机电一体化课程设计(物联网综述)

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1、目 录摘要2第1章 物联网的发展31.1物联网的的产生背景31.2国际物联联网发展史31.3国内物联联网发展史41.4物联网发发展现状51.4.1国际际物联网发展展现状和未来来51.4.2我国国物联网发展展状况6第2章 物联网网相关概念及及分类62.1相关概念念62.2物联网按按其应用领域域分类6第3章 物联网网的优缺点73.1主要优点点73.2物联网缺缺点73.3我国物联联网产业现存存问题分析83.3.1缺乏乏核心技术自自主知识产权权83.3.2行业业技术标准缺缺失83.3.3产业业链发展不均均衡83.3.4各行行业间协作困困难多83.3.55盈利模式无无经验供借鉴鉴83.3.6用户户使用成

2、本壁壁垒存在9第4章 物联网网结构94.1物联网的的体系结构94.2物联网技技术体系结构构10第5章 信息流流5115.1信息流传传递过程115.2信息流的的功能12第6章 支撑物物联网的核心心技术136.1 RFIID自动识别别技术136.1.1 RRFID的工工作原理136.1.2 RRFID系统统的组成136.1.3 RRFID技术术特点及应用用146.2产品电子子标签（EPPC）146.2.1 EEPC 编码码结构156.2.2 EEPC 标 签(eTagg)156.3 解读器器(Readder)166.4 对象名名解析服务(ONS)166.4.1 服服务过程166.4.2 特特殊要求

3、166.4.3 OONS系统架架构17第7章 物联网网在各领域的的运用简介17参考资料23 摘要：您是否想拥有一一双“千里眼”，隔过千山山万水看到家家里是否一切切安好；您是是否想拥有一一对“顺风耳”，倾听一下下祖国山河另另一端的天籁籁之音；您是是否想拥有一一双“火眼金睛”，看看你的的宝物是否物物有所值；您您是否想生活活在一个理想想王国，和您您的每件爱物物能够亲切交交谈。这些令令我们神往的的世界，不是是梦想，不是是童话，在物物联网世界里里，这一切将将伴随我们左左右。物联网是继计算算机、互联网网与移动通信信网之后的又又一次信息产产业革命的浪潮，是是一个全新的的技术领域。传感网于1999年最先被提出

4、，在“互联网概念”的基础上随后引申为物联网这一概念，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。物联网将把新一一代IT技术术充分运用在在各行各业之之中，具体地地说，就是把把感应器嵌入入和装备到电电网、铁路、桥桥梁、隧道、公公路、建筑、大大坝、油气管管道等各种物物体中，然后后将“物联网”与现有的互互联网整合起起来，实现人人类社会与物物理系统的整整合，在这个个整合的网络络当中，存在在能力超级强强大的中心计计算机群，能能够对整合网网络内的人员员、机器、设设备和基础设设施实施实时时的管理和控控制，以更加加精细和动态态的方式管理理生产和生活活，达到“智慧”状态，提高高资源

5、利用率率和生产力水水平，改善人人与自然间的的关系。第1章 物联网网的发展111.1物联网的的产生背景21世纪是一个个以网络计算算机为核心的的信息时代。数数字化、网络络化与信息化化、经济全球球化是21世世纪的时代特特征。随着信信息技术的飞飞速发展，经经济全球化不不断加快。通通过计算机技技术、数据通通讯和互联网网技术实现现现代化物流和和电子商务已已是大势所趋趋。而现代物流和电电子商务的实实施离不开信信息化的支持持，信息化是是现代物流及及电子商务发发展的基础。在在物流信息交交换、供应链链管理等方面面，由于信息息传递的不及及时、信息失失真、信息交交换错误所造造成的损失每每年高达数千千亿美元。以以全球零

6、售业业巨头沃尔玛玛为例，每年年由于信息传传递问题所造造成的缺货率率大约是8%左右，如果果可以减少11%的缺货率率，仅此一项项每年就可以以给沃尔玛增增加10亿美美元的收入1。另外，在社会信信息化过程中中，信息资源源剧增，各类类信息内容呈呈爆炸式增长长。庞大的信信息资源和昂昂贵的信息成成本，使得人人们无法独立立生产所需要要的数据，而而必须通过共共享来获取资资源和必要的的信息。那么么如何实现实实时地信息交交流呢？物联联网技术就应运而而生并迅速发发展起来。1.2国际物联联网发展史1999年，美美国召开的移移动计算和网网络国际会议议提出，传感感网是21世世纪人类面临临的又一个发发展机遇，传传感网的重要要

7、性得到学术术界充分的肯肯定。同年美国麻省省理工大学AAuto-IID研究中心心首次提出：Auto-ID中心的的目标就是在在Interrnet的基基础上建造一一个网络，实实现计算机与与物品（obbjectss）之间的互互联 1999年至22003年，物物联网方面的的工作局限于于实验室中，AAuto-IID中心是引引领者，这一一时期的主要要工作集中在在物品身份的的自动识别，如如何减少识别别错误和提高高识别效率是是关注的重点点。2004年，日日本信息通信信产业的主管管机关总务省省（MIC）提出出20062010年年间发展展任务jaapan战略略，该战略的的理念是以人人为本，实现现所有人与人人、物与物

8、、人人与物之间的的连接，希望望能够在20010年将日日本建设成一一个“实现随时、随随地、任何物物体、任何人人均可连接的的泛在网络社社会”。2005年111月27日，在在突尼斯举行行的信息社会会峰会上，国国际电信联盟盟（ITU）发发布了ITTU互联网报报告20055：物联网，正正式提出了物物联网的概念念。 2007年EPPC行业标准准由EPC Globaal正式发布布，为资产、产产品和服务在在全球的移动动、定位和部部署带来了前前所未有的可可见度，标志志着EPC发发展的一个里里程碑。2009年奥巴巴马就任美国国总统后，在在与美国工商商业领袖举行行的圆桌会议议上，IBMM首席执行官官首次提出“智慧地

