面向物联网的服务中间件关键技术研究

成果名称: 面向物联网的服务中间件关键技术研究

完成单位: 深圳大学

主要人员: 明仲、曾新红、尹剑飞、蔡树彬、冯禹洪、肖志娇、卢亚辉、杜文峰、毛斐巧、张滇

介绍:

①课题来源与背景：近年来，为了应对物联网深入发展对系统扩展性和伸缩性的迫切需求，研究人员在物联网中引入服务技术，使得智能物体既可以方便地进入系统，发布自身服务供其它物体使用，也可以方便地使用其它智能物体提供的服务来满足自身目标。利用Web服务技术，我们可以较方便地构建和组合服务，实现一个物联网服务平台，有望解决物联网领域对采用自底向上方法构建平台的迫切需要。但是，由于物联网环境具有显著区别于传统软件计算环境的重要特征，而当前物联网领域中的服务技术仍局限在直接采用Web服务技术的层面上，尚未深入研究Web服务技术在面对物联网环境特征时产生的不足及其解决方法。

②研究目的与意义：物联网与现场、态势等相关的问题对开发和部署物联网应用形成了巨大的挑战。针对这些新问题，我们认为，应深入研究服务的数学语义，建立服务空间演算(Service Space Calculus)模型，深入分析服务的组合性、兼容性、相似性、可逆性、集群性、协商性等内在特性，建立服务的空间演算机制，定义服务在不同语义空间中的映射和转换机制，以此研究服务空间的映射，在此基础上，结合物联网环境的特色，从服务供给、服务描述、服务发现、服务选择、服务组合、服务执行、服务替换等方面，进一步研究物联网环境中服务技术面对的各种问题和挑战，研制面向物联网的自组织智能物体服务中间件SOS（self-organizing Smart Objects' Service middleware over theInternet of Things），可促进服务技术在物联网中的深入应用，推动物联网技术的进一步发展。

③主要论点与论据：我们深入研究了支持现场语义的服务描述语言、物联网服务协作环境模型、基于态势自适应执行机制，形成了面向物联网的自组织服务中间件，增强了物联网服务的扩展性、可用性、可靠性及易用性，减少用户干预，提高了用户体验。此外，我们在物联网通信领域，针对传感器的能耗、传输性能、数据安全、容错机制方面进行了深入研究，在保证数据安全和传输性能的前提下，大大降低了能耗，提高了传感器的实用性。

④创见与创新：

（1）探讨了如何针对物联网环境下特有的服务性质，建立服务空间演算数学模型并加以反复验证。扩展当时现有的服务模型，形成物联网服务模型，并在OWL-S、WSMO 和SAWSDL 等服务描述语言的基础上，扩展形成物联网服务描述语言。同时，展开对物联网环境的建模，将SO 看成有状态的服务提供者和使用者，利用状态机进行建模描述。

（2）我们考虑了SO 需求和情境目标的描述语言，又据此设计服务组合策略，满足SO 目标。鉴于物联网环境的复杂性和易变性，深入研究了动态服务组合的效率、替换和异常补偿问题。

（3）我们建立态势本体并结合态势建模，对SO 的移动以及服务的中断或需求的变化进行预测，提前完成服务的替换或服务的组合，为用户提供具有更高可靠性、可用性和易用性的服务执行机制

（4）综合上述理论研究成果，利用代理技术，研制了面向物联网的自组织智能物体服务中间件SOS，并进行了更广泛的服务描述、发布、选择组合、执行、替换测试。

⑤社会经济效益，存在的问题：物联网相关产业增长十分迅猛，物联网领域中的服务技术仍局限在直接采用Web服务技术的层面上，尚未深入研究Web服务技术在面对物联网环境特征时产生的不足及其解决方法，需要一个更加高效可靠的解决方案，本课题组的研

国内外物联网发展现状及物联网关键技术研发情况

目录一、全球物联网发展总体态势 (1) （一）发展动能不断丰富，带动物联网在全球的持续发展 (1) （二）物联网应用场景持续拓展，应用新特征不断显现 (2) （三）物联网产业力量不断增强，但供需对接仍需推进 (4) （四）物联网生态之争愈演愈烈，边云双核心加快布局 (7) （五）物联网与多样化技术加快融合，创新能力持续提升 (9) 二、物联网应用发展情况和特点 (12) （一）全球物联网应用的整体情况 (12) （二）消费物联网应用热点迭起 (14) （三）智慧城市物联网应用全面升温 (18) （四）生产性物联网应用成就新的风口 (21) 三、物联网关键技术产业进展情况 (23) （一）传感器成本持续走低，应用微创新特征显现 (23) （二）芯片产业格局初步形成，市场潜力巨大 (25) （三）模组产业竞争激烈，注重高附加值发展 (28) （四）网络接入侧进展迅速，核心网侧突破缓慢 (29) （五）平台功能更加完备，开放性不断提升 (32) 四、我国物联网发展情况 (35) （一）“十三五”进程过半，物联网取得阶段性进展 (35) （二）MEMS传感器产业取得一定进展，但短板仍较为突出 (37)

（三）芯片呈现多层次供应商格局，模组低价格竞争明显 (39) （四）中国形成规模最大公共物联网网络，但盈利模式尚需探索 (40) （五）物联网平台之争进一步升级，探索商业模式闭环和转型增多 (42) 五、我国物联网发展展望与推进策略建议 (42) （一）我国物联网发展展望 (42) （二）我国物联网发展的策略建议 (44)

