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科技论文写作报告南开大学滨海学院（科技论文写作）课程报告学号：09990149姓名：成*年级：2020级系别：计算机科学系专业：计算机科学与技术数字媒体技术方向完成日期：2021年12月23日物联网综述摘要：“物联网的出现正体现了虚拟网络和现实世界融合的趋势。物联网的概念最早是从射频识别RFID这个领域来的，早期通过射频识别技术和通信技术构成信息网络，实现物品的智能识别、定位和监控，而今物联网的基本含义就是一种虚拟数字世界和现实物理世界的融合。物联网是在架构在互联网发展成熟的基础上提出的。物联网的目的现实世界与虚拟世界的融合。从领域、层次维度通过物联网与传感网、互联网、泛在网等类似概念的辨析进一步明晰物联网的基本特征。系统的分析阐述了物联网我国在的发展三种主要的形态、物联网前景瞻望、物联网将来广泛应用以及面临的挑战。关键词：物联网，互联网，信息技术，射频识别，数字世界InternetofThingsAbstract:The"Internetofthings"justreflectsthevirtualandrealworldfusiontrend.TheconceptofInternetofthingsisthefirstfromtheradiofrequencyidentification(RFID)thisfield,earlybyradiofrequencyidentificationtechnologyandcommunicationtechnologyinformationnetworktorealizethegoodsform,intelligentrecognition,positioningandmonitoring,andnetworkinginthebasicmeaningofavirtualdigitalworldandrealityinthephysicalworldfusion.TheInternetofthingsisinarchitectureinthedevelopmentoftheInternetisputforwardonthebasisofmature.Internetofthingsintheobjectiverealworldandvirtualworldfusion.Fromthefield,hierarchythroughthingsandsensornetwork,Internet,ubiquitousnetworkandothersimilarconceptstofurtherclarifythebasiccharacteristicsoftheInternetofthings.SystematicanalysisofthenetworkinChina'sdevelopmentofthreemainforms,networking,networkingthefutureprospectofwideapplicationandchallenges.Keywords:Internetofthings,informationtechnology,radiofrequencyidentification,thedigitalworld1引言：随着信息技术的迅速发展，经济全球化不断加快。通过计算机技术、数据通讯和互联网技术实现当代物流和电子商务已经成为大势所趋。物联网的发展有坚实基础，是当代信息技术发展到一定阶段的必然产物，是多项当代信息技术的殊途同归与聚合应用，是信息技术系统性的创新与革命。早期物联网被以为是将每个物品打上电子标签，然后通过射频识别技术和通信技术构成信息网络，实现物品的智能识别、定位和监控。如今物联网的基本含义就是一种虚拟数字世界和现实物理世界的融合。在“数字世界泛在化和“物理世界智能化的融合经过中，物联网被赋予多个维度的内涵，具有多重含义。物联网的本质是利用RFID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与分享。采用RFID技术的Internet可以以把世界上所有物品联络在一起，而且相互之间能够相互"沟通"，进而组成一个全球性实物互相联络的"物联网"。为了全面了解物联网，我们从领域和层次两个维度来讨论物联网的概念和定义。从领域的维度，物联网覆盖了信息技术和通信技术的诸多领域对互联网领域来讲，物联网就是互联网的延伸，就是物物相连的互联网对无线传感器网络领域来讲，物联网就是一个广域的传感网。从层次的维度，物联网是一个层次化的网络。目前物联网在我国的发展形态主要以RFID、M2M、传感网网络三种为主传感网是物联网的组成部分，与其他发达国家相比，我国物联网发展尚处初创和起步阶段，也存在一系列瓶颈和制约因素，物联网还缺乏统一标准。标准化的实现将能够整合行业应用，规范新业务的实现和测试，保证物联网产品的互操作性和全网的互联互通。物联网标准体系的建设与完备，是扩大物联网市场规模的基础，是物联网产业发展的关键。当今，物联网成为信息社会演进的推动力，肩负着再次振兴全球经济的特殊责任。发展物联网对调整经济构造、转变经济增长方式具有积极意义，由于物联网本身就能打造一个宏大的产业链，而且物联网是中国的“发展当代产业体系，大力推进信息化与工业化融合的两化融合发展战略的重要实践。2什么是物联网物联网的定义是：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，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。物联网是指以对物理世界的数据收集和信息处理为主要任务，以网络为信息载体、实现物物之间信息交互，面向政府、行业和个人用户提供信息服务的分布式信息系统。物联网详细地讲，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施施行实时的管理和控制。