9、球”的概念，建建议政府投资资新一代的智智慧型基础设设施，随后得得到美国各界界的高度关注注，有分析认认为，IBMM公司的这一一构想极有可可能上升至美美国的国家战战略，并在世世界范围内产产生影响。 2009年9月月：Inteernet of Thhings An actioon plaan forr Euroope 欧盟盟行动计划，具具体而务实的的强调了RFFID的广泛泛应用，注重重信息安全。2009年月，欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了欧盟物联网行动计划，以确保欧洲在建构物联网的过程中起主导作用。行动计划共包括项内容，主要有管理、隐私及数据保护、“芯片沉默”的

10、权利、潜在危险、关键资源、标准化、研究、公私合作、创新、管理机制、国际对话、环境问题、统计数据和进展监督等一系列工作。1.3国内物联联网发展史参与物联网研究究的有中科院院、中国物品品编码中心（AANCC）、中中国标准协会会、AIM Chinaa、复旦大学学Auto-ID中国实实验室等。中科院早在19999年就启启动了传感网网的研究和开开发。与其它它国家相比，我我国的技术研研发水平处于于世界前列，具具有同发优势势和重大影响响力。19999年ANCCC完成原国国家技术监督督局的科研项项目新兴射射频识别技术术研究，制制定了作为物物联网系统关关键技术之一一的射频识别别技术的技术术规范。20002年AN

11、NCC开始积积极跟踪国际际EPC的发发展动态，22003年完完成EPCC产品电子代代码课题的的研究，出版版了条码与与射频标签应应用指南一一书。2003年111月，EPCC globbal成立，在在中国我们也也成立相应的的机构，在中中国，由中国国物品编码中中心管理和实实施EPC工工作。 EPPC gloobal于22004年11月12日授授权中国物品品编码中心AANCC，是是EPCgllobal在在中国境内的的唯一代表2009 年 8 月 温家宝总总理在无锡考考察传感网产产业发展时明明确指示要早早一点谋划未未来，早一点点攻破核心技技术，并且明明确要求尽快快建立中国的的传感信息中中心，或者叫叫“感

12、知中国”中心。2009年100月底，全国国的传感技术术科学家以及及移动、联动动、电信、华华为、中兴、大大唐、联想等等其他行业的的大企业代表表齐聚无锡，宣宣布成立中国国传感网产业业联盟；2010年是物物联网热点不不断、亮点迭迭出、观点纷纷呈的一年。物物联网作为战战略性新兴产产业在政府的的高度重视下下迅速推进，首首次进入政府府工作报告，并并列为国家“十二五信息息化规划”重大专项，各各省市积极推推出了物联网网产业发展规规划。2010年3月月，海南、广广东、武汉等等省市相继开开展物联网应应用的研究与与实践，海南南省计划将物物联网应用与与该省国际旅旅游业相结合合；广东省以以整合物联网网零散应用形形式推进

13、物联联网商用。中中国工程院副副院长、院士士邬贺铨表示示，中国物联联网产业正进进入“百花齐放”和“应用启动”阶段。目前：经国家标标准化管理委委员会批准，全全国信息技术术标准化技术术委员会组建建了传感器网网络标准工作作组，标准工工作组现聚集集了中国科学学院、中国移移动通信集团团公司等国内内传感网主要要的技术研究究和应用单位位。1.4物联网发发展现状1.4.1国际际物联网发展展现状和未来来从国际上看，欧欧盟、美国、日日韩等国都十十分重视物联联网的发展，并并且已作了大大量研究开发发和应用工作作。如美国已已把它当成重重振经济的法法宝，所以非非常重视物联联网和互联网网的发展，它它的核心是利利用信息通信信技

14、术（ICCT）来改变变美国未来产产业发展模式式和结构（金金融、制造、消消费和服务等等），改变政政府、企业和和人们的交互互方式以提高高效率、灵活活性和响应速速度。把ICCT技术充分分应用到各行行各业，把感感应器嵌入到到全球每个角角落，例如电电网、交通（铁铁路、公路、市市内交通、相相关设备、工工具）等物体体上。并利用用网络和设备备收集的大量量数据通过云云计算、数据据仓库和人工工智能技术作作出分析给出出解决方案。把把人类智慧赋赋予万物，赋赋予地球。美美国提出“智慧地球、物物联网和云计计算”就是想要作作为新一轮IIT技术革命命的领头羊的的证明。美国国政府在经济济刺激计划中中提出数百亿亿美元支持物物联网

15、发展，支支持IBM的的“智慧地球”，目前美国国在RFIDD、FPCggloball已取得主导导地位，而国国防部开展的的“智能微尘”更是在军事事、民用两大大方面对物联联网进行全面面控制。在欧欧盟方面，按按欧盟专家的的说法，欧盟盟发展物联网网先于美国，事事实上欧盟围围绕物联网技技术和应用作作了不少创新新性工作。22009年布布置的欧盟盟物联网行动动计划（IInternnet off thinngsAn aactionn plann for Europpe）其目的的也是企图在在“物联网”的发展上引引领世界。在在欧盟较为活活跃的是各大大运营商和设设备制造商，他他们推动了MM2M（机器器与机器）的的技术

16、和服务务的发展，同同年又推出了了欧盟物联联网战略研究究线路图。再再看亚洲日韩韩方面，均在在2004年年启动泛在网网国家战略，物物联网被纳入入国家整体发发展重点规划划内容，把物物联网应用、基基础设施和技技术产业发展展列入其优先先行动议程。美国很多大学在在无线传感器器网络方面已已开展了大量量工作，如加加州大学洛杉杉矶分校的嵌嵌入式网络感感知中心实验验室、无线集集成网络传感感器实验室、网网络嵌入系统统实验室等。另另外，麻省理理工学院从事事着极低功耗耗的无线传感感器网络方面面的研究；奥奥本大学也从从事了大量关关于自组织传传感器网络方方面的研究，并并完成了一些些实验系统的的研制；宾汉汉顿大学计算算机系统

