物聯網研究精選(九篇)

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第1篇：物聯網研究范文

物聯網應用在高校的學科教育中，將物聯網智能技術與創新教育緊密聯系起來，實現物聯網與學科教學內容多方面整合，提升高校學生在物聯網技術領域應用和實踐能力，推進各學科專業的教學內容和教學方法的改革創新，促進高校物聯網相關技術的研究和成果轉化，通過對物聯網信息平臺獲取的大量數據信息進行分析和挖掘，制定出切實可行的方案，促進高校產學研合作。

關鍵字：

物聯網；創新教育；應用研究

高校如何培養杰出的創新人才？中國的教育事業發展，需要一系列的技術革新和教育體制改革，如何提高高校教育教學水平，是作為高校的一名教育工作者值得深思的問題。盡管不同教育階段對學生創新要求有所不同，但對創新意識思維、創新能力的培養是創新教育在不同教育階段的共同目標，需要改變過去那種傳統的人才培養模式。學生根據自己在課堂學到的知識，去創造新的知識，發明新的實用產品。2009年溫總理在無錫做了關于“感知中國”的重要講話后，我國物聯網技術迅猛發展，各領域展開深入研究和廣泛應用，同時物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一，寫入“政府工作報告”。物聯網技術在各行業取得的巨大應用成果已經直觀地展示在我們面前，善于捕捉現代科學技術是時代賦予我們的專業使命，因此物聯網技術與課堂教學完美整合，將會賦予教育更充實的內涵和無限的創造力。對物聯網技術在創新教育中的應用進行研究總結，希望能應用物聯網技術對教學模式、教學方法提出更寬闊的研究思路。

一物聯網在創新教育中的應用現狀

我國在“感知中國”的中心無錫市已經形成了自己獨特的物聯網創新教育示范園區。在上海國際科創中心興起之際，由上海師范大學教育技術系、華東師范大學、上海STEM云中心、比特實驗室聯合舉辦的第一屆中美物聯網+STEM創新教育研討會于2015年6月10日在上海師范大學舉行。STEM（Science，Technology，Engineering，Math）作為一種教育理想的中國際遇，探索了STEM教育在提升學生設計能力、合作能力、問題解決能力和實踐創新能力方面的作用和方法，創建了讓全體學生享有創新能力培養的機會，展示了STEM在創新教育中的定位，讓在座的老師們了解到最前沿的國際教育發展理念和作為教師應該持有的態度。物聯網之父凱文．艾希頓的著作《物聯網之父創新與思考的9種態度》最近在臺出版，PanX針對臺灣的創新教育挑戰、科學與經濟發展間的關系，以及對臺灣物聯網產業的建議，凱文．艾希頓提出他的看法，他認為若要讓教育有可能持續鼓勵創新,要進行長期的努力跟累積。物聯網在創新教育方面的研究還是在表層，因此投入精力在這方面研究是很有必要的。

二物聯網的工作原理及應用

綜合國內外學者對物聯網的定義，概括出物聯網的本質是實現了物與物、物與人之間的信息交換，物聯網是在互聯網之上的更高級科技產物，結合網絡技術、傳感器技術、中間件技術，通過移動智能終端實現智能化識別、管理和控制。物聯網具有三大特征，即全面感知能力、可靠傳遞能力和智能處理能力，業界大致認為物聯網可分為三個層次，分別對應感知層、網絡層和應用層。底層是用來感知信息數據的感知層，就是利用RFID、無線傳感網絡GPS等各種傳感設備感知各種物體的信息，搜集和獲取數據。中間層是網絡層傳輸層，包含各種通信網絡，通過相關技術將信息快速傳遞。接近用戶的一層是應用處理層，具有智能處理能力，利用云計算等智能技術，對海量數據的分析和處理，實現智能判斷、處理和執行，應用到智能家居、智能交通、智能校園等各個領域。將物聯網技術運用到高校教與學的過程中，必定帶來教育的新改革。

