物联网体系结构基础研究范本
物联网的体系结构与相关技术研究
物联网的体系结构与相关技术研究摘要：本文主要研究物联网的体系以及相关技术，首先分析了物联网技术的发展背景，同时研究了现阶段的物联网体系结构。
在此基础上分析了具体的物联网技术，希望能够更加全面的了解物联网的相关知识，为后续的发展奠定良好的基础。
关键词：物联网；体系结构；相关技术引言：所谓的物联网，其实是在互联网的基础上所形成的。
传统的互联网可以通过网络将人们联系在一起，提高了人们的工作效率，而物联网技术则可以将万物联系在一起，给人们带来更加智能化的生活。
以简单的智能家居为例，一些小的生活用品都可以成为物联网的重要组成部分。
而从大的角度来看，无人驾驶等技术，也可以成为物联网的典型应用。
因此研究物联网的体系结构以及具体的技术，能够给相关行业发展带来帮助。
1.物联网发展现状1.1信息科学技术推进物联网的发展对于物联网而言，之所以能够得到快速发展，在很大程度上得益于信息技术的快速进步。
在以往发展的过程中，信息技术不够成熟，由于效率较低，同时通信能力不够强，在很多行业当中的发展都受到了严重的限制。
而随着信息技术的快速进步，尤其是传感器技术，通信技术以及智能控制技术等促进了各行各业的发展，在这样的背景条件下，物联网技术自然得到了一定的创新。
在实际应用的过程中稳定性得到了有效的增强，给人们带来更好的体验，也在各行各业当中发挥出了作用。
由此可以看出，信息技术成为了物联网技术的基础，也推进物联网技术朝着更高水平的方向发展。
1.2经济发展背景下的物联网行业发展在经济发展的过程中，不断探索新的行业，不断寻找新的方向，往往能够刺激社会经济的进步，也能够创造更多的就业。
在经济快速发展的社会背景条件下，物联网行业应运而生，创造了更多的就业岗位，同时也开拓了新的技术方向。
可以说物联网技术的发展给整个社会的经济进步也作出了一定的贡献，也正是因为经济发展的需求，物联网行业正朝着更高水平的方向发展。
1.3国家政策对于物联网行业的扶持近些年来由于国家政策对于物联网技术的支持，不断的投入资金，也使得物联网行业得到了快速发展。
物联网技术框架与标准体系样本
物联网技术框架与标准体系物联网技术框架与标准体系物联网(Internet of Things)最初被定义为把所有物品经过射频识别(RFID)和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理功能的网络。
这个概念最早于1999年由麻省理工学院Auto-ID研究中心提出，实质上等于RFID技术和互联网的结合应用。
RFID标签可谓是早期物联网最为关键的技术与产品环节，当时人们认为物联网最大规模、最有前景的应用就是在零售和物流领域，利用RFID技术，经过计算机互联网实现物品或商品的自动识别和信息的互联与共享。
，国际电信联盟(ITU)在《The Internet of Things》报告中对物联网概念进行扩展，提出任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景，除RFID技术外、传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。
但ITU未针对物联网的概念扩展提出新的物联网定义。
9月15日，欧盟第七框架下RFID和物联网研究项目簇(Cluster of European Research Projects on The Internet Of Things：CERP-IoT)发布了《物联网战略研究路线图》研究报告，其中提出了新的物联网概念，认为物联网是未来Internet 的一个组成部分，能够被定义为基于标准的和可互操作的通信协议且具有自配置能力的动态的全球网络基础架构。
物联网中的“物”都具有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口，实现与信息网络的无缝整合。
该项目簇的主要研究目的是便于欧洲内部不同RFID和物联网项目之间的组网;协调包括RFID的物联网研究活动;对专业技术、人力资源和资源进行平衡，以使得研究效果最大化;在项目之间建立协同机制。
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。
第2章物联网的体系结构
公共 技术
标识 解析
安全 技术
QoS 管理
网络 管理
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2.3基于EPC的物联网结构
1. EPC编码体系 EPC编码体系是新一代的与GTIN兼容的编码标准，它 是全球统一标识系统的延伸和拓展，是全球统一标识 系统的重要组成部分，是EPC系统的核心与关键。
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2.3基于EPC的物联网结构
2. EPC射频识别系统
2. EPC射频识别系统
(1) EPC标签 EPC标签是射频识别技术中按照GS1系统的EPC规则
进行编码，并遵循EPCglobal制定的EPC标签与读 写器的无接触空中通信规则设计的标签。EPC标签 是产品电子代码的载体，当EPC标签贴在物品上或 内嵌在物品中时，该物品与EPC标签中的编号则是 一一对应的。