17、研究究实验室在移移动自组织网网络协议、传传感器网络系系统的应用层层设计等方面面做了很多研研究工作；州州立克利夫兰兰大学（俄亥亥俄州）的移移动计算实验验室在基于IIP的移动网网络和自组织织网络方面结结合无线传感感器网络技术术进行了研究究。除了高校和科研研院所之外，国国外的各大知知名企业也都都先后参与开开展了无线传传感器网络的的研究。克尔尔斯博公司是是国际上率先先进行无线传传感器网络研研究的先驱之之一，为全球球超过20000所高校以以及上千家大大型公司提供供无线传感器器解决方案；Crosssbow公司司与软件巨头头微软、传感感器设备巨头头霍尼韦尔、硬硬件设备制造造商英特尔、网网络设备制造造巨头、著

18、名名高校加州大大学伯克利分分校等都建立立了合作关系系。IBM提出的“智慧地球”概念已上升升至美国的国国家战略。22009年，IIBM与美国国智库机构向向奥巴马政府府提出通过信信息通信技术术（ICT）投投资可在短期期内创造就业业机会，美国国政府只要新新增300亿亿美元的ICCT投资（包包括智能电网网、智能医疗疗、宽带网络络三个领域），鼓鼓励物联网技技术发展政策策主要体现在在推动能源、宽宽带与医疗三三大领域开展展物联网技术术的应用。美美国权威咨询询机构forrresteer预测，到到2020年年，世界上物物物互联的业业务，跟人与与人通信的业业务相比，将将达到30比比1，因此，物物联网被称为为是下一

19、个万万亿级的信息息产业。1.4.2我国国物联网发展展状况出“在传感网发发展中，要早早一点谋划未未来，早一点点攻破核心技技术”，“在国家重大大科技专项中中，加快推进进传感网发展展”，“尽快建立中中国的传感信信息中心，或或者叫感知中国中心”。江苏省委委省政府接到到指示后认真真落实总理的的要求，热情情拥抱“物联网”，突出抓好好平台建设和和应用示范工工作，并迅速速形成了研发发安全感与产产业突破的先先发优势。无无锡市则作出出部署：举全全市之力，抢抢占新一轮科科技革命制高高点，把无锡锡建成传感网网信息技术的的创新高地、人人才高地和产产业高地。2009年，无无锡传感网中中心的传感器器产品在上海海浦东国际机机

20、场和上海世世博会被成功功应用，首批批价值15000万元的传传感安全防护护设备销售成成功，这套设设备由10万个微小小的传感器组组成，散布在在墙头墙角墙墙面和周围道道路上。传感感器能根据声声音、图像、震震动频率等信信息分析判断断，爬上墙的的究竟是人还还是猫狗等动动物。多种传感手段组组成一个协同同系统后，可可以防止人员员的翻越、偷偷渡、恐怖袭袭击等攻击性性入 第2章 物联网网相关概念及及分类22.1相关概念念传感网：借助助于各种传感感器，探测和和集成包括温温度、湿度、压压力、速度等等物质现象的的网络，也是是温总理“感感知中国”提提法的主要依依据之一；“物联网”（IInternnet off Thin

21、ngs）指的的是将各种信信息传感设备备，如射频识识别(RFIID)装置、红红外感应器、全全球定位系统统、激光扫描描器等种种装装置与互联网网结合起来而而形成的一个个巨大网络。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。EPC：是一一种电子标签签，他是电子子标签超高频频率的射频标标签，广义的的EPC系统统是指在全球球统一的编码码系统基础之之上，利用互互联网和RFFID技术形形成广义的技技术体系。RFID：RRFID射频频识别是一种种非接触式的的自动识别技技术，它通过过射频信号自自动识别目标标对象并获取取相关数据，识识别工作无须须人工干预，可

22、可工作于各种种恶劣环境。RRFID技术术可识别高速速运动物体并并可同时识别别多个标签，操操作快捷方便便。RFIDD是一种简单单的无线系统统，只有两个个基本器件，该该系统用于控控制、检测和和跟踪物体。系系统由一个询询问器(或阅阅读器)和很很多应答器(或标签)组组成。2.2物联网按按其应用领域域分类M2M平台 智能文博 智能校园 智能物流 智能农业 智能司法 智能交通 智能环保 智能城市 智能医疗 智能家居第3章 物联网网的优缺点33.1主要优点点物联网用途广泛泛，遍及智能能交通、物流流管理、环境境保护、政府府工作、公共共安全、平安安家居、智能能消防、工业业监测、老人人护理、个人人健康、花卉卉栽培

23、、水系系监测、食品品溯源、敌情情侦查和情报报搜集等多个个领域。物联网把新一代代IT技术充分分运用在各行行各业之中，具具体地说，就就是把感应器器嵌入和装备备到电网、铁铁路、桥梁、隧隧道、公路、建建筑、供水系系统、大坝、油油气管道等各各种物体中，然然后将“物联网”与现有的互互联网整合起起来，实现人人类社会与物物理系统的整整合，在这个个整合的网络络当中，存在在能力超级强强大的中心计计算机群，能能够对整合网网络内的人员员、机器、设设备和基础设设施进行实时时的管理和控控制，在此基基础上，人类类可以以更加加精细和动态态的方式管理理生产和生活活，达到“智慧”状态，提高高资源利用率率和生产力水水平，改善人人与

24、自然间的的关系3.2物联网缺缺点安全问题：在在射频识别系系统中，标签签有可能预先先被嵌入任何何物品中，比比如人们的日日常生活物品品中，但由于于该物品（比比如衣物）的的拥有者，不不一定能够觉觉察该物品预预先已嵌入有有电子标签以以及自身可能能不受控制地地被扫描、定定位和追踪，这这势必会使个个人的隐私问问题受到侵犯犯。这样的安安全问题进一一步发展，甚甚至可以关系系到单位，企企业甚至国家家的机密。因因此，安全问问题是物联网网技术发展所所需要解决的的关键问题之之一。政策和法规及及管理问题：物联网不是是一个小产品品，也不是只只是一个小企企业可以做出出来，做起来来，它不仅需需要技术，它它更是牵涉到到各个行业

