物聯(lián)網(wǎng)研究精選(九篇)

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第1篇：物聯(lián)網(wǎng)研究范文

物聯(lián)網(wǎng)應用在高校的學科教育中，將物聯(lián)網(wǎng)智能技術與創(chuàng)新教育緊密聯(lián)系起來，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與學科教學內(nèi)容多方面整合，提升高校學生在物聯(lián)網(wǎng)技術領域應用和實踐能力，推進各學科專業(yè)的教學內(nèi)容和教學方法的改革創(chuàng)新，促進高校物聯(lián)網(wǎng)相關技術的研究和成果轉化，通過對物聯(lián)網(wǎng)信息平臺獲取的大量數(shù)據(jù)信息進行分析和挖掘，制定出切實可行的方案，促進高校產(chǎn)學研合作。

關鍵字：

物聯(lián)網(wǎng)；創(chuàng)新教育；應用研究

高校如何培養(yǎng)杰出的創(chuàng)新人才？中國的教育事業(yè)發(fā)展，需要一系列的技術革新和教育體制改革，如何提高高校教育教學水平，是作為高校的一名教育工作者值得深思的問題。盡管不同教育階段對學生創(chuàng)新要求有所不同，但對創(chuàng)新意識思維、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是創(chuàng)新教育在不同教育階段的共同目標，需要改變過去那種傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式。學生根據(jù)自己在課堂學到的知識，去創(chuàng)造新的知識，發(fā)明新的實用產(chǎn)品。2009年溫總理在無錫做了關于“感知中國”的重要講話后，我國物聯(lián)網(wǎng)技術迅猛發(fā)展，各領域展開深入研究和廣泛應用，同時物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報告”。物聯(lián)網(wǎng)技術在各行業(yè)取得的巨大應用成果已經(jīng)直觀地展示在我們面前，善于捕捉現(xiàn)代科學技術是時代賦予我們的專業(yè)使命，因此物聯(lián)網(wǎng)技術與課堂教學完美整合，將會賦予教育更充實的內(nèi)涵和無限的創(chuàng)造力。對物聯(lián)網(wǎng)技術在創(chuàng)新教育中的應用進行研究總結，希望能應用物聯(lián)網(wǎng)技術對教學模式、教學方法提出更寬闊的研究思路。

一物聯(lián)網(wǎng)在創(chuàng)新教育中的應用現(xiàn)狀

我國在“感知中國”的中心無錫市已經(jīng)形成了自己獨特的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新教育示范園區(qū)。在上海國際科創(chuàng)中心興起之際，由上海師范大學教育技術系、華東師范大學、上海STEM云中心、比特實驗室聯(lián)合舉辦的第一屆中美物聯(lián)網(wǎng)+STEM創(chuàng)新教育研討會于2015年6月10日在上海師范大學舉行。STEM（Science，Technology，Engineering，Math）作為一種教育理想的中國際遇，探索了STEM教育在提升學生設計能力、合作能力、問題解決能力和實踐創(chuàng)新能力方面的作用和方法，創(chuàng)建了讓全體學生享有創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機會，展示了STEM在創(chuàng)新教育中的定位，讓在座的老師們了解到最前沿的國際教育發(fā)展理念和作為教師應該持有的態(tài)度。物聯(lián)網(wǎng)之父凱文．艾希頓的著作《物聯(lián)網(wǎng)之父創(chuàng)新與思考的9種態(tài)度》最近在臺出版，PanX針對臺灣的創(chuàng)新教育挑戰(zhàn)、科學與經(jīng)濟發(fā)展間的關系，以及對臺灣物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的建議，凱文．艾希頓提出他的看法，他認為若要讓教育有可能持續(xù)鼓勵創(chuàng)新,要進行長期的努力跟累積。物聯(lián)網(wǎng)在創(chuàng)新教育方面的研究還是在表層，因此投入精力在這方面研究是很有必要的。

二物聯(lián)網(wǎng)的工作原理及應用

綜合國內(nèi)外學者對物聯(lián)網(wǎng)的定義，概括出物聯(lián)網(wǎng)的本質是實現(xiàn)了物與物、物與人之間的信息交換，物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)之上的更高級科技產(chǎn)物，結合網(wǎng)絡技術、傳感器技術、中間件技術，通過移動智能終端實現(xiàn)智能化識別、管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)具有三大特征，即全面感知能力、可靠傳遞能力和智能處理能力，業(yè)界大致認為物聯(lián)網(wǎng)可分為三個層次，分別對應感知層、網(wǎng)絡層和應用層。底層是用來感知信息數(shù)據(jù)的感知層，就是利用RFID、無線傳感網(wǎng)絡GPS等各種傳感設備感知各種物體的信息，搜集和獲取數(shù)據(jù)。中間層是網(wǎng)絡層傳輸層，包含各種通信網(wǎng)絡，通過相關技術將信息快速傳遞。接近用戶的一層是應用處理層，具有智能處理能力，利用云計算等智能技術，對海量數(shù)據(jù)的分析和處理，實現(xiàn)智能判斷、處理和執(zhí)行，應用到智能家居、智能交通、智能校園等各個領域。將物聯(lián)網(wǎng)技術運用到高校教與學的過程中，必定帶來教育的新改革。

三物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的創(chuàng)新教育

創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)人的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新人格為目標的可持續(xù)發(fā)展的價值教育。使學生具有一定的基本技能，成為一個獨立的個體，并善于在學習生活中重新構建，發(fā)掘和認識新知識、新方法、新思維，提高創(chuàng)新能力，為我國成為創(chuàng)新型國家奠定人才基礎，從而促進我國科技競爭力、經(jīng)濟競爭力和綜合國力的全面提升。創(chuàng)新教育的目標就是培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新情感和創(chuàng)新人格。要加大物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新教育教學環(huán)境的建設，讓學生感知校園、感知課堂、感知教育，使用物聯(lián)網(wǎng)技術創(chuàng)新課程,學生在學習過程中，把理論與實踐聯(lián)系起來，充分動手動腦，開闊思維，從而提高學生的學習效果，改變了學生的學習方法，促進了學生主體作用的發(fā)揮，增強了科技的作用，使傳感電子成為學生認知的工具，學生在學習過程中不斷認識新事物，有利于培養(yǎng)學生的思維能力，并開發(fā)其非智力因素。物聯(lián)網(wǎng)走進校園，其教學環(huán)境需要穩(wěn)定安全的物聯(lián)網(wǎng)絡，先進的實驗室，學習資源庫，完善師資隊伍，需要教師要有創(chuàng)新的思維能力，又擁有豐富雄厚的工程科學基礎知識和較強的科研實力，能在課堂教學中運用獨特的創(chuàng)造性方法和技能，有效地提升學生創(chuàng)造力發(fā)展。

四物聯(lián)網(wǎng)在創(chuàng)新教育中的應用案例

為了讓學生充分參與到教與學活動中，讓學生充分把學到的知識自由應用到實踐中，同時給與學生研究的獨立性和自主性，提出利用物聯(lián)網(wǎng)技術設計超聲波測距儀，真正理解掌握超聲波的特性與原理。應用案例展示——超聲波測距儀。

1.超聲波測距儀的設計原理分析。超聲波是聽不見的聲波，方向性極強，能量消耗慢，傳播距離遠，可用超聲波來測量距離。需要制作一個超聲波傳感器，超聲波測距儀的原理就是利用超聲波收發(fā)模塊發(fā)射一定頻率的超聲波，本裝置設計安裝了激光燈，這樣就能很好地分辨被測物體，超聲波在空氣中傳播，到達被測物體或障礙物后反射回來，由超聲波收發(fā)器模塊接收脈沖，其所經(jīng)歷的時間是往返時間，這個時間與超聲波傳播的路程遠近有關，s=tv測試傳輸時間可以測得距離。

2.認識模塊和搭建電路。設計用到的模塊有超聲波收發(fā)模塊和功能控制模塊、語音播放的模塊、開關模塊和電池盒。主要模塊功能：超聲波收發(fā)模塊既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波，語音播放的模塊對收發(fā)的信息進行播報，開關模塊和電池盒用于能量的提供。

3.學習與探索。在實驗中學習超聲波傳感器，通過外形設計的過程，其創(chuàng)新思維能力得以開發(fā)，獲得作品創(chuàng)作靈感，充分發(fā)揮學生們的求知欲，創(chuàng)造力，思考力，培養(yǎng)學生對科學知識的興趣和探索精神，并思索以下問題：（1）超聲波對人體有害么？（2）超聲波測距儀還可以應用在哪些方面？

4.創(chuàng)新之處。本儀器通過發(fā)射超聲波來進行非接觸式距離測量精度為1cm,量程為0.4m—5.0m?？捎糜跍y量房屋尺寸，人體身高等?？梢暂^好地替代傳統(tǒng)卷尺，在建筑測量時，簡化了單人測量時諸多不便。創(chuàng)新之處是在超聲波發(fā)射頭上安裝了用于定位的激光燈，因為超聲波是“看不見的光”，這樣可以讓用戶很容易地獲知所測目標的位置。

五物聯(lián)網(wǎng)在高校中的應用前景

1.優(yōu)化學習環(huán)境。學生在教室中布置傳感器優(yōu)化其學習環(huán)境，如噪音、光線強度、溫度等，為學生提供一個舒適的學習環(huán)境。

2.豐富教學資源。所有內(nèi)容互動，改變固有的學習模式，能利用傳感設備獲取大量物體的數(shù)據(jù)用于當前的學習。

3.豐富教學手段。將大量的理論通過實驗教學，并進行數(shù)字化處理，培養(yǎng)學生對科學知識的興趣，提高學生的探索精神。

4.培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新思維能力。

5.便于教學管理。例如將物聯(lián)網(wǎng)應用于學校考勤管理、圖書管理、實驗室管理和學生的安全管理，從傳統(tǒng)的人工管理轉化為系統(tǒng)化、自動化管理。

六結語

由于科研環(huán)境的影響、科研項目實踐性不足和資金的缺乏，使得物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新教育受到了很大的約束，需要政府的大力支持，企業(yè)、及科研院所進行積極的合作，通過產(chǎn)、學、研進行的優(yōu)勢整合，還需要科技的支持。高校應盡最大努力為師生提供最優(yōu)的智能化交互教研環(huán)境，能利用物聯(lián)網(wǎng)實時的進行教學測評，注重學生的智能培養(yǎng)，要培養(yǎng)學生的自學能力、研究能力，為更多的學生提供實踐技能操作機會，高校培養(yǎng)人才從社會需求出發(fā)，滿足經(jīng)濟發(fā)展和社會競爭的需要。

作者：趙蘭枝 單位：內(nèi)蒙古河套學院理學系

參考文獻

[1]　吳功宜.智慧的物聯(lián)網(wǎng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[2]　潘小莉.物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應用[J].觀察,2011,(08):14-16.