5.物联网网络层
网络层起连接上下两层的作用。 网络层的作用就是当感知层中的感应设备将物品信息 传输到网络节点后,再通过网络层中的移动通信网、互 联网和其他专用网络连接各个服务器,以此来使客户可 以根据自己的需要获取物品信息。。
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2.1 物联网的体系结构
6.物联网应用层 物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户 提供丰富的特定服务，以实现智能化识别、定位、跟 踪、监控和管娌。应用层是物联网发展的目的。
1.物联网的技术体系
应用技 术
支撑技 术
传输技 术
感知技 术
物联网信息共享交互平台、物联网数据存储平台、 行业物联网应用系统： 供应链管理、环境监测、智能电力、智能交通、 工业控制、智能家居、… 云计算与高性能计算技术、智能技术数据库与数 据挖掘技术、GIS技术、微电子技术、公共中间件 技术、综合服务支撑平台… 互联网、NGN、地面无线通信网络、卫星通信网 络、资源和存储管理专用网络、异构网融合、M2M 无线接入、远程控制… 自组织组网技术、协同处理技术、中间件技术 传 感器网络、现场总线技术短程通信技、RFID 技术、 多媒体、传感技术、机器人智能感知、纳米嵌入 技术遥感遥测、IC卡与条形码、GPS等定位技术、 纳米嵌入技术
物联网体系结构基础研究.
二、预期目标3.1总体目标面向生态保护、节能减排、现代服务等领域重大需求，以解决物联网应用领域共性问题为目标，围绕物联网体系结构和关键技术中的基础科学问题开展研究，运用系统科学的理论，探索物联网的基本规律，建立物联网体系结构模型、子网互连模型，提出物联网网络融合与自治机理，提供网络度量与评测的方法，解决局部动态自治和高效网络融合中面临的大规模异质网元的互连互通问题；建立对物联网感知信息进行融合计算的模型和方法，提出网元之间信息交互中信息表达、效能平衡和权限保护的机理与方法，解决不确定性感知信息的整合适配问题；提出系统环境动态问题域建模、软件平台对环境信息的自动获取和理解、自适应求解的方法，形成动态环境中服务提供机理，解决动态系统环境中的服务适应适用问题。
本项目将在大规模异质网元数据交换、不确定信息整合以及动态系统环境服务提供等方面取得原创性理论成果和关键技术突破，并在林区生态保护领域进行大规模的试验和验证；形成一批有自主知识产权的成果，为大规模、实用的物联网设计和高效运行提供理论指导，推动我国在物联网领域的跨越式发展，使我国该领域研究达到国际先进水平。
3.2三年预期目标本项目的三年预期目标分四个方面：(1) 基础理论方面在物联网系统模型、设计原理和实现机理的基础研究上取得突破，创建物联网体系架构模型、异构网络互连模型、性能评价体系与度量模型、信息表达模型、服务模型，形成物联网网络融合与自治机理、数据交换机理、隐私保护机理、服务提供机理，建立信息融合计算理论、服务提供理论，指导大规模异质网元的高效互连、不确定信息的有效利用、动态系统环境的服务提供等关键问题的解决。
(2) 关键技术方面在非IP数据交换技术、异构网络融合技术、自治区域动态管理等方面取得突破, 为物联网中大规模异质网元的数据交换提供技术支撑；在信息融合计算技术、隐私确保的安全计算技术等方面取得突破，为物联网内不确定信息整合提供技术支撑；在环境适变的软件设计技术、服务动态构建技术等方面取得突破，为物联网服务提供技术支撑。
物联网体系结构及关键技术研究
物联网体系结构及关键技术研究感知层是物联网的基础，它主要包括物理设备和传感器等感知节点。
物理设备具有采集实体世界的能力，传感器能够将物理信号转化为数字信号。
感知层的任务是对物理世界进行感知和数据采集，并将采集的数据传输给其他层次。
网络层是物联网的核心，它主要包括传输网络和通信协议等。
传输网络是物联网设备之间的通信网络，可以是有线网络（如以太网、局域网）或无线网络（如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等）。
通信协议是物联网设备之间进行通信的规则和标准，如HTTP、MQTT等。
应用层是物联网的应用场景，它主要包括各种物联网应用，如智能家居、智能交通、智能医疗等。
应用层是物联网体系结构的顶层，它基于感知层和网络层提供的数据和通信能力，实现不同领域的应用场景。
支撑层是物联网体系结构的支持部分，它主要包括物联网平台、云计算和大数据等。
物联网平台提供物联网设备的管理和控制功能，包括设备接入管理、数据存储和分发、业务逻辑处理等。
云计算是物联网数据处理和存储的基础，利用云端的计算和存储资源，支持物联网应用的实时性和可扩展性。
大数据是从物联网中获取的海量数据，通过数据分析和挖掘，提供决策支持和业务优化的能力。
关键技术是支撑物联网体系结构的关键技术手段，包括传感技术、通信技术、数据处理技术和安全技术等。
传感技术是物联网实现感知和数据采集的基础，包括传感器技术、无线传感网络、RFID等。
传感技术能够将物理世界的信息转换为数字信号，并通过无线网络传输给其他设备。
通信技术是物联网实现设备之间互联互通的关键，包括有线通信和无线通信等。
