1、信息技术与物联网关系研究 毕业设计论文 学生毕业设计（论文）报告系 别： 电子与电气工程学院 专 业： 电子信息工程技术 班 号： 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 设计（论文）题目： 信息技术与物联网关系研究 指 导 教 师： 设 计 地 点： 常州信息职业技术学院 起 迄 日 期： 2011.9.012011.10.31 毕业设计（论文）任务书专业 电子信息工程技术 班级 姓名 一、课题名称： 信息技术与物联网关系研究 二、主要研究内容：（1）、信息技术与传感技术的基本概况；信息技术中包括了传感技术。 （2）、传感技术、信息技术与物联网的关系；物联网的信息采集层中的传感技术。 （3）、信
2、息技术在物联网中的应用领域；不同领域的应用促进了它的发展。 三、工作内容和要求：（1）、通过在图书馆查找及参阅书籍资料，选择研究课题及选定课题，进一步查阅有关信息技术与物联网的资料，做好课题研究内容的准备；（2）、为确定的研究课题规划论文大纲结构，并对大纲结构进行可行性分析；（3）、划分论文整体章节，对将要展开的论述内容理清大体思路；（4）、完成论文初稿，对论文进行整体性规范检查；（5）、最后打印并装订毕业论文，准备最后论文的答辩。 四、主要参考文献：1 周洪波. 物联网：技术、应用、标准和商业模式M, 北京: 电子工业出版社, 2010.07. 2 黄一平. 通信与网络技术M, 北京: 北京
3、邮电学院出版社, 2007.9.1. 3 国脉物联网技术研究中心. 物联网100问M, 北京: 北京邮电大学出版社, 2010.09.01. 4 封锦昌. 电子信息系统技术应用M, 北京: 电子工业出版社, 2010.5. 学 生（签名） 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日 系 主 任（签名） 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目信息技术与物联网关系研究一、选题的背景和意义：随着信息技术的不断发展，信息技术之间、信息技术和其他技术之间的相互渗透日趋增加，单一的技术突破已难以适应产业发展的需要，多学科交叉融合是学科自身高度发展的必然结果，是
4、学术创新思想的体现，同时也给信息技术的研究提出了新的课题，产生了大量新的研究方向、新的技术、新的产业与创新性成果。新兴交叉学科代表着先进生产力的发展方向，充满着活力和机遇。根据近来信息产业发展的热点和动向，我国信息技术与信息产业发展的趋势将表现在物联网、下一代互联网、无线传感器网络、云计算、无线网络技术的应用、低碳环保中信息技术的应用、新能源与新材料等几个方面，它们是推动技术发展的原动力。社会对信息技术应用的需求促进了信息技术的发展，而信息技术的发展又反过来促进了信息技术的广泛应用。物联网是新一代信息技术的重要组成部分。如今是个信息的化社会，我们研究信息技术与物联网的关系是很有时代意义的。二、
5、课题研究的主要内容：（1）信息技术与传感技术的关系；信息技术与传感技术的基本概况；（2）传感技术与物联网的关系；连接物理世界和信息世界的桥梁；（3）信息技术与物联网的关系；信息技术在物联网中具体的应用领域及其它。 三、主要研究（设计）方法论述：查找法：通过查找及参阅与研究课题相关的文献，并在网络上查阅有关信息技术与物联网的资料，在自己论文的同时对所查阅的资料进行加工整理。 比较法：通过自己所选研究课题与相关领域其他已有的研究课题内容相比较进行综合论述。观察法：通过对信息技术与物联网二者的发展动态观察了解，结合自己所想得出自己的研究论述内容。四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期）工 作 内
6、容2011-9-12011-9-7根据专业方向去收集相关资料信息，确定选题；2011-9-112011-9-16根据任务书完成开题报告，并提交老师审核；2011-9-172011-9-23确定论文大纲结构，整理资料并构思论文整体框架；2011-9-242011-9-30划分论文结构，划定章节，确定每章节的内容方向；2011-10-12011-10-20完成各章节内，并仔细检查论文的完整性，完成初稿；2011-10-212011-10-25再次仔细检查论文内容的完整性，及检查章节内容格式要求。并提交初稿老师审阅；2011-10-262011-10-27对论文进行进一步的修改校正，并进行论文的打印
7、装定；2011-10-282011-10-31完成论文，准备答辩工作。五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日信息技术与物联网关系研究摘要Abstract第1章 前言.1第2章 信息技术与传感技术的基本概况.2 2.1 传感技术的基本概况.22.2 信息技术的基本概况.3 2.3 信息技术与传感技术的关系.3第3章 传感技术、信息技术与物联网的关系.43.1 物联网的现状. .43.2 传感网与物联网的关系.83.3 信息技术在物联网中的应用.93.3.1 城市运行管理领域. . 93.3.2 生态环境领域.103.3.3 公共安全领域. .103