25、，各各个产业，需需要多种力量量的整合。这这就需要国家家的产业政策策和立法上要要走在前面，要要制定出适合合这个行业发发展的政策和和法规，保证证行业的正常常发展。技术标准问题题：物联网发发展过程中，传传感、传输、应应用各个层面面会有大量的的技术出现，可可能会采用不不同的技术方方案。如果各各行其是，那那结果是灾难难的，大量的的小而破的专专用网，相互互无法连通，不不能进行联网网，不能形成成规模经济，不不能形成整合合的商业模式式，也不能降降低研发成本本。因此，尽尽快统一技术术标准，形成成一个管理机机制，这是物物联网马上就就要面对的问问题。3.3我国物联联网产业现存存问题分析3.3.1缺乏乏核心技术自自主

26、知识产权权在物联网技术发发展产品化的的过程中，我我国一直缺乏乏一些关键技技术的掌握，所所以产品档次次上不去，价价格下不来。缺缺乏RFIDD等关键技术术的独立自主主产权这是限限制中国物联联网发展的关关键因素之一一。3.3.2行业业技术标准缺缺失 目前行业技术主主要缺乏以下下两个方面标标准：接口的的标准化；数数据模型的标标准化。虽然然我国早在22005年111月就成立立了RFIDD产业联盟，同同时次年又发发布了中国国射频识别(RFID)技术政策白白皮书，指指出应当集中中开展RFIID核心技术术的研究开发发，制定符合合中国国情的的技术标准。但但是，现在我我们可以发现现，中国的RRFID产业业仍是一片

27、混混乱。技术强强度固然在增增强，但是技技术标准却还还如镜中之月月。正如同中中国的3G标标准一样，出出于各方面的的利益考虑，最最后中国的33G有了三个个不同的标准准。物联网的的标准最终怎怎样，只能等等时间来告诉诉我们答案了了。 3.3.3产业业链发展不均均衡 和美国相比，国国内物联网产产业链完善度度上还存在着着较大差距。虽虽然目前国内内三大运营商商和中兴华为为这一类的系系统设备商都都已是世界级级水平，但是是其他环节相相对欠缺。物物联网的产业业化必然需芯芯片商、传感感设备商、系系统解决方案案厂商、移动动运营商等上上下游厂商的的通力配合，所所以要在我国国发展物联网网，在体制方方面还有很多多工作要做，

28、如如加强广电、电电信、交通等等行业主管部部门的合作，共共同推动信息息化、智能化化交通系统的的建立。加快快电信网，广广电网，互联联网的三网融融合进程。产产业链的合作作需要兼顾各各方的利益，而而在各方利益益机制及商业业模式尚未成成型的背景下下，物联网普普及仍相当漫漫长。3.3.4各行行业间协作困困难多 物联网应用领域域十分广泛，许许多行业应用用具有很大的的交叉性，但但这些行业分分属于不同的的政府职能部部门，要发展展物联网这种种以传感技术术为基础的信信息化应用，在在产业化过程程中必须加强强各行业主管管部门的协调调与互动，以以开放的心态态展开通力合合作，打破行行业、地区、部部门之间的壁壁垒，促进资资源

29、共享，加加强体制优化化改革，才能能有效的保障障物联网产业业的顺利发展展。 3.3.5盈利利模式无经验验供借鉴 物联网分为感知知，网络，应应用三个层次次，在每一个个层面上，都都将有多种选选择去开拓市市场。这样，在在未来生态环环境的建设过过程中，商业业模式变得异异常关键。对对于任何一次次信息产业的的革命来说，出出现一种新型型而能成熟发发展的商业盈盈利模式是必必然的结果，可可是这一点至至今还没有在在物联网的发发展中体现出出来，也没有有任何产业可可以在这一点点上统一引领领物联网的发发展浪潮。 目前物联网发展展直接带来的的一些经济效效益主要集中中在与物联网网有关的电子子元器件领域域，如射频识识别装置、感

30、感应器等等。而而庞大的数据据传输给网络络运营商带来来的机会以及及对最下游的的如物流及零零售等行业所所产生的影响响还需要相当当长时间的观观察。 3.3.6用户户使用成本壁壁垒存在 物联网产业是需需要将物与物物连接起来并并且进行更好好的控制管理理。这一特点点决定了其发发展必将会随随着经济发展展和社会需求求而催生出更更多的应用。所所以，在物联联网传感技术术推广的初期期，功能单一一，价位高是是很难避免的的问题。因为为，电子标签签贵，读写设设备贵，所以以，很难形成成大规模的应应用。而由于于没有大规模模的应用，电电子标签和读读写器的成本本问题便始终终没有达到人人们的预期。成成本高，就没没有大规模的的应用，

31、而没没有大规模的的应用，成本本高的问题就就更难以解决决。如何突破破初期的用户户在成本方面面的壁垒成了了打开这一片片市场的首要要问题。所以以在成本尚未未降至能普及及的前提下，物物联网的发展展将受到限制制。第4章 物联网网结构44.1物联网的的体系结构物联网的体系结结构可以分为为三个层次：泛在化末端端感知网络、融融合化网络通通信基础设施施与普适化应应用服务支撑撑体系。人们们也经常将它它们称为感知知层、网络层层、应用层。（1）泛在化末末端感知网络络：泛在化末端端感知网络的的主要任务是是信息感知。（2）融合化网网络通信基础础设施：融合化网络络通信基础设设施的主要功功能是实现物物联网的数据据传输。目前前

32、能够用于物物联网的通信信网络主要有有互联网、无无线通信网与与卫星通信网网、有线电视视网。（3）普适化应应用服务支撑撑体系：普适化应用用服务支撑体体系的主要功功能是物联网网的数据处理理与应用 图41 物联网网体系结构4.2物联网技技术体系结构构从物联网技术体体系结构角度度解读物联网网，可以将支支持物联网的的技术分为四四个层次：感感知技术、传传输技术、支支撑技术与应应用技术。图42 物联网技技术体系结构构（1）感知技术术感知技术是指能能够用于物联联网底层感知知信息的技术术，它包括RRFID与RRFID读写写技术、传感感器与传感器器网络、机器器人智能感知知技术、遥测测遥感技术以以及IC卡与与条形码技