有线通信技术主要包括以太网、局域网等，无线通信技术主要包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、NB-IoT等。
数据处理技术是物联网实现数据传输、存储、处理和分析的关键，包括数据传输和存储、数据挖掘和机器学习等。
数据传输和存储技术能够实现物联网设备之间的数据传输和存储，数据挖掘和机器学习技术能够对物联网中的大数据进行分析和挖掘。
物联网体系结构研究22.pptx
二. 物联网的背景和发展
Ⅱ 2009年8月：国务院总理温家宝在无锡微纳物联网工程技术研究中心视
察并发表重要讲话，表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术，并提出 要在无锡建设“感知中国”中心。
2009年9月：我国物联网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织 提交的多项标准提案被采纳。
2009年9月：南京邮电大学成立全国高校首家物联网研究院、物联网学 院。
1999年
Ⅰ 1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议上首先提出物联网
(Internet of Things)这个概念。提出了结合物品编码、RFID和互联网技术 的解决方案。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的 基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球 物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”（简称物联网）。
四、互联网网络和电信管理网络体系结构
TCP/IP中常用网络通信协议简介
应用层
SMTP FTP
DNS SNMP NFS
HTTP
TELNET
传输层 网际层
TCP
ICMP
IGMP
网络接口层
LAN
IP MAN
UDP
ARP
RARP
WAN
四、互联网网络和电信管理网络体系结构
TCP/IP各层主要功能总结：
。2020年7月28日星期二下午1时47分42秒13:47:4220.7.28
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T H E E N D 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年7月下午1时47分20.7.2813:47July 28, 2020
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年7月28日星期二1时47分42秒13:47:4228 July 2020
第2章-物联网体系架构
第2章 物联网体系架构
在图2.1所示的自主体系结构中，其自主特征主要是由 STP/SP协议栈和智能层取代了传统的TCP/IP协议栈，如图2.2 所示，其中STP表示智能传输协议(Smart Transport Protocol)， SP表示智能协议(Smart Protocol)。物联网节点的智能层主要 用于协商交互节点之间STP/SP的选择，优化无线链路之上的 通信和数据传输，以满足异构物联网设备之间的联网需求。
第2章 物联网体系架构
物联网有别于互联网，互联网的主要目的是构建一个全 球性的计算机通信网络；物联网则主要是从应用出发，利用 互联网、无线通信技术进行业务数据的传送，是互联网、移 动通信网应用的延伸，是自动化控制、遥控遥测及信息应用 技术的综合展现。当物联网概念与近程通信、信息采集、网 络技术、用户终端设备结合之后，其价值才能逐步得到展现。 因此，设计物联网体系结构应该遵循以下几条原则：
第2章 物联网体系架构
(1) 多样性原则。物联网体系结构必须根据物联网的服 务类型、节点的不同，分别设计多种类型的体系结构，不能 也没有必要建立起唯一的标准体系结构。
(2) 时空性原则。物联网尚在发展之中，其体系结构应 能满足在时间、空间和能源方面的需求。
(3) 互联性原则。物联网体系结构需要平滑地与互联网 实现互联互通，试图另行设计一套互联通信协议及其描述语 言，是不现实的。
第2章 物联网体系架构
2.1 物联网体系架构概述
2.1.1 物联网的自主体系结构
为了适应异构物联网无线通信环境需要，Guy Pujolle 在《An Autonomic-oriented Architecture for the Internet of Things》(IEEE John Vincent Atanasoff 2006 International Symposium on Modern Computing)中提出了 一种采用自主通信技术的物联网自主体系结构，如图2.1 所示。
物联网体系结构及关键技术研究
毕业设计（论文）设计（论文）题目：物联网体系结构及关键技术研究单位（系别）：电子信息工程系学生姓名：专业：应用电子技术班级：学号：指导教师：答辩组负责人：摘要过去10年间，互联网技术和应用取得巨大的突破，近些年随着全球信息技术革命的深入和3G网络的建设，“物联网”技术受到了广泛的关注，更是引起了国内学术界、工业界和新闻媒体的高度重视。