第2篇：物聯(lián)網(wǎng)研究范文

【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；電子商務智能物流；綜合性平臺；射頻識別（RFID）；紅外感應器；全球定位系統(tǒng)

本論文是參加云計算物聯(lián)網(wǎng)應用服務項目的階段總結，該論文介紹了物聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)中智能物流服務平臺及電子商務服務平臺，通過參加項目更好的運用到實際工作和教學過程中，順利地達到預定目標。

1.背景簡述

物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)已成為當前世界新一輪經(jīng)濟和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點之一，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)對于促進經(jīng)濟發(fā)展和社會進步具有重要的現(xiàn)實意義。目前，我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與全球同處于起步階段，初步具備了一定的技術、產(chǎn)業(yè)和應用基礎，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。

2.市場分析

2.1 中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2011中國國際物聯(lián)網(wǎng)大會委托新華社《2010～2011年中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展年度報告》，預計2011年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將達到2300億元，安防、交通和醫(yī)療3大領域有望在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中率先受益，成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場容量大、增長最為顯著的領域。新華社副社長周錫生在該報告時認為，未來5年，全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場將呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，2015年將接近3500億美元，年均增長率接近25%。保守預計，到2015年，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將實現(xiàn)5000多億元的規(guī)模，年均增長率達11%左右。

2.2 中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析

（1）應用引領產(chǎn)業(yè)發(fā)展

中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是以應用為先導，存在著從公共管理和服務市場、到企業(yè)、行業(yè)應用市場、再到個人家庭市場逐步發(fā)展成熟的細分市場遞進趨勢。目前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在中國還是處于前期的概念導入期和產(chǎn)業(yè)鏈逐步形成階段，沒有成熟的技術標準和完善的技術體系，整體產(chǎn)業(yè)處于醞釀階段。此前，RFID市場一直期望在物流、零售等領域取得突破，但是由于涉及的產(chǎn)業(yè)鏈過長，產(chǎn)業(yè)組織過于復雜，交易成本過高，產(chǎn)業(yè)規(guī)模有限成本難于降低等問題，使得整體市場成長較為緩慢。

物聯(lián)網(wǎng)概念提出以后，面向具有迫切需求的公共管理和服務領域，以政府應用示范項目帶動物聯(lián)網(wǎng)市場的啟動將是必要之舉。進而隨著公共管理和服務市場應用解決方案的不斷成熟、企業(yè)集聚、技術的不斷整合和提升，逐步形成比較完整的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，從而將可以帶動各行業(yè)、大型企業(yè)的應用市場。待各個行業(yè)的應用逐漸成熟后，帶動各項服務的完善、流程的改進，個人應用市場才會隨之發(fā)展起來。

（2）標準體系逐漸成熟

物聯(lián)網(wǎng)標準體系是一個漸進發(fā)展成熟的過程。物聯(lián)網(wǎng)概念涵蓋眾多技術、眾多行業(yè)、眾多領域，試圖制定一套普適性的統(tǒng)一標準幾乎是不可能的。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的標準將是一個涵蓋面很廣的標準體系，將隨著市場的逐漸發(fā)展而發(fā)展和成熟。

（3）綜合性平臺即將出現(xiàn)

隨著行業(yè)應用的逐漸成熟，新的通用性強的物聯(lián)網(wǎng)技術平臺將出現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新是應用集成性的創(chuàng)新，一個單獨的企業(yè)是無法完全獨立完成一個完整的解決方案的。一個技術成熟、服務完善、產(chǎn)品類型眾多、應用界面友好的應用，將是由設備提供商、技術方案商、運營商、服務商協(xié)同合作的結果。隨著產(chǎn)業(yè)的成熟，支持不同設備接口、不同互聯(lián)協(xié)議，可集成多種服務的共性技術平臺將是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟的結果。

物聯(lián)網(wǎng)時代，移動設備、嵌入式設備、互聯(lián)網(wǎng)服務平臺將成為主流。隨著行業(yè)應用的逐漸成熟，將會有大的公共平臺、共性技術平臺出現(xiàn)。無論終端生產(chǎn)商、網(wǎng)絡運營商、軟件制造商、系統(tǒng)集成商、應用服務商，都需要在新的一輪競爭中尋找各自的重新定位。

（4）有效商業(yè)模式逐步形成

針對物聯(lián)網(wǎng)領域的商業(yè)模式創(chuàng)新將是把技術與人的行為模式充分結合的結果。物聯(lián)網(wǎng)將機器、人、社會的行動都互聯(lián)在一起。新的商業(yè)模式出現(xiàn)將是把物聯(lián)網(wǎng)相關技術與人的行為模式充分結合的結果。

物聯(lián)網(wǎng)的應用也從小環(huán)境開始面向大環(huán)境，原有的商業(yè)模式需要更新升級來適應規(guī)?；⒖焖倩?、跨領域化的應用。而更關鍵的是要真正建立一個多方共贏的商業(yè)模式，這才是推動物聯(lián)網(wǎng)能夠長遠有效發(fā)展的核心動力。要實現(xiàn)多方共贏，就必須讓物聯(lián)網(wǎng)真正成為一種商業(yè)的驅動力，而不是一種行政的強制力。讓產(chǎn)業(yè)鏈所有參與物聯(lián)網(wǎng)建設的各個環(huán)節(jié)都能從中獲益，獲取相應的商業(yè)回報，才能夠使物聯(lián)網(wǎng)得以持續(xù)快速地發(fā)展。

3.物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)技術是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡技術叫做物聯(lián)網(wǎng)技術。我國也把物聯(lián)網(wǎng)稱之為“傳感網(wǎng)”。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺架構技術是一種面向物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計理念和架構技術，它將各類物聯(lián)網(wǎng)對象之間的交互抽象到一個統(tǒng)一的層面，注重獨立實現(xiàn)各個物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)對象的系統(tǒng)功能，通過簡單、統(tǒng)一的接口進行信息交互和溝通，利用物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)對象之間的松耦合特點，保證物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的開放性和規(guī)?？蓴U展性。

云計算物聯(lián)網(wǎng)應用服務項目包括：智能物流服務平臺、企業(yè)誠信體系服務平臺、企業(yè)內(nèi)訓服務平臺、云計算呼叫服務中心、電子商務服務平臺、物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)服務中心、中小企業(yè)信息化服務平臺、節(jié)能減排和安全生產(chǎn)服務平臺、消費信息綜合服務平臺、網(wǎng)絡安全服務平臺、技術創(chuàng)新服務平臺

下面就物聯(lián)網(wǎng)服務項目新建研發(fā)的上述應用領域中的智能物流服務物聯(lián)網(wǎng)及電子商務物聯(lián)網(wǎng)進行簡單闡述。

4.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能物流服務平臺

4.1 智能物流服務平臺概述

目前，國內(nèi)制造企業(yè)物流信息化水平普遍不高，大都采用“人工+條形碼”的方式，該方式效率低、人力成本高，已越來越不適應現(xiàn)代制造行業(yè)提升核心競爭力的需求。智能物流服務平臺針對這一問題，研究基于RFID的物流跟蹤管理核心技術，設計并開發(fā)一個面向制造業(yè)的基于RFID的物流跟蹤管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)充分利用RFID自動識別技術、JIT及MES的先進管理理念與基本方法，通過車間生產(chǎn)物流信息的實時反饋進行物流數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控，加強車間物流控制，實現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍、物流、信息流的同步，以改進企業(yè)生產(chǎn)效率、降低企業(yè)物流管理成本，提升企業(yè)綜合競爭力。

4.2 智能物流服務平臺建設內(nèi)容

（1）基于企業(yè)業(yè)務管理層、生產(chǎn)車間管理層和現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理層的三層體系架構的設計與實現(xiàn)。

（2）基于移動（Mobile Agent）的數(shù)據(jù)訪問統(tǒng)一接口的設計與實現(xiàn)。

（3）RFID中間件（RFID Middleware）的統(tǒng)一設計與實現(xiàn)，從而實現(xiàn)對底層設備的精確控制，實時采集原始數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行過濾，并在其中封裝典型的應用邏輯，使物流管理系統(tǒng)接口簡單透明，從而達到整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、可靠。

（4）基于模糊控制理論的RFID功率自調(diào)節(jié)控制算法的設計與實現(xiàn)。

（5）各功能子模塊（包括登錄模塊、生產(chǎn)計劃管理模塊、裝箱模塊、出入庫監(jiān)控模塊、跟蹤查詢模塊等）的設計與實現(xiàn)。

5.電子商務服務平臺

5.1 電子商務服務平臺概述

隨著商品經(jīng)濟的發(fā)展，從上世紀90年代開始，刷卡、轉賬消費逐漸成為國人支付的重要方式。到90年代末，電腦、網(wǎng)絡走進了千家萬戶，以淘寶、易趣為代表的電子商務茁壯成長，支付寶等虛擬貨幣支付方式走上了歷史的舞臺。

電子商務服務平臺將物聯(lián)網(wǎng)技術與移動通信技術、互聯(lián)網(wǎng)完善地結合，嵌入電子商務庫存、物流、支付、產(chǎn)品質量管理等整體流程，在提升移動電子商務的整體水平的同時，可以隨時隨地利用RFID射頻芯片手機、PDA及掌上電腦等無線終端自如開展衣食住行、購物娛樂和商務談判。

5.2 電子商務服務平臺建設內(nèi)容

（1）應用物聯(lián)網(wǎng)技術通過對庫存物品信息的實時感知，形成自動化庫存，達到整個網(wǎng)上零售營銷體系實現(xiàn)共享的目的。

（2）實現(xiàn)多樣化的手機支付業(yè)務，網(wǎng)上零售商可加強與電信運營商之間的合作，探索比較合理的新商業(yè)模式，借助電信運營商分布極廣的充值渠道，增加支付操作的便捷性，降低用戶的使用門檻。

（3）應用物聯(lián)網(wǎng)和GPS技術結合的方式，將配送包裹模塊化，實現(xiàn)消費者、網(wǎng)上零售商戶和物流公司三方實時獲悉貨物的路線，利用無線視頻系統(tǒng)，看到貨物運輸車輛的現(xiàn)場狀態(tài)。

（4）建立產(chǎn)品溯源系統(tǒng)。通過物聯(lián)技術實現(xiàn)產(chǎn)品唯一的識別標志，使用戶有效地辨別商品，清楚地了解商品的具體來源，降低用戶被騙的風險，提高用戶消費的積極性。

6.階段性結論

第3篇：物聯(lián)網(wǎng)研究范文

關鍵詞：公共安全；物聯(lián)網(wǎng) ；移動互聯(lián)網(wǎng)；數(shù)字單兵；位置服務

中圖分類號：TN99 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）10-0070-03

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)技術的日新月異，成為推動我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展的重要引擎。發(fā)展面向公共安全的物聯(lián)網(wǎng)，對于公安機關提高打擊與預防犯罪，提高服務社會的能力具有重要的作用。公安物聯(lián)網(wǎng)以公安機關關心的“人、車、物、事件”等為感知對象，通過各類傳感器設備和公安信息化的信息、網(wǎng)絡資源，對相關信息進行全天候的自動采集、跨地域的全面共享，以及數(shù)據(jù)的融合、挖掘和處理，來實現(xiàn)自動化的識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理[1]。

公安部門的工作具有突發(fā)性、移動性、緊迫性等特點，廣大民警在外出執(zhí)法及偵破案件、抓捕逃犯、核查車輛及打擊和預防犯罪時，利用移動警務設備實時采集、核實及綜合處理嫌疑人身份證件、人臉圖像、指紋、位置等信息，及時地訪問公安部門內(nèi)部的警務信息來輔助破案和執(zhí)行公務，極大地提高公安干警的高科技辦案水準和效率。因此，公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用對于實現(xiàn)在任何時間、任何地點發(fā)生的任何公共安全事件進行有效感知，進而進行決策處理具有突出的作用，已成為公安工作的核心應用方向之一。

近年來，飛速發(fā)展的移動互聯(lián)網(wǎng)對公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用產(chǎn)生巨大的牽引與推動作用。根據(jù)百度公司2013年一季度的研究數(shù)據(jù)，移動互聯(lián)網(wǎng)人均上網(wǎng)時間已超過個人電腦上網(wǎng)時間，這種趨勢還在逐漸擴大。移動互聯(lián)網(wǎng)應用主要集中在社交、瀏覽、搜索、影音、地圖、網(wǎng)購支付等方面[2]。公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用是移動互聯(lián)網(wǎng)在公共安全行業(yè)的具體應用，移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展將催生大量的共性技術及應用模式，移植推廣到公安移動物聯(lián)網(wǎng)中加以運用。由于移動警務應用涉及行業(yè)敏感數(shù)據(jù)，必須與移動國際互聯(lián)網(wǎng)進行安全隔離，保證移動警務應用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)安全。

公安數(shù)字化單兵系統(tǒng)（PDD）是公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用的典型系統(tǒng)，其發(fā)展需要積聚與整合大量新興信息產(chǎn)業(yè)關鍵技術。該系統(tǒng)的發(fā)展對于實現(xiàn)傳統(tǒng)單警裝備向數(shù)字化時代轉型應用，提高廣大一線干警的執(zhí)法效率與水平，提升服務社會的能力具有重要的作用。

1 公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用業(yè)務體系

公共安全涵蓋面非常之廣，涉及交通、治安、戶籍、刑事偵查、出入境管理、預防打擊經(jīng)濟犯罪、網(wǎng)絡安全監(jiān)控、查緝、監(jiān)獄管理等等，各個警種之間移動業(yè)務既有相同之處，更多的是自己的特色。公共物聯(lián)網(wǎng)移動應用模型既要體現(xiàn)共性，又要呈現(xiàn)各警種個性。

