物联网技及发展问题研究论文.docx
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1、物联网关键技术及发展研究报告绪论2第一章物联网技术概述311物联网的概念31.2物联网的特点3第二章物联网关键技术42.1 物联网关键技术概念42.2 无线传感网络技术42.2.1 无线传感网络概述4222无线传感器网络的特点52.2.3 无线传感器网络关键技术5第三章物联网关键技术的应用83.1 物联网关键技术在军事中的应用83.2 物联网关键技术在农业方面的应用83.3 物联网关键技术在无线通信方面的应用93.4 物联网关键技术在智慧医疗的应用9第四章物联网关键技术未来的发展10结论12参考文献13致谢错误!未定义书签。结论当今的世界是信息化的世界,计算机的体积越来越小但其核心处理功能却越
2、来越强,各种各样智能化的设备正在改变着人们的生活1。物联网作为现代信息化的一个产物,它是每一个物体和物体之间通过互联网进行智能连接而形成的一个完整的网络体系,是新一代信息技术的重要组成部分。接下来,本文将主要就物联网技术概述、物联网关键技术一一无线传感网络技术的应用以及未来的发展趋势等几个方面对物联网关键技术的发展进行详细的研究。第一章物联网技术概述1.1 物联网的概念从名字中就可以明白,物联网其实就是一种“物物相连的互联网”。物联网还是传感网的通称,就是指把无处不在的末端设备以及其他设施,运用各类无线或者有线,短距离或者长距离的通信网络来形成一种相互联通,应用集成的局面,以在内网(intra
3、net)、专网(extranet)或者因特网(Internet)环境下,采用合适的信息安全保障机制,提供可以控制安全有效的甚至是具有个性化的实时在线监测、定位追溯、远程控制、安全防范、预案管理等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。在这之后的几十年里随着信息技术的飞速发展,物联网技术也逐渐成熟并有了准确的定义为互联网和传统电信网等信息技术的载体,它能够让日常生活中独立的具有一定功能的实际物体实现互联互通的网络。1.2 物联网的特点由于物联网是通过各种感知设备和物联网连接物体与物体实现全自动、智能化采集、传输与处理信息,达到随时随地进行科学管理目的的一
4、种网络。所以,“网络化”“物联化“互联化”“自动化”“感知化”“智能化”是物联网的基本特征。第二章物联网关键技术2.1 物联网关键技术概念物联网有三种关键技术:传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术。这三种技术和物联网技术的关键,其中,传感器技术就是将模拟信号变为数字信号供计算机处理,RFID标签将无线射频技术和嵌入式技术结合起来实现对一些物品的管理和识别,嵌入式系统技术是一种复杂的技术,它将传感器、集成电路等多种技术综合起来对一些信息进行综合处理。接下来主要从无线传感网技术对物联网关键技术进行介绍。2.2 无线传感网络技术2.2.1 无线传感网络概述近年来,随着个人计算机、计算机网络的普及
5、,因特网对人们的生活、工作、学习方式的影响越来越巨大,并将继续在未来的各领域持续发挥其影响力。因特网改变了人与人之间交流、沟通的方式,而无线传感器网络将逻辑上的信息世界与真实物理世界融合在一起,改变了人与自然交互的方式。无线传感器网络是无线Ad-Hoc网络的一个重要研究分支,是随着传感器、嵌入式、网络通信和分布式计算技术的迅速发展而出现的一种新的信息获取和处理模式。它是由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成网络,借助于节点中内置的形式多样的传感器测量所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移
6、动物体的大小、速度和方向等众多我们感兴趣的物质现象,实现对所在环境的监测。2.2.2 无线传感器网络的特点无线传感器网络最先运用在军事方面,后来在慢慢的发展过程中在民用领域生根发芽。因此,由无线传感器网络的概念、所应用的领域和无线传感网络在进行过程中包含的一系列技术就导致了无线传感网络拥有下面几个特点:。1 .能量受限性无线传感器网络通常的运行环境决定了无线传感器网络节点一般具有电池不可更换、能量有限的特征,当前的无线网络一般侧重于满足用户的QOS要求、节省带宽资源和网络质量的方面,对于无线网络能量方面的需求考虑的很少。2 .可扩展性在通常的情况下,无线传感网络有非常多的节点,一般高达上千个,
7、甚至在一些比较特殊的应用上,网络节点的个数能有上百万个,所以这就要求无线网络必须能够高效率的对新增的节点进行融合,使它们参与到全局应用中。无线传感器网络的可扩展性能力加强了处理能力,延长了网络生存时间。3 .实时性我们都知道无线传感网络相当于是一个反应系统,在航空航天、国防军事、医疗等有很强实时要求的领域有很广泛的应用,这就需要无线传感网络把实时采集的相关数据不断传输给监测的系统,并且能通过执行器对环境变化做出快速的反应。2.2.3 无线传感器网络关键技术因为传感器技术、无线技术以及计算机技术不断发展和推进,无线传感器网络也在以很快的速度发展壮大,成为当前信息领域的一个重要研究热点,以及涉及诸
8、多学科交叉的研究领域。应用是传感器网络的重要目标,用来构建一个非常巨大的系统工程,设计的研究工作和需要解决的问题在每一个层面上都非常多。无线传感网络中的功率控制问题是指分布式系统中的节点在无线通信过程中选择最强恰当的功率级发送分组,这样就可以做到对网络应用的相关性能进行更好的优化。由于节点发射功率级的选择对于网络多方面的性能均会产生影响,因此网络中的节点采用多大的功率级发送分组是一个非常复杂的问题。因为传感器节点本身的计算能力,通信能力、储存能力的有限制,而导致节点所能携带的能力也十分有限,每个节点只能获取局部网络的拓扑结构信息。传感器网络协议要解决的问题是使每一个独立的节点都形成一个多跳的数
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