中间件在物联网中的应用

中间件在物联网中的应用 ——董永朋杨勋物联网是战略性新兴产业的重要组成部分，其在农业领域已有一些探索和初步应用。农业物联网的发展，展方式的革命性变革。但与物联网技术在工业控制和电子商务等领域发展相比，农业物联网还正处于起步阶段，迫切需要对其进行深入探索和研究，促进农业物联网技术、产品的研发和生产，改造传统农业的现代化水平。鉴此，编辑部将近期与农业物联网相关的文章集中到一起，以期为农业物联网的相关研究人员提供参考。物联网( The Internet of Things) 是通过无线射频识别( RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网改变了人与自然界的交互方式，实现人与人、人与物、物与物之间的互联，把虚拟的信息世界与现实的物理世界链接起来，融为一体，扩展了现有网络的功能和人类认识改造世界的能力。其概念是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域。 1、我国物联网发展现状我国对物联网发展高度重视，《国家中长期科学与技术发展规划( 2006 －2020 年) 》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将物联网列入重点研究领域。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》( 2009 年) 已将包括物联网在内的新一代信息技术产业被列为战略性新兴产业。2009 年以来，温家宝总理多次强调要“着力突破物联网的关键技术，及早部署后 IP 时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’”。我国将物联网作为推荐产业信息化进程的重要策略，在实际发展中落实物联网于各个产业中的应用。农业作为关系国计民生的基础产业，其信息化的程度尤其受到重视。我国发展现代农业面临着资源紧缺与生态环境恶化的双

绿色物联网：需求、发展现状和关键技术

综述从物联网的概念提出至今，政产学研用各界大力投入物联网的研究和建设工作中。当前，物联网主要集中在传统的技术设计和行业应用方面，作为信息技术产业的重要组成部分，其建设和发展必然受到能源和成本问题的制约，绿色节能也是目前关注较少的一个领域。为从根本上理清物联网目前存在的能耗问题，为建设高能效的绿色物联网提供理论依据，本文首先介绍了绿色物联网的基本概念，对绿色物联网的发展进行了分析，然后根据物联网的发展需求，结合我国物联网的发展现状，对当前绿色物联网各层的能耗构成进行了具体分析，总结了产业界和学术界在绿色物联网方面的推动工作；同时以物联网的层次关系为出发点，对绿色物联网各层的绿色节能和能效优先设计技术进行了深入分析和梳理，然后结合物联网层次关系给出了当前研究界对绿色物联网研究的各个环节的主要技术，最后对绿色物联网的未来发展进行了总结和展望。关键词物联网；绿色通信；能耗；能效绿色物联网：需求、发展现状和关键技术* 张兴，黄宇，王文博（北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室无线信号处理与网络实验室（WSPN ）北京100876）摘要 1前言物联网近年得到政产学研用社会各界的极大关注，美国权威咨询机构Forrester 预测[1]，到2020年，全球物物互联的业务跟人与人通信的业务相比，将达到30∶1，因此物联网被称为下一个万亿级的通信业务。自1999年美国移动计算和网络国际会议提出物联网的概念以来，物联网的研究已经经过了十几个年头。2009年8月7日，国务院总理温家宝在视察中国科学研究院嘉兴无线传感网络工程中心无锡研发分中心时，提出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并且明确要求尽快建立我国的传感信息中心，称为“感知中国”。在关注物联网技术发展的同时注意到，整个物联网的能耗问题日益突出，绿色物联网的需求越来越迫切。为了避免以往“先发展，后治理”的错误行业误区，适应“绿色通信”的发展趋势，减小通信行业发展对生态环境的压力，在大力发展物联网的同时，提前做好绿色物联网的相关研究工作，对我国物联网未来的健康发展具有重要的指导意义。绿色物联网，一般指节能减排，减少环境污染、资源浪费以及对人体和环境有危害的新一代物联网设计理念，通过对网络设备进行改造、优化并引入新技术，以达到降低能耗的目的，最终实现人与自然的和谐相处，实现可持续发展。 2物联网的绿色发展需求作为最大的发展中国家以及第二大能源消费国，并且从目前情况来看，通信行业已经成为耗电大户，排在全国各行业的第12位[2]。巨额的用电成本不仅阻碍了行业的发展，也意味着碳排放量的大幅度升高。物联网作为一种全新的网络形态，除包括无线传感器网络之外，还包括无线/有线接入网、IP 核心网以及大型计算处理管理平台，几乎包含ICT 产业的各个领域，庞大的 *国家“973”计划基金资助项目（No.2012CB316005），国家自然科学基金资助项目（No.61001117，No.U1035001）96