廣義上的公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用應包括運用各種無線通信網(wǎng)絡為公安機關提供數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸及業(yè)務應用，包括應用電信運營商的移動通信設施、公安數(shù)字集群的數(shù)據(jù)業(yè)務應用、應用衛(wèi)星通信以及應急通信設施進行視頻采集傳輸?shù)鹊?。目前，公安機關常用的移動應用主要基于電信運營商的GSM/GPRS/ TD-SCDMA/WCDMA移動通信設施，應用安全邊界接入控制技術，接入公安專網(wǎng)實現(xiàn)，也可稱為狹義上的公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用，在公安機關內(nèi)部一般稱之為移動警務，即警用移動通信終端+移動通信網(wǎng)絡+公安安全邊界接入控制+公安信息網(wǎng)。移動警務業(yè)務體系主要包括：話音通信；移動電子警務，包括瀏覽、查詢、搜索等；現(xiàn)場執(zhí)法，包括現(xiàn)場取證，如錄音、攝像、照相、采集識別各類證件，現(xiàn)場打印罰單，移動罰單支付；移動定位、地圖及導航服務；移動視頻采集與實時傳輸；移動指揮調(diào)度、移動任務分配、任務控制等。公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用業(yè)務體系模型如圖1所示。

2 公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用總體架構

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的總體架構，公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用總體架構也分為四個層次，分別是傳感層、通信網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)層以及應用服務層，如圖2所示。

公安物聯(lián)網(wǎng)主要感知對象為人、車、物、事件。感知的傳感器主要有聲音、圖像、視頻、RFID、指紋、位置、震動、速度等，隨著傳感器處理能力的不斷增強，基于異構融合智能傳感大大提升了數(shù)據(jù)采集與信息融合能力。

通信網(wǎng)絡層基于的通信網(wǎng)絡主要包括基于電信運營商的GSM/GPRS/ TD-SCDMA/WCDMA移動通信設施、公安機關的集群通信數(shù)據(jù)業(yè)務、衛(wèi)星通信、340M應急無線寬帶通信、無線寬帶組網(wǎng)設施等，同時逐步實現(xiàn)多種異構通信網(wǎng)絡的融合通信能力。

數(shù)據(jù)層主要基于公安專網(wǎng)實現(xiàn)，利用公安信息數(shù)據(jù)庫、視頻數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)、社會共享數(shù)據(jù)、警情數(shù)據(jù)等，同時實現(xiàn)用戶管理、任務管理及資源管理等功能。

服務層主要實現(xiàn)公安物聯(lián)網(wǎng)移動業(yè)務，主要包括位置應用服務、移動執(zhí)法、集群數(shù)據(jù)及音視頻服務、扁平化指揮、警情推送等。

3 公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用關鍵技術

移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展極大地推動與牽引了公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用，終端平臺、海量的移動應用程序以及成熟的商業(yè)應用模式，成為公安移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展可借鑒參考的對象?；谖恢玫木瘎辗帐枪惨苿討藐P鍵方向之一，發(fā)展安全可信的警用終端是公安移動應用的特殊要求，實現(xiàn)多種異構寬帶通信融合是公安移動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向。

3.1 基于位置服務的公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用技術[3]

目前，在公安實戰(zhàn)中對移動人員和車輛定位追蹤是非常重要的業(yè)務需求。在人員精確管控方面，監(jiān)管、消防、指揮等警務作業(yè)中都需要對人員位置的精確定位，尤其是在室內(nèi)環(huán)境下的定位。在車輛定位跟蹤方面，需實現(xiàn)車輛的跨地域管理和服務，統(tǒng)一平臺在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)對盜搶車輛、走私車輛、套牌車輛、非法營運車輛、交通違章車輛等違法車輛的打擊，實現(xiàn)車輛運行狀態(tài)查控及軌跡回溯、重點防范區(qū)域的車輛準入管制、黑名單車輛偵查布控、區(qū)域通流實時獲取與交通預警、全樣本車輛信息自動采集與分析、全程交通違規(guī)章監(jiān)管與數(shù)字化處罰管理等管理和服務。

公安機關現(xiàn)有的定位手段比較單一，對于多種定位技術融合使用的情況比較薄弱。而公安機關的應用，決定了需要整合室內(nèi)外的多種定位技術，如衛(wèi)星定位技術、基站定位技術、WiFi定位技術，RFID定位技術，開展LBS應用。通過整合多種無線定位技術，設計新型索引機制，探索高效不確定信息管理技術，以提供可靠、高效無縫的現(xiàn)代警務LBS服務，解決海量移動數(shù)據(jù)中存在的數(shù)據(jù)規(guī)模大、用戶多、更新頻繁、實時性要求高等難題，為公安LBS提供技術支撐。警用位置服務關鍵技術發(fā)展需求如下：

（1）警用位置服務業(yè)務需求分析技術。深入研究分析公安位置服務應用的現(xiàn)狀、不足及需求，細致分析該領域的技術發(fā)展趨勢，提出警用位置服務業(yè)務需求及趨勢。

（2）研究發(fā)展海量移動數(shù)據(jù)的組織技術。移動數(shù)據(jù)不同于文本數(shù)據(jù)和關系數(shù)據(jù)，需要研究有效的移動數(shù)據(jù)組織模型，進行可信的數(shù)據(jù)儲存表示，運用半結構化的XML數(shù)據(jù)來組織，分別表示地理數(shù)據(jù)、相關的位置變化及位置關聯(lián)等元數(shù)據(jù)，以一種有組織、易訪問的形式進行底層數(shù)據(jù)表示。

（3）研究新型索引技術。索引技術是影響LBS性能的關鍵技術，要研究針對移動對象數(shù)據(jù)的索引技術，尤其是針對不確定數(shù)據(jù)的索引技術。

（4）研究新型數(shù)據(jù)分析技術。要研究針對海量移動數(shù)據(jù)的分析方法，如聚類、數(shù)據(jù)挖掘等。從而為決策支持系統(tǒng)提供工具支持。

（5）研究無縫化的LBS服務技術。由于各種定位技術差異顯著，要研究針對多種定位技術的無縫化切換服務技術，使得場景切換對于用戶而言是透明的。

（6）面向LBS的警用移動數(shù)據(jù)管理支撐平臺的開發(fā)研制。目前的系統(tǒng)與平臺僅支持基于文本的數(shù)據(jù)儲存和簡單的文件讀取功能，如何對移動對象進行有效的數(shù)據(jù)服務管理，還是一個空白。要開發(fā)實現(xiàn)開放環(huán)境下的移動數(shù)據(jù)服務支撐平臺的關鍵技術，提供可靠的、可用的、可擴展的移動數(shù)據(jù)服務接口。

3.2 安全可信的警用終端技術[4]

安全可信是公安移動應用終端的基本要求，其需求主要包括終端操作系統(tǒng)的安全性，用戶數(shù)據(jù)和個人信息的安全性，語音信息的安全性，終端的應用軟件安全，終端的位置信息安全。

其中，終端安全技術需要以安全驗證系統(tǒng)為核心，配以安全存儲、安全傳輸、安全語音、抗攻擊、防騷擾、遠程防盜等為基本功能，身份認證、簽名認證、安全審計、備份/恢復為基礎，結合硬件TF智能卡加解密管理和物理保障等來設計的完整智能終端安全體系架構如圖3所示。

3.3 集群數(shù)字通信技術[6-9]

公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用的另一種重要技術為集群通信技術，該技術擁有獨特的群呼、優(yōu)先級等豐富的警用功能，是一種最具警察特色的通信手段，具有快速、便捷、可靠、靈活等特點，成為公安工作中不可替代的通信手段。與基于GSM/GPRS/TD-SCDMA/WCDMA警用移動通信技術不同的是，集群通信系統(tǒng)一般由公安部門組織建立，擁有系統(tǒng)的自主使用權。目前，我國警用數(shù)字集群系統(tǒng)已從模擬集群系統(tǒng)發(fā)展到數(shù)字集群系統(tǒng)，網(wǎng)絡結構上從相對獨立的系統(tǒng)向區(qū)域聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，并已實現(xiàn)定位、指揮控制等多種數(shù)據(jù)應用業(yè)務。作為數(shù)字集群代表的TETRA系統(tǒng)已經(jīng)在多個直轄市、省會級城市以及沿海發(fā)達城市建成使用。目前，我國在建TETRA系統(tǒng)主要供應商都為國外企業(yè)，受政治原因影響，這些企業(yè)不對中國開放加密接口，因此無法使用具有國密算法的加密設備。由于沒有加密，不能保證通信的安全性，雖然是公安無線專網(wǎng)，但因存在安全風險，仍不允許接入公安信息網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。因此，基于數(shù)字集群的公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用目前尚不廣泛。但是，實現(xiàn)數(shù)字集群與公安專網(wǎng)的互聯(lián)互通，是實現(xiàn)公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用的一個努力目標。公安部門已于2008年開始嘗試發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的數(shù)字集群通信技術，期望能安全可信地實現(xiàn)公安信息專網(wǎng)與警用數(shù)字集群的互聯(lián)互通。

4 數(shù)字化單兵系統(tǒng)是公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用典型系統(tǒng)

數(shù)字化單兵系統(tǒng)就是在公安現(xiàn)有單警裝備的基礎上，通過增配數(shù)字化設備或對現(xiàn)有裝備進行數(shù)字化改造，使單警裝備具有集采集、處理、傳輸、控制于一體的綜合能力，使外出執(zhí)法辦案的干警通過多種無線通信手段，與警務中心及公安信息化平臺進行暢通無阻的雙向交流，提高警務作業(yè)效率，為服務社會、保障公共安全提供更為先進的技術手段。

公安數(shù)字化單警系統(tǒng)發(fā)展的總體思路是對警察的穿戴及裝備進行數(shù)字化設計改裝，使之具備較強的信息采集、處理、傳輸及控制等功能。發(fā)展具有中國特色的數(shù)字化單警系統(tǒng)必需結合中國實際，以公安服務實戰(zhàn)為宗旨，逐步改進發(fā)展，突破相關關鍵技術，實現(xiàn)單警裝備向數(shù)字化方向的更新?lián)Q代。數(shù)字化單警技術由數(shù)字共性技術及相關警用專用技術組成。共性技術包括芯片技術、無線通信技術、移動操作系統(tǒng)、材料技術等。專用技術包括數(shù)字化單警系統(tǒng)一體化設計技術、數(shù)字單兵終端安全操作系統(tǒng)開發(fā)、移動環(huán)境下高效安全的自組織無線寬帶通信技術以及實現(xiàn)基于移動多傳感器的融合感知技術等。

5 結 語

公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用目前尚處于初級階段，尚有較多關鍵技術需要突破，同時其應用模式也尚在不斷地探索創(chuàng)新。本文對公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用發(fā)展進行了初步的研究，希望能推廣和推進公安物聯(lián)網(wǎng)移動應用工作，提高服務公安水平。

參 考 文 獻

[1]唐前進.物聯(lián)網(wǎng)總體架構及關鍵技術研究（協(xié)同融合）研究報告[R]. 上海：公安部第三研究所，2013

[2]百度移動·云事業(yè)部&百度商業(yè)分析部.百度移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢報告2013Q1[R].北京，2013

[3]劉云浩. 物聯(lián)網(wǎng)導論[M]. 北京：科學出版社，2010.

[4]董斌. 面向移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務網(wǎng)絡[M]，北京：人民郵電出版社，2012.

[5]工業(yè)和信息化部電信研究院. 移動互聯(lián)網(wǎng)白皮書（2013）[R]. 2013.2.

[6]譚晃，鄧哲，馬曉東. 新標準助力公安無線通信事業(yè)大發(fā)展[J]. 警察技術，2012（3）： 23-26.

[7]蔣慶生.陳研. PDT在公安無線通信“模轉數(shù)”中的作用[J] 警察技術，2010（6）：23-26.