33、术术等。（2）传输技术术传输技术是指能能够汇聚感知知数据，并实实现物联网数数据传输的技技术，它包括括互联网技术术、地面无线线传输技术以以及卫星通信信技术等。（3）支撑技术术支撑技术是指用用于物联网数数据处理和利利用的技术，它它包括云计算算与高性能计计算技术、智智能技术、数数据库与数据据挖掘技术、GGIS/GPPS技术、通通信技术以及及微电子技术术等。（4）应用技术术应用技术是指用用于直接支持持物联网应用用系统运行的的技术，它包包括物联网信信息共享交互互平台技术、物物联网数据存存储技术以及及各种行业物物联网应用系系统。第5章 信息流流55.1信息流传传递过程信息流的广义定定义是指人们们采用各种方

34、方式来实现信信息交流，从从面对面的直直接交谈直到到采用各种现现代化的传递递媒介，包括括信息的收集集、传递、处处理、储存、检检索、分析等等渠道和过程程。信息流在由EPPC标签、解解读器、Saavant服服务器、Innterneet、ONSS服务器、PPML服务器器以及众多数数据库组成的的EPC物联联网中，解读读器读出的EEPC只是一一个信息参考考（编码），该信信息经过网络络，传到ONNS服务器，找找到该EPCC对应的IPP地址并获取取该地址中存存放的相关的的物品信息。而而采用分布式式Savannt软件系统统处理和管理理由解读器读读取的一连串串EPC信息息，Savaant将EPPC传给ONNS，O

35、NSS指示Savvant到一一个保存着产产品文件的PPML服务器器查找，该文文件可由Saavant复复制，因而文文件中的产品品信息就能传传到供应链上信息流可以说是是流通体系的的神经，它是是流通体系存存在和运动的的内在机制，在在商品流通过过程中具有十十分重要的作作用。 图51 物联网中的的信息流传递递过程5.2信息流的的功能联接功能流通过程是作为为一个整体的的运动，即体体系的运动来来实现的。流流通体系又是是各种要素的的集合，不同同的要素之所所以能形成集集合，是靠信信息把它们联联接在一起的的。在流通体体系申不同主主体之间的关关系，从本质质上讲是交换换关系。买卖卖双方是通过过信息的交流流了解对方的的

36、意愿，连结结在一起。没没有信息交流流，买和卖永永远不会结合合起来。买卖卖交易的实现现，流通过程程的顺利进行行，仍然要依依靠信息流把把一个个孤立立的环节，连连结成为连续续不断的有序序活动。我们们在上一节已已经说明，流流通信息产生生于流通过程程，是流通活活动的客观反反映。每一个个主体都是依依据它所接收收到的信息从从事活动，它它所进行的活活动又表现为为一定的信息息传递出去，被被其他主体接接收，成为其其他主体活动动的依据。如如此循环往复复，形成了流流通体系的有有机联系和运运动。 信息流不仅具有有连结流通体体系的功能，而而且具有沟通通流通体系与与外部系统和和环境的功能能。流通体系系不是孤立的的系统，它处

37、处在社会经济济的大系统之之中，是大系系统的组戊部部分。其它系系统构成流通通体系的外部部系统和外部部环境，影响响着流通体系系的运动。流流通体系反过过来也影响其其它系统的运运动。不同系系统之间的相相互影响和联联系，同样是是靠信息来联联接的 调控功能信息流的调调控功能产生生于联接功能能。我们在前前面已经指出出，流通信息息是能够被人人类理解、接接收和利用的的信息，是经经过一定程度度处理的信息息。因此，信信息在联接要要素的时候，所所反映的客观观内容就是流流通当事人行行为的状态和和结果。这样样，在当事人人之间就产生生了一个过程程，每一个当当事人都取得得其他当事人人的信息，这这些信息会影影响他的行动动和后果

38、，而而他的信息同同时也影响相相互联系的其其他当事人行行为，信息的的变化将会使使当事人行为为发生变化，这这就是信息流流的调控功能能。 第6章 支撑物物联网的核心心技术6物联网涉及到的的关键性的应应用技术：RRFID技术术、传感器、通通信技术以及及终端数据智智能处理技术术等等。RFID被被公认为是物物联网的构建建基础和核心心。6.1 RFIID自动识别别技术 该技术作为物体体的“身份证”，它由标签签、阅读器和和天线三部分分组成，作为为物联网的关关键技术之一一，它利用无无线射频方式式在阅读器和和射频卡之间间进行非接触触双向数据传传输，以达到到目标识别和和数据交换的的目的；通过过采集物品的的信息，并给

39、给它贴上特定定的 标签，通通过无线数据据通信网络把把它们自动采采集到中央信信息系统，实实现物品 (商品)的识识别，进而通通过开放性的的计算机网络络实现信 息息交换和共享享，实现对物物品的“透明”管理。RFIID具有识读读距离远、识识读速度快、不不受环境限制制、可读写性性好、可同时时识读多个物物品等优点，随随着RFIDD技术的不断断进步，成本本的不断降低低，RFIDD技术开始进进入物流、供供应链管理领领域。6.1.1 RRFID的工工作原理标签进入磁场后后，如果接收收到阅读器发发出的特殊射射频信号，就就能凭借感应应电流所获得得的能量发送送出存储在芯芯片中的产品品信息(即 Passiive Taa

40、g，无源标标签或被动标标签)，或者者主动发送某某一频率的信信号(即Acctive Tag，有有源标签或主主动标签)，阅阅读器读取信信息并解码后后，送至中央央信息系统进进行有关数据据处理。6.1.2 RRFID系统统的组成射频识别系统至至少应包括以以下两个部分分，一是读写写器，二是电电子标签(或或称射频卡、应应答器等，本本文统称为电电子标签)。另另外还应包括括天线，主机机等。RFIID系统在具具体的应用过过程中，根据据不同的应用用目的和应用用环境，系统统的组成会有有所不同，但但从RFIDD系统的工作作原理来看，系系统一般都由由信号发射机机、信号接收收机、发射接接收天线几部部分组成。下下面分别加以

41、以说明：信号发射机在RFID系系统中，信号号发射机为了了不同的应用用目的，会以以不同的形式式存在，典型型的形式是标标签(TAGG)。标签相相当于条码技技术中的条码码符号，用来来存储需要识识别传输的信信息，另外，与与条码不同的的是，标签必必须能够自动动或在外力的的作用下，把把存储的信息息主动发射出出去。 信号接收收机在RFID系系统中，信号号接收机一般般叫做阅读器器。根据支持持的标签类型型不同与完成成的功能不同同，阅读器的的复杂程度是是显著不同的的。阅读器基基本的功能就就是提供与标标签进行数据据传输的途径径。另外，阅阅读器还提供供相当复杂的的信号状态控控制、奇偶错错误校验与更更正功能等。标标签中

