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物联网技术与应用研究

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资料介绍

在解析物联网两层基本涵义的基础上,提出了包括底层网络分布、汇聚网关接入、互联网络融合、终端用户应用四部分的物联网系统架构；设计了由网络通信协议、网络控制平台、应用终端平台组成的面向物联网的网络协议体系,并从硬件和软件两个层面讨论了实现物联网的关键技术；在分析当前物联网标准、技术、安全以及应用方面存在问题的基础上提出了未来物联网发展的六个重要理念.

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vd．40 No．5

第5期

子

学

M“2012

2012年5月

^CrAⅡ野m的ⅫCA SINICA

物网技与用研究

志

，王君

(吉林大学通信工程学院，吉林春130012)

摘要：在解析物网两基本涵的基上，提出了包括底

网

分布、聚网关接人、互

网

融合、

端平台成的面向物网的网

网准、技、安全以及用方面

端

用

用四部分的物网系架构；

了由网通信

、网控制平台、用

体系，并从硬件和件两个

存在的基上提出了未来物

面

网

了

物

网的关

技

；在分析当前物

展的六个重要理念．

体系；展理念

关

：

物

网；系架构；

中

分

号：TN92 文献

：

文章号：0372-2112(2012)05．1023-07

DOh

子学 URL_．http：／／wWw．咏Ⅷ1a1．ors．cn

10．3960／j．issn．0372-2112．2012．05．026

loT

and

Application

Technology

Yi— j,m

QlAN zhi-hong，WANG

(撕

嘶魄。砌Ur m,y，‰咖．脚130012，‰)

two

of IoT is

loT

Ab劬甚c【：Based∞nlymg

basic∞∞e声，architecum

pfI疆，0sed，which includ既undeday苜network

nE architectm℃，a

d曲fibution，convergence gateway∞∞豁．im凹-connectaJ n既wo&iI硇0eF甜伽and tej【II划us applicadon．In

terminal

smlctum of loT is

cofIsi啦of t'WOl'k

and

given，which

p'cXocoi layers，network o呷

application

plat-

fu-

tevlmologies

based Oil

discussed咖鼬g№和software．Six

^platford^mevelopment

硼加c0I

for IoT have beell

，and key

IoT have been

of loT in

and

presenlcd

sunxnamiIlg the 啦pngolems

sumdards，把曲Ⅸ惝，∞clⅡity

application．

words．_

Key

IoT；咖l slmcun；developnem co p{ion

方面，包括加州大学伯克利分校、麻省理工学院、奥本大

thill蓼(IoT)；architecture

引言

学、IBM、Crossbow Technology公司等众多美国高校以及

物

网(Intemet

ofThings，loT)作一种新

网

技

信

告

知名企

鼓励物网技

三大域-81；2009年8月日本政府将2004年就推出

物

网技提出了相关解决方案，美国政府

和

模式【l，2J，在界受到广泛关注．从国

展的政策主要体在能源、和医

盟(mJ)在信息社会世界峰会上布的《互

2005：物网》中可以

网

出物网所体的两基本

的“U．Japan” 划升

智能的物网服体系；与此同

大利、新加坡等国家也在加部署物网科技与

略，逐步推下一代泛在网施的建

国内方面，中国科学院上海微系与信息技研究所、

北京大学、南京大学、复旦大学、吉林大学、江

南大学以及无市国家感网信息中心等科研院所及

高校网体系架构及硬件开行了相关的研

究．目前，我国的物网技

“i— Japan” 略，致力于构建一个

涵

：(1)目前的三大网。包括互网(Intemet)、

信

，

国、法国、德国、澳

网、广播

网是物

网

和

展的基，物网是

在三网基上的延伸和展；(2)用

人之的信息交互与通信展到了人与物、物与物、物

与人之的沟通接，因此，物网技使物体

得更加智能化．从目前的展形看，最有可能率先

用

端从人与

展

基

．

能

得智能接功能的物体包括家居

、

网

、物流

与自

物

、医以及，并基于此

人

及

仍

于概念和探

模式尚未形

然

境的系融合L3’7]．

索

段，物网的整个技构架和

随着物网技的拓展和新，国内外界人士都

展物新的技新点和点．国

成[9]．

将

网

增

本文在系研究和研的基上，从技

面

明

收稿日期：∞11．11-06；修回日期：2012-01．16

基金目：国家自然科学基金(No．61071073)；教育部高等学校博士学科点

科研基金(№．20090061110043)