第4篇：物聯(lián)網(wǎng)研究范文

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；安全；關鍵技術；發(fā)展趨勢；安全問題

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）字面上解釋就是一個物物相連的網(wǎng)絡，它是繼通信網(wǎng)之后的另一個萬億級市場。它的主要特征是通過射頻識別（RFID）裝置、二維碼識讀設備、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描儀等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將所有物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行通信和信息交換，以便對物品進行智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。

由于物聯(lián)網(wǎng)連接和處理的對象主要是機器或物品，而傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)主要處理的對象是文本，這就導致物聯(lián)網(wǎng)信息安全要求比互聯(lián)網(wǎng)要高得多。此外，物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)常會涉及用戶的位置等個人隱私問題，從而物聯(lián)網(wǎng)對“隱私權”（Privacy）保護的要求也更高。因此，必須根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)本身的特點設計相關的安全策略。

1.物聯(lián)網(wǎng)的層次結構模型

從技術架構上來劃分，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡層和應用層。

感知層主要負責識別物體和采集信息，它主要由RFID裝置、網(wǎng)絡攝像頭、各類傳感器、激光掃描儀等信息傳感設備和傳感網(wǎng)組成。

網(wǎng)絡層主要負責傳遞和預處理由感知層獲取的信息，這些數(shù)據(jù)可以通過移動通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、各類專網(wǎng)、小型局域網(wǎng)等進行傳輸。所涉及的技術有傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、 分析、挖掘和理解等，以及基于感知數(shù)據(jù)決策的理論與技術。作為海量感知數(shù)據(jù)的存儲、分析平臺的云計算平臺，將會是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的重要組成部分，也將是應用層中眾多應用的基礎。

應用層主要負責為物聯(lián)網(wǎng)和用戶之間提供接口，物聯(lián)網(wǎng)應用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供豐富的特定服務。物聯(lián)網(wǎng)的應用可分為監(jiān)控型（物流監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控）、查詢型（智能檢索、遠程抄表）、控制型（智慧校園、智能家居、智能交通）和掃描型（手機錢包、智能出行）等。

下文將結合每層安全特點對涉及的關鍵技術分別進行闡述。

2.物聯(lián)網(wǎng)感知層的安全及相關策略

2.1傳感器網(wǎng)絡的安全問題

物聯(lián)網(wǎng)在國際上又稱為傳感網(wǎng)，由此可見傳感器網(wǎng)絡在物聯(lián)網(wǎng)中舉足輕重的地位，傳感器能否成功識別物體并對其進行信息采集，決定了物聯(lián)網(wǎng)感知任務的成敗。

目前傳感器網(wǎng)絡安全策略主要包括安全網(wǎng)絡拓撲結構、安全定位、安全路由、入侵檢測和密鑰及加密技術等。

2.2 RFID相關的安全問題

RFID 主要負責對感知到的物體進行電子編碼。

通常采用 RFID 技術的網(wǎng)絡涉及的主要安全問題有：

? 標簽本身存在訪問方面的缺陷；

? 讀取RFID信息的通信鏈路存在安全隱患；

? 移動式的RFID讀寫器自身的安全隱患；

目前， 為解決RFID相關安全問題所采取的主要方法有物理方法、密鑰加密以及二者相結合的方法。

3.物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的安全及相關策略

從功能上來看，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層可以分為接入層和核心層，因此物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層安全可以從以下兩個方面來考慮：

3.1接入層的安全問題

目前，物聯(lián)網(wǎng)的接入層所采用的無線接入技術有：移動互聯(lián)網(wǎng)、有線網(wǎng)、Wi-Fi、WiMAX 等。接入層的異構性使得其安全問題，有望通過對切換技術和位置管理技術的進一步研究而得以解決。

3.2核心層的安全問題

物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡核心層是互聯(lián)網(wǎng)，其面臨的最大問題也是制約現(xiàn)行互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸之一――網(wǎng)絡地址空間短缺?，F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)正在IPv6技術，它極大地擴展了互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡地址空間，相信這個問題在不久的將來得以解決。

4.應用層的安全及相關策略

物聯(lián)網(wǎng)的應用層所涉及的主要技術有業(yè)務管理、中間件、數(shù)據(jù)挖掘等，業(yè)務控制、管理和認證機制、中間件以及隱私保護等安全問題一直是該層備受關注的焦點所在。

4.1業(yè)務控制、管理和認證機制方面的安全問題

由于物聯(lián)網(wǎng)設備可能是先部署后連接網(wǎng)絡，而物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點又無人值守，所以如何對物聯(lián)網(wǎng)設備遠程簽約，如何對業(yè)務信息進行配置就成了難題。

4.2中間件的安全問題

目前， CORBA、DCOM、J2EE/EJB等是使用最多的幾種中間件系統(tǒng)，這幾種中間件也都或多或少存在可靠性、穩(wěn)定性等安全方面的問題?，F(xiàn)在Web Services正作為下一代分布式系統(tǒng)的核心技術在逐步推廣，Web Services同時也是一種中間件系統(tǒng)，它比現(xiàn)有的上述幾種中間件可靠性上有很大程度上的提高。

4.3隱私保護方面的安全問題

當前隱私保護策略主要有兩個發(fā)展方向：一是對等計算（P2P），通過直接交換共享計算機資源和服務；二是語義Web，通過規(guī)范定義和組織信息內(nèi)容，使之具有語義信息，能被計算機理解。這兩種技術各有利弊，應根據(jù)實際情況靈活選用。

小結

近年來，隨著傳感器價格的下降，移動通信網(wǎng)絡、云計算和智能處理技術的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)也迎來了快速發(fā)展期。由于物聯(lián)網(wǎng)對于實現(xiàn)全面信息化有著舉足輕重的作用，德國、美國、日本等一些全球發(fā)達經(jīng)濟體相繼將物聯(lián)網(wǎng)列入國家重點戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。

如何在充分利用物聯(lián)網(wǎng)給我們工作生活帶來的便捷的同時兼顧安全，這在今后長期都將會是困擾物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個難題。我國在加強物聯(lián)網(wǎng)安全防范方面可以從如下三個方面入手：1.構建和完善我國信息安全的監(jiān)管體系；2.完善物聯(lián)網(wǎng)中的業(yè)務認證機制；3.完善物聯(lián)網(wǎng)加密策略。

參考文獻：

[1]劉宴兵，胡文平.物聯(lián)網(wǎng)安全模型及其關鍵技術[J].數(shù)字通信，2010，37（4）：28-29.

第5篇：物聯(lián)網(wǎng)研究范文

物聯(lián)網(wǎng)（IOT，Internet of Things）是通過傳感器、射頻識別裝置、紅外感應器、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設備，將所有物體與互聯(lián)網(wǎng)結合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡，實現(xiàn)與任何物體之間的信息交換與通信，可以自動、實時地對物體進行智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。

在物聯(lián)網(wǎng)應用技術中，射頻識別（RFID，Radio Frequency Identification）研究較早，基本原理起源于二戰(zhàn)時期盟軍使用無線電數(shù)據(jù)技術識別敵我雙方的飛機和軍艦[1]，在20世紀六七十年代主要應用在動物跟蹤、車輛管理和軍用。1984年美國通用汽車公司在汽車生產(chǎn)線首次推出了RFID大規(guī)模商業(yè)應用，然而此后應用發(fā)展緩慢[2]。直到1999年產(chǎn)品電子代碼（EPC，Electronic Product Code）概念的提出，即通過RFID標簽進行物體與互聯(lián)網(wǎng)的信息傳遞可以將企業(yè)對RFID技術應用從企業(yè)內(nèi)部的閉環(huán)應用過渡到供應鏈的開環(huán)應用上，實現(xiàn)了真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)[2]。從此，基于EPC＼RFID的應用開始滲透到物流、電信、政務、交通、消費、航空、醫(yī)藥、衛(wèi)生、國防等眾多行業(yè)領域中。

EPC＼RFID系統(tǒng)運作的神經(jīng)中樞是Savant中間件，它位于RFID讀寫設備與上層企業(yè)應用程序之間，負責管理RFID設備，同時作為軟硬件集成的橋梁完成與上層應用的信息交互。因此，遵循EPC標準[3]實現(xiàn)高效的Savant中間件系統(tǒng)，解決當前RFID系統(tǒng)存在問題，對于RFID系統(tǒng)的應用推廣有著非常重要的意義。

二、RFID中間件的研究現(xiàn)狀

目前主流RFID中間件產(chǎn)品的廠商主要有Microsoft、IBM、BEA、Oracle、SAP、Sybase等知名軟件公司。國內(nèi)主要的RFID中間件產(chǎn)品包括清華同方的ezRFID中間件、深圳立格的AIT LYNKO-ALE中間件、青島中科恒信的REVA-TAP中間件等。

除了軟件廠商外，一些國內(nèi)外研究機構、組織在RFID中間件的研究上也得了不少成果，不僅有文獻論述RFID中間件平臺架構，有的還提供了平臺的開放接口，軟件和代碼都可以在網(wǎng)上下載，并且有維護機構對其進行持續(xù)改進[4]。國外的這一類RFID中間件包括WinRFID、Accada/Fosstrack、MARM、Hybrid Middleware、RF2ID、LIT Middleware、REFiLL等中間件。國內(nèi)研究機構RFID中間件平臺有中科院自動化所的RFID公共服務體系基礎架構軟件、上海交通大學面向商業(yè)物流的數(shù)據(jù)管理和集成中間件平臺SRM、華南理工大學的應用集成中間件GDIX-RFID等。

需要說明的是，絕大多數(shù)RFID中間件的研究都是基于EPC global提出的RFID應用體系構架標準（EPC global RFID Architecture Framework）。在這個構架標準里定義了從底層數(shù)據(jù)標簽到上層數(shù)據(jù)交換一系列標準，涵蓋了從標簽捕獲、標簽的鑒別到標簽的數(shù)據(jù)交換各個層次。在EPC體系構架里中間件稱之為Savant，包括了RFID通信協(xié)議、應用層事件（Application Level Events，ALE）規(guī)范和EPC信息服務（EPCIS）協(xié)議等。因此可以這樣認為，Savant中間件技術已成為當前世界上RFID應用的主流技術，有著非常廣闊的發(fā)展前景。

三、Savant中間件的功能和結構

EPC global提出的RFID應用體系架構中包括了EPC編碼、EPC標簽、讀寫器、Savant中間件、對象名稱解析服務（ONS，Object Naming Service）和EPC信息服務（EPCIS）六個組成部分。其中，Savant中間件、ONS和EPCIS共同構成EPC信息網(wǎng)絡系統(tǒng)[2]。

EPC系統(tǒng)工作流程中，Savant中間件作為EPC信息網(wǎng)絡系統(tǒng)的運作核心。首先，讀寫器利用射頻識別技術讀取物品的EPC標簽信息，通過互聯(lián)網(wǎng)將讀取的信息傳輸給Savant中間件；然后，Savant中間件對EPC解碼信息進行數(shù)據(jù)校對、去除冗余、過濾等處理，再通過ONS對象名稱解析服務得到EPC對應的一個或者多個PML服務器的IP地址；最后，Savant中間件根據(jù)IP地址聯(lián)系正確的PML地址獲取所需要的EPC標簽應用信息，可提供給Savant上層應用軟件服務。

Savant中間件的數(shù)據(jù)交換協(xié)議包括讀寫器協(xié)議、讀寫器管理協(xié)議、應用層事件（ALE）規(guī)范、EPC信息服務協(xié)議和ONS服務協(xié)議。ALE規(guī)范也稱為中間件標準，它是一個定義如何在EPC數(shù)據(jù)進行讀和寫操作的接口標準，使得獲取原始EPC數(shù)據(jù)的硬件設備層與過濾和計數(shù)EPC數(shù)據(jù)以及使用EPC數(shù)據(jù)的應用程序軟件層之間相對獨立[5]。這樣分層結構中哪一層變動，另一層都不需要修改。ALE為Savant中間件采集和過濾數(shù)據(jù)提供了靈活的實現(xiàn)策略和方法選擇，實現(xiàn)了邏輯讀寫器的概念，用戶不用關心物理設備層對應用程序的影響以及數(shù)據(jù)獲取的細節(jié)。