三物聯網環境下的創新教育

創新教育是以培養人的創新精神、創新能力、創新人格為目標的可持續發展的價值教育。使學生具有一定的基本技能，成為一個獨立的個體，并善于在學習生活中重新構建，發掘和認識新知識、新方法、新思維，提高創新能力，為我國成為創新型國家奠定人才基礎，從而促進我國科技競爭力、經濟競爭力和綜合國力的全面提升。創新教育的目標就是培養創新意識、創新思維、創新能力、創新情感和創新人格。要加大物聯網創新教育教學環境的建設，讓學生感知校園、感知課堂、感知教育，使用物聯網技術創新課程,學生在學習過程中，把理論與實踐聯系起來，充分動手動腦，開闊思維，從而提高學生的學習效果，改變了學生的學習方法，促進了學生主體作用的發揮，增強了科技的作用，使傳感電子成為學生認知的工具，學生在學習過程中不斷認識新事物，有利于培養學生的思維能力，并開發其非智力因素。物聯網走進校園，其教學環境需要穩定安全的物聯網絡，先進的實驗室，學習資源庫，完善師資隊伍，需要教師要有創新的思維能力，又擁有豐富雄厚的工程科學基礎知識和較強的科研實力，能在課堂教學中運用獨特的創造性方法和技能，有效地提升學生創造力發展。

四物聯網在創新教育中的應用案例

為了讓學生充分參與到教與學活動中，讓學生充分把學到的知識自由應用到實踐中，同時給與學生研究的獨立性和自主性，提出利用物聯網技術設計超聲波測距儀，真正理解掌握超聲波的特性與原理。應用案例展示——超聲波測距儀。

1.超聲波測距儀的設計原理分析。超聲波是聽不見的聲波，方向性極強，能量消耗慢，傳播距離遠，可用超聲波來測量距離。需要制作一個超聲波傳感器，超聲波測距儀的原理就是利用超聲波收發模塊發射一定頻率的超聲波，本裝置設計安裝了激光燈，這樣就能很好地分辨被測物體，超聲波在空氣中傳播，到達被測物體或障礙物后反射回來，由超聲波收發器模塊接收脈沖，其所經歷的時間是往返時間，這個時間與超聲波傳播的路程遠近有關，s=tv測試傳輸時間可以測得距離。

2.認識模塊和搭建電路。設計用到的模塊有超聲波收發模塊和功能控制模塊、語音播放的模塊、開關模塊和電池盒。主要模塊功能：超聲波收發模塊既可以發射超聲波，也可以接收超聲波，語音播放的模塊對收發的信息進行播報，開關模塊和電池盒用于能量的提供。

3.學習與探索。在實驗中學習超聲波傳感器，通過外形設計的過程，其創新思維能力得以開發，獲得作品創作靈感，充分發揮學生們的求知欲，創造力，思考力，培養學生對科學知識的興趣和探索精神，并思索以下問題：（1）超聲波對人體有害么？（2）超聲波測距儀還可以應用在哪些方面？

4.創新之處。本儀器通過發射超聲波來進行非接觸式距離測量精度為1cm,量程為0.4m—5.0m。可用于測量房屋尺寸，人體身高等。可以較好地替代傳統卷尺，在建筑測量時，簡化了單人測量時諸多不便。創新之處是在超聲波發射頭上安裝了用于定位的激光燈，因為超聲波是“看不見的光”，這樣可以讓用戶很容易地獲知所測目標的位置。

五物聯網在高校中的應用前景

1.優化學習環境。學生在教室中布置傳感器優化其學習環境，如噪音、光線強度、溫度等，為學生提供一個舒適的學習環境。

2.豐富教學資源。所有內容互動，改變固有的學習模式，能利用傳感設備獲取大量物體的數據用于當前的學習。

3.豐富教學手段。將大量的理論通過實驗教學，并進行數字化處理，培養學生對科學知識的興趣，提高學生的探索精神。

4.培養學生的動手能力和創新思維能力。

5.便于教學管理。例如將物聯網應用于學校考勤管理、圖書管理、實驗室管理和學生的安全管理，從傳統的人工管理轉化為系統化、自動化管理。

六結語

由于科研環境的影響、科研項目實踐性不足和資金的缺乏，使得物聯網創新教育受到了很大的約束，需要政府的大力支持，企業、及科研院所進行積極的合作，通過產、學、研進行的優勢整合，還需要科技的支持。高校應盡最大努力為師生提供最優的智能化交互教研環境，能利用物聯網實時的進行教學測評，注重學生的智能培養，要培養學生的自學能力、研究能力，為更多的學生提供實踐技能操作機會，高校培養人才從社會需求出發，滿足經濟發展和社會競爭的需要。

作者：趙蘭枝 單位：內蒙古河套學院理學系

參考文獻

[1]　吳功宜.智慧的物聯網[M].北京：機械工業出版社，2010.

