信息技術(shù)綜合實(shí)習(xí)報(bào)告

1、青島理工大學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告信息技術(shù)綜合實(shí)習(xí)報(bào)告物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其現(xiàn)狀與發(fā)展班級(jí):學(xué)號(hào):姓名:日期:QTECH.ITS.201601信息技術(shù)綜合實(shí)習(xí)報(bào)告班級(jí)姓名學(xué)號(hào)題目物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其現(xiàn)狀與發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)(Internetofthings,IOT)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段。近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展受到了學(xué)術(shù)界、工業(yè)界及政府極大關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是可以通過信息技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測、控制和分析,將數(shù)以億計(jì)的物理對(duì)象連接起來的網(wǎng)絡(luò)，大量物聯(lián)網(wǎng)的研究工作已經(jīng)開展。物聯(lián)網(wǎng)通過識(shí)別技術(shù)、智能感知與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，因此也被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的

2、第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)模式，在各界受到廣泛關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、管理和監(jiān)控的一種網(wǎng)絡(luò)。其基本特征是信摘要息的全面感知、可靠傳送和智能處理，核心是物與物以及人與物之間的信息交互。物聯(lián)網(wǎng)已被越來越廣泛地應(yīng)用在各種不同領(lǐng)域的新型網(wǎng)絡(luò)中。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。本文從其體系結(jié)構(gòu)、功能以及其研究過程的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等方面對(duì)其發(fā)展進(jìn)行簡述。關(guān)鍵詞物聯(lián)網(wǎng)、體系結(jié)構(gòu)、功能、機(jī)遇與挑戰(zhàn)、現(xiàn)狀與發(fā)展1 .物聯(lián)網(wǎng)研究的功能和目的及在中國的機(jī)遇與挑戰(zhàn)1.1 功能物聯(lián)網(wǎng)的基本功能是信

3、息感知，但通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等手段獲取的原始感知信息具有顯著的高度的冗余性和不確定性。不確定性表現(xiàn)在不統(tǒng)一性、不準(zhǔn)確性、不連續(xù)性、不一致性、不全面性以及不完整性。信息感知技術(shù)包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)聚集和數(shù)據(jù)融合等。1.2 目的報(bào)告正文物聯(lián)網(wǎng)“物物互聯(lián)”的目的是信息交互，也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ).物聯(lián)網(wǎng)信息交互與傳統(tǒng)人機(jī)交互具有很大的不同，主要表現(xiàn)在三方面：一是物聯(lián)網(wǎng)信息交互“用戶”的泛在性。二是物聯(lián)網(wǎng)信息交互是一種主動(dòng)的交互方式。三是物聯(lián)網(wǎng)信息交互的過程非常復(fù)雜。包括用戶與網(wǎng)絡(luò)的信息交互、網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)容的信息交互、用戶與內(nèi)容的信息交互。1.3 機(jī)遇物聯(lián)網(wǎng)在中國迅速崛起得益于我國在物聯(lián)網(wǎng)

4、方面的幾大優(yōu)勢(shì)。一是我國早在1999年就啟動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)核心傳感網(wǎng)技術(shù)研究，研發(fā)水平處于世界前列；二是我國無線通信網(wǎng)絡(luò)和寬帶覆蓋率高；三是我國已經(jīng)成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，有較為雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展；四是在世界傳感網(wǎng)領(lǐng)域，我國是標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)國之一，專利擁有量高，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)設(shè)施支持；五是我國是能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)完整產(chǎn)業(yè)鏈的國家之一。1.4 挑戰(zhàn)目前國際上公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn)在于：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用太過于碎片化，不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域采用不同的技術(shù)，這使得物聯(lián)網(wǎng)很難形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)。而在中國較其他技術(shù)更發(fā)達(dá)的國家相比在知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)鏈條、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)協(xié)作、使用成本、盈利模式、安全問題等方面有更多需要

5、改進(jìn)的地方。2 .物聯(lián)網(wǎng)起源、定義2.1 起源1990年物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐最早可以追溯到1990年施樂公司的網(wǎng)絡(luò)可樂販?zhǔn)蹤C(jī)NetworkedCokeMachine。1991年美國麻省理工學(xué)院（MIT）的KevinAsh-ton教授首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念。1995年比爾蓋茨在未來之路一書中也曾提及物聯(lián)網(wǎng)，但未引起廣泛重視。1999年美國麻省理工學(xué)院建立了自動(dòng)識(shí)別中心（Auto-ID）”，提出萬物皆可通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”，闡明了物聯(lián)網(wǎng)的基本含義。2003年美國技術(shù)評(píng)論提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)

6、布ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)，引用了物聯(lián)網(wǎng)”的概念。2008年后，為了促進(jìn)科技發(fā)展，尋找經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)，各國政府開始重視下一代的技術(shù)規(guī)劃，將目光放在了物聯(lián)網(wǎng)上。2.2 物聯(lián)網(wǎng)定義物聯(lián)網(wǎng)定義最早在1999年提出：物聯(lián)網(wǎng)即通過射頻識(shí)別（RFID）（RFID+互聯(lián)網(wǎng)）、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、氣體感應(yīng)器、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、管理和監(jiān)控的一種網(wǎng)絡(luò)。顧名思義就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，它有兩層意思：一是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和核心仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；二是物聯(lián)網(wǎng)用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物