“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。
美国权威咨询机构FORRESTER预测：到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比１，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。
本文介绍了物联网的相关概念、原理以及物联网的核心技术。
当前“物联网”的定义、国内在原理、体系结构和系统模型等方面还存在许多值得探讨的问题，但从“物联网”本质上看，“物联网”是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。
通过对现有“物联网”技术文献和应用实例的分析，来探讨“物联网”体系机构和关键技术的研究进行了阐述;分析实现物联网的五大核心技术,包括传感器、信息汇聚、通信、运营和应用技术。
最后，展望了物联网技术的前景以及对人类的生活、工业发展、科技进步的促进作用。
【关键词】物联网传感技术射频识别技术RFID技术互联网ABSTRACTIn the past 10years, the technology and application of the Internet have been got great achievements. The Internet of things is paid widely attention with the global information technology revolution and the construction of 3G in recent years. And Domestic scholars, Industry, and News media attach great importance to it. The Internet of things is named the third revolution in the world information industry following computer revolution and internet revolution. American Forrester said, By the year 2020, the number of the business of the things content compared with people of business communication will reach 30 to 1.Therefore it will have hundreds of thousands of communications business. At present the definition, inherent principle, construction and system of it is worth to discussion. The essence of The Internet of things is that modern information technology development to a certain extent emergence of an application and technology promotion jailing river, will all kinds of perception technology, modern network technology and artificial intelligence and automation technology polymerization and integrated application, make people and things wisdom dialogue, creating a world of wisdom. I study the contracture and the key technology of it through the articles about the internet of thing. And the paper analyzes five basic elements such as Sensor and gathering communication and operation and application technology.The paper expounds the definition, theory and the key technology of the internet of things. In the end, I analyze its function in our daily life, industry and science.