[2]　潘小莉.物聯網在教育中的應用[J].觀察,2011,(08):14-16.

第2篇：物聯網研究范文

【關鍵詞】物聯網；電子商務智能物流；綜合性平臺；射頻識別（RFID）；紅外感應器；全球定位系統

本論文是參加云計算物聯網應用服務項目的階段總結，該論文介紹了物聯網、物聯網中智能物流服務平臺及電子商務服務平臺，通過參加項目更好的運用到實際工作和教學過程中，順利地達到預定目標。

1.背景簡述

物聯網現已成為當前世界新一輪經濟和科技發展的戰略制高點之一，發展物聯網對于促進經濟發展和社會進步具有重要的現實意義。目前，我國物聯網發展與全球同處于起步階段，初步具備了一定的技術、產業和應用基礎，呈現出良好的發展態勢。

2.市場分析

2.1 中國物聯網產業發展現狀

2011中國國際物聯網大會委托新華社《2010～2011年中國物聯網發展年度報告》，預計2011年中國物聯網產業市場規模將達到2300億元，安防、交通和醫療3大領域有望在物聯網發展中率先受益，成為物聯網產業市場容量大、增長最為顯著的領域。新華社副社長周錫生在該報告時認為，未來5年，全球物聯網產業市場將呈現快速增長態勢，2015年將接近3500億美元，年均增長率接近25%。保守預計，到2015年，中國物聯網產業將實現5000多億元的規模，年均增長率達11%左右。

2.2 中國物聯網產業發展趨勢分析

（1）應用引領產業發展

中國物聯網產業的發展是以應用為先導，存在著從公共管理和服務市場、到企業、行業應用市場、再到個人家庭市場逐步發展成熟的細分市場遞進趨勢。目前，物聯網產業在中國還是處于前期的概念導入期和產業鏈逐步形成階段，沒有成熟的技術標準和完善的技術體系，整體產業處于醞釀階段。此前，RFID市場一直期望在物流、零售等領域取得突破，但是由于涉及的產業鏈過長，產業組織過于復雜，交易成本過高，產業規模有限成本難于降低等問題，使得整體市場成長較為緩慢。

物聯網概念提出以后，面向具有迫切需求的公共管理和服務領域，以政府應用示范項目帶動物聯網市場的啟動將是必要之舉。進而隨著公共管理和服務市場應用解決方案的不斷成熟、企業集聚、技術的不斷整合和提升，逐步形成比較完整的物聯網產業鏈，從而將可以帶動各行業、大型企業的應用市場。待各個行業的應用逐漸成熟后，帶動各項服務的完善、流程的改進，個人應用市場才會隨之發展起來。

（2）標準體系逐漸成熟

物聯網標準體系是一個漸進發展成熟的過程。物聯網概念涵蓋眾多技術、眾多行業、眾多領域，試圖制定一套普適性的統一標準幾乎是不可能的。物聯網產業的標準將是一個涵蓋面很廣的標準體系，將隨著市場的逐漸發展而發展和成熟。

（3）綜合性平臺即將出現

隨著行業應用的逐漸成熟，新的通用性強的物聯網技術平臺將出現。物聯網的創新是應用集成性的創新，一個單獨的企業是無法完全獨立完成一個完整的解決方案的。一個技術成熟、服務完善、產品類型眾多、應用界面友好的應用，將是由設備提供商、技術方案商、運營商、服務商協同合作的結果。隨著產業的成熟，支持不同設備接口、不同互聯協議，可集成多種服務的共性技術平臺將是物聯網產業發展成熟的結果。

物聯網時代，移動設備、嵌入式設備、互聯網服務平臺將成為主流。隨著行業應用的逐漸成熟，將會有大的公共平臺、共性技術平臺出現。無論終端生產商、網絡運營商、軟件制造商、系統集成商、應用服務商，都需要在新的一輪競爭中尋找各自的重新定位。

