无线物联网信息管理系统研究46818.docx
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1、无线物联网信息息管理系统研研究目 录摘要I第1章绪论111研究背景景112国内外发发展现状2121国内内发展现状2122国外外发展现状313论文的内内容安排4第2章系统相关关技术分析621电子标签签系统6211电子子标签系统概概述66212电子子标签的分类类及其工作原原理722 ZiigBee技技术概述9221ZiigBee产产生背景9222 ZZigBeee协议9223ZiigBee技技术的优势1123 J22EE技术简简介12231 JJ2EE技术术112232 JJ2EE概念念介绍12233J22EE体系结结构133234 JJ2EE核心心技术16235 JJ2EE的优优越性18824
2、AJJAX技术概概述18241 AAjax技术术18242Ajjax工作原原理19243Ajjax的优缺缺点2025本章小结结20第3章物联网信信息管理系统统设计2l31物联网信信息管理系统统设计的基本本原则2132物联网信信息管理系统统的总体功能能2133物联网系系统的总体结结构2234无线物联联网信息管理理系统功能模模块设计23341终端端模块设计233342中继继模块设计25343信息息中心处理模模块的设计2635本章小结结28第4章物联网信信息管理系统统关键技术研研究2941基于ZiigBee模模块的无线自自组网研究299411 ZZigBeee的拓扑结构构30412 ZZigbeee
3、组网的流程程3142通信协议议规范研究32421设备备的数据发送送过程33422设备备接收数据的的过程35543通信数据据的安全研究究37第5章 无线物物联网信息管管理系统功能能实现38851开发与运运行环境38511开发发环境38512运行行环境3852系统终端端设备实现3952系统中继继设备实现4254信息中心心处理模块433541系统统数据库设计计433542系统统的登录界面面455543系统统的管理界面面466544传感感器管理操作作477545串口口管理5055本章小结结51第6章 总结与与展望5261总结5362展望52参考文献533摘 要物联网是一门新新兴技术,它它以现有的互互联
4、网为基础础把各类实体体通过传感器器联系起来从从而形成一个个庞大网络。它它的飞速发展展一方面使人人们的生活和和生存方式发发生巨大改变变,另一方面面不断推动经经济和社会发发展,改变着着社会的生产产方式。物联联网技术的广广泛应用和持持续发展不仅仅成为解决社社会经济问题题的一项重要要战略举措,也也是经济全球球化发展的一一个新的方向向,必将把我我们带入个个信息与物质质结合的崭新新时代。为加加快物联网时时代的到来,更更好地适应物物联网时代,充充分利用物联联网为我国社会主义现现代化建设服服务,我们必必须全心投入入到物联网建建设中去。本课题重点研究究一种能够对对无线传感器器进行管理的的无线物联网网信息管理平平
5、台,从而通通过使用该平平台达到对资资源的优化管管理。本文分分析了无线物物联网发展的的现状,对课课题相关技术术做了深入研研究:给出了了无线物联网网信息管理平平台的总体结结构与功能,描描述了系统功功能模块的详详细设计方案案;对系统实实现中涉及的的关键技术做做了研究;利利用可视化编编程工具MyyEclippse开发了了基于WEBB的无线物联联网信息管理理平台。本人设计的无线线物联网信息息管理平台的的特点包括:建立无线传传感器的信息息管理系统,对对传感器进行行高效管理,为为用户提供了了良好的人机机界面,增强强了系统的可可用性;对系系统的各个模模块进行设计计研究,实现现了资源的有有效利用。关键词:物联网