物联网关键技术和应用

中科院孙利民：物联网关键技术和应用 2009年11月21日10:53 来源：人民网―无线频道为全面探讨和分享全球物联网产业链成熟度和最新发展情况，特别是物联网作为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮在全球的部署和运营情况。由天地互连公司主办的“2009无线技术世界暨物联网国际高峰会议”于2009年11月19日-20日在北京国宾酒店顺利举办。中科院软件所研究员孙利民在大会上发表了题为《物联网关键技术和应用》题演讲。中科院软件所研究员孙利民以下为演讲实录：孙利民：大家好，我来自中科院软件所。我给大家报告的题目是《物联网的关键技术》，前面中科院的侯老师和几个运营商都谈论了物联网，特别是侯老师谈了物联网上层的概念和发展趋势，运营商从产业界去谈物联网，包括我们Intel谈到了云计算，这是支撑物联网很好的技术。我以前是从无线传感器网络的，我从这个角度谈一下对于物联网的认识。首先，谈一下我们对于物联网的理解和关键技术，以及一些典型的应用。现在物联网非常热闹，包括了我们的股市，前一段时间听起来与这个相关的都在发生波动。其实有两个事情是相关的，第一个是IBM的云计算提出了这个概念之后，受到了美国政府的重视，特别是奥巴马政府是作为将来的一个救市重要的发展方向。在中国，温总理在8月7日到无锡中科院的高新微纳传感网工程技术研发中心时，对该中心对感知中国传感网络的发展做了很好的规划。其实这个概念在很早就提出来了，最早从我们的资料上看到，是98年MIT的Kevin，他提出了物联网这个概念。他当时的概念是希望把RFID和其他的传感器，与我们平常用到的物品放在一起，嵌入到这些设备里面，使日常的物品联在一起，形成一个比较简单的物联网。然后是由世界上的四个大学，他们成立了RFID的分布式的中心，这个中心研究的方向，就是以RFID为基础，构建一个全球性的RFID的架构，对我们的物品能够进行实时的跟踪。在05年的ITU研究报告，就是比较正式的RFID，比较全面正确的认识了物联网相关的内容和知识。美国对于物理上的物联网认识比较多一点，IBM加上了网络，是在物体上，包括了桥梁、火车、隧道等都加上传感器，通过传感器获取物体的自身状态、周围的环境状态，是把计算的能力、联网的能力都融入进来。它是物体或者是上网，它能够更有智能化。这是09年欧洲报告上的东西，他们在这个定义里面叫做Internet of Things。他们认为是物理和虚拟的实体，这个实体是可标识的，在时间和空间上是可移动的。他认为是这样的概念，它具有一些属性，包括了可标识、可通信、可信息交换的，这是任何一个物体都具有的。到上层可以创建、可以管理、可以毁灭其他的物体。

智慧城市物联网中间件平台

智慧城市物联网中间件平台采购需求文档一、项目背景物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物之间的全面互联的网络，其主要特征是通过信息传感设备等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、通信网等网络进行信息传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理。从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。作为新一代信息技术的典型代表，与云计算、大数据等新兴热点技术并称为“智慧城市”的支柱，其应用越来越多、越来越重要。在智慧城市建设中，物联网技术已经被广泛应用到市政、交通、应急、水务、环保、食品安全等多个领域，出现了以交通诱导、灾害预警、环保监测、食品溯源等为代表的一批典型应用，并逐渐在各个领域中发挥重要作用，智慧城市物联网应用正走向产业化和规模化。智慧城市物联网的技术体系主要由感知层、网络层、数据层、平台层和应用层组成。其中，感知层和网络层相对发展比较成熟，基本上能够满足物联网产业的发展需求。当前，物联网所面临的是数据层、平台层和应用层这三个层面上的资源整合和业务创新的问题。主要体现为以下几点： ●接入的物联网硬件设备种类和数量日益增多，不同类别的设备运行环境不同，通信协议也不同，而上层应用需要对这些这些设备进行统一管理，包括信息获取和设备控制。这需要应用的支撑平台可以适配各种异构环境，并且有接入海量硬件设备的能力； ●城市级的应用需要接入海量的物联网设备，海量设备会产生大量的并发事件和传感数据，物联网应用需要处理大量的并发操作和数据存储。这需要应用的支撑平台能够提供大量的计算和存储能力，使用云计算技术是目前的主要方式。 ●智慧城市建设涉及到市政、交通、能源、教育、医疗等各个领域，不同

基于物联网视频感知技术的关键技术研究

基于物联网视频感知技术的关键技术研究摘要：摄像机是获取视频信息的主要工具。随着物联网的普及，摄像机越来越多地进入到生活中，已经成为公安、社会活动中重要的感知工具。文章针对摄像机的一些特性，结合物联网的技术，对视频感知中的几个关键技术进行分析和研究。关键词：物联网；视频处理；视频感知视频处理是图像处理技术的一种延伸，因为它基于时间的动态特性，又衍生了一些图像上不具有的独特性质。常用的视频处理包括对视频压缩、对兴趣区的捕捉、边缘提取等。对于一些实际的应用，往往需要综合多种的基本处理方法。 1 视频感知系统硬件组成视频处理系统主要包含视频采集装置和视频处理装置。视频采集设备主要是摄像机，常规的摄像机主要是获取视频信号并保存到存储卡中，新兴的网络摄像机除了具有常规摄像机的功能，还能将信息通过网络传送到其他设备。视频处理装置是将采集到的视频进行一定的处理并存储到本地或者网络上其他位置的装置。摄像机一般使用ARM架构，适合视频处理，很多公司如TI、海思等提供了的摄像机解决方案，也都采用了ARM架构。

2 视频处理的特点 2.1 直接操作图像域视频处理的元操作是对每帧图像进行处理。图像处理是信号处理在二维信号（图像域）上的一个应用。大多数的图像是以数字形式存储，二维的数字图像在计算机上反映出来的形式一般是一个二维矩阵。整幅图像是被分割成N*M个叫做像素点的最小单位，每个点保存了图像的一部分信息。图像处理往往是对图像像素点的属性进行操作，处理。 2.2 大数据量处理计算机的高效率、无疲劳特性非常适合处理图像的矩阵数据，尤其适合图像矩阵的大数据量和处理过程的大工作量的处理。 2.3 多个域的处理图像最基本的二维矩阵表现形式通常被称作图像域，但是在图像域上一些操作是难以实现的。图像处理中可以通过一些数学上的变换，将原本的图像域信息转换成能反映其他信息的新矩阵，这类操作被成为变换。该类变换函数中最常见的是傅立叶变换，最常见的变换域是图像域和频域之间的转换。 3 视频处理应用目前，视频处理的应用领域很广，主要集中在农林业、医学、交通等领域。往往需要根据具体的情景运用不同的处