42、除了存存储需要传输输的信息外，还还必须含有一一定的附加信信息，如错误误校验信息等等。识别数据据信息和附加加信息按照一一定的结构编编制在一起，并并按照特定的的顺序向外发发送。阅读器器通过接收到到的附加信息息来控制数据据流的发送。一一旦到达阅读读器的信息被被正确的接收收和译解后，阅阅读器通过特特定的算法决决定是否需要要发射机对发发送的信号重重发一次，或或者知道发射射器停止发信信号，这就是是命令响应应协议。使使用这种协议议，即便在很很短的时间、很很小的空间阅阅读多个标签签，也可以有有效地防止欺骗问题的产生。 编程器只有可读可写写标签系统才才需要编程器器。编程器是是向标签写入入数据的装置置。编程器写写

43、入数据一般般来说是离线线(OFF-LINE)完成的，也也就是预先在在标签中写入入数据，等到到开始应用时时直接把标签签黏附在被标标识项目上。也也有一些RFFID应用系系统，写数据据是在线(OON-LINNE)完成的的，尤其是在在生产环境中中作为交互式式便携数据文文件来处理时时。 天线天线是标签与与阅读器之间间传输数据的的发射、接收收装置。在实实际应用中，除除了系统功率率，天线的形形状和相对位位置也会影响响数据的发射射和接收，需需要专业人员员对系统的天天线进行设计计、安装。6.1.3 RRFID技术术特点及应用用采用RFID最最大的好处是是可以对企业业的供应链进进行高效管理理，以有效地地降低成本。

44、因因此对于供应应链管理应用用而言，射频频技术是一项项非常适合的的技术。RFID技术标标签成本低廉廉，但RFIID一般不具具备数据采集集功能，多用用来进行物品品的身份甄别别和属性的存存储，且在金金属和液体环环境下应用受受限，RFIID技术属于于物联网的信信息采集层技技术。目前RRFID在汽汽车、火车等等交通监控，高高速公路自动动收费系统，仓仓储管理，安安全检查，车车辆防盗等方方面得到应用用，从而引起起全球各界的的广泛关注。成成熟的RFIID技术应用用于新生的EEPC系统，将将极大拓展RRFID技术术的应用领域域，使RFIID技术特别别是RFIDD标签市场带带来迅猛增长长。6.2产品电子子标签（E

45、PPC）EPC是一种新新型的射频识识别标签，每每个标签包含含唯一的电子子产品代码，可可以对所有实实体对象提供供唯一有效的的标识。它利利用计算机自自动地对物品品的位置及其其状态进行管管理，并将信信息充分应用用于物流过程程中，详细掌掌握从企业流流向消费者的的每一件商品品的动态和流流通过程，这这样可以对具具体产品在供供应链上进行行跟踪。EPPC的出现有有其历史必然然，在EPCC出现之前，条条码作为一种种最常见的自自动识别技术术，在全世界界得到了广泛泛的推广和应应用。20世世纪70年代代，商品条码码的出现引发发了商业的第第一次革命，实实现了数据的的准确采集、信信息的及时交交换，几乎每每个人都享受受到了

46、条码技技术带来的便便捷和好处，员员工的劳动强强度大大减轻轻，顾客购物物的自由度和和舒适度大大大提高，商家家管理水平大大幅度提高的的同时也获得得了巨大的经经济效益。EPC 系统的的最终目标是是为每一单品品建立全球的的、开放的标标识标准。通通过 EPCC 系统的发发展：（1）能够推动动自动识别技技术的快速发发展；（2）通通过整个供应应链对货品进进行实时跟踪踪； （3）通过过优化供应链链来给用户提提供支持；（44）提高全球球消费者的生生活质量；EPC代码作为为产品信息沟沟通的纽带，通通过识别承载载EPC代码码信息的RFFID标签，利利用计算机互互联网，实现现整个供应链链中物品的自自动识别和信信息交换

47、与共共享，进而实实现对物品的的透明化管理理。EPC与与自动识别之之间有着密切切的联系。 技术特特性：EPCC标签芯片的的面积不足11平方毫米，可可实现二进制制96（1228）字节信信息存储，它它的标识容量量很大，意味味着每类产品品的每个单品品都能分配一一个标识身份份的唯一电子子代码。EPPC系统射频频标签与视频频识读器之间间是利用无线线感应方式进进行信息交换换的，因此可可以进行无接接触识别。EEPC1秒钟钟可以识别550150件件物品6.2.1 EEPC 编码码结构EPC 编码将将是新一代的的与UPC 兼容的新的的编码标准，在在EPC 系系统中EPCC编码与现行行GTIN 相结合，因因而EPC

48、 并不是取代代现行的条码码标准，而是是由现行的条条码标准逐渐渐过渡到EPPC 标准或或者是在未来来的供应链中中EPC 和和EAN.UUCC系统共共存。EPCC 是存储在在射频标签中中的唯一信息息且已经得到到UCC 和和国际EANN的支持。目目前，其还与与其它国家、国国际的贸易集集团和标准机机构进行合作作。EPC 的目标是为为每一物理实实体提供唯一一标识，它是是由一个头字字段和另外三三段数据（依依次为EPCC 管理者、对对象分类、序序列号）组成成的一组数字字。其中头字字段标识EPPC 的版本本号，它使得得以后的EPPC 可有不不同的长度或或类型；EPPC 管理者者是描述与此此EPC 相相关的生产

49、厂厂商的信息，例例如“可口可乐公公司”；对象分类类记录产品精精确类型的信信息。目前，EPCC 的位数有有64 位、96 位或者者更多位。为为了保证所有有物品都有一一个EPC 并使其载体体标签成本本尽可能降低低，建议采用用96 位，这这样它可以为为2.68亿个个公司提供唯唯一标识，每每个生产厂商商可以有16600 万个个对象分类并并且每个对象象分类可有6680 亿个个序列号，这这对未来世界界所有产品已已经十二分的的够用了。鉴鉴于当前不用用那么多序列列号，所以只只采用64 位EPC，这样样会进一步降降低标签成本本。至今已经经推出EPCC-96型、EPC-64型、型、型等编码方方案。6.2.2 EE

