科学出版社
[2]物联网基础及应用,王汝林主编,2011年10月,清华大学出版社
[3]物联网技术导论,张飞舟主编,2010年6月,电子工业出版社
[4]物联网的由来与发展趋势, 吕廷杰, 2010年4月,信息通信技术
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燕子138158
物联网毕业论文如下:
1.定课题,可以上百度就本专业去查找一些论文题目。
2.找资料,到知网、万方等论文数据库找参考资料。
3.列大纲,先梳理出来大纲。
4.查重降重,毕业论文写完要查重,查准率过高一般打回修改,所以写完后自己要提前查重修改。
具体写作方法:
第一章:绪论部分
绪论部分就是论文的开头。任务就是交代[自己的选题背景]和[论文的主攻方向],总结成一句话就是前人这方面已经做了些什么,我要做什么,在哪些方面有所创新,使用的研究方法是,论文的大致结构是。
写好绪论的第一要务是做好文献搜索和整理
文献搜索和整理是个非常繁琐的过程,我用到的方法是这样的:[从读过的文献中选出十篇高相关的文献,仔细阅读对比它们的 Introduction 部分,找出共同点和差异].
筛选文献的原则:[高影响因子、近十年内、高相关度].
看完这十篇文献后,你会对该方向的[研究背景、研究意义、研究现状]这三个部分有大致思路,然后就是修修补补。
接下来就是正式的写作工作了。
第一节:[引言部分]引言部分怎么写?
其实每章都有引言部分,建议大家引言部分放到最后写,每次写完一个章节后再来写引言部分。
引言部分就是每一章的简单介绍,简单点说就是从每一小节里提炼出最精华的部分,然后再组合就成了引言部分了。
引言部分思路:从每一小节中提炼出一小段话,然后再组合就是引言不分了。
第二节:[研究背景]回答两个问题:研究背景怎么写?文献怎么去引用?
【研究背景相当于提出一个问题】
从上面读过的十篇英文文献中梳理研究背景,简单的方法是[直接将英文翻译成中文,然后再将每篇文章的背景部分做整理和融合],一般研究背景也就几百字,这样做完全够了。
参考文献怎么引用,上述十篇文献中的介绍部分也会引用大量文献,这些文献你也可以直接引用,但要去除掉那些[年代久远、相关度不高]的文献。
记住:千万不要在知网下载的文献中复制粘贴,因为查重用到的数据库就是知网,查重率肯定高。
第三节:[研究意义]研究意义怎么写?
【解决问题的意义】
这部分很简单,因为在写研究意义之前,你已经了解了研究背景和现状,对于该方向的研究意义你肯定也差不多知道了。结合参考文献的研究意义,用自己的话写个几百字的研究意义就可以啦。
第四节:[研究现状]前辈们在解决这个问题做了哪些研究?文献怎么引用?
【前辈们是如何解决这个问题的】
我认为这一部分是最难写的。通常情况下,前辈的研究只解决了问题的小部分,而且,其中涉及到方法、性能或效果等差异。
我推荐的方法是:首先,搜索该方向的【综述类文献两篇】这种文献大家一般都会有的,然后仔细阅读,里面涉及到众多前辈们该方向的研究成果,再结合自己的研究,筛选出需要的内容。
综述类文献对某个研究方向有着全面的认识,通常是该方向的大牛写的,里面基本涵盖了该方向研究的所有现状。
注意:一定要找近几年的综述类文献,每篇文献的描述用一句精简的话即可,要突出研究的方向和成果。
例1:某某在XXX领域的研究解决了XXX问题。
例2:某某采用XX方法,解决了XX领域的XX问题。
第五节:[我的研究]我要做的研究是什么?
前三节目的是让读者对该方向有个整体的认识,所有的一切都是为了引到我要做的研究。这部分的写作也没什么难度。
主要是两点:一是说明自己做这个研究的原因,原因通常是这个方面现在做的还不够好,某些方面还需要提升等。结合自己的情况写就可以啦,二是说明自己要研究的内容,创新性在哪里?也就是自己的优势在哪的问题。
第二章:实验方案或设计
这一部分还是比较好写的,主要是介绍自己的实验方案,用到了什么方法,方案设计流程,方案具体的步骤,方案研究的重点是什么等等。
第一节:[引言部分]引出这套实验方案的缘由?
按照这样的思路写:
一、前辈们的研究存在哪些不足?这需要结合第一章的研究背景和研究现状,基本都是一些套话;
二、写出自己的研究方案,对比出可以解决什么问题,也就是突出你设计这套方案的原因。
第二节:[方案具体步骤]要很详细的说明
思路:我设计了什么样的实验、做了什么调查、用了什么方法等,然后详细说明具体步骤是什么。如果可以最好画一个流程图,更加方便理解。
第三节:[实验材料和方法]
用一个表格罗列出用到的实验材料:包括名称、生产厂家、缩写等信息,如果是仪器:需要说明每种仪器的厂家和用途;对于方法一定要介绍这个方法是用来做什么的?
第四节:[总结部分]
对实验方案做大致总结,写个大致的概括就可以。
第三章:数据分析部分
读过大量文献的我们,写数据分析其实还是挺简单的,不过数据分析部分也要注意几点:
一、理清数据的先后顺序。
二、一张数据图配一到两个段落的数据分析文字总结。
三、分析按照这样的顺序写:先描述图或表,然后再分析数据找出规律,最后写得出的结论。
做课题研究的时候,每次一得到数据就要整理好,把数据做成图表的形式[用软件做好数据处理],然后用文字描述好,这样做好后在你写毕业论文时会发现省了很多时间,你只要复制粘贴,然后简单修改下就可以了,我毕业论文就是这样的,所以数据分析部分,我只用了一天就搞完了。
数据分析部分格式:描述现象+表明规律+得出结论
第四章:全文总结最后一章也挺好写的,首先对每一章分别做一个总结,然后对全文再做一个总结。其实也就是四个段落。
总结部分思路:首先[交代做了哪些工作],然后说明[获得的成果或结论有哪些],最后[交代研究的不足之处和对未来的展望].其实,写初稿半个月就够了,还有一部分工作是内容和格式的修改。这部分挺耗时间的,所以论文初稿要写好些。
可以大大减少后面修改的次数,如果按照上面这样的思路来写,可以大大降低修改次数的,最后一点就是,学术论文语言要尽量学术化少用口语化的语句写论文。
后面的工作:修改:把论文交给导师,导师会给你修改意见,针对修改意见来修改论文各章节,通常改两遍就可以啦,除非你写的太差劲。
最后就是排版和格式问题,通常每一页的开头部分不能是图片或者表格,每一章要重起一页,各级标题的字体大小要注意,标点符号尤其注意逗号、括号和其它符号是半角还是全脚,参考文献格式一定要统一。
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可以。毕设即毕业设计,是实践性教学最后一个环节,是评定毕业成绩的重要依据。物联网工程毕设可以纯软件。物联网工程专业是一门普通高等学校本科专业,属于计算机类专业,
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