（4）有效商業模式逐步形成

針對物聯網領域的商業模式創新將是把技術與人的行為模式充分結合的結果。物聯網將機器、人、社會的行動都互聯在一起。新的商業模式出現將是把物聯網相關技術與人的行為模式充分結合的結果。

物聯網的應用也從小環境開始面向大環境，原有的商業模式需要更新升級來適應規模化、快速化、跨領域化的應用。而更關鍵的是要真正建立一個多方共贏的商業模式，這才是推動物聯網能夠長遠有效發展的核心動力。要實現多方共贏，就必須讓物聯網真正成為一種商業的驅動力，而不是一種行政的強制力。讓產業鏈所有參與物聯網建設的各個環節都能從中獲益，獲取相應的商業回報，才能夠使物聯網得以持續快速地發展。

3.物聯網技術

物聯網技術是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術叫做物聯網技術。我國也把物聯網稱之為“傳感網”。

物聯網系統平臺架構技術是一種面向物聯網系統設計理念和架構技術，它將各類物聯網對象之間的交互抽象到一個統一的層面，注重獨立實現各個物聯網聯網對象的系統功能，通過簡單、統一的接口進行信息交互和溝通，利用物聯網聯網對象之間的松耦合特點，保證物聯網網絡的開放性和規模可擴展性。

云計算物聯網應用服務項目包括：智能物流服務平臺、企業誠信體系服務平臺、企業內訓服務平臺、云計算呼叫服務中心、電子商務服務平臺、物聯網行業服務中心、中小企業信息化服務平臺、節能減排和安全生產服務平臺、消費信息綜合服務平臺、網絡安全服務平臺、技術創新服務平臺

下面就物聯網服務項目新建研發的上述應用領域中的智能物流服務物聯網及電子商務物聯網進行簡單闡述。

4.基于物聯網的智能物流服務平臺

4.1 智能物流服務平臺概述

目前，國內制造企業物流信息化水平普遍不高，大都采用“人工+條形碼”的方式，該方式效率低、人力成本高，已越來越不適應現代制造行業提升核心競爭力的需求。智能物流服務平臺針對這一問題，研究基于RFID的物流跟蹤管理核心技術，設計并開發一個面向制造業的基于RFID的物流跟蹤管理系統，該系統充分利用RFID自動識別技術、JIT及MES的先進管理理念與基本方法，通過車間生產物流信息的實時反饋進行物流數據分析和監控，加強車間物流控制，實現生產節拍、物流、信息流的同步，以改進企業生產效率、降低企業物流管理成本，提升企業綜合競爭力。

4.2 智能物流服務平臺建設內容

（1）基于企業業務管理層、生產車間管理層和現場數據管理層的三層體系架構的設計與實現。

（2）基于移動（Mobile Agent）的數據訪問統一接口的設計與實現。

（3）RFID中間件（RFID Middleware）的統一設計與實現，從而實現對底層設備的精確控制，實時采集原始數據，對數據進行過濾，并在其中封裝典型的應用邏輯，使物流管理系統接口簡單透明，從而達到整個系統的協調、可靠。

（4）基于模糊控制理論的RFID功率自調節控制算法的設計與實現。

（5）各功能子模塊（包括登錄模塊、生產計劃管理模塊、裝箱模塊、出入庫監控模塊、跟蹤查詢模塊等）的設計與實現。

5.電子商務服務平臺

5.1 電子商務服務平臺概述

隨著商品經濟的發展，從上世紀90年代開始，刷卡、轉賬消費逐漸成為國人支付的重要方式。到90年代末，電腦、網絡走進了千家萬戶，以淘寶、易趣為代表的電子商務茁壯成長，支付寶等虛擬貨幣支付方式走上了歷史的舞臺。

電子商務服務平臺將物聯網技術與移動通信技術、互聯網完善地結合，嵌入電子商務庫存、物流、支付、產品質量管理等整體流程，在提升移動電子商務的整體水平的同時，可以隨時隨地利用RFID射頻芯片手機、PDA及掌上電腦等無線終端自如開展衣食住行、購物娛樂和商務談判。