在EPC系統(tǒng)中考慮到Savant中間件的靈活性、安全性、可靠性、可擴展性等要求，Savant中間件系統(tǒng)設計為分布式系統(tǒng)架構，通常為樹形等級結構，分成外部節(jié)點（Edge Savant，ES）和內(nèi)部節(jié)點（Internal Savants，IS）。ES與EPC讀寫器相連，主要負責采集實時EPC數(shù)據(jù)，接收的信息例如標簽的EPC代碼、解讀時間、以及與EPC不相關的信息如讀寫器觀測到的地理位置、溫度等。IS是ES的父節(jié)點或上級節(jié)點，從它的下屬ES上采集EPC數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)整合。

Savant程序模塊可以由Auto-ID標準委員會定義，或者用戶和第三方生產(chǎn)廠家定義。由Auto-ID標準委員會定義的模塊叫做標準程序模塊，需要應用到Savant的所有應用實例中的模塊叫做必需標準程序模塊，其他一些可以根據(jù)用戶定義包含或者排除于一些具體實例中，則叫做可選標準程序模塊[6]。

根據(jù)規(guī)范要求，Savant標準程序模塊必須實現(xiàn)事件管理、數(shù)據(jù)管理和任務管理功能[6]。事件管理功能即用于讀取讀寫器的數(shù)據(jù)，管理讀寫器發(fā)送的事件流，保證數(shù)據(jù)采集、校對、過濾、傳送等操作有序進行；數(shù)據(jù)管理功能則負責數(shù)據(jù)的緩存、路由轉發(fā)和分類存儲等；任務管理功能類似操作系統(tǒng)的任務管理器，把由外部應用程序定制的任務轉為Savant可執(zhí)行的程序，寫入任務進度表，使Savant具有多任務執(zhí)行功能。Savant支持的任務包括三種類型：一次性任務、循環(huán)任務、永久任務。

四、Savant中間件的關鍵技術

從Savant中間件自身模塊出發(fā)，Savant可以根據(jù)業(yè)務數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式分成以下3個功能層。

設備管理層，或叫做設備接入層、設備連接層，主要是完成讀寫設備驅動、標簽訪問安全控制、對EPC數(shù)據(jù)進行初步處理（過濾、解析、校驗、轉換、封裝，生成初步事件等），提供對讀寫設備的配置管理和批量設備的控制。

事件處理層，即將設備管理層傳遞的事件進行處理，包括對事件的進一步過濾、分流和聚合，實現(xiàn)EPC數(shù)據(jù)的分類、轉發(fā)、存儲和管理等。

應用服務層，或叫做服務接口層，負責提供外部接口供上層應用程序操作中間件，以及通過消息訂閱＼機制獲取所需的EPC應用數(shù)據(jù)等。應用服務層為上層應用程序提供外部接口以供用戶使用中間件功能，面對不同的應用程序平臺，應用服務層需要支持不同的接口方式，主流的接口方式包括如下幾種：JMS；SOAP；TCP Socket；Web Service。

五、Savant中間件技術組合創(chuàng)新思想

Savant中間件的意義在于實現(xiàn)從讀寫設備到應有系統(tǒng)的無縫連接，幫助用戶靈活或高效地開發(fā)或集成上層應用程序，推進RFID應用發(fā)展。對于Savant中間件的應用開發(fā)者，需要面臨諸多難題，例如：（1）RFID系統(tǒng)中總會不斷地有新的讀寫設備出現(xiàn)，中間件可否靈活應對這些變化？（2）既然沒有通用的中間件可以適應所有業(yè)務系統(tǒng)需求，當業(yè)務系統(tǒng)出現(xiàn)新需求時，中間件可否應對需求的變化可擴展？（3）多數(shù)業(yè)務系統(tǒng)對數(shù)據(jù)要求是實時的，大量RFID設備會同時產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，中間件可否具備強大的數(shù)據(jù)實時處理能力？另外，中間件的設計還需要考慮集成性、安全性、遵從已有標準等問題。

隨著Savant中間件的研究逐步成熟，新技術不斷革新，應用開發(fā)者們也在積極地引入新技術來解決Savant中間件的現(xiàn)存難題。選擇引入何種技術和如何改進Savant中間件達到期望的效果，本文基于創(chuàng)新計算動力學和組合創(chuàng)新模式提出以下三種技術組合創(chuàng)新思路以供參考。

（1）相似技術組合。相似技術組合即通過相似聯(lián)想，研究同一方法域的兩種存在一定相似性或者共同點的技術，將具有優(yōu)勢一方的技術原理或特點引入另一方，使得改進后的另一方可以具備相同或者更好的優(yōu)勢。（2）對立技術組合。對立技術組合即通過對立聯(lián)想，研究某種技術可能存在的問題或短處，找到可以解決問題、去除短處的另一種方法對技術進行改進。對立技術組合的目的就是揚長避短，優(yōu)勢互補。（3）信息域關聯(lián)技術組合。信息域關聯(lián)技術組合是以解決問題需要的技術原理、理論或方式等為基礎，建立信息域前后關聯(lián)矩陣，通過組合這些原理、理論或方式等設計出全新的技術成果。這種技術組合思想可以應對新需求或新問題。

六、結束語

隨著EPC標準受到越來越廣泛的認可，Savant中間件技術已成為當前世界上RFID應用的主流技術。但是，Savant中間件系統(tǒng)規(guī)范里一些部分如Savant節(jié)點之間通信和接口具體實施細節(jié)等方面還沒有完善的定義，而且在應用過程中需要考慮解決新RFID設備兼容、與上層應用的無縫對接、業(yè)務需求變化、信息安全等問題。所以Savant中間件的發(fā)展是一個長期的過程，未來架構標準有望進一步完善，同時通過技術創(chuàng)新改進的Savant中間件系統(tǒng)將會不斷地推進RFID應用在更多的領域中發(fā)展。

參考文獻

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[5]林鳳群.一種輕量型RFID中間件的研究[C].清華大學碩士學位論文. 2010

第6篇：物聯(lián)網(wǎng)研究范文

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，隨著各種異構網(wǎng)絡的接入，產(chǎn)生了各種異構的數(shù)據(jù)，使物聯(lián)網(wǎng)應用程序開發(fā)變得更加困難，基于以上問題提出一種面向異構網(wǎng)絡的中間件，采用緩存機制實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)海量異構數(shù)據(jù)的存儲，同時引入過濾和并行處理的方法，有效地屏蔽了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的異構性。

【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 中間件 緩存 過濾 并行處理

物聯(lián)網(wǎng)是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡，物聯(lián)網(wǎng)技術的重要基礎和核心依然是互聯(lián)網(wǎng)，在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器采集的數(shù)據(jù)需要通過各種有線和無線的網(wǎng)絡準確地傳遞出去。隨著物聯(lián)網(wǎng)及其應用的發(fā)展，網(wǎng)絡系統(tǒng)環(huán)境的復雜性也隨之增加，物聯(lián)網(wǎng)應用程序開發(fā)變得更加困難和復雜。由于物聯(lián)網(wǎng)技術與其應用密切相關，所以為滿足分布式異構環(huán)境的應用要求，實現(xiàn)各應用間的互操作和互通信，為物聯(lián)網(wǎng)提供一個統(tǒng)一的技術架構和標準體系顯得尤為重要。

中間件可以將數(shù)據(jù)過濾和處理等通用功能從所有的上層應用中分離出來，同時為上層應用提供一組通用的應用程序接口用于連接，為上層應用屏蔽底層因使用不同技術而帶來的差異，使得上層應用可以集中于服務層的開發(fā)。為了解決物聯(lián)網(wǎng)異構網(wǎng)絡與應用層的交互問題，提出利用物聯(lián)網(wǎng)中間件將異構網(wǎng)絡組件細節(jié)屏蔽起來，為物聯(lián)網(wǎng)應用程序開發(fā)人員提供一個透明捷徑的開發(fā)環(huán)境。

1 物聯(lián)網(wǎng)中間件模型

物聯(lián)網(wǎng)中間件實現(xiàn)異構網(wǎng)絡與應用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸、過濾、數(shù)據(jù)格式轉換，位于物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層與應用層之間。

物聯(lián)網(wǎng)中間件由網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)總線和數(shù)據(jù)處理三個部分構成。網(wǎng)絡獲取各異構網(wǎng)絡的信息包括網(wǎng)絡協(xié)議、數(shù)據(jù)格式和網(wǎng)絡配置。數(shù)據(jù)總線實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的解析以及數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)處理層實現(xiàn)對異構數(shù)據(jù)的處理和過濾。如圖1所示。

1.1 海量數(shù)據(jù)緩存

物聯(lián)網(wǎng)的顯著特點是數(shù)據(jù)具有海量性，通過網(wǎng)絡傳輸?shù)拇罅繑?shù)據(jù)如果不進行緩存處理，可能會導致信息丟失。為了實現(xiàn)對異構網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的緩存設計網(wǎng)絡層，同時采用樹形結構解決數(shù)據(jù)異構問題。

異構網(wǎng)絡在連入物聯(lián)網(wǎng)時，對各個異構網(wǎng)絡的網(wǎng)絡協(xié)議，數(shù)據(jù)格式進行記載，由網(wǎng)絡層實現(xiàn)對異構網(wǎng)絡信息的管理。數(shù)據(jù)解析模塊實現(xiàn)對異構網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的解析，識別異構數(shù)據(jù)來自哪種類型的網(wǎng)絡，同時采用樹形結構對數(shù)據(jù)進行存儲。

1.2 數(shù)據(jù)過濾

數(shù)據(jù)處理與過濾被一致公認為是物聯(lián)網(wǎng)中間件的核心功能之一。因為從異構網(wǎng)絡獲得的數(shù)據(jù)十分巨大，真正對用戶有意義的數(shù)據(jù)卻不多。如果不將那些冗余的數(shù)據(jù)過濾掉，則會帶來三個方面的負擔：

（1） 網(wǎng)絡帶寬方面的負擔，因為需要傳輸大量的數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)處理方面的負擔，因為處理器需要處理大量的數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)存儲方面的負擔，因為數(shù)據(jù)庫需要存儲大量額外的數(shù)據(jù)。

中間件接收來自異構網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會存在冗余和錯誤。所以要對數(shù)據(jù)進行過濾，消除冗余數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)并行處理

連入物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡多種多樣，網(wǎng)絡傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)格式各不相同，采用并行處理的方法，對不同網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)分開處理，根據(jù)網(wǎng)絡中的信息，對各異構網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)處理器進行設置，將異構數(shù)據(jù)轉換成格式統(tǒng)一的數(shù)據(jù)。

2 結論

本文通過對物聯(lián)網(wǎng)異構網(wǎng)絡的分析，提出了面向異構網(wǎng)絡的物聯(lián)網(wǎng)中間件，基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的海量特性引入緩存機制，采用數(shù)據(jù)過濾的方法，有效地減少了無用數(shù)據(jù)的處理，同時采用并行處理策略，實現(xiàn)對異構數(shù)據(jù)的并行處理。

參考文獻

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第7篇：物聯(lián)網(wǎng)研究范文

【關鍵詞】M2M 物聯(lián)網(wǎng) 體系架構 業(yè)務體系架構

1 引言

M2M是Machine-to-Machine/Man的簡稱,是一種以機器終端智能交互為核心的、網(wǎng)絡化的應用與服務,通過在機器內(nèi)部嵌入無線通信模塊,為客戶提供監(jiān)控、指揮調(diào)度、數(shù)據(jù)采集和測量等方面的信息化解決方案。

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things)是指通過信息傳感設備,按照約定的協(xié)議,把任何物品與信息網(wǎng)絡連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。

與M2M相比,物聯(lián)網(wǎng)將機器的通信延伸到物與物之間的通信,將有限的信息采集提升到信息的全面感知,將移動通信技術擴展為多種通信技術的結合,并最終將以機器通信為核心的服務發(fā)展到以物理世界信息化為核心的服務,在更多的應用領域中衍生出豐富多彩的物聯(lián)網(wǎng)應用。

目前,物聯(lián)網(wǎng)尚處于起步階段,M2M是物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)階段主要的應用形式。為了實現(xiàn)M2M應用的標準化、規(guī)?；l(fā)展,以及端到端業(yè)務管理和運營支撐,國外的Orange、Vodafone、Telenor和國內(nèi)的中國移動、中國電信等運營商已開始建設自己的M2M運營體系。但隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的興起,現(xiàn)有M2M運營體系已越來越難以滿足物聯(lián)網(wǎng)全面感知、信息匯聚、用戶規(guī)模接入、端到端QoS等方面的需求。