“物联网与智慧城市关键技术及示范”重点专项2019年度项目申报指南

附件6 “物联网与智慧城市关键技术及示范”重点专项 2019年度项目申报指南为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》提出的任务，国家重点研发计划启动实施“物联网与智慧城市关键技术及示范”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现发布2019年度项目申报指南。本重点专项总体目标是：围绕网络强国战略与社会经济转型需求，重点突破智慧城市“感—联—知—用—融”的基础理论与关键技术，基于自主研发技术和产品构建物联网与智慧城市一体化服务系统，在京津冀、珠三角、长江经济带、一带一路等典型城市（群）开展集成创新与融合服务的示范应用，支撑具有中国城市特色的国家新型智慧城市分级分类示范建设，提升城市治理能力和公共服务水平，推动我国成为智慧城市技术创新与产业应用的全球引领者。推动物联网与智慧城市规模化发展和“三融五跨”共享，形成完善产业生态链，使我国物联网与智慧城市技术研究、标准规范与产业应用达到国际领先水平。 2019年，专项将以推动智慧城市集成应用示范创新、形成核心共性关键技术解决方案为主要目标，按照“特大城市”“城市群”“中小城市”“国家新区”等四类不同智慧城市重大需求，启动若 —1—

干应用示范任务，开展具有示范效应和辐射作用的集成创新应用示范；另按照智慧城市“感—联—知—用—融”的共性关键技术体系，启动若干共性关键技术与平台任务，支撑应用示范城市的集成创新。启动11个研究任务，拟安排国拨经费总概算为2.6亿元。共性关键技术类项目须自筹配套经费，配套经费总额与国拨经费总额比例不低于1:1；应用示范类项目须自筹配套经费，配套经费总额与国拨经费总额比例不低于2:1。项目统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向组织申报。项目实施周期不超过3年。申报项目的研究内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。除特殊说明外，拟支持项目数均为1~2项。项目下设课题数不超过5个，参与单位总数不超过10个。项目设1名项目负责人，项目中每个课题设1名课题负责人。指南中“拟支持项目数为1~2项”是指：在同一研究方向下，申报项目评审结果前两位评价相近、技术路线明显不同的情况时，可考虑支持前两个项目，两个项目将采取分两个阶段支持的方式，第一阶段完成后将对两个项目执行情况进行评估，根据评估结果确定后续支持方式。 1.面向不同类型城市的重大场景应用示范特大城市创新应用示范 1.1智慧城市物联泛在接入网关及平台应用示范（应用示范类）研究内容：面向智慧城市精细化综合管理中众多设施物联化—2—

物联网的发展及其关键技术介绍

1. 物联网基础 ● 1.1物联网的定义及发展历程 ●物联网的概念于1999年提出，它的定义是：利用二维码，射频识别【RFID】，各类传感器等技术设备，使物体与互联网等各类网络相连，获取无处不在的信息，实现物与物。物与人之间的信息交互，实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合，最终形成统一的智能基础设施。 ●1999年，麻省理工学院实验室提出物联网概念，即把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化管理。 ●2004年，日本提出u-japan计划，希望将日本建设成一个任何时间，任何地点，任何人都能上网的环境。 ●2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟【ITU】指出，无所不在的“物联网”通信时代即将到来。射频识别【RFID】，传感器技术，纳米技术，智能嵌入式技术将得到广泛应用。 ●2008年，IBM提出“智慧的地球”概念，即“互联网+物联网=智慧的地球”，以此作为经济发展战略。 ●2009年，我国国家领导人在无锡微纳物联网工程技术研究中心视察并发表讲话，表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术。

1.2 物联网与互联网的关系物联网可用的基础网络有很多，其中互联网通常最适合作为物联网的基础网络，特别是当物物互联的范围超出局域网时。因此物联网的核心和基础目前任然是物联网，是在互联网基上延伸和扩展的网络。下表具体描述了互联网与物联网的比较。

1.3 运营商与物联网完整的物联网产业链如图1-1所示，包括政府部门，科研院所，芯片生产商，终端生产商，系统集成商以及电信运营商等环节，涵盖了从标识，感知到信息传送，处理以及应用等方面。整个产业链的核心是芯片生产商，终端生产商，系统集成商以及电信运营商。

《物联网中间件设计》课程教学大纲

《物联网中间件设计》课程教学大纲课程类型:专业限选课课程代码: 课程学时: 46学分: 2 适用专业:物联网工程专业开课时间: 二年级四学期开课单位: 电气与电子工程学院大纲执笔人: 吴德林大纲审定人:陈吹信一、课程性质、任务：无线射频识别技术（RFID）作为物联网中间件技术，被誉为21世纪最有应用和市场前景的十大技术之一，是物联网技术中的核心和关键技术。该课程从RFID技术的原理出发，阐述电感耦合、电磁波、射频采样和编解码，进而介绍了天线、读卡器的原理，同时详细分析了RFID标准和体系结构，以及几种常用的射频技术在各种市民卡、社保卡、公交卡、身份证中的应用，也分析了常用的高频和超高频中的应用，讲述了应用时读卡器、应答器和天线的设计，并提供了软、硬件实现的方法，以及典型芯片的使用方法，为促进该技术快速进入生产、生活打下基础。通过本课程的学习，使学生了解常见的自动识别技术的基本工作原理、性能指标；掌握射频识别技术的原理、分类和性能指标；掌握射频识别系统的通信基本原理、完整性和安全性措施；掌握电子标签的组成结构；掌握读写器的组成结构；掌握射频识别技术的标准体系与主要的标准；掌握射频识别应用系统的设计与开发流程。无线射频识别技术在学生能力方面，能够让学生理解和应用射频技术的基本知识；能够分析射频识别系统的基本实现原理；能够分析 RFID 系统数据传输时遇到的问题；面对不同的 RFID 应用，能够分析得到合理的硬件选型参考；能够利用 MATLAB 等仿真软件设计合理的 RFID 通信性能仿真实验；能够选择恰当的开发平台与软硬件进行 RFID 应用系统的设计与开发；能够对不同的 RFID 产品性能指标进行分析与评价；能够对 RFID 通信编码与调制、防碰撞算法性能进行仿真评价；能够对 RFID 应用系统功能进行测试与评价。二、课程教学内容 1）教学内容、目标与学时分配