5.2 電子商務服務平臺建設內容

（1）應用物聯網技術通過對庫存物品信息的實時感知，形成自動化庫存，達到整個網上零售營銷體系實現共享的目的。

（2）實現多樣化的手機支付業務，網上零售商可加強與電信運營商之間的合作，探索比較合理的新商業模式，借助電信運營商分布極廣的充值渠道，增加支付操作的便捷性，降低用戶的使用門檻。

（3）應用物聯網和GPS技術結合的方式，將配送包裹模塊化，實現消費者、網上零售商戶和物流公司三方實時獲悉貨物的路線，利用無線視頻系統，看到貨物運輸車輛的現場狀態。

（4）建立產品溯源系統。通過物聯技術實現產品唯一的識別標志，使用戶有效地辨別商品，清楚地了解商品的具體來源，降低用戶被騙的風險，提高用戶消費的積極性。

6.階段性結論

第3篇：物聯網研究范文

關鍵詞：公共安全；物聯網 ；移動互聯網；數字單兵；位置服務

中圖分類號：TN99 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）10-0070-03

0 引 言

物聯網技術的日新月異，成為推動我國經濟社會快速發展的重要引擎。發展面向公共安全的物聯網，對于公安機關提高打擊與預防犯罪，提高服務社會的能力具有重要的作用。公安物聯網以公安機關關心的“人、車、物、事件”等為感知對象，通過各類傳感器設備和公安信息化的信息、網絡資源，對相關信息進行全天候的自動采集、跨地域的全面共享，以及數據的融合、挖掘和處理，來實現自動化的識別、定位、跟蹤、監控和管理[1]。

公安部門的工作具有突發性、移動性、緊迫性等特點，廣大民警在外出執法及偵破案件、抓捕逃犯、核查車輛及打擊和預防犯罪時，利用移動警務設備實時采集、核實及綜合處理嫌疑人身份證件、人臉圖像、指紋、位置等信息，及時地訪問公安部門內部的警務信息來輔助破案和執行公務，極大地提高公安干警的高科技辦案水準和效率。因此，公安物聯網移動應用對于實現在任何時間、任何地點發生的任何公共安全事件進行有效感知，進而進行決策處理具有突出的作用，已成為公安工作的核心應用方向之一。

近年來，飛速發展的移動互聯網對公安物聯網移動應用產生巨大的牽引與推動作用。根據百度公司2013年一季度的研究數據，移動互聯網人均上網時間已超過個人電腦上網時間，這種趨勢還在逐漸擴大。移動互聯網應用主要集中在社交、瀏覽、搜索、影音、地圖、網購支付等方面[2]。公安物聯網移動應用是移動互聯網在公共安全行業的具體應用，移動互聯網的快速發展將催生大量的共性技術及應用模式，移植推廣到公安移動物聯網中加以運用。由于移動警務應用涉及行業敏感數據，必須與移動國際互聯網進行安全隔離，保證移動警務應用系統及數據安全。

公安數字化單兵系統（PDD）是公安物聯網移動應用的典型系統，其發展需要積聚與整合大量新興信息產業關鍵技術。該系統的發展對于實現傳統單警裝備向數字化時代轉型應用，提高廣大一線干警的執法效率與水平，提升服務社會的能力具有重要的作用。

1 公安物聯網移動應用業務體系

公共安全涵蓋面非常之廣，涉及交通、治安、戶籍、刑事偵查、出入境管理、預防打擊經濟犯罪、網絡安全監控、查緝、監獄管理等等，各個警種之間移動業務既有相同之處，更多的是自己的特色。公共物聯網移動應用模型既要體現共性，又要呈現各警種個性。

廣義上的公安物聯網移動應用應包括運用各種無線通信網絡為公安機關提供數據采集、處理、傳輸及業務應用，包括應用電信運營商的移動通信設施、公安數字集群的數據業務應用、應用衛星通信以及應急通信設施進行視頻采集傳輸等等。目前，公安機關常用的移動應用主要基于電信運營商的GSM/GPRS/ TD-SCDMA/WCDMA移動通信設施，應用安全邊界接入控制技術，接入公安專網實現，也可稱為狹義上的公安物聯網移動應用，在公安機關內部一般稱之為移動警務，即警用移動通信終端+移動通信網絡+公安安全邊界接入控制+公安信息網。移動警務業務體系主要包括：話音通信；移動電子警務，包括瀏覽、查詢、搜索等；現場執法，包括現場取證，如錄音、攝像、照相、采集識別各類證件，現場打印罰單，移動罰單支付；移動定位、地圖及導航服務；移動視頻采集與實時傳輸；移動指揮調度、移動任務分配、任務控制等。公安物聯網移動應用業務體系模型如圖1所示。