50、PC 标 签(eTag)EPC 标签基基本构造及原原理：EPC 标标签由天线、集集成电路、连连接集成电路路与天线的部部分、天线所所在的底层四四部分构成。996 位或者者64 位产产品电子码是是存储在RFFID 标签签中的唯一信信息。EPCC 标签有主主动型，被动动型和半主动动型三种类型型。主动型RRFID 标标签有一个电电池，这个电电池为微芯片片的电路运转转提供能量，并并向解读器发发送信号（同同蜂窝电话传传送信号到基基站的原理相相同）；被动动型标签没有有电池，相反反，它从解读读器获得电能能。解读器发发送电磁波，在在标签的天线线中形成了电电流；半主动动型标签用一一个电池为微微芯片的运转转提供电能

51、，但但是发送信号号和接受信号号时却是从解解读器处获得得能量。主动动和半主动标标签在追踪高高价值商品时时非常有用，因因为他们可以以远距离的扫扫描，扫描距距离可以达到到100 英英尺，但这种种标签每个成成本要1 美美元或更多，这这使得他不适适合应用于低低成本的商品品上。Autto-ID 中心正在致致力研发被动动标签，它们们的扫描距离离不像主动标标签那么远，通通常少于100 英尺，但但它们比主动动标签便宜得得多，目前成成本已经降至至5 美分左左右（还要进进一步降低），而而且不需要维维护。6.3 解读器器(Readder)解读器基本工作作原理：解读器使用用多种方式与与标签交互信信息，近距离离读取被动标

52、标签中信息最最常用的方法法就是电感式式耦合。只要要贴近，盘绕绕解读器的天天线与盘绕标标签的天线之之间就形成了了一个磁场。标标签就是利用用这个磁场发发送电磁波给给解读器。这这些返回的电电磁波被转换换为数据信息息，即标签的的EPC 编编码。目前，一一个解读器成成本大约为11000 美美元甚至更多多，而且大多多数只能读取取单一频率芯芯片中的信息息。Autoo-ID 中中心已经设计计了灵敏解读读器的详细参参考规格说明明，这种解读读器能够读取取不同频率芯芯片中的信息息。通过这种种途径，公司司能够在不同同的情况下利利用不同种类类的标签，且且不必为每一一种频率的标标签都购买一一个解读器。因因为公司将需需要购

53、买许多多解读器以覆覆盖他们运营营的各个领域域，所以解读读器价钱一定定要能够为他他们所接受。AAuto-IID 的规格格说明将使得得生产商在大大批量生产的的情况下能生生产出成本大大约100 美元的灵敏敏解读器。6.4 对象名名解析服务(ONS)Auto-IDD 中心对于于一个开放式式的，全球性性的追踪物品品的网络需要要一些特殊的的网络结构。因因为只将产品品电子码存储储在了标签中中，计算机还还需要一些将将产品电子码码匹配到相应应商品信息的的方法。这个个角色就由对对象名称解析析服务(ONNS)担当，它它是一个自动动的网络服务务系统，有点点类似于域名名解析服务(DNS),DNS 是是将一台计算算机定位

54、到万万维网上的某某一具体地点点的服务。6.4.1 服服务过程当一个解读器读读取一个 EPC 标签签的信息时，产产品电子码就就传递给了SSavantt系统（参看看前文）。SSavantt 系统然后后再在局域网网或因特网上上利用ONSS 对象名解解析服务找到到这个产品信信息所存储的的位置。ONNS 给Savannt 系统指指明了一个服服务器，这个个产品的有关关文件就存储储在这台服务务器上。接着着这个文件就就能够在Saavant系系统中找到，并并且存储在这这个文件中的的关于这个产产品的信息将将会被传递过过来，从而应应用于供应链链管理。6.4.2 特特殊要求对象名解析服务务将处理比万万维网上的域域名解

55、析服务务更多的请求求，因此，公公司需要在局局域网中有一一台存取信息息速度比较快快的ONS 服务器。这这样一个计算算机生产商可可以将他现在在的供应商的的ONS 数据据存储在自己己的局域网中中，而不是每每次一批货物物到达组装工工厂，都需要要到万维网上上去寻找这个个产品的信息息。这个系统统也会有内部部的冗余。例例如，当一个个包含某种产产品信息的服服务器崩溃时时，ONS 将能够引导导Savannt 系统找找到存储着同同种产品信息息的另一台服服务器。6.4.3 OONS系统架架构ONS体系结构构是一个分布布式的系统架架构，主要由由以下几部分分组成： 映射信息映射信息是分布布式存储在不不同层次的OONS服

56、务器器里，这种信信息可以便于于管理。ONS服务器器如果某个查询请请求要求查询询一个EPCC对应的PMML服务器的的IP地址，则则ONS服务务器可以对此此作出响应并并解决这一问问题。每一台台ONS服务务器拥有一些些EPC的权权威映射信息息和另一些EEPC的缓冲冲存储映射信信息。ONS缓冲存存储器如果某个查询请请求要求查询询一个EPCC对应的PMML服务器的的IP地址，则则ONS服务务器可以对此此作出响应并并解决这一问问题。每一台台ONS服务务器拥有一些些EPC的权权威映射信息息和另一些EEPC的缓冲冲存储映射信信息。第7章 物联网网在各领域的的运用简介7智能家居智能家居产品融融合自动化控控制系统

57、、计计算机网络系系统和网络通通讯技术于一一体，将各种种家庭设备(如音视频设设备、照明系系统、窗帘控控制、空调控控制、安防系系统、数字影影院系统、网网络家电等)通过智能家家庭网络联网网实现自动化化，通过中国国电信的宽带带、固话和33G无线网络络，可以实现现对家庭设备备的远程操控控。与普通家家居相比，智智能家居不仅仅提供舒适宜宜人且高品位位的家庭生活活空间，实现现更智能的家家庭安防系统统;还将家居居环境由原来来的被动静止止结构转变为为具有能动智智慧的工具，提提供全方位的的信息交互功功能。家庭智能化的好好处：防盗 有人接接近您的住宅宅时，系统会会发出报警声声，并可自动动拔打电话报报警。 方便 在家中