物联网的关键技术汇总

物联网的关键技术摘要物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，是新一代信息技术的重要组成部分，近年来发展迅速，具有广阔的应用前景[1]。作为动态的全球网络基础设施，它的根本是物与物、人与物之间的信息传递与控制。物联网技术是一项综合性的技术,涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的全过程，其关键在于传感器和传感网络技术的发展和提升，根据侧重点不同物联网技术的划分标准也不同，国际电信联盟的报告分为四大关键性技术：标签物品的RFID、感知事物的传感网络技术、思考事物的智能技术、微缩事物的纳米技术[2]。本文首先介绍这些技术的基本原理和发展，并就其中的几个核心技术进行详细的认识和探究,同时分析技术应用背后面临的问题和挑战，为物联网的发展提出更具前瞻性的建议。关键词：物联网关键技术 RFID

Abstract The Internet of things is a based on the information such as the Internet, the traditional telecommunication network bearer, so that all can be independently addressable ordinary physical objects to achieve interoperability of networks is an important part of the new generation of information technology, the rapid development in recent years, with a broad Prospects. As a dynamic global network infrastructure, it is simply the transmission of information and control things and things, between persons and things. Things technology is an integrated technology, covering the information obtained from the transmission, storage, processing until the whole process of the application, the key lies in the sensor and sensor network technology development and promotion, according to the different focus of networking technology different criteria for the classification, the International Telecommunication Union report is divided into four key technologies: label items RFID, sensor network technology perceive things, think about things smart technology, miniature things nanotechnology. This paper describes the basic principles and development of these technologies and a detailed understanding and exploring on a few of the core technology, and analyzes the problems and challenges facing the technology behind the application, put forward more proactive proposals for the development of things. Key words：Web of Things，key technology，RFID

SMO物联网中间件平台系统

TANSUOYANJIU / 探索研究 62 质量管理 SMO物联网中间件平台系统物联网（The Internet of Things）是指物体的信息通过各类智能感知仪器装置结合RFID技术，经过传感网和通讯网，到达指定的信息处理中心，最终实现物与物，人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。物联网是继个人计算机、互联网之后的全球信息化的第三次浪潮。物联网产业链四层体系：感知设备层、网络传输层、物联网中间件和应用管理层。本文主要讲述一款针对物联网应用终端信息进行有效采集和整合的中间件平台系统，具备强大的数据追溯和数据监控功能。系统通过SMO服务对象管理技术，将所有终端设备、业务逻辑处理等均看做是服务对象进行管理，实现快速建立应用模型；并采用分层设计的中间件软件平台软件，实现分布式实时交互业务处理逻辑的变更而不需要重新部署传感网；系统基于SOA架构多种形式的业务流程和业务逻辑处理服务调用，实现整个系统部署灵活变更和快速重构。范小兴/文（作者单位：福州欣创摩尔电子科技有限公司）物联网中间件国内外研究情况 “物联网”的概念于1999年由麻省理工学院的Auto-ID实验室提出,但真正作为全球战略性产业，引起人们重视还是在2008年年底IBM公司所提出的“基于物联网技术的智慧地球”概念。其后2009年，美国总统奥巴马在就职后，为了摆脱经济危机阴影的笼罩，提出了两项新技术新能源和“物联网”，并将之作为美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式。 2010 年，物联网发展被正式列入国家发展战略，十二五期间，物联网将重点投资智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事等十大领域。各地各级政府纷纷出台物联网产业发展规划，并大力兴建物联网示范工程。作为物联网感知层关键技术的RFID 及相关产业也受到了前所未有的重视，获得了难得的发展时机。技术要点和关键技术 SMO物联网中件间平台系统是一款针对物联网数据信息进行有效采集和整合的操作系统级中间件系统，其具备强大的数据追溯和数据监控功能，可广泛应用于制造业、食品安全追溯和公共安全等物联网应用领域。技术要点采用S M O 服务对象管理器平台（Service Manager of Object），将所有终端设备、业务逻辑处理等均看做是服务对象进行管理，用于监视采集终端设备运行状态、业务接口服务和设备接口服务调度管理、设备配置管理及业务服务配置等，完成物联网应用系统的传感网部署和分布式实时交互业务处理。系统将物联网应用中最容易变化的采集技术、传输技术、控制技术和控制逻辑抽取出来，形成一个数据采集控制系统中间件平台，使得上层应用无需关