在此基础上，人类能够以愈加精细和动态的方式管理生产和生活，到达“智慧状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。3从互联网到物联网物联网形式早已存在，统一意义上的物联网概念提出是在架构在互联网发展成熟的基础上。随着网络覆盖的普及，人们提出了一个问题，既然无处不在的网络能够成为人际间沟通的无所不能的工具，为什么我们不能将网络作为物体与物体沟通的工具，人与物体沟通的工具，乃至人与自然沟通的工具？互联网和物联网的结合，将会带来很多意想不到的效果。其最显著的特点，是使物品的供给链具备智能，是使各种物品在生产、流通、消费的各个经过都具备智能，直至使智能遍及整个生态系统，这不仅能够提高管理的效率，更重要的是大大提高了物品和各种自然资源使用的效率。物联网和互联网最大的区别，就在于后者是人与人之间的信息交互，是一个虚拟世界。物联网则是对现实物理世界的感悟和互联。物联网实际上就是传感网。物联网是从产业和用户角度来讲，但是从技术角度来讲，它叫传感网。“对物联网和传感网一句话讲最准确，叫物物互联，感悟世界。4物联网的技术框架图14物联网体系架构1)感悟层感悟层数据收集与感悟主要用于收集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据收集涉及传感器、RFID、多媒体信息收集、二维码和实时定位等技术。传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID等数据收集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理经过。2)网络层实现愈加广泛的互联功能，能够把感悟到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。经过十余年的快速发展，移动通信、互联网等技术已比拟成熟，基本能够知足物联网数据传输的需要。3)应用层应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、分享、互通的功能。应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业应用。5物联网的发展1)信息会聚图2主要特征：将分布于多区域的、利用多种感悟技术手段所收集信息进行会聚，通过通信网络将感悟信息会聚到业务应用系统，集中进行信息的处理与分享，并提供信息应用服务。关键技术：传感器设计与实现、短距离无线传输技术、低功耗技术、电磁兼容技术等，以实现相关信息收集、会聚设备的小型化、低功耗、低成本、国产化和绿色环保。2)协同感悟图3主要特征：以事件、任务和目的为驱动进行感悟、网络和应用各个层面的协同工作，系统具备分布式、跨层次、自学习的协同处理能力，提供智能、准确的多元化信息服务。关键技术：任务驱动的大规模自治组网技术、上下文感悟技术、移动通信网络与无线传感器网络无缝融合技术、海量信息处理技术等。3)泛在聚合图4主要特征：泛在的感悟服务将海量信息进行聚合，产生出新的有应用价值的信息，即物联网广泛应用于各个领域，实现任何人、任何物体、任何时间、任何地点的互联互通，引发新的应用和服务形式。关键技术：信息聚合理论、模糊控制技术、泛在异构网络、人工智能、仿生传感器、纳米材料、生物芯片等。4物联网的核心技术RFID技术1)RFID技术概述射频识别技术缩写为RFID是20世纪90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术，通过利用射频信号和空间耦合电感或电磁耦合或雷达反射的传输特性，不仅能够实现对被识别物体的自动识别，还可同时识别多个标签，甚至可对高速运动的物体进行识别，操作方便快速，可工作于各种恶劣环境，是目前最先进的自动识别技术。物联网核心技术是RFID技术，作为物联网象征的RFID技术在国外发展很快，RFID产品种类也很多。在我国，RFID技术被列为加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，它将很快在中国得到普及。2)RFID技术特点RFID在数据处理、安全认证等方面与其他自动识别技术相比拟具有下面优点：1读写速度快、操作简便2形状多样化、体积小型化3高可靠性和耐用性4可复用性5强穿透性6安全加密性7记忆容量大、一卡多用8追踪定位性3)RFID基本工作原理RFID是一种高级的自动识别技术,利用它通过无线射频方式进行非接触式的全双工数据通信,以对实物目的加以识别。RFID标签由芯片和天线组成,每个标签具有唯一的产品电子码。RFID系统能够在无线电收发器与传感器收发器(含有标签,又称RFID收发器)之间传送数据。RFID系统的工作原理如下图图RFID系统工作时,先由阅读器通过天线发送一定频率的射频信号,当RFID标签进入阅读器的工作场时,其天线产生感应电流,进而使RFID标签获得能量被激活并向阅读器发送本身的编码等信息。对于无源系统,阅读器通过耦合元件(无线电收发器)发送出一定频率的射频信号,当标签进入该区域时通过耦合元件从中获得能量以驱动后级芯片与阅读器进行通信。阅读器读取标签的本身编码等信息并解码后送至数据交换、管理系统(计算机系统)处理。而对于有源系统,标签进入阅读器工作区域后,由本身内嵌的电池为后级芯片供电以完成与阅读器间的相应通信经过。5物联网与RFID、传感器网络和泛在网的关系1)传感器网络与RFID的关系RFID和传感器具有不同的技术特点，传感器能够监测感应到各种信息，但缺乏对物品的标识能力，而RFID技术恰恰具有强大的标识物品能力。尽管RFID也经常被描绘成一种基于标签的，并用于识别目的的传感器，但RFID读写器不能实时感应当前环境的改变，其读写范围遭到读写器与标签之间距离的影响。因而提高RFID系统的感应能力，扩大RFID系统的覆盖能力是亟待解决的问题。