為了解決以上問題,構建適合物聯(lián)網(wǎng)應用發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務體系架構,已成為當前M2M運營體系未來演進的必由之路。

2 現(xiàn)有M2M運營體系

M2M運營體系結構如圖1所示。

M2M運營體系主要包括M2M終端、承載網(wǎng)絡、運營系統(tǒng)和應用系統(tǒng)四個部分。其中M2M管理平臺屬于運營管理系統(tǒng),是實現(xiàn)M2M業(yè)務管理和運營的核心網(wǎng)元,主要功能包括:

終端接入

連接通信網(wǎng)關和GGSN等網(wǎng)元,M2M終端可以采用SMS/USSD/MMS/GPRS等通信方式與管理平臺進行信息交互。

應用接入

平臺向集團客戶應用系統(tǒng)提供統(tǒng)一接入接口,實現(xiàn)客戶應用系統(tǒng)的接入、認證鑒權、監(jiān)控和連接管理等功能。

終端管理

實現(xiàn)M2M終端的接入、認證鑒權、遠程監(jiān)控、遠程告警、遠程故障診斷、遠程軟件升級、遠程配置、遠程控制、終端接口版本差異管理的功能。

業(yè)務處理

根據(jù)M2M終端或者應用發(fā)出的請求消息的命令執(zhí)行對應的邏輯處理,實現(xiàn)M2M終端管理和控制的業(yè)務邏輯。M2M管理平臺能夠對業(yè)務消息請求進行解析、鑒權、協(xié)議轉換、路由和轉發(fā),并提供流量控制功能。

業(yè)務運營支撐

提供業(yè)務開通、計費、網(wǎng)管、業(yè)務統(tǒng)計分析和管理門戶等功能。

3物聯(lián)網(wǎng)對運營支撐的新需求和M2M管理

平臺的局限性

與M2M管理平臺功能相比,物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務對業(yè)務運營支撐能力提出了更多新的需求,具體有以下幾個方面:

(1)傳感器網(wǎng)管理需求

通過與位于感知層和網(wǎng)絡層之間的傳感網(wǎng)網(wǎng)關信息交互,實現(xiàn)對傳感器網(wǎng)絡及節(jié)點的管理,包括傳感網(wǎng)設備/服務發(fā)現(xiàn)、節(jié)點標識、狀態(tài)管理、節(jié)點控制、任務協(xié)同和網(wǎng)絡拓撲等管理功能。

(2)終端多種通信方式接入的需求

M2M通信協(xié)議主要支持移動網(wǎng)接入的終端,為了滿足物聯(lián)網(wǎng)終端接入的多樣性需求,通信協(xié)議應擴展支持包括有線接入方式在內(nèi)的多種通信技術。

(3)增強通道管理需求

物聯(lián)網(wǎng)對通信網(wǎng)的要求已不再是單純的通道,而要求通信網(wǎng)能夠適應不同業(yè)務特性終端的通信需求,滿足客戶端到端QoS要求,并提供通信故障的快速定位和排除服務。

(4)信息聚合服務需求

信息聚合服務是物聯(lián)網(wǎng)的未來主要服務形態(tài),能夠在獲取海量信息的基礎上,將信息經(jīng)過存儲、共享、挖掘、聚合,從而打破信息孤島,提高信息的附加值,提升對物理世界、經(jīng)濟社會各種活動和變化的洞察力,實現(xiàn)智能化的決策和控制。

(5)應用生成環(huán)境需求

為降低物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)的技術門檻和成本,充分實現(xiàn)資源重用,推動物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的迅速部署,需要運營商為物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)者提供可視化應用開發(fā)、編譯、測試、和執(zhí)行的應用生成環(huán)境。

綜上,面對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務不斷涌現(xiàn)出的新需求,現(xiàn)有M2M管理平臺在功能和架構上的局限性已愈發(fā)明顯,關于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務體系架構的研究成為了目前業(yè)內(nèi)的熱點。

4 物聯(lián)網(wǎng)參考業(yè)務體系架構

4.1 系統(tǒng)架構

基于對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務運營支撐需求的梳理,結合現(xiàn)有M2M管理平臺的技術方案,本文提出了一種物聯(lián)網(wǎng)參考業(yè)務體系架構,如圖2所示:

4.2 功能模塊

在物聯(lián)網(wǎng)參考業(yè)務體系架構中,業(yè)務網(wǎng)是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務能力和運營支撐能力的核心組成部分,本文重點對該部分進行詳細闡述。業(yè)務網(wǎng)位于核心網(wǎng)與應用層之間,由通信業(yè)務能力層、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務能力層、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入層和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務管理域4個功能模塊構成,提供通信業(yè)務能力、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務能力、業(yè)務能力統(tǒng)一封裝、業(yè)務路由分發(fā)、應用接入管理、業(yè)務鑒權和業(yè)務運營管理等核心功能。

通信業(yè)務能力層

由各類通信業(yè)務能力平臺構成,通過物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入層提供通信業(yè)務能力的調(diào)用,包括短信、彩信、WAP、語音和位置等多種能力。

物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務能力層

由各類物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務能力平臺構成,通過物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入層為應用提供物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務能力的調(diào)用,包括終端管理、感知層管理、物聯(lián)網(wǎng)信息匯聚中心、應用開發(fā)環(huán)境等能力平臺。終端管理能力平臺除了實現(xiàn)M2M管理平臺的終端管理功能外,還提供對有線接入方式終端的管理功能。感知層管理能力平臺實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡節(jié)點標識、注冊、節(jié)點控制、狀態(tài)管理、路由尋址、網(wǎng)絡拓撲管理等功能。物聯(lián)網(wǎng)信息匯聚中心收集和存儲來自于不同地域、不同行業(yè)、不同學科的海量數(shù)據(jù)和信息,并利用數(shù)據(jù)挖掘和分析處理技術,為客戶提供新的信息增值服務。應用開發(fā)環(huán)境為開發(fā)者提供從終端到應用系統(tǒng)的端到端應用開發(fā)、測試和執(zhí)行環(huán)境,并將物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議、通信能力和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務能力封裝成API、組件/構件和應用開發(fā)模板。

物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入層

原M2M管理平臺同時承擔了管理和業(yè)務處理的職能,為了使網(wǎng)元功能職責劃分更加清晰,保證業(yè)務流的高效處理,在物聯(lián)網(wǎng)參考業(yè)務體系架構中引入了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入層,將通信業(yè)務能力和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務能力進行封裝,供業(yè)務能力的使用者統(tǒng)一接入和調(diào)用,并實現(xiàn)協(xié)議解析、協(xié)議適配、路由轉發(fā)、業(yè)務鑒權等業(yè)務處理功能。為了實現(xiàn)增強通道功能,物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入層還提供增強通道執(zhí)行功能。

物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務管理域

在物聯(lián)網(wǎng)參考業(yè)務體系架構中,物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務管理域只負責物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務管理和運營支撐功能,原M2M管理平臺承擔的業(yè)務處理功能和終端管理業(yè)務能力被分別劃撥到物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入層和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務能力層。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務管理域的功能主要包括業(yè)務能力管理、應用接入管理、用戶管理、訂購關系管理、鑒權管理、增強通道管理、計費結算、業(yè)務統(tǒng)計和管理門戶等功能。增強通道管理由核心網(wǎng)、接入網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入層配合完成,包括用戶業(yè)務特性管理、QoS管理和通信故障管理等功能。

為了實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的承載,接入網(wǎng)和核心網(wǎng)也需要進行配合優(yōu)化,提供適合物聯(lián)網(wǎng)應用的通信能力。通過識別物聯(lián)網(wǎng)通信業(yè)務特征,進行移動性管理、網(wǎng)絡擁塞控制、信令擁塞控制、群組通信管理等功能的補充和優(yōu)化,并提供端到端QoS管理以及故障管理等增強通道功能。

4.3 方案技術要點分析

(1)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務模式的實現(xiàn)方案

物聯(lián)網(wǎng)參考業(yè)務體系架構能夠提供三類物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務模式,實現(xiàn)方案說明如下:

純通道模式

運營商基于現(xiàn)有通信網(wǎng)絡,提供的基本的通信通道服務。在該模式下,運營商提供不區(qū)分于人人通信的基本通信業(yè)務。

增強通道模式

運營商在通信通道的基礎上,根據(jù)用戶差異化服務需求,提供端到端QoS服務、通信故障管理定位等增值服務。其實現(xiàn)方案如圖3所示。

物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務管理域通過管理接口,實現(xiàn)增強通道配置數(shù)據(jù)和故障管理指令下發(fā)功能,接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、通信業(yè)務能力層和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入層負責執(zhí)行增強通道功能?？蛻敉ㄟ^業(yè)務管理域可以實現(xiàn)對終端通信故障的查詢、定位和排除。

應用集成模式

運營商提供的端到端物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、集成、運營和維護服務,終端和應用系統(tǒng)采用運營商定義的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議,接受物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務管理域的運營和管理,該模式下可以同時選擇使用增強通道。其實現(xiàn)方案如圖4所示。

終端、應用系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入層分別采用標準的終端-接入層接口協(xié)議、應用-接入層接口協(xié)議,實現(xiàn)終端管理、感知能力管理信息和業(yè)務數(shù)據(jù)承載等功能。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入層實現(xiàn)對應用系統(tǒng)和終端的接入,負責業(yè)務鑒權發(fā)起、協(xié)議解析、路由分發(fā)和協(xié)議適配功能。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務管理域完成業(yè)務鑒權、計費等功能。

(2)對移動通信網(wǎng)優(yōu)化的要求及部署策略

物聯(lián)網(wǎng)對移動通信網(wǎng)的優(yōu)化技術要求體現(xiàn)在增強通道特性上,具體包括:

適應不同業(yè)務特性終端通信要求

通過業(yè)務控制,能夠充分有效的利用移動通信網(wǎng)資源,滿足不同業(yè)務特性終端的通信服務要求,并有效緩解物聯(lián)網(wǎng)終端大量涌入對網(wǎng)絡造成的壓力。

3GPP定義了16類物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務特征,要求移動網(wǎng)絡根據(jù)終端簽約的業(yè)務特征,進行相應的業(yè)務控制。這些業(yè)務特征概括為以下幾方面:終端接入控制(根據(jù)時間段、延遲容忍度等,或只允許PS域接入);業(yè)務發(fā)起方式控制(僅終端發(fā)起、僅網(wǎng)絡發(fā)起、位置觸發(fā)等);會話管理(永遠在線、業(yè)務結束后去激活、終端狀態(tài)感知、狀態(tài)變化告警等);移動性管理(低移動、低功耗終端的移動性管理策略);業(yè)務優(yōu)先級控制;終端和服務器安全連接;用戶群組通信管理。

這些業(yè)務特征大部分可以通過升級核心網(wǎng)得以實現(xiàn),部分需要升級無線網(wǎng)。業(yè)務初期,可在物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務需求較集中的區(qū)域建設功能升級后的核心網(wǎng)元或升級原核心網(wǎng)元實現(xiàn)。

端到端QoS保證

要求核心網(wǎng)和無線網(wǎng)支持QoS功能,能夠根據(jù)HLR中用戶QoS簽約參數(shù),以及MS、BSS、SGSN和GGSN之間的協(xié)商決定MS的QoS特性,并通過網(wǎng)絡資源的分配和調(diào)度最終實現(xiàn)QoS。

實際部署時,應統(tǒng)一建立物聯(lián)網(wǎng)端到端QoS服務模型,確定業(yè)務服務質量從業(yè)務網(wǎng)到核心網(wǎng)、接入網(wǎng)的映射關系,以保證端到端QoS策略的一致性。

通信故障管理

要求網(wǎng)絡維護用戶終端通信狀態(tài),對于狀態(tài)異常的終端應向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務管理域發(fā)起告警,業(yè)務管理域能夠對用戶通信故障進行分析和排查。由于網(wǎng)絡主動發(fā)起告警的功能對網(wǎng)絡有較大改造量,可以采用業(yè)務管理域向網(wǎng)絡定期獲取終端移動性和會話狀態(tài)信息的方式實現(xiàn),或通過信令采集和分析的方式實現(xiàn)。