8、.3.4 城市交通领域.103.3.5 农业领域. .113.3.6 工业领域. . .113.3.7 医疗卫生及文化领域. 12第4章 结束语.13参考文献答谢辞摘 要信息技术发展至今，我们时代的变化已经让它无处不在。在信息技术不断创新应用的21世纪，信息技术已经慢慢变迁和物联网一起开创下一个信息时代。在互联网技术和应用历经十余年的爆发式发展后,又一项改变人类生产生活方式的信息技术开始作用于人类社会美国称它“智慧地球”中国叫它“感知中国”,它就是物联网。物联网通过射频识别装置、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
9、能化识别、定位、跟踪。如何应用信息技术在物联网建设中起着重要作用,在系统的应用中强调信息公共平台在物联网建设中的基础性作用。生活中的每一个物品都可以看成是一个物理模型，通过识别技术和无线通信技术使每一个物理模型都能找到与之相对应的信息虚拟模型，而人们利用手中的移动终端可以方便快捷的找到面前出现的物理模型所对应的信息模型并读取它的信息，从而使生活中的一切“尽在掌握”。关键词：物联网；信息技术；传感技术 AbstractInformation technology development to date, the changes of our times has it everywhere. Ap
10、plication of information technology innovation in the 21st century, information technology has been slowly changing and things together to create the next information age.Internet technology and applications in more than ten years of explosive development, but also a lifestyle change human productio
11、n of information technology began to act on human society, the United States called it Earth Wisdom Chinese call it Experience China, it is - things .Things through radio frequency identification devices, infrared sensors, global positioning systems, laser scanners and other information sensing devi
12、ce, according to the agreed protocol to anything connected to the Internet for information exchange and communication, in order to achieve intelligent identification, location tracking . How to apply information technology in the construction of things plays an important role in the application of s
13、tress in the system of public information platform for the construction of the things the basic role.The life of each item can be viewed as a physical model, by identifying technology and wireless communication technology so that each can find a physical model of the information corresponding to the
14、 virtual model, and people can use their mobile terminals convenient appear in front of the physical model to find the corresponding information model and read its information, so that everything in life under control.Keywords: The Internet of things; information technology; sensor technology第1章 前言信
15、息技术是渗透性、带动性最强的技术。随着信息技术的不断发展，信息技术之间、信息技术和其他技术之间的相互渗透日趋增加，单一的技术突破已难以适应产业发展的需要。信息科学有一个很大的基础科学库，它被不同的学科所使用，与其他学科交叉、融合，在21世纪有很多机会形成基础和技术上的创新。多学科交叉融合是学科自身高度发展的必然结果，是学术创新思想的体现，同时也给信息技术的研究提出了很多课题，产生了大量新的研究方向、新的技术、新的产业与创新性成果。新兴交叉学科代表着先进生产力的发展方向，充满着活力和机遇。根据近来信息产业发展的热点和动向，我国信息技术与信息产业发展的趋势将表现在物联网、下一代互联网、无线传感器网
