Beijing Jiaotong University 现代通信概论结课论文物联网技术简介学院：电子信息工程学院姓名学号：班级：指导教师：时间：2013.10.22目录1.1 物联网概念 (3)1.2 物联网定义 (3)1.2 物联网的组成 (4)二、物联网的发展历史 (4)三、物联网现状 (5)四、物联网相关技术简介 (5)4.1 RFID技术 (6)4.2 传感器技术 (6)4.3 3G网络 (6)4.4 短距离无线通信技术 (7)五、物联网应用 (7)5.1 公共安全领域 (7)5.2 城市运行管理领域 (7)5.3 生态环境领域 (8)5.4 城市交通领域 (8)5.5 农业领域 (9)5.6 医疗卫生领域 (9)5.7 文化领域 (9)六、总结 (9)一、物联网的概况1.1 物联网概念物联网(The Internet of things)的概念是在1999年提出的,它的普遍定义很简单:把所有物品通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理即为物与物相连接的互联网络"在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。
其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
而这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围: 要有相应信息的接收器;要有数据传输通路;要有一定的存储功能;要有CPU;要有操作系统;要有专门的应用程序;要有数据发送器;遵循物联网的通信协议;在世界网络中有可被识别的唯一编号。
1.2 物联网定义现今对于物联网的定义一般分为国内定义和欧盟定义两种。
其中国内定义里物联网指（Internet of Things）的是将无处不在的末端设备(Devices)和设施(Fac111ties),包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的,如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),通过各种无线和有线的长距离和短距离通讯网络实现互联互通(MZM)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式,在内网(Intranet)、专网(Extranet)、和互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
而欧盟定义一般为:物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力,其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口,并与信息网络无缝整合。
物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道,构成未来互联网。
1.2 物联网的组成物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。
感知层是物联网的皮肤和五官识别物体,采集信息。
感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用相似。
网络层是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理。
网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。
网络层将感知层获取的信息进行传递和处理,类似于人体结构中的神经中枢和大脑。
应用层是物联网的“社会分工”与行业需求结合,实现广泛智能化。
应用层是物联网与行业专业技术的深度融合,与行业需求结合,实现行业智能化,这类似于人的社会分工,最终构成人类社会。
二、物联网的发展历史物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机，但确切来说，物联网的理念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书。
1999年美国Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时首先提出“物联网”的概念，这也是在2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础，同年召开的移动计算和网络国陸提出了“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。
2005年11月，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念，此时，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。
报告中指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换，射频识别技术、传感器技术、纳米技术、职能嵌入技术将得到更加广泛的应用。
然而，报告对物联网缺乏一个清晰的定义。
2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。
2009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。
当年,美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。
以移动技术为代表的普适计算、泛在网络被称为继计算机技术、互联网技术之后信息技术的第三次革命。
而物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用,物联网也被视为互联网的应用拓展。
因此应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。
三、物联网现状就目前来说，物联网的开发和应用仍处于起步阶段。
发达国家和地区抓住机遇，出台政策进行战略布局，希望在新一轮信息产业重新洗牌中占领先机。
日韩基于物联网的“U 社会”战略、欧洲“物联网行动计划”及美国“智能电网”、“智慧地球”等计划相继实施；澳大利亚、新加坡等国也在加紧部署物联网发展战略，加快推进下一代网络基础设施的建设步伐。
物联网成为“后危机”时代各国提升综合竞争力的重要手段。
在我国，物联网已经被列入国家战略性新兴产业规划，无锡则被列为国家重点扶持的物联网产业研究与示范中心。
同时，上海、北京、浙江、广东、福建、山东、四川、重庆、黑龙江等地区纷纷出台物联网发展规划，三大运营商、广电、国家电网以及产业链多家企业也已经制定了物联网发展规划。
四、物联网相关技术简介物联网相关技术包括射频识别(RFID)、传感器技术、3G网络、短距离无线通信技术等。
下面将就以上核心技术进行简单的介绍：4.1 RFID技术最初在技术领域，应答器是指能够传输信息回复信息的电子模块，近些年，由于射频技术发展迅猛，应答器有了新的说法和含义，又被叫做智能标签或标签。
RFID电子电梯合格证的阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。
典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及阅读器天线。
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。
RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。
RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。
系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。
4.2 传感器技术在物联网系统中，对各种参量进行信息采集和简单加工处理的设备，被称为物联网传感器。
传感器可以独立存在，也可以与其他设备以一体方式呈现，但无论那种方式，它都是物联网中的感知和输入部分。
在物联网中，传感器用来进行各种数据信息的采集和简单的加工处理，并通过固有协议，将数据信息传送给物联网终端处理。
如通过RFID进行标签号码的读取，通过GPS得到物体位置信息，通过图像感知器得到图片或图像，通过环境传感器取得环境温湿度等参数。
传感器属于物联网中的传感网络层，他作为物联网的最基本一层，具有十分重要的作用，他好比人的眼睛和耳朵，去看去听世界上需要被监测的信息。
因此，传感网络层中传感器的精度是应用中重点考虑的一个实际参数。
4.3 3G网络3G是英文3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。
相对第一代模拟制式手机（1G）和第二代GSM、TDMA等数字手机（2G），第三代手机一般的讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。
它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。
为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2MBps（兆字节/秒）、384KBps（千字节/秒）以及144KBps的传输速度。
从目前已确立的3G标准分析，其网络特征主要体现在无线接口技术上。
蜂窝移动通信系统的无线技术包括小区复用、多址/双工方式、应用频段、调制技术、射频信道参数、信道编码及纠错技术、帧结构、物理信道结构和复用模式等诸多方面。
纵观3G无线技术演变，一方面它并非完全抛弃了2G，而是充分借鉴了2G网络运营经验，在技术上兼顾了2G的成熟应用技术，另一方面，根据IMT-2000确立的目标，未来3G系统所采用无线技术应具有高频谱利用率、高业务质量、适应多业务环境，并具有较好的网络灵活性和全覆盖能力。
4.4 短距离无线通信技术近十年来,随着半导体技术和无线通信技术的不断发展,陆续出现了多种新的短距离无线通信技术,仅仅从IEEE802.11就产生出许多新的协议标准,如802.11b、802.11a、802.11g、802.11h以及高性能无线局域网(Hiper LAN)技术等,其输速率和传输距离等都得到了很大的提高。
此外,其他已经得到应用的短距离无线通信技术还有很多,如红外(IrDA)技术、数字增强无绳电话(DECT)技术、家庭无线电射频(HomeRF)技术、蓝牙(Bluetooth)技术以及超宽带(UWB)无线通信技术等。
五、物联网应用5.1 公共安全领域通过传感技术，物联网可以监测环境的不稳定性，根据情况及时发出预警，协助撤离，从而降低天灾对人类生命财产的威胁。
将物联网技术嵌入城市智能管理系统，加强对重点地区、重点部位的视频监测监控及预警，增强网络传输和数据分析能力，实现公共安全事件监控；利用电子标签、视频监控、红外感应等手段，加强对危险物品监控、垃圾监测处理、可燃物排放、有毒气体排放、医疗废物、疾病预防控制等的全流程过程监测和控制；利用公共显示屏幕、感应器等设备，增强对建筑工地、矿山开采、水灾火警等现场的信息采集、分析和处理；加强监察执法管理的现场信息监测，提高行政效能；通过智能司法管理系统，实现对矫正对象的监控、管理、定位、矫正，帮助各地各级司法机构降低刑罚成本、提高刑罚效率。