(3)物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議功能擴展和標準化問題

現(xiàn)有M2M通信協(xié)議主要完成M2M終端的注冊、配置、控制、數(shù)據(jù)傳輸、告警和軟件升級等功能。終端與M2M管理平臺之間通常采用二進制協(xié)議報文接口,以減少對終端硬件資源要求;應用與M2M管理平臺之間主要采用SOAP和RESTful接口。

物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議應該是對M2M協(xié)議功能的擴展和改進,同時應充分考慮協(xié)議的標準化問題。為了支持物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務需求,物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議主要擴展的功能包括:需支持對有線接入終端的管理,解決在有線接入條件下終端注冊、認證、路由尋址、安全和NAT等問題;支持對傳感器網(wǎng)關和感知外設的管理;支持對無線傳感器網(wǎng)絡技術的封裝,實現(xiàn)對傳感器網(wǎng)絡和節(jié)點管理功能;支持終端到終端通信,以及終端之間自組織功能。

在標準化方面,目前業(yè)內(nèi)尚未形成統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議標準。在技術選擇上,終端與業(yè)務網(wǎng)的接口有TR069、DM、CoAP和二進制協(xié)議報文等多種方案。TR069和DM是已有協(xié)議,不適合資源受限終端,需要對協(xié)議進行擴展,并提供到終端應用和物聯(lián)網(wǎng)應用的開放接口。CoAP是IETF正在研究基于REST架構的協(xié)議,由于硬件資源要求低,適合資源受限終端使用。二進制報文則是部分運營商M2M通信協(xié)議所采用的協(xié)議,適合資源受限終端。在業(yè)務發(fā)展初期,可能存在多種協(xié)議并存的情況,因此需要兼容和適配主流的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議通信。

5 結束語

隨著物聯(lián)網(wǎng)新應用的興起,M2M運營系統(tǒng)演進到物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務體系架構已成為業(yè)務和技術發(fā)展的必然趨勢,也是運營商實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應用規(guī)?；茝V和聚合產(chǎn)業(yè)鏈資源的核心手段。

應該看到,目前業(yè)內(nèi)關于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務網(wǎng)架構的研究尚處于起步階段,在業(yè)務需求、功能架構、關鍵技術、網(wǎng)絡改造等方面還有很多問題有待解決,在標準化方面短時間內(nèi)還難以形成統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)標準體系。運營商應該引導建立多方共贏的商業(yè)模式,充分調(diào)用產(chǎn)業(yè)鏈各方的積極性,推動物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務體系架構的研究、建設和運營。

參考文獻

第8篇：物聯(lián)網(wǎng)研究范文

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 物流管理 影響 應用

引言

傳統(tǒng)的物流經(jīng)濟管理受到物聯(lián)網(wǎng)的影響和沖擊，在一定程度上推動了中國物流業(yè)的變革和發(fā)展。我國物流經(jīng)濟管理也在物聯(lián)網(wǎng)之下呈現(xiàn)出新的特征，同時物流管理開始在物聯(lián)網(wǎng)這個先進的理念下尋求有效地應對措施和政策舉措。

物聯(lián)網(wǎng)的定義及技術體系

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）是指一個實現(xiàn)商品、物品通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)實時共享的實物性質的網(wǎng)絡，它是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎和核心，將網(wǎng)絡用戶端的信息交流、交換活動延伸并擴展到物品與物品之間的信息交換和通訊，實現(xiàn)物物相連的物聯(lián)網(wǎng)理念。而這些需要通過全球的定位系統(tǒng)、紅外感應器、射頻識別、激光掃描器、傳感裝置等信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，根據(jù)需要實現(xiàn)物品互聯(lián)互通的網(wǎng)絡連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的智能網(wǎng)絡系統(tǒng)（魏洪茂，2013）。物聯(lián)網(wǎng)通過對現(xiàn)實物理世界的智能自動感知、識別和管理，促進了虛擬世界和現(xiàn)實有效融合，物聯(lián)網(wǎng)技術首先利用科學技術把現(xiàn)實物理世界中的信息收集整理納入虛擬世界，然后通過傳感器等技術讓這些物體再次被現(xiàn)實世界感知、識別和控制。

一般來看，物聯(lián)網(wǎng)主要包括三個部分，即感知層、網(wǎng)絡層和應用層，其整體體系架構圖1所示：

感知層是指通過傳感裝置、標簽、識讀器和讀寫器以及照相機等采集設備，識別現(xiàn)實物理世界的物體，采集信息數(shù)據(jù)，并通過傳輸設備和技術將數(shù)據(jù)傳遞到網(wǎng)關設備。網(wǎng)絡層一般包括信息的處理和數(shù)據(jù)遠距離輸送，將數(shù)據(jù)安全可靠、便捷無障礙地進行傳遞。應用層主要指信息能夠跨行業(yè)、跨系統(tǒng)地進行共享、交換，進行信息的分析和處理，實現(xiàn)智能化管理和服務，這個層面包括應用的支撐平臺和服務平臺。

物聯(lián)網(wǎng)具有這樣的三個特征：感知識別特征、傳遞信息特征、智能處理特征。物聯(lián)網(wǎng)能夠對信息和數(shù)據(jù)進行識別和傳遞，針對不同用戶的需求，進行加工處理，實現(xiàn)對物體的智能化管理和控制。

物聯(lián)網(wǎng)在物流經(jīng)濟管理中的應用

（一）可視化的智能管理系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)通過應用自動獲取數(shù)據(jù)技術如條碼技術、RFID 技術將附有不同信息、資料的RFID 電子標簽附著于相應的車輛與貨物之上，并通過GPS和GIS實現(xiàn)貨物運輸過程中的自動跟蹤和監(jiān)管，物流企業(yè)可以通過物聯(lián)網(wǎng)進行物流運輸路線、物品運輸情況的實時追蹤以及對運輸車輛的有利調(diào)控，為物流管理建立起一個高效運輸系統(tǒng)，及時掌握貨物信息、道路交通信息、物流設備信息的智能管理系統(tǒng)。如圖2所示。

基于全球GPS衛(wèi)星導航定位技術，在RFID和傳感技術等多種技術指導下，物聯(lián)網(wǎng)在物流過程中建立起可視化的智能管理系統(tǒng)，利用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術在物品流通的過程中實現(xiàn)運輸作業(yè)信息的透明化，提高物流商品的安全性。如食品冷鏈方面，物流公司建立起對運輸過程和流轉過程中的食品進行溫度的實時監(jiān)控系統(tǒng)，保證冷藏食品質量和安全，實現(xiàn)物流作業(yè)的透明、可視化的管理。同時通過可視性的智能系統(tǒng)，能夠有效地提高運輸管理系統(tǒng)、倉儲管理系統(tǒng)和客戶信息服務系統(tǒng)的運作和有效率，有助于各個管理系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，合理調(diào)配物流，提高物流運輸和管理的有效性。

（二）智能化的物流配送中心

物聯(lián)網(wǎng)的技術應用于物流的配送過程中，其具體措施主要是通過傳感、RFID電子標簽或EPC標簽、計算機設備和技術對物品進行感知和分析，如圖3所示。

由圖3可知，智能化的配送管理系統(tǒng)一般是指在所有的物品上都貼上RFID或EPC 標簽，當貼有標簽的物品在進入配送中心時，安裝在門上的讀寫器可以通過標簽讀取獲得托盤上物品的內(nèi)容，并準確記錄于數(shù)據(jù)庫中，同時可以通過已建立好的系統(tǒng)來將新錄入的收獲信息與發(fā)貨記錄進行核對，檢測是否出現(xiàn)錯誤或遺漏，并將物品的標簽內(nèi)容進行更新，更新為最新的商品存放地點和狀態(tài)，實現(xiàn)物流作業(yè)的智能管理監(jiān)控和自動化操作。物聯(lián)網(wǎng)在物流配送過程中的應用，方便管理員輕松地了解庫存、查詢商品信息，通過這個智能化的系統(tǒng)快速了解及反饋物品信息，可以快速便捷準確地向客戶通知貨物、商品到貨、分配或缺貨的情況。甚至有些先進的自動化物流中心，通過機器人和碼垛機實現(xiàn)物品出入庫的無人工搬運操作，實現(xiàn)物流的完全智能化、自動化。

（三）信息豐富的物流網(wǎng)絡平臺

物聯(lián)網(wǎng)技術應用于物流管理的一個主要表現(xiàn)還在于構建物流網(wǎng)絡化公共信息平臺。信息網(wǎng)絡日益發(fā)達的現(xiàn)代社會，商流、物流和信息流不再是分離的，不同的產(chǎn)品具有不同的流通方式和銷售方式，物流、商流和信息流實現(xiàn)了統(tǒng)一一體化，而且近幾年來，電子商務的興起和發(fā)展也要求物流網(wǎng)絡公共信息平臺的建立。如圖4所示，物聯(lián)網(wǎng)對貨物信息的采集、感知首先建立起信息網(wǎng)絡化的第一步，通過物流信息的收集實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫化、電子化和標準化；其次通過計算機網(wǎng)絡設施，實現(xiàn)在網(wǎng)絡上對物品信息的實時了解和監(jiān)控，促進了人們對電子商務的了解和使用，實現(xiàn)物流信息的相互交換，提高物流的效率和準確度，降低成本和運輸風險。

目前，國內(nèi)建立起許多物流公共信息平臺，如湖南省通過GIS、GPS、物流E 通手機、移動視頻等物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建立起的物流網(wǎng)絡化公共信息平臺，能夠實時地對物流過程中的物品進行識別、定位、追蹤、監(jiān)控并觸發(fā)相應事件。

物聯(lián)網(wǎng)對物流經(jīng)濟管理的影響

（一）有助于實現(xiàn)對物的實時監(jiān)測與控制

傳統(tǒng)的物流管理中，由于路途、地理位置等客觀因素不便于應用，同時物品的信息采集能力有限，很難實現(xiàn)對物流體系中的物品進行實時監(jiān)控。

隨著物聯(lián)網(wǎng)EPC電子標簽對不同的貨物、集裝箱、托盤甚至倉庫進行編碼時，物聯(lián)網(wǎng)通過讀寫器和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫為物流業(yè)對物品的管理提供了全面感知、識別、追蹤、進行智能處理的條件，使物流過程中的物品透明化、具體化。通過在供應鏈全過程中使用物聯(lián)網(wǎng)技術，可以讓物流企業(yè)對產(chǎn)品運輸情況如貨物所處位置和預計到達時間進行信息收集分析，通過物聯(lián)網(wǎng)進行實時的信息辨認處理，這樣就消除了信息傳播中的延誤，能夠充分利用供應鏈的各項設施條件，提高減少物流環(huán)節(jié)的浪費，提高使用率，降低物流成本。

（二）有利于提高配送效率和提高庫存管理能力

在物流運輸過程中的配送環(huán)節(jié)采用物聯(lián)網(wǎng)EPC技術能夠很快對物品進行識別分析，提高了揀選與分發(fā)的效率與準確率，加快了配送的速度。同時EPC的運用改變了傳統(tǒng)通過筆紙進行記錄查閱的方式，電腦的普及和計算機技術的應用解放和提高了生產(chǎn)力，使分配過程中減少人工的使用量，大大降低配送成本，提高了配送的效率。

配送效率的提高在一定程度上降低物流中的庫存量。由于配送速度的加快和貨物信息的透明化，物品流通的速度也隨之加快，長時間的貨物存儲情況在物聯(lián)網(wǎng)技術之下得到了大大地改善。同時物聯(lián)網(wǎng)技術在庫存管理中的應用，使物流企業(yè)能夠及時通過完善的物品信息管理系統(tǒng)掌握公司的倉庫庫存信息，能夠及時查漏補缺，對不同的商品需求進行補貨，從而提高企業(yè)的庫存管理能力。

（三）有利于提高物流業(yè)的信息化水平和實現(xiàn)現(xiàn)代物流

物聯(lián)網(wǎng)是集合感知技術、現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡技術、人工智能自動化技術為一體，進行聚合性、系統(tǒng)性信息感知、分析、控制與管理的信息技術，被稱為信息技術的第三次革命性創(chuàng)新。因此，對物聯(lián)網(wǎng)的采用和應用，對傳統(tǒng)物流管理造成很大的沖擊，重新樹立了物流企業(yè)對信息和科學技術的認識和認可。物流業(yè)能夠通過物聯(lián)網(wǎng)的智能化監(jiān)控和管理，大大提高自身的信息化水平，促進物流業(yè)之間的信息共享，整合物流基礎設施，合理利用物流資源，加大相互間的合作，促進物流企業(yè)間的互利共贏。