6、网;ZigBBee;信息息管理;无线线通信;J22EE第1章绪论11研究背景景2009年起,物物联网作为下下一代信息技技术的代表,不不断得到世界界各国的关注注。从IBMM提出的智能能地球,到奥奥巴马提升到到国家战略以以及温总理提提出的物联网网的概念,正正是这些事件件的发生让大大家感觉到物物联网真的来来了。此外,物物联网还被誉誉为“将是未来改改变人们生活活的十大技术术之首,并并且其发展并并没有被其它它国家占有先先机,大家对对物联网的研研究都处于初初级阶段,因因此我们必须须尽力抢占物物联网这一具具有潜力的新新兴技术的制制高点,在物物联网的发展展过程中占有有主导作用。物物联网作为具有高附加加值,高技
7、术术含量的高新新科技产业的的代表,在促促进经济的发发展,以及帮帮助我们脱离离这场金融危危机,都能起起到不可想象象的作用。面面对世界金融融危机,物联联网不但可以以提高经济的的增长率,大大大节约开发发成本,而且且可以给世界界经济复苏提提供技术动力力。既然物联联网有如此的的魅力,那搭搭建一种控制制管理物联网网的信息平台台就迫在眉睫睫瞳。标准一直是一门门技术的一个个统一规范,如如果没有一个个统一的标准准对技术进行行规范,会使使整个产业混混乱、市场混混乱,更多时时候的会让用用户存在不知知如何去选择择应用。“物联网在在我国的发展展可能还面临临着完整的标标准体系,而而且也没有任任何一个标准准体系出台。而而在
8、“物联网技技术方面,因因其牵扯到的的技术是多种种多样的,导导致标准也非非常多,所以以,当前应进进快明确一个个统一合理的的标准,已经经成为“物联网发发展的一个关关键因素。物联网作为战略略性新兴产业业,大力发展展物联网技术术和产业,能能够在经济和和产业发展上上得到以下几几点的优势:(1)首先对于于其它科技产产业技术的发发展有推动作作用,并且作作为一种新型型的科学技术术,它还是具具有比较大的的发展空间,能能够极大的推推动经济的持持续增长。(2)对我国产产业技术的升升级起到积极极作用。(3)能够不断断改善我们的的生活环境,使使资源利用智智能化、高效效化。但是要想发挥物物联网巨大作作用,必须搭搭建一种能
9、够够有效管理和和控制物联网网的信息管理理平台,本论论文对如何搭搭建物联网信信息管理平台台进行了初步步探讨,并提提出了一种设设计方案。12国内外发发展现状121国内内发展现状目前,作为实现现物联网的必必不可少的无无线网络的覆覆盖率已经非非常大。我国国对于物联网网技术的研发发水平也处于于世界前列,在在技术和物联联网标准的研研究上与国际际基本同步,具具有重大的影影响了。国家家自然科学基基金、“863、“973等等科研计划都都对物联网产产业的发展给给予了较多的的支持,此外外无线传感器器网络还在重重大专项、优优先主题以及及前沿技术三三个层面被列列入了国家家中长期科技技发展规划纲纲要(200062020)
10、的主要内内容,目前正正在进行中的的国家科技重重大项目也在在与无线传感感器网络相关的关键键技术领域和和应用领域给给予有力的支支持。国内先先后有近百单单位开展了传传感研究和应应用,并建立立起了中科院院上海微系统统所、电子十十三所、北京京大学等研发发和生产基地地,取得了一一定的成果。其其中,中科院院无锡微纳传传感网工程技技术研发中心心作为我国物物联网研究的的主要单位,起起到了良好的的行业带头作作用,此单位位研发的传感感器安全防护护设备在上海海浦东机场和和上海世博会会上得到了成成功应用口。国内在物联网的的各个不同方方面拥有众多多自主知识产产权和专利,与与国外发展基基本处于同一一起点。在十十年多的时间间