【Key words】The internet of thing The technology of sensor Radio Frequency Identification RFID Internet目录前言 (1)第一章物联网系统概述 (2)第一节物联网的发展历史及趋势 (2)一、物联网的历史 (2)二、物联网的发展趋 (3)第二节物联网系统简介 (4)一、物联网的定义 (4)二、物流系统的组成 (5)第二章物联网体系结构 (7)第一节物联网已有的体系结构 (7)第二节建议的物联网体系结构 (9)一、物联网的服务类型 (10)二、物联网的结点分类 (10)三、物联网互连体系结构 (11)第三章物联网关键技术 (14)第一节实现物联网的五大核心技术 (14)第二节物联网四大支撑技术 (17)一、M2M技术 (17)二、无线射频识别技术(RFID)技术 (19)三、传感网技术 (20)四、两化融合 (21)第三节通信技术与数据融合技术 (22)一、网络通信技术 (22)二、数据融合与智能技术 (24)第四章物联网未来的发展面临的挑战及方向 (26)第一节物联网发展面临的挑战 (26)一、基础研究方面的挑战 (26)二、技术开发方面的挑战 (26)第二节物联网未来的发展前景 (27)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)一、英文原文 (32)二、英文翻译 (37)前言物联网是由各种现代科技设备组成的一个巨大网络。
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物联网体系结构基
础研究
二、预期目标
3.1总体目标
面向生态保护、节能减排、现代服务等领域重大需求，以解决物联网应用领域共性问题为目标，围绕物联网体系结构和关键技术中的基础科学问题开展研究，运用系统科学的理论，探索物联网的基本规律，建立物联网体系结构模型、子网互连模型，提出物联网网络融合与自治机理，提供网络度量与评测的方法，解决局部动态自治和高效网络融合中面临的大规模异质网元的互连互通问题；建立对物联网感知信息进行融合计算的模型和方法，提出网元之间信息交互中信息表示、效能平衡和权限保护的机理与方法，解决不确定性感知信息的整合适配问题；提出系统环境动态问题域建模、软件平台对环境信息的自动获取和理解、自适应求解的方法，形成动态环境中服务提供机理，解决动态系统环境中的服务适应适用问题。
本项目将在大规模异质网元数据交换、不确定信息整合以及动态系统环境服务提供等方面取得原创性理论成果和关键技术突破，并在林区生态保护领域进行大规模的试验和验证；形成一批有自主知识产权的成果，为大规模、实用的物联网设计和高效运行提供理论指导，推动中国在物联网领域的跨越式发展，使中国该领域研究达到国际先进水平。
3.2三年预期目标
本项目的三年预期目标分四个方面：
(1) 基础理论方面
在物联网系统模型、设计原理和实现机理的基础研究上取得突破，创立物联网体系架构模型、异构网络互连模型、性能评价体系与度量模型、信息表示模型、服务模型，形成物联网网络融合与自治机理、数据交换机理、隐私保护机理、服务提供机理，建立信息融合计算理论、服务提供理论，指导大规模异质网元的高效互连、不确定信息的有效利用、动态系统环境的服务提供等关键问题的解决。
(2) 关键技术方面
在非IP数据交换技术、异构网络融合技术、自治区域动态管理等方面取得突破, 为物联网中大规模异质网元的数据交换提供技术支撑；在信息融合计算技术、隐私确保的安全计算技术等方面取得突破，为物联网内不确定信息整合提供技术支撑；在环境适变的软件设计技术、服务动态构建技术等方面取得突破，为物联网服务提供技术支撑。
(3) 验证平台和示范应用方面
研制物联网综合验证平台实现对物联网体系结构、设计原理、关键技术的验证，提供物联网系统环境的性能检测及诊断工具；突破林区生态保护示范应用中的技术难题，建立一套林区生态保护物联网示范应用系统和碳平衡监测应用示范。
3.3 三年的具体考核指标
本项目的知识产权成果以完成高质量的研究论文、创造专利和标准为主，并完成物联网验证平台和示范应用系统。
具体指标为：
(1) 在IEEE/ACM Transactions等国际权威学术刊物和ACM MobiCom/SenSys、IEEE INFOCOM等重要会议发表一批高质量论文, 其中SCI 检索论文50篇以上, IEEE/ACM Transactions论文20篇以上；
(2) 授权国内外创造专利18项以上, 提交国际或国家相关标准提案2项以上；
(3) 研制1个具有中国自主知识产权的物联网验证平台；面向林区生态保护提供一套物联网示范应用系统和碳平衡监测应用示范。
三、研究方案
4.1 学术思路
本项目的总体研究思路是瞄准国家物联网发展的重大需求，认识物联网“广泛互联互通、透彻信息感知、综合智慧服务”的本质特征，紧密围绕三个关键科学问题，研究体现物联网特性、适应物联网应用需求的物联网体系结构理论与关键技术。
项目兼顾国家重大需求和科学前沿，利用基础理论研究带动关键技术突破，从基础模型、理论与方法支撑、平台与典型应用示范三个层次着手，按照“1套理论体系、3项关键技术、1个验证平台”整体目标开展项目研究，内容上有重点、有侧重。
把物联网体系结构的理论模型作为研究基础，特别注意与网络互连、信息整合、服务提供3个方面支撑理论和关键技术的研究内容的联系和集成，研制物联网验证平台，并在林区生态保护应用等领域展开应用验证，形成完整的研究体系。
总体学术思路如图1所示。