物联网技术及应用课后习题答案

叮叮小文库 - 物联网技术课后习题答案第一章 1.“智慧地球”是由IBM公司提出的，并得到美国总统奥巴马的支持。 2.RFID属于物联网的感知层。 3.物联网有四个关键性的技术，其中传感技术能够接受物品“讲话”的内容。 4.物联网存在的问题有：技术标准问题，安全问题，协议问题，IP地址问题，终端问题共五大问题。制造技术不是。 5.物联网的理念是基于互联网、射频识别技术（RFID）、电子标签，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，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。 6.中国的第一个提出建设物联网的城市是无锡。2009年8月温家宝总理来到无锡“物联网”技术研发中心考察，指出要尽快突破核心技术，把传感器技术和3G技术的发展结合起来。 7.物联网包含体系结构有三层，分别是感知层，网络层和应用层。基于应用服务设想，物联网可分为感知、传输、支撑、应用四大部分。其中感知和传输属于硬件系统中的感知层和网络层，支撑和应用属于软件系统中的应用层。 8.物联网的显著特点是技术高度集成，学科复杂交叉和综合应用广泛。 9.物联网，较直接的说，就是把实际金额所有的物体连接起来形成的网络，其关键技术有RFID、传感技术、无线网络技术和人工智能技术，其核心是智能技术，能让物品开口说话的是RFID。物联网的关键技术有：RFID，传感技术，无线网络技术，虚拟化技术与云计算简答题 1.简述物联网的定义，分析物联网的“物”的条件。P8 答：物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。特别注意的是物联网中的“物”，不是普通意义的万事万物，这里的“物”要满足以下条件：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有处理运算单元(CPU)；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 2.简述15年周期定律和摩尔定律。答：十五年周期定律：计算模式每隔15年发生一次变革。摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。 3.名词解释：RFID，EPC，ZigBee。答：RFID (Radio Frequency Identification)即射频识别，俗称电子标签，一种自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。EPC(Electronic Product Code)，即产品电子代码，为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。 4.简述物联网的体系结构。答：物联网可以简要分为核心层、接入层，软件核心层主要是应用层，硬件接入层包括网络层和感知层。感知层一般包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID标签、传感器节点、智能终端等，网络层包括无线传感网、移动通讯网络、互联网、信息中心、网管中心等；软件应用层是为了管理、维护物联网以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。 5.分析物联网的关键技术和应用难点。答：关键技术为RFID、无线网络技术、传感技术、人工智能技术。应用难点在于其技术标准问题、数据安全问题、IP地址问题、终端问题。6举例说明物联网的应用领域及前景。答：物联网应用领域很广，几乎可以包含各行各业。目前在环境保护、社区服务、商务金融等方面，例如“移动支付”、“移动购物”、“手机钱包”、“手机银行”、“电子机票”等，前景广阔可观，应用潜力巨大，无论是服务经济市场，还是国家战略需要，物联网都能占据重要地位第二章一、选择题 1. EPC-256Ⅰ型的编码方案为_____C_____。 A) 版本号2 位，EPC 域名管理21 位，对象分类17 位，序列号24 位 B) 版本号2 位，EPC 域名管理26 位，对象分类13 位，序列号23 位 C) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号160 位 D) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号128 位 2．EPC 条形码的编码方式有一维条码与二维条码两种，其中二维条码_____C_____。 A) 密度高，容量小 B) 可以检查码进行错误侦测，但没有错误纠正能力 C) 可不依赖资料库及通讯网路的存在而单独应用 D) 主要用于对物品的标识 3. 模拟信号到转换成数字信号的三个阶段为 ____A______。 A) 抽样-量化-编码B) 抽样-编码-量化 C) 编码-抽样-量化D) 量化-编码-抽样 4.下列因素不会影响读写器识别电子标签有效距离的是_____D______。 A) 读写器的发射功率B) 系统的工作频率 C) 电子标签的封装形式D) 阅读器和应答器耦合的方式 5. 下列哪种情况会导致极化损失最大 ____B_____。 A) 用+ 45° 极化天线接收垂直极化或水平极化波 B) 用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波 C) 用垂直极化天线接收+45° 极化或-45°极化波 D) 用线极化天线接收任一圆极化波二、填空题 1. 目前的EPC 系统中应用的编码类型主要有三种：__64___位、__96___位和__256___位， EPC编码由___版本号_、___产品域名管理__、____ 产品分类部分_和_____序列号___四个字段组成。 2. EPC 系统由___产品电子编码体系（EPC） _、___射频识别系统__及__高层信息网络系统_ 三部分组成。 3. RFID 系统主要由____应答器_、___阅读器_和____高层__组成。其中阅读器用于产生____ 射频载波_完成与_____应答器__之间的信息交互的功能。 4. 应答器具体可以分为____无源（被动式）应答器__、___半无源（半被动式）应答器___和 ____有源（主动式）应答器__。 5. RFID 的种类有__近场天线___,__远场天线 _,___偶极子天线_____,__微带贴片天线 ______,___RFID 电感耦合射频天线_______五种。