11、里中科院上上海微系统所所,在“无线传感网网、“微型传感器器、“芯片设计等许多方面面获得了重大大创新科技成成果。在传感感网的盲源分分离、多目标标协同识别、跟跟踪定位等领领域的部分关关键技术居世世界先进水平平,在机场防防入侵系统、智智能交通等领领域已有若干干成功案例。中中科院上海微微系统所积极极联合行业力力量,在上海海组建了传感感网产学研联联盟,另外,在在国内以北京京邮电大学和南京邮电电大学为代表表的众多高校校也较早开展展了对传感网网和物联网技技术的研究,华华为技、中兴兴、普天通信信、中电集团团、中电科技技等大型知名名企业也加入入了研究行列列。总体看来,我国国物联网的研研究发展并没没有盲目跟从从国
12、外,而是是按照我国战战略发展和实实际应用的需需求上,对物物联网标准体体系、核心技技术、开发应应用、系统集集成以及测试试评估技术等等众多方面进进行深入研究究,形成了以以应用为引导导的具有我国国特色发展路路线,在标准准、产业、技技术及应用与与服务等方面面,与世界接接轨,使我国国在该领域占占领价值链高高端成为可能能。虽然我国物联网网产业发展有有一定进展,但但也存在许多多问题。我国国物联网的发发展处于初级级阶段,其中中存在一系列列的发展瓶颈颈和制约。首首先是产业化化问题。我国国物联网产业业跟世界上仍仍然存在较大大差距,虽然然目前有许多多企业开始涉涉足物联网领领域,但是企企业规模普遍遍偏小,企业业资金实
13、力相相对薄弱,大大大影响物联联网的发展。物物联网应用领领域广泛,出出现产业交叉叉性,需要加加强各个产业业之间的联系系与合作。运运营与服务环环节中,运营营商也是初步步进入该领域域,市场仍处处于探索阶段段,拉动效应不明显船。二二是技术标准准缺乏。我国国在传感网国国际标准制定定中具备一定定话语权,处处于较为领先先的位置。但但总的来说,标标准发展仍相相当滞后于应应用发展。在在核心的器件件和软件方面面,我们还做做不到自主可可控,致使物物联网相关芯芯片成本就好好,不利于物物联网的扩展展,并且至今今没有一个明明确的物联网网标准。三是是创新体系不不完善。虽然然我国有不少少企业和高校校踊跃参加物物联网技术研研究
14、,但是一一直没有形成成一个合理的的创新体制。四四是没有形成成一个有效的的商业模式嘲嘲。任何技术术的发展都需需要资金的支支持,现在我我国出现了一一些物联网的的应用,但是是数量相对较较少,规模相相当较小,不不足以引领行行业的发展。122国外外发展现状1、日本日本是一个制造造业强国,它它在电子标签签研究领域起起步比较早,政政府也将电子子标签作为一一项关键的技技术来发展。22004年77月,日本经经济产业省选选择了消费电电子,书籍等等7个产业做做电子标签的的应用试验,取取得了阶段性性的成果。日本信息通信产产业的主管机机关总务省提提出了物联网网(泛在网)战略。目标标是到20110年能够使使本地居民能能够
15、更加积极极的参入到社社会活动中,特特别是行动不不便的残疾人人,通过物联联网技术,创创建一个新的的信息社会。物联网战略的理理念是以人为为本,实现所所有人与人、物物与物、人与与物之间的联联接。为了实实现物联网战战略,日本进进一步加强官官、产、学、研研的有机联合合。在具体政政策实施上,将将以民、产、学学为主,政府府的主要职责责就是统筹和和整合。2、美国奥巴马总统就职职后,将物联联网作为振兴兴经济的两大大武器之一,投投入巨资深入入研究物联网网相关技术。无无论基础设施施、技术水平平还是产业链链发展程度,美美国都走在世世界各国的前前列,已经趋趋于完善的通通信互联网络络为物联网的的发展创造了了良好的先机机。
16、美国经济复苏苏和再投资法法提出,从从能源、科技技、医疗、教教育等方面着着手,通过政政府投资、减减税等措施来来改善经济、增增加就业机会会,推动美国国长期发展。其其中鼓励物联联网技术发展展政策主要体体现在推动能能源、宽带与与医疗三大领领域上。3、欧盟欧盟围绕物联网网技术和应用用做了不少创创新性工作。在在2009年年11月的全全球物联网会会议上,欧盟盟专家介绍了了欧盟物联联网行动计划划,意在引引领世界物联联网发展。从目前的发展看看,欧盟已推推出的物联网网应用主要包包括以下几方方面:各成员员国在药品中中越来越多地地使用专用序序列码,确保保了药品在到到达病人手中中之前就可得得到认证,减减少了制假、赔赔偿