万方数据

1024

子

学

2012矩

了物网所

具

的系架构、网

体系、关

技

101’

在物网中要完成可靠定的数据交就必

守若干事先定好的准．明确定了所交的数据

格式以及事件序的若干准网网

．因此，物网网通信、物网网控制平台、

端平台构成了物网体系构【

体系

，

了物网所面

的

，提出了未来物网

遵

展的全新理念．

loT的系架构

称

物

本文所提出的物网系架构如 1所示，包括底

分布、聚网关接入、互融合以及端用

网

物

网

用

’

，如

用四个部分[10,11]．

2所示．

匪 ^口圃^互圃臣亟圃

用服

用

罔

控制

址及路由

异构网

服

自

安

全

信

息

量

同

管

理

暇

接口 I

网

通信

网

控制平台

2物网体系

构

圈l物网系架构

3．1网通信

在

1中，大量的底

理空当中，根据各自特点通

布．底

wsNs(Wireless

采集物物交信息并

网

系

性的分布于物

方式构成网

物

网是三网融合基上的延伸和展，而三网

三网的完全m化，基于口的化网

相

分

融合的关

是

网

通

IWID(Radio Frequency Identification)、

是三网融合的合点拉卜．因此于物网来

以m ，采用似于互网代P／口

，

Sensor

Networks)、无局域网等网

技

基

的分

到智能聚网关，通智能

网

通信

可以

上

的各种用提供服 (ev．

下的各种异构

聚网关接入到网融合体系，最后利用包括广播

网、互网、信网等网途径使信息到达端用

over

erythmg

IP)，同

允口

网

可以在化网上运行(IP over

everything)．

用系．与此同

，

端用可以通

主

行影响

出了物网分

网

通信

族示意．

底

网

面向不同用，从而

人与物、物与物、物

与人之的物信息交互【12．D3．

＼／

底

网分布包括WSNs、RFID系、无局域网

等异构网【1407|，通异构网的信息交互

外部物理境的感知、允物品属性

以及信息的采集和捕．从网功能上看，底

物体

＼l／

＼

接口 RFlD网接n wsN同接几

3物网通信族示意

系

行

陷／

／

／i

P＼

＼

网

其他网接口

都

具有信息采集和路由的双重功能，同

需互相作完成特定的任

采集的信息平接入到

当中，接入技包括同、双、光等有

底

异

构网

．

聚网关接

(1)网接El ：物网的网接口

息的采集和捕，并信息行有效的融合和

采用的主要有无波、光波、

(2)网：物网的网主要

．物网中各种异构网

行非常复的硬件地址

完成信

，所

入主要完成将底

网

介

外等．

接入方式以及Zi异Bee、牙、WiMAX、Wi．Fi、4G、星通

信等无接入方式．智能聚网关通常具有大的存

址和路

互相通

工作

由的

和

能

、

理和通信能力，其关

是

向下与底

网

信就必

，

合，向上平与融合网接入．化网

系

包括广播

于异构网中的各个点来几乎是不可能完成的．

网、互网以及信网的融合网，主要完成信息

距离端用用系主要完成

用功能．

但

一的口地址就可以解决

的需求，需要在底

的复

网

；

未

的

．

于

来

来物

网

中建立一种基于

点之

信息相关服

的

和

IP的新路由方式来

化网主机与物

网

万方数据

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