16、络、云计算、无线网络技术的应用、低碳环保中信息技术的应用、新能源与新材料等几个方面应用是推动技术发展的原动力。在信息社会里，物联网是非常重要的数据传递方法，它把全球万物全部关联起来，每个物体有一个唯一的识别身份，如同地球上的每个动物有唯一的基因识别码一样。人类不断地通过技术创新来提高自身的生活质量，然而到目前为止，人类创新成果的应用基本上是以一种自私的心态在局部范围里改善人们眼前的生活质量，很少考虑 自然界其它事物的生存环境。这种行为导致人类目前面临非常严重的危机，环境危机、能源危机、气象危机、道德危机等等。伴随着各种灾难的来临，人们也开始反 思，为什么不能建设一个人与人、人与自然和谐共存的世
17、界，云计算就是在这种背景下出现的。人们需要一种方法来实现万物相连，通过信息处理技术建立信息对称的博弈空间，实现社会的公平正义，物联网概念的提出让各国科学家和社会学家们对未来的社会充满了无限的遐想。社会对信息技术应用的需求促进了信息技术的发展，而信息技术的发展又反过来促进了信息技术的广泛应用。物联网是新一代信息技术的重要组成部分。如今是个信息的化社会，我们研究信息技术与物联网的关系是很有时代意义的。第2章 信息技术与传感技术的基本概况信息技术发展至今，我们时代的变化已经让它无处不在。在信息技术不断创新应用的21世纪，信息技术已经慢慢变迁和物联网一起开创下一个信息时代，现在我们来了解及认识信息技术
18、与物联网是非常有意义的。2.1 传感技术的基本概况传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉 及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制（建）造、测试、应用及评价改进等活动。信息技术的发展传感技术越来越重要，传感器技术发展极为迅速，已经逐渐形成了一门新的学科。以传感器为核心逐渐外延，与测量学、微电子学、物理学、 光学、机械学、材料学、计算机科学等多门学科密切相关，多种技术相互渗透、相互结合而形成一种新技术密集型综合 性学科领域传感技术。传感技术的含义比传感器更为广泛，传感技术包括传感（检测）原理、传感器件设计制造和 开发应用等全部
19、工程技术领域，也被称为传感器工程学。21世纪，人类全面进入信息电子化的时代。敏感元件及传感器是信息系统的关键基础元器件。微电子和微机械加工等先进制造技术的使用，使传感器技术迅速发展。与传统的传感器相比，最新一代敏感元件及传感器的突出特征是数字化、智能化、阵列化、微小型化和微系统化。作为现代信息技术的三大核心技术之一的传感器技术，将是21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点。因此我们必须重视传感器技术的发展，使之尽快产业化。传感技术是连接物理世界和信息世界的桥梁。随着无线射频技术（RFID）和传感器技术的进步，提供了巨大的感知、理解和管理物理世界的能力。随着RFID应用规模的扩大，传感器技
20、术和普适计算的发展，迫切的需要新的RFID软件系统可以在分布式环境下，联合多种RFID设备、传感器设备形成一种传感网，实现异构环境下物理世界和信息世界的无缝桥接。RFID技术的发展和开放系统集成的需求必须使得所构建的RFID系统在桥接物理世界和信息世界上具有以下五种能力：第一、必须具有较高的数据获取和处理的性能：RFID系统的本质具有更大的识读范围、识读速度和海量数据处理能力，这就需要联合靠近数据源的多个计算资源能够联合处理和负载均衡，从而避免海量数据涌入系统造成性能降低。第二、必须具有较高的设备管理可扩展性：RFID系统运行环境是包含多种设备的一个动态的分布式设备环境。这就需要系统可以实现多
21、类型设备的即插即用、容错恢复，同时能有效的对设备进行虚拟分组，避免冲突发生。第三、必须具有较高的网络系统可伸缩性：在物流供应链应用中，网络所连接的RFID设备数量是非常巨大的，这就需要网络系统具有水平和垂直的高扩展能力，以用来处理巨大的网络通信，并且可以进行及时的数据存储和转发。第四、必须具有RFID资源的可发现性和可获得性。在RFID系统中用于产生数据、捕获数据和集成数据的各种硬件和软件构件被看作是一种RFID资源，这些资源应该可以在任何时间、任何地方被获得和利用，基于按需请求的拉，实时事件方式退的方式提供数据和资源。这就要求资源提供方和资源请求方在满足一定约束的前提下保证完成任务，因此必须
22、具有质量服务和服务级协议。第五、必须能够在多企业间共享RFID资源和RFID信息。在RFID应用中涉及到多个企业，多个业务过程和多种RFID资源，这就要求彼此之间可以动态的发现RFID资源进行信息交换，并且实现RFID原始标签数据到业务数据的关联和映射。2.2 信息技术的基本概况信息技术是研究信息的获取、传输和处理的技术，是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存贮、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术，是用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。 信息技术主要包括以下几方面技术 ：感测与识别技术；信息传递技术；信息处理与再生技术；信息应用技术。信息技术被称为“3C”技术，其主体内容包括传
23、感技术、通信技术和汁算机技术。传感技术又主要包括信息的识别、检测、提取、变换以及某些信息处理技术，它是人的感官功能的扩展和延仲；信息传递技术，它是人的信息传输系统(神经系统)功能的扩展和延长；信息处理技术主要包括信息的存贮、检索、处理、分析、产生 (决策或称指令信息)，以及控制等，它是人的信息处理器官、传感通信和计算机技术三者是相辅相成的。它们构成了信息技术的核心，又被称为“3C”技术，即信息收集、通信和计算机（Collection，Communication and Computer）技术。2.3 信息技术与传感技术的关系传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。获取信息靠