三、简答题 1、什么是EPC 中文称为产品电子代码，是国际条码组织推出的新一代产品编码体系。 2、请简要叙述EPC系统的组成，以及各个部分的英文简写 EPC系统有产品电子编码体系、RFID系统及高层信息网络系统三部分组成，共六个方面。产品电子编码体系:EPC编码标准RFID系统:EPC 标签,识读器,高层信息网络系统:Savant（神经网络软件）,对象名称解析服务,实体标记语言。 EPC载体、读写器、EPC产品管理中间件、网络、ONS、PML服务器、数据库等。其中ONS ( Object Naming Servicer，对象名称解服务器)，它用来把EPC转化成IP地址，用来定位相应的计算机和完成相应的信息交互服务。 PML ( Physical Markup Language，实体标识语言)服务器中，存储用PML描述的实物信息，如实物名称、种类、性质、生产日期、生产厂家信息、实物存放位置、实物的使用说明等。 3、EPC编码有几项技术要求？每项要求具体如何？ EPC数字信息代表了该产品的生产地区、生产商、生产日期、产品属性等数据信息。目前的EPC系统中应用的编码类型主要有三种：64位、96位和256位，EPC由版本号、产品域名管理、产品分类部分和序列号四个字段组成，版本号字段代表了产品所使用的EPC的版本号，这一字段提供了可以编码的长度。产品域名管理字段标识了该产品生产厂商的具体信息，如厂商名字，负责人以及产地。产品的分类字段部分可以使商品的销售商能够方便地对产品进行分类。序列号用于对具体单个产品进行编码。对于具体的编码标准现在已经推出有：EPC-96Ⅰ型，EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、 Ⅲ型，EPC-256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等编码方案。 4、条形码分为几种？请简要说明每种条形码的特点条形码可以有一维的，还有二维条形码，黑条和空白的排列就代表了商品的产品属性等特征信息，因而在许多领域有广泛的应用，因其各自特点差异，其用途也各不相同，日常我们多见到的是一维条码。在EPC条形码的编码方式中在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码，称为二维条码（2-dimensional bar code），可直接显示英文、中文、数字、符号、图形；存储数据量大，可存放1k字符，可用扫描仪直接读取内容，无需另接数据库；保密性高（可加密）；安全级别最高时，损污50%仍可读取完整信息。 5、RFID系统基本组成部分有哪些？标签，应答器，阅读器，天线和中间件。关键组件主要有应答器、阅读器和处理软件二维条形码。 6、电子标签分为哪几种？简述每种标签的工作原理（没查到） 7、RFID产品的基本衡量参数有哪些？阅读器性能参数：工作频率、作用距离、数据传输速率、安全要求、存储容量与成本，RFID 系统的连通性，多电子标签同时识读性。天线部分：天线效率，方向性系数，增益系数，波瓣宽度，方向图 8、简述天线的工作原理。天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率接收或辐射出去的装置，是电路与空间的界面器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转化，在电磁能量的转换过程中，完成信息的交互。无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电线）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来，并通过馈线送到无线电接收机。 9、对于抛物面天线，已知它的抛物面直径为 2m，中心工作波长为2cm，根据统计出来的经验数据，请计算其增益近似为多少。答：对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益：G（dBi）= 10 lg { 4.5 ×（D / λ0）2} 式中，D为抛物面直径；λ0为中心工作波长； 4.5是统计出来的经验数据。现在D=2m，中心工作波长λ0=0.02m，代入公式得G=95.42 dBi。如果已知天线长度0.5 ，G(dBi)=10lg{2×0.5/2} 10、RFID天线主要分为哪几种？各自的特点如何？近场天线：设计比较简单，一般采用工艺简单，成本低廉的线圈型天线。远场天线：工作距离较远，一般位于读写器天线的远场。偶极子天线：可靠性极高，高增益，高功率，窄频带场合使用。微带贴片天线：质量轻，体积小，剖面薄，成本低，易于大量生产。第三章一、选择题 1. 在我们每个人的生活里处处都在使用着各种各样的传感器，下列使用到光电传感器的是____C_______。 A) 电视机B) 燃气热水器报警 C) 数码照相机D) 微波炉 2. 根据传感技术所蕴涵的基本效应，可以将传感器分为三种类型，下列类型中 ___D_______不在其中。 A) 物理型B) 化学型 C) 生物型D) 自然型 3. 下列特性中，_____C______不是气敏传感器的特性之一。 A) 稳定性B) 选择性 C) 互换性D) 电源电压特性 4. 具有很高的线性度和低的温度漂移的传感器是____B_______。 A) 温度传感器B) 智能传感器 C) 超声波传感器D) 湿度传感器 5. 在微电子机械系统(MEMS)中，材料以 _____A______为主。 A) 硅B) 钨 C) 铁D) 钼二、填空题 1. 传感器是一种能把特定的___被测信号 ________，按一定规律转换成某种可用___信号输出_____的器件或装置，以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。___敏感元件_____ 与__转换元件___是传感器的两个基本元件， 2. 传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为传感器的___动态特性________，衡量静态特性的重要指标是___线性度________、___ 灵敏度________、___迟滞________和__重复性 _________等。 3. 湿度传感器按照结构分类法可分为____电阻式_______和___电容式________两种基本形式，其湿度传感器的敏感元件分别为___湿敏电阻 ________和__湿敏电容_________。