現(xiàn)代物流管理的目標之一是提高服務水平。物聯(lián)網(wǎng)的應用，能夠讓物流企業(yè)隨時隨地掌握貨物的實際情況和信息，并能將物流信息準確無誤地傳達給客戶，同時在對物品進行配送時能夠做到及時、快速、準確，實現(xiàn)了對客戶的個性化服務，提高物流企業(yè)對客戶的服務水平，促進企業(yè)健康發(fā)展。

結論及問題

物聯(lián)網(wǎng)的先進技術推動了物流業(yè)的發(fā)展，同時物聯(lián)網(wǎng)在物流領域的應用也體現(xiàn)著物聯(lián)網(wǎng)的價值。在物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的時代，物流經(jīng)濟管理對物聯(lián)網(wǎng)技術的合理利用，能夠降低物流成本，提高物流資源設施的效率，促進物流業(yè)的發(fā)展，通過物流發(fā)展帶動產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。但是物流領域中應用物聯(lián)網(wǎng)的還處于起步階段，對物聯(lián)網(wǎng)的應用還不是很廣泛，存在著許多問題。

一是技術標準問題。由于不同的設施設備之間有不同的技術要求，因此感知層技術、網(wǎng)絡層技術、應用層技術等三個層面的物聯(lián)網(wǎng)技術需要統(tǒng)一的技術標準進行指導，否則有可能造成各項設備無法兼容，導致有些互聯(lián)網(wǎng)不能互通，對物聯(lián)網(wǎng)絡的共享信息流通造成不好的影響，從而影響貨物的流通。因此要重視對物聯(lián)網(wǎng)技術標準的系統(tǒng)統(tǒng)一，促進物聯(lián)網(wǎng)在物流管理中的最優(yōu)化應用。

二是信息安全問題。在物流管理中，由于物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡信息平臺的快捷方便，信息得以快速透明化流通，但是這同時也存在著問題，也就是信息安全問題。如線射頻識別的物聯(lián)網(wǎng)技術，它的非接觸式的自動識別的特性在方便快速的同時，也決定了其缺乏復雜的安全保護能力，貨物信息有可能被泄露。同時，在數(shù)據(jù)處理過程中同樣存在著隱私保護問題，如在物品流通的過程中，信息的采集、傳遞和查詢，如果不進行規(guī)范的設置，很有可能被其他有所意圖的人通過信息流通渠道獲取，增加了信息流通的風險性。因此，物聯(lián)網(wǎng)對信息安全保護方面的法律法規(guī)亟待建立。

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第9篇：物聯(lián)網(wǎng)研究范文

物聯(lián)網(wǎng)是通信業(yè)“十二五”規(guī)劃的重要內(nèi)容，是經(jīng)濟發(fā)展的重要增長點。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，大量終端集中地接入網(wǎng)絡并同時發(fā)送數(shù)據(jù)到物聯(lián)網(wǎng)應用平臺，會對移動通信核心網(wǎng)造成巨大的沖擊。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對核心網(wǎng)的演進提出了新的要求，本文將就此進行研究。

2 核心網(wǎng)的演進階段

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，核心網(wǎng)的演進可以分為三個階段：

階段1：通過現(xiàn)有核心網(wǎng)承載物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。不用構建物聯(lián)網(wǎng)平臺，將物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務直接連接到GGSN，組網(wǎng)簡潔，節(jié)約成本。其缺點是可靠性不強，占用現(xiàn)網(wǎng)資源，并且當物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定規(guī)模時網(wǎng)絡容量受限制。該階段出現(xiàn)于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的初期階段，此時業(yè)務量不足、需求少，如圖1。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)直接連接組網(wǎng)

階段2：構建物聯(lián)網(wǎng)平臺，并且物聯(lián)網(wǎng)平臺與核心網(wǎng)采用內(nèi)部接口，運營商提供物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。該階段保證了服務質量（QoS），并且能充分利用現(xiàn)有的核心網(wǎng)資源，有利于目前多種網(wǎng)絡的融合，適應于物聯(lián)網(wǎng)中期的發(fā)展需求，如圖2：

階段3：采用混合組網(wǎng)形式，物聯(lián)網(wǎng)服務商提供接口。運營商除了提供自己的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務外，還可以兼容其他物聯(lián)網(wǎng)服務提供商的業(yè)務，同時核心網(wǎng)支持其他物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務提供商的接口。該階段適應于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的成熟階段，如圖3。

目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展處于階段2，可以有兩種發(fā)展策略，一種是新建物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)，另一種是改造現(xiàn)有核心網(wǎng)來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務?，F(xiàn)將兩種策略進行對比，如表1所示：

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的初期，考慮到物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務量較小，核心網(wǎng)以實現(xiàn)業(yè)務功能為目標，通過現(xiàn)網(wǎng)改造也不會對現(xiàn)網(wǎng)設備造成容量的沖擊。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到中后期，對網(wǎng)絡容量和質量要求高，現(xiàn)有核心網(wǎng)將難以滿足業(yè)務增長的需求，建議在此期間適時新建核心網(wǎng)網(wǎng)絡。

3 物聯(lián)網(wǎng)的演進方式

從目前物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務要求來看，物聯(lián)網(wǎng)終端沒有必要新建接入網(wǎng)絡，通過引入新技術并與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡融合來實現(xiàn)接入是優(yōu)選方案。

3.1 引入新技術

（1）引入分布式HLR

現(xiàn)有網(wǎng)絡HLR主要采用集中式的結構，從容量和擴展方面均很難滿足物聯(lián)網(wǎng)的存儲需求。分布式HLR則把實現(xiàn)信令接入和業(yè)務處理功能的前端設備（FE）和實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)庫存儲功能的后端設備（BE）分開部署，具有用戶容量靈活、分層架構清晰、設備可用性和可靠性高、擴展靈活等特點。

（2）引入3G Direct Tunnel技術

3G Direct Tunnel（DT）通過將控制和承載分離，在RNC和GGSN之間建立直連用戶面隧道，用戶面流量繞過SGSN直接在RNC和GGSN進行傳輸，可以降低SGSN的用戶面流量壓力。3G DT技術應用后，控制面信令仍然由SGSN完成，同時由SGSN決定何時建立直連隧道以及對隧道進行更新等操作。SGSN向RAN提供GGSN的TEID和用戶面地址，向GGSN提供RAN的TEID和用戶面地址，從而實現(xiàn)RNC和GGSN的用戶面互通。3G DT技術的應用，使得GGSN和SGSN可以分別主要致力于流量管理和信令管理，充分利用網(wǎng)絡資源，提高網(wǎng)絡效率，滿足物聯(lián)網(wǎng)流量規(guī)模龐大的需求。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有網(wǎng)絡融合

（1）2G/3G網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)融合組網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)要求和2G/3G網(wǎng)絡相融合。移動的各種增值業(yè)務以及互聯(lián)網(wǎng)的各種業(yè)務都可以在3G網(wǎng)絡上實現(xiàn)，3G網(wǎng)絡是物聯(lián)網(wǎng)的合適載體。由于物聯(lián)網(wǎng)只承載在PS域中，BSC通過Gb口接至SGSN，連接至物聯(lián)網(wǎng)。由于BSC和GGSN沒有直接通信的通道，BSC的信號需要通過SGSN轉接。物聯(lián)網(wǎng)對2G的CS域核心網(wǎng)沒有影響。2G/3G網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)的融合見圖4。

融合的關鍵在于引入新型硬件架構的大容量GGSN設備，在提供傳統(tǒng)數(shù)據(jù)接入功能的同時，還需要提高設備性能、引入安全控制能力、支持QoS協(xié)商及業(yè)務分析能力；而為了滿足物聯(lián)網(wǎng)廣泛的業(yè)務需求，GGSN還應具備與第三方網(wǎng)絡及ASP的互聯(lián)功能等。專用M2M設備可直接接入GGSN，避免經(jīng)與其他業(yè)務網(wǎng)元協(xié)商后再接入的方式，簡化接入流程，減少業(yè)務延遲；并平滑升級支持IPv6，具備完善的負荷緩沖和控制機制，滿足海量M2M終端的接入需求。同時要對HSS有改造需求，HSS應具備注冊物聯(lián)網(wǎng)用戶信息，包括時間信息、地址信息、管理信息等，并具備可以激活物聯(lián)網(wǎng)設備的SIM卡功能等。

（2）IMS網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)融合組網(wǎng)

IP多媒體系統(tǒng)（IMS）是3GPP定義的3G核心網(wǎng)向全IP網(wǎng)絡演進的網(wǎng)絡架構，是在分組域之上疊加的由業(yè)務控制設備、用戶數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡互通設備等組成的通信系統(tǒng)，用以提供IP多媒體業(yè)務。

IMS支持開放的網(wǎng)絡架構及靈活的業(yè)務提供能力，為實現(xiàn)業(yè)務創(chuàng)新提供了更好的基礎。IMS架構提供了一個抽象的、無冗余的、安全的、開放的、可擴展能力強的業(yè)務平臺，確保物聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務應用的快速開發(fā)定制及新業(yè)務網(wǎng)絡重復建設代價的最小化。對于豐富多樣的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應用而言，IMS系統(tǒng)采用標準的開放接口，能夠有效提高產(chǎn)品兼容能力，促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展；同時能夠快速提供各種物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用，更利于業(yè)務融合，實現(xiàn)開放的業(yè)務提供模式。此外，IMS體系由于終端與核心側采用基于IP承載的SIP協(xié)議，IP技術與承載媒體無關的特性使得IMS體系可以支持各類接入方式，IMS體系架構可以支持移動性管理并且具有一定的服務質量（QoS）保障機制。IMS這些特點使其對物聯(lián)網(wǎng)能較好地兼容。物聯(lián)網(wǎng)與IMS的融合采用以下三個步驟（見圖5）：

控制融合：用現(xiàn)有的IMS網(wǎng)絡接入M2M網(wǎng)絡，作為M2M控制網(wǎng)實現(xiàn)對M2M業(yè)務的控制。

業(yè)務融合：M2M應用作為IMS應用的一部分為IMS用戶及應用提供更豐富信息，IMS用戶及應用擴展至更多場景。

完全融合：將M2M應用和IMS應用合并，用相同的應用服務器處理，并借助現(xiàn)有的IP承載網(wǎng)實現(xiàn)IMS網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)的融合。

IMS網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)直接提供接口，用于業(yè)務信息和控制信息的傳輸，物聯(lián)網(wǎng)可以通過2種方式接入GGSN。物聯(lián)網(wǎng)和GGSN有直接接口，而且物聯(lián)網(wǎng)也可以通過IMS網(wǎng)絡和GGSN相連接，如圖6。

上述網(wǎng)絡架構實現(xiàn)了移動網(wǎng)絡、IMS網(wǎng)絡及物聯(lián)網(wǎng)的互通，物聯(lián)網(wǎng)借助移動網(wǎng)絡HSS設備鑒權用戶信息，借助IMS網(wǎng)絡承載部分業(yè)務，實現(xiàn)了資源有效利用。

4 結束語

本文就物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進行了研究，給出了物聯(lián)網(wǎng)與移動通信核心網(wǎng)融合的網(wǎng)絡構架。隨著標準的完善，有些問題可以進一步探討：

（1）隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，會有第三方提供商接入，安全性如何保證？和現(xiàn)有網(wǎng)絡互通安全性如何保證？

（2）物聯(lián)網(wǎng)和IMS網(wǎng)絡有相通性，本文只是初步的探討，還有待進一步研究。如哪些業(yè)務是專屬IMS的業(yè)務，哪些業(yè)務更適合用物聯(lián)網(wǎng)作為載體，用IMS網(wǎng)絡作為物聯(lián)網(wǎng)的承載體是否可行，都值得進一步探討。

參考文獻：

[1] 中國移動通信集團. 中國移動物聯(lián)網(wǎng)白皮書[Z]. 2011.