24、各类传感器，它们有各种物理量、化学量或生物量的传感器。传感技术的高低决定了传感系统获取自然信息的信息量和信息质量，是高品质传感技术系统的构造第一个关键。运用信息技术，把传感器感知到的信息进行信息的处理；信息处理包括信号的预处理、后置处理、特征提取与选择。这是两种协同作用的技术。生活中的每一个物品都可以看成是一个物理模型，通过识别技术和无线通信技术使每一个物理模型都能找到与之相对应的信息虚拟模型，而人们利用手中的移动终端可以方便快捷的找到面前出现的物理模型所对应的信息模型并读取它的信息，实现对物理世界与信息世界完美的结合，从而使生活中的一切“尽在掌握”。第3章 传感技术、信息技术与物联网的关系现
25、代信息技术的三大支柱是传感技术、通信技术和计算机技术，而在信息技术发高速发展和应用的21世纪的现代又催生了一个创新物联网。以下我们将讨论传感技术、信息技术与物联网的关系，这是我们分析的重点。3.1 物联网的现状物联网的概念首先由麻省理工学院（MIT）的自动识别实验室在1999年提出。国际电信联盟（ITU）从1997年开始每一年出版一本世界互联网发展年度报告，其中2005年度报告的题目是物联网（Internet Of Things，IOT）。在2005年突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，ITU发布的报告系统地介绍了意大利、日本、韩国与新加坡等国家的案例，并提出了“物联网时代”的构想。世
26、界上的万事万物，小到钥匙、手表、手机，大到汽车、楼房，只要嵌入一个微型的射频标签芯片或传感器芯片，通过互联网就能够实现物与物之间的信息交互，从而形成一个无所不在的“物联网”。世界上所有的人和物在任何时间、任何地点，都可以方便地实现人与人、人与物、物与物之间的信息交互。物联网概念的兴起，很大程度上得益于ITU的互联网发展年度报告，但是ITU的报告对物联网并没有给出一个清晰的定义。物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸
27、和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（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，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网（Theinternetofthings）被认为会给未来的信息产业带来一场翻天覆地的革命，而越来越多的受人们的关注，也开始被大量地引入到各个行业当中，在进行大量研究的同时也充分的被应用起来。但是，关于它的标准化定义至今并没有明确的提出。但是，大至可以认为物联网的专业称呼可以是侧重理论和技术内涵
28、的CPS(物理设备联网系统)，它指的是利用计算机技术监测和控制物理设备行为的嵌入式系统。物联网则是CPS的通俗称呼，侧重的是生活实际应用。物联网实际就是通过各种类型的信息采集装置，通过有线或无线的传输系统以及多层次的信息处理系统，实现对实体物品的跟踪，监控和管理等可操作性行为，使整个世界相互之间联系起来，简单的认为就是传统虚拟互联网的实体表现。根据目前对物联网的研究表明，无论如何定义物联网，有一个共同的特点，就是物物联网是各类技术的一个综合应用，体现出的一定程度上集约性，结合性。物联网网络图如图3.1。图3.1 物联网网络图经过了近几年的市场及大环境的培育，“物联网”在随着技术的创新、互联网的
29、发展、及信息产业快速发展， 已经形成一定的市场规模。从市场的角度来看 据Forrester Research指出，“物联网”有关技术、产品和应用全球市场价值将会从由2008年20亿美元增长到2012年115亿美元。应该说，“物联网”的发展前景非常乐观，市场潜力也很巨大，但是这些并非一朝一夕就能够实现，它需要政府、企业、行业协会、媒体乃至公众共同努力。同时，有专家预测，“物联网”将是继计算机互联网之后的又一次信息产业的浪潮，也有专家预测，未来十年内，“物联网”将会得到大幅度的应有，而且会带来上万亿规模的科技市场。物联网（Internet of Things）也叫传感网（Sensing Netwo
30、rk），拓扑结构由下至上共分三层：感知层、网络层以及应用层。感知层主要实现传感网信息采集和处理，主要有：二维码、RFID、Zigbee、Bluetooth、摄像头、GPS、传感器终端及传感器网络等；网络层主要实现传感网信息的承载和传输，包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等；应用层主要实现不同行业信息的表示和应用。作为“泛在（Ubiquitous）”思想衍生的产物，物联网可以被广泛地应用在国防军事、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、抗灾抢险等领域，是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。物联网体系架构图如图3.2。图3.2 物联网体系架构感知层:感知层包括传感器等数据采集设备，包括数据接入到网关之前传感器网络。对于目前关注和应用较多的RFID网络来说，张贴安装在设备上的RFID标签和用来识别 RFID 信息的扫描仪、