58、中任意位置都都可控制灯光光、家电、窗窗帘等设备。 舒适 任意调调节家中灯光光的明暗，只只需轻轻一触触，即可实现现梦幻般的场场景变化。 享受 无需起起身，开门、关关灯易如反掌掌。 超前 通过任任何一台按键键式电话对住住宅进行远程程控制。 舒心 您的住住宅时时像有有人居住一样样，甚至是在在外出的时候候。提供安全全感 智能医疗 智能医疗系统借借助简易实用用的家庭医疗疗传感设备，对对家中病人或或老人的生理理指标进行自自测，并将生生成的生理指指标数据通过过中国电信的的固定网络或或3G无线网网络传送到护护理人或有关关医疗单位。根根据客户需求求，中国电信信还提供相关关增值业务，如如紧急呼叫救救助服务、专专家

59、咨询服务务、终生健康康档案管理服服务等。智能能医疗系统真真正解决了现现代社会子女女们因工作忙忙碌无暇照顾顾家中老人的的无奈，可以以随时表达孝孝子情怀。另另外比如，去去大医院看病病，慕名前来来，却未必一一定碰上好医医生。未来，基基于医疗物联联网的医嘱录录入系统，替替病人把关医医嘱，大大减减少医疗差错错。更重要的的是，智能医医疗系统可以以做到治未病病：给病人佩佩戴测血压的的传感器，一一旦测到异常常血压，即通通过手机呼叫叫医院，及时时请医生帮助助咨询，配药药；老人一旦旦摔跤，腕部部传感器还能能“拨打”120电话。6月8日，苹果果公司展示了了iPhonne手机的新新功能：生命命体征监视器器。通过一个个

60、外置传感器器和应用软件件的配合，它它可以让医生生利用手机来来随时跟踪病病人的病情，在在有问题的时时候自动通知知要求医疗帮帮助，此外它它还像动态心心电图一样随随时记录用户户的生命体征征情况。患者在未来完全全可以实现将将自己的个人人电子健康档档案装进手机机里，随身携携带，甚至可可以通过手机机来实现日常常的医疗咨询询，手机还可可以提醒患者者自己的健康康状况和服药药计划。而医医生可以通过过手机来进行行开电子处方方、书写病历历、管理病人人信息，甚至至和病人进行行远程视频诊诊断。智能城市利用物联网就能能缔造一个智智慧城市，使使得城市关键键技术的组成成和服务智能能化，包罗教教育、保健、公公共安全、房房地产、

61、交通通运输、公共共事务、智能能电网、物流流管理等城市市生活的各个个方面。智能能城市产品包包括对城市的的数字化管理理和城市安全全的统一监控控。前者利用用数字城市市理论，基基于3S(地地理信息系统统GIS、全全球定位系统统GPS、遥遥感系统RSS)等关键技技术，深入开开发和应用空空间信息资源源，建设服务务于城市规划划、城市建设设和管理，服服务于政府、企企业、公众，服服务于人口、资资源环境、经经济社会的可可持续发展的的信息基础设设施和信息系系统。后者基基于宽带互联联网的实时远远程监控、传传输、存储、管管理的业务，利利用中国电信信无处不达的的宽带和3GG网络，将分分散、独立的的图像采集点点进行联网，实

62、实现对城市安安全的统一监监控、统一存存储和统一管管理、为城市市管理和建设设者提供一种种全新、直观观、视听觉范范围延伸的管管理工具。智能环保 智能环保产品通通过对实施地地表水水质的的自动监测，可可以实现水质质的实时连续续监测和远程程监控，及时时掌握主要流流域重点断面面水体的水质质状况，预警警预报重大或或流域性水质质污染事故，解解决跨行政区区域的水污染染事故纠纷，监监督总量控制制制度落实情情况。太湖环环境监控项目目，通过安装装在环太湖地地区的各个监监控的环保和和监控传感器器，将太湖的的水文、水质质等环境状态态提供给环保保部门，实时时监控太湖流流域水质等情情况，并通过过互联网将监监测点的数据据报送至

63、相关关管理部门。在环保部门的电子监测室，污水流量监测设备会将监测到的数据实时传递汇总到环保监察部门的电子显示屏上。实时跳动的数据，像一只只警惕的眼睛监视着远处企业的排污情况。企业排放的污水水质或流量达到告警阀值时，智能排污自动监控系统会自动向设定的相关监管人员发送短信，环保部门将在第一时间赶到企业进行处理。同时，物联网智智能排污监控控系统的经济济性也很理想想，它只需由由企业与环保保部门一次性性投入资金搭搭建平台，运运行后每年只只需投入少量量维护费用，可可以节省大量量的人力、财财力、物力，有有效降低了环环保监管执法法费用。尹冠冠云表示，尤尤其值得一提提的是，智能能排污监控系系统还有望扩扩大在线监

64、测测除COD、污污水流量之外外的其他项目目，并在系统统采集的排污污数据实现企企业与环保部部门共用的基基础上，今后后将逐步实现现网络共享，让让工业园区周周围的居民乃乃至整个社会会掌握有关环环境数据，共共建和谐生活活。智能交通智能交通系统包包括公交行业业无线视频监监控平台、智智能公交站台台、电子票务务、车管专家家和公交手机机一卡通五种种业务。公交行业无线视视频监控平台台利用车载设设备的无线视视频监控和GGPS定位功功能，对公交交运行状态进进行实时监控控。智能公交站台通通过媒体发布布中心与电子子站牌的数据据交互，实现现公交调度信信息数据的发发布和多媒体体数据的发布布功能，还可可以利用电子子站牌实现广广告发布等功功能。电子门门票是二维码码应用于手机机凭证业务的的典型应用，从从技术实现的的角度，手机机凭证业务就就是手机 凭凭证，是以手手机为平台、以以手机身后的的