7、品與物品之間進(jìn)行信息交換和通信，也就是物物相息。通俗來講就是利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。3 .關(guān)鍵技術(shù)與體系結(jié)構(gòu)3.1 關(guān)鍵技術(shù)傳感器技術(shù)：這也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。到目前為止絕大部分計(jì)算機(jī)處理的都是數(shù)字信號(hào)。自從有計(jì)算機(jī)以來就需要傳感器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)計(jì)算機(jī)才能處理。RFID標(biāo)簽：也是一種傳感器技術(shù)，RFID技術(shù)是融合了無線射頻技術(shù)和嵌入式技術(shù)為一體的綜合技術(shù)，RFID在自動(dòng)識(shí)別、物品物流管理有著廣闊的應(yīng)用前景。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)：是綜合了計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)

8、、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。3.2 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)3.2.1 從功能角度建立的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)從功能來看，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)具有感知（含標(biāo)識(shí)卜計(jì)算、互聯(lián)和控制能力的網(wǎng)絡(luò)化智能計(jì)算系統(tǒng)。因此，從功能角度抽取的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)一般包含感知、處理、傳輸和執(zhí)行等部件。美國麻省理工學(xué)院Auto-ID實(shí)驗(yàn)室提出的NetworkedAutoID13體系結(jié)構(gòu)、日本東京大學(xué)發(fā)起的非盈利標(biāo)準(zhǔn)化組織uID中心制訂的uIDIoT體系結(jié)構(gòu)、韓國的電子與通信技術(shù)研究所（ETR1）提出的USN體系結(jié)構(gòu)、美國弗吉尼亞大學(xué)的Vicaire等人針對(duì)多用戶多環(huán)境下管理與規(guī)劃異構(gòu)傳感和執(zhí)行資源問題提出的Physical-ne

9、t分層物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織（ETSI）正在制訂的一個(gè)關(guān)于機(jī)器與機(jī)器之問進(jìn)行通信的M2M標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)、法國巴黎第六大學(xué)的Pujolle針對(duì)目前在Internet上廣泛使用的TCP/IP協(xié)議在能耗、可靠性與服務(wù)質(zhì)量保證方面的問題為物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸層提出的AOA自主體系結(jié)構(gòu)等都屬于從功能角度建立的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。3.2.2 從模型角度建立的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)目前，從模型角度建立的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)并不是很多，而且大多數(shù)是以人體信息處理模型為參考而建立的。MNN&SOF體系結(jié)構(gòu)就是從模型角度建立的，它分為兩級(jí)，一級(jí)是基于類人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(ManlikeNeutralNetwork,MNN

10、),將物聯(lián)網(wǎng)的組成部件抽象為管理與數(shù)據(jù)中心和分布式控制與數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)兩層，并由管理與數(shù)據(jù)中心代表每一個(gè)本地物聯(lián)網(wǎng)；另一級(jí)是基于社會(huì)組織架構(gòu)(SocialOrganizationFramework,SOF),將多個(gè)本地物聯(lián)網(wǎng)集成為更高層次的物聯(lián)網(wǎng)，即以國家管理與數(shù)據(jù)中心為代表的國家物聯(lián)網(wǎng)和以行業(yè)管理與數(shù)據(jù)中心為代表的行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。4 .現(xiàn)狀及發(fā)展IEEE的終生院士JohnA.Stankovic在2014年2月新創(chuàng)刊的IEEE物聯(lián)網(wǎng)學(xué)報(bào)第1期上發(fā)表了一篇題目為“物聯(lián)網(wǎng)研究方向”的論文。其作為開篇之作首先討論了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究理念。Stankovic認(rèn)為，有關(guān)智能電話、智能裝置、智能轎車、智慧家庭以及智慧城

11、市等智能世界的研究，主要涉及到5個(gè)具有代表性的研究領(lǐng)域，即物聯(lián)網(wǎng)、普適計(jì)算、移動(dòng)計(jì)算、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及信息物理系統(tǒng)(CPS五個(gè)領(lǐng)域。Stankovic隨后討論了物聯(lián)網(wǎng)的主要研究方向，其中包括物聯(lián)網(wǎng)中的大規(guī)模連接物品的困難，體系結(jié)構(gòu)與集成多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)可能存在的假設(shè)和控制機(jī)制的沖突，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)大量采集到數(shù)據(jù)的知識(shí)挖掘和大數(shù)據(jù)問題，部署物聯(lián)網(wǎng)的感知、執(zhí)行和通信平臺(tái)的魯棒性問題，感知、執(zhí)行和通信平臺(tái)開放之后帶來的統(tǒng)一通信接口、安全性和隱私保護(hù)問題，物聯(lián)網(wǎng)面臨的安全攻擊問題，物聯(lián)網(wǎng)面臨的隱私保護(hù)的問題，以及人在物聯(lián)網(wǎng)操作環(huán)路的應(yīng)用模式帶來的理論或技術(shù)方面挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)作為現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的延伸，未來的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４?，物?lián)網(wǎng)未來發(fā)展的理念主要有基于上下文的網(wǎng)絡(luò)聚合理念、基于多宿主概念的網(wǎng)絡(luò)傳輸理念、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合理念、面向應(yīng)用理念、循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈理念以及低碳效應(yīng)理念等。5.總結(jié)本文從物聯(lián)網(wǎng)的起源、現(xiàn)狀以及發(fā)展三大方面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、功能以及其研究過程的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等進(jìn)行描述。我國現(xiàn)在在物聯(lián)網(wǎng)方面技術(shù)的發(fā)展也是位于世界前列，相信在不久的將來，在眾多科研學(xué)者們的努力下，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展會(huì)越來越好，智能化的社會(huì)離我們?cè)絹碓浇?。參考文獻(xiàn)1沈蘇彬，林闖.專題前言：物聯(lián)網(wǎng)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn).軟件學(xué)報(bào)，2014,25(8):1621-1624.2陳海明，崔莉，謝開斌.物