17、、欺诈现现象的发生和和药品分发中中出现的错误误。序列码能能够方便地追追踪用户的医医药产品,确确保欧洲在对对抗不安全药药品和打击药药品制假中取取得成效。一些能源领域的的公共性公司司已开始设计计智能电子材材料系统,为为用户提供实实时的消费信信息。这样一一来,电力供供应商也可以以对电力的使使用情况进行行远程监控。在在一些传统领领域,比如物物流、制造、零零售等行业,智智能目标推动动了信息交换换,缩短了生生产周期。为了加强政府对对物联网的管管理,消除物物联网发展的的障碍,欧盟盟制定了一系系列物联网的的管理规则,并并建立了一个个有效的分布布式管理架构构,使全球管管理机构可以以公开、公平平地履行管理理职责。
18、13论文的内内容安排本文在查阅大量量无线物联网网相关资料的的基础上,设设计了一种智智能化的无线线物联网信息息管理系统。利利用J2EEE框架结合AAJAX技术术,根据自己己对无线物联联网的认识,采采用JaVaa和JaVaa s面ptt等语言开发发了无线物联联网信息管理理系统。系统统的主要功能能包括:前端端传感器数据据采集,传感感器信息的可可视化管理,传传感器设备的的查询、添加加、删除等控控制操作,设设备的回示信信息查看等。第2章系统相关关技术分析21电子标签签系统211电子子标签系统概概述RFID是Raadio FFrequeency IIdentiificattion的缩缩写,即射频频识别,俗
19、称称电子标签。它它是通过发射射射频信号到到目标设备,然然后读取目标标设备的相关关信息。电子标签技术是是从20世纪纪80年代开开始走向成熟熟的一项自动动识别技术,近近年来发展十十分迅速。电电子标签技术术可以用来识识别和跟踪几几乎所有物理理对象,并由由此可以构建建一个容纳和和连接世界上上所有物品的的广泛的智能能网络。一套完整的电子子标签系统一一般包含读写写器、电子标标签也就是通通常所说的应应答器以及应应用软件系统统三个部份,它它的工作流程程通常是读写写器按照某一一特定频率发发射无线电信信号给电子标标签,电子标标签使用内部部耦合模块把把无线电信号号转化为能量量,用以驱动动电子标签电电路进行数据据查询
20、并将查查询的数据发发射出去,与与此同时读写写器便按照顺顺序接收并解解析收到的数数据,最后把把解析后的数数据转送给应应用程序做相应的处理。RFID系统主主要硬件组成成部分:(1)射频标签签:射频标签签是电子标签签系统真正的的数据载体。一一般情况下,射射频标签有标标签天线和标标签专用芯片片组成。 (2)读写器器(Readde价nter):读取或者者写入标签信信息的设备,并并可以根据实实际应用需要要将其设计为为手持式读写写器或者固定定式读写器。(3)天线(AAntennna):天线线是标签和读读写器的空间间接口。根据据射频识别系系统的基本工工作原理,射射频标签与读读写器之间的的天线耦合分分为两种模式
21、式,即电感耦耦合模式又称称电压器模式式和反向散射射耦合模式又又称雷达模式式,这两种模模式分别适合合于不同的应应用场景。212电子子标签的分类类及其工作原原理电子标签根据其其实际应用的的频率的不同同可以分为低低频电子标签签(频率范围围为300z以下通通常为1255z和1333z)、中中高频电子标标签(频率范范围为73MHz30MHzz,典型的为为13566MHz)、超超高频(频率率范围为392MHzz,862(902卜9928MHzz)以及微波波电子标签(典型频率为为24G、58G)。上文已经对电子子标签进行简简单介绍,已已经知道电子子标签按照能能源的供给方方式不同可以以分为无源电电子标签,有有
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