而传感器网络较长的有效距离将拓展RFID技术的应用范围。传感器、传感器网络和RFID技术都是物联网技术的重要组成部分，它们的互相融合和系统集成将极大地推动物联网的应用，其应用前景不可估量2)物联网与传感器网络的关系传感器网络(SensorNetwork)的概念最早由美国军方提出，起源于1978年美国国防部高级研究计划局(DARPA)开场赞助卡耐基梅隆大学进行分布式传感器网络的研究项目，当时此概念局限于由若干具有无线通信能力的传感器节点自组织构成的网络。随着近年来互联网技术和多种接入网络以及智能计算技术的飞速发展，2020年2月，ITU-T发表了（泛在传感器网络(UbiquitousSensorNetworks)）研究报告。在报告中，ITU-T指出传感器网络已经向泛在传感器网络的方向发展，它是由智能传感器节点组成的网络，能够以“任何地点、任何时间、任何人、任何物的形式被部署。该技术能够在广泛的领域中推动新的应用和服务，从安全保卫和环境监控到推动个人生产力和加强国家竞争力。从以上定义可见，传感器网络已被视为物联网的重要组成部分，假如将智能传感器的范围扩展到RFID等其他数据收集技术，从技术构成和应用领域来看，泛在传感器网络等同于如今我们提到的物联网。3)物联网与泛在网络的关系泛在网是指无所不在的网络，又称泛在网络。最早提出U战略的日韩给出的定义是：无所不在的网络社会将是由智能网络、最先进的计算技术以及其他领先的数字技术基础设施武装而成的技术社会形态。根据这样的设想，U网络将以“无所不在、“包罗万象、“无所不能为基本特征，帮助人类实现“4A化通信，即在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信。故相对于物联网技术的当前可实现性来讲，泛在网属于将来信息网络技术发展的理想状态和长期愿景。6物联网对中国发展的意义中国物联网产业发展所面临的挑战：第一是成本较高，如今涉及到物联网的设备器件成本都很高，用户接受起来有一定难度;第二是标准不统一，无法实现互联互通，所以科技部标准组在抓紧标准制定工作;第三是产业不健全，假如根据感悟层、网络层和应用层这一产业链来看，网络层我们还是比拟强大，但感悟层和应用层不健全;第四是盈利形式不明晰，固然有一些示范工程，但盈利不盈利还不太清楚;第五是安全有隐患，涉及到数据、隐私怎样保护的问题;第六是某些关键技术的缺乏。就我国的物联网产业而言，经过一段时间酝酿，已经迎来蓬勃的发展期，有四个背景应该关注：一是国家高层领导极为重视，二是信息产业界高度认同，三是资本市场密切关注，四是有关政策将不断推出。但推动物联网产业发展时，我们要正确处理好产业与应用的关系，不能走技术驱动的道路，而应强调业务驱动、需求驱动，至少是应用与产业的互动。此外，物联网的成功将来自于很多细分市场，大量细分市场发展好了，最后才能聚集成一个大的物联网产业。物联网的应用领域在不断拓展，市场潜力非常大。今天，我们已经具备了建立物联网的主要条件。我国的无线通信网络已经覆盖了城乡，从繁华的城市到偏远的农村，从海岛到珠穆朗玛峰，四处都有无线网络的覆盖。无线网络是实现物联网必不可少的基础设施，安置在动物、植物、机器和物品上的电子介质产生的数字信号可随时随地通过无处不在的无线网络传送出去。“云计算技术的运用，使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能。这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业时机。7总结物联网产业覆盖了传感感悟、传输通道、运算处理、行业应用等领域，其中涉及的技术包括RFID射频识别、传感器、无线网络传输、高性能计算、智能控制、云计算等。物联网相关设备制造业服务产业保持快速发展，但物联网的发展也面临很多困难，核心技术尚不成熟，标准体系尚在建立经过中，并且物联网业务和应用的规模和领域比拟小，没有构成成熟的商业形式，应用成本较高。物联网的发展不仅需要加快突破核心关键技术，构成较为完备物联网技术体系，加快物联网标准体系建设，更为重要的是积极引导和推广物联网业务和应用。参考文献1刘海涛.物联网技术应用M.北京：人民邮电出版社，20202宗平物联网概论M北京：电子工业出版社，20213张新程物联网关键技术M人民邮电出版社，20204肖慧彬.物联网中企业信息交互中间件技术开发研究M.北京：北方工业大学，20205江宏.物联网引发供给链管理革命.物流技术与应用M，20045，25-276李芳整理.多技术整合物联网应用案例共享.中国自动识别网2020-12-167潘金生.基于物联网的物流信息增值服务.经济师J，200798赵欣斐.物联网的兴起对产品供给链的影响.当代商业J，2020189管继刚.物联网技术在智能农业中的应用.通信管理与技术J，2020310NeilVass,M.D.Trackingweakestlinksincoldchain.200611Aruoma,O.I.TheimpactoffoodregulationonthefoodsupplychainJ.Toxicology,2006,221:119-12712Kumar,S.,Budin,E.M.Preventionandmanagementofproductrecallsintheprocessedfoodindustry:acasestudybasedonanexplorer'sperspectiveJ.Techinnovation,2006,26:739-75013FAO/WHOGlobalForumonFoodSafetyRegulators.ImprovingEfficiencyandTransparencyinFoodSafetysystems-sharingExperiences:ProceedingsoftheForumC.Rome:FAO/WHOGlobalForumonFoodSafetyRegulators.2005.124-153