基于物联网的智能化仓储管理设计方案

南开大学滨海学院电子测量实验课程设计（论文）基于物联网的智能化仓储管理设计方案学号：____ 姓名：___ __ 年级：____ 专业：电子信息科学与技术系别：___电子科学系______ 指导教师：_ 完成日期：__________

一、物联网的相关介绍。在2005 年突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟（ITU）发布了《互联网报告2005:物联网》一文，正式提出了物联网的概念。2009 年初，在美国总统奥巴马与美国工商业领袖举行的会议上，IBM 首席执行官提出"智慧地球"的概念，并建议新政府投资新一代的智慧型基础设施，从此物联网的概念进入了国家的战略层，发达国家也纷纷效仿，提出相应的战略对策。随即物联网概念也在中国升温，2009年8 月温家宝总理指出，在国家重大科技专项中加快推进传感网发展，尽快建立"感知中国中心",2010 年物联网进入了人代会的政府工作报告。关于物联网概念有很多解释，简言之：物联网是指通过射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。在这个网络中，系统可以自动地、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。二、选题意义。作为一名电子专业的学生，我认为能够了解并且在一定程度上掌握和应用这门被称作是“世界信息产业第三次浪潮的”关键技术，是极为重要的。而且在当今社会中，仓储管理是现代物流的重要组成部分。在物流领域看来，物联网只是技术手段，目标是物流的智能化。随着物联网的提出与发展，“物联网促进物流智能化”已被广泛关注。“基于物联网的智能物流”包含三个基本要点：一是如何部署更加广泛、及时、准确的信息采集技术；二是如何把这些信息实现互联互通，既满足专用的要求，也能实现方便的开放和共享；三是信息如何管理、加工、应用，解决各种现实问题，把虚拟世界的信息转化到实体世界的应用中来，也就是进入到IBM 称之为“智慧地球”的时代。目前,市场竞争日益激烈,提高生产效率、降低运营成本，对于企业来说至关重要。仓储物流管理广泛应用于各个行业，设计及建立健全整套的仓储管理流程，提高仓储周转效率，减少运营资金的占用，使冻结的资产变成现金，减少由于仓储淘汰所造成的成本，是企业提高生产效率的重要环节。仓储管理系统通常使用的条码标签或是人工仓储管理单据等方式支持自有的仓储管理，这些管理方式有着明显的缺点：条码管理，易复制、不防污、不防潮而且只能近距离，可视范围读取；人工录入，工作繁琐，数据量大易出错，增加仓储环节人工成本；手工盘点工作量大，导致盘点周期长，货物缺失或者偷盗不能及时发现。为了解决以上的问题，我认为设计一个现代化的仓储管理系统是十分必要而且有意义的。三、方案介绍。物联网划分为感知层、网络层和应用层3 层。其中感知层用于识别物体，采集信息；

物联网关键技术及其应用

信息化研究Informatization Research 第37卷第4期2011年8月 Vol.37No.4Aug.2011 物联网关键技术及其应用张绍钧1叶志申2 黄仁泰3 （1.东莞市万里集团有限公司,东莞，523000； 2.东莞市大朗供电公司,东莞，523808； 3.东莞理工学院计算机学院,东莞，523808）摘要：阐述了物联网的发展过程、定义、组成，以及物联网与传感器网络、泛在网络的相互关系；分析了涉及物联网的几种关键技术及可能的解决方案:无线射频识别技术、无线传感网技术、中间件技术、云计算技术、信息安全技术、异构网络与通信技术等；总结并展望了物联网最先可能的应用领域和应用前景。关键词：物联网；无线射频识别；传感技术；云计算中图分类号：TP393 0引言 2005年11月，国际电信联盟ITU 发布了《国际电信联盟互联网报告2005：物联网》报告，ITU 指出：人类正处在一个通信新时代的边缘，信息与通信技术（ICT ）的目标已经从满足人与人之间的沟通，发展到实现人与物、物与物之间的连接，无所不在的物联网通信时代即将来临。物联网使我们在信息与现实的世界里获得一个全新的沟通维度，将任何时间、任何地点、连接任何人，扩展到连接任何物品，万物的连接就形成了物联网。简单说：物联网就是把任何物品通过信息传感设备与互联网等网络连接起来，进行信息交换和通讯，实现物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网包含感知层、网络层、业务或应用层三个层次。感知层负责对物和物相关信息的采集；网络层是异构融合的泛在通信网络,包括现有的互联网、无线通信网、广电网以及各种接入网和专用网,泛在通信网络对采集到的物体信息进行传输和处理；业务和应用层是应用和业务,为手机、PC 等各种终端设备提供感知信息的应用服务。物联网与传感器网络、泛在网络的相互关系。（1）传感器网络。ITU-T Y.2221[1]建议中传感器网定义为：包含互联的传感器节点的网络，这些节点通过有线或无线通信交换传感数据。传感器节点是由传感器和可选的能检测处理数据及联网的执行元件组成的设备。传感器网络与其他传统网络相比具有显著特点，即资源受限、自组织结构、动态性强、应用相关及以数据为中心等。以无线传感器网络为例，一般由多个具有无线通信与计算能力的低功耗、小体积的传感器节点构成；传感器节点具有数据采集、处理、无线通信和自组织的能力，协作完成大规模复杂的监测任务；网络中通常只有少量的汇聚节点负责发布命令和收集数据，实现与互联网的通信。（2）泛在网络（ubiquitous network ）。ITU-T Y.2002建议中将泛在网络描述为：在服务预订的情况下，个人和/或设备无论何时、何地、何种方式都能以最少的技术限制接入到服务和通信的能力[2]。简单地说，泛在网络是指无所不在的网络，可实现随时随地与任何人或物之间的通信，涵盖了各种应用，是一个容纳了智能感知/控制、广泛的网络连接及深度的信息通信等，超越了原有电信网范畴的更大的网络体系。泛在网络可以支持人到人、人到对象（如设备和/或机器）和对象到对象的通信。（3）三者之间的区别与联系可以简单地概括为：泛在网络包含物联网，物联网包含传感器网。从通信对象及技术的覆盖范围看:①传感器网是物联网实现数据信息采集的一种末端网络，除了各类传感器外，物联网的感知单元还包括如RFID 、二维码、内置移动通信模块的各种终端等；②物联网是迈向泛在网络的第一步，泛在网络在通信对象上不仅包括物与物、物与人的通信，还包括人与人通信，而且泛在网络涉及多个异构网络的互联。收稿日期：2011-03-13。