2 公安物聯網移動應用總體架構

根據物聯網的總體架構，公安物聯網移動應用總體架構也分為四個層次，分別是傳感層、通信網絡層、數據層以及應用服務層，如圖2所示。

公安物聯網主要感知對象為人、車、物、事件。感知的傳感器主要有聲音、圖像、視頻、RFID、指紋、位置、震動、速度等，隨著傳感器處理能力的不斷增強，基于異構融合智能傳感大大提升了數據采集與信息融合能力。

通信網絡層基于的通信網絡主要包括基于電信運營商的GSM/GPRS/ TD-SCDMA/WCDMA移動通信設施、公安機關的集群通信數據業務、衛星通信、340M應急無線寬帶通信、無線寬帶組網設施等，同時逐步實現多種異構通信網絡的融合通信能力。

數據層主要基于公安專網實現，利用公安信息數據庫、視頻數據、地理信息數據、社會共享數據、警情數據等，同時實現用戶管理、任務管理及資源管理等功能。

服務層主要實現公安物聯網移動業務，主要包括位置應用服務、移動執法、集群數據及音視頻服務、扁平化指揮、警情推送等。

3 公安物聯網移動應用關鍵技術

移動互聯網的快速發展極大地推動與牽引了公安物聯網移動應用，終端平臺、海量的移動應用程序以及成熟的商業應用模式，成為公安移動互聯網發展可借鑒參考的對象。基于位置的警務服務是公安移動應用關鍵方向之一，發展安全可信的警用終端是公安移動應用的特殊要求，實現多種異構寬帶通信融合是公安移動物聯網發展的方向。

3.1 基于位置服務的公安物聯網移動應用技術[3]

目前，在公安實戰中對移動人員和車輛定位追蹤是非常重要的業務需求。在人員精確管控方面，監管、消防、指揮等警務作業中都需要對人員位置的精確定位，尤其是在室內環境下的定位。在車輛定位跟蹤方面，需實現車輛的跨地域管理和服務，統一平臺在全國范圍內實現對盜搶車輛、走私車輛、套牌車輛、非法營運車輛、交通違章車輛等違法車輛的打擊，實現車輛運行狀態查控及軌跡回溯、重點防范區域的車輛準入管制、黑名單車輛偵查布控、區域通流實時獲取與交通預警、全樣本車輛信息自動采集與分析、全程交通違規章監管與數字化處罰管理等管理和服務。

公安機關現有的定位手段比較單一，對于多種定位技術融合使用的情況比較薄弱。而公安機關的應用，決定了需要整合室內外的多種定位技術，如衛星定位技術、基站定位技術、WiFi定位技術，RFID定位技術，開展LBS應用。通過整合多種無線定位技術，設計新型索引機制，探索高效不確定信息管理技術，以提供可靠、高效無縫的現代警務LBS服務，解決海量移動數據中存在的數據規模大、用戶多、更新頻繁、實時性要求高等難題，為公安LBS提供技術支撐。警用位置服務關鍵技術發展需求如下：

（1）警用位置服務業務需求分析技術。深入研究分析公安位置服務應用的現狀、不足及需求，細致分析該領域的技術發展趨勢，提出警用位置服務業務需求及趨勢。

（2）研究發展海量移動數據的組織技術。移動數據不同于文本數據和關系數據，需要研究有效的移動數據組織模型，進行可信的數據儲存表示，運用半結構化的XML數據來組織，分別表示地理數據、相關的位置變化及位置關聯等元數據，以一種有組織、易訪問的形式進行底層數據表示。

（3）研究新型索引技術。索引技術是影響LBS性能的關鍵技術，要研究針對移動對象數據的索引技術，尤其是針對不確定數據的索引技術。

（4）研究新型數據分析技術。要研究針對海量移動數據的分析方法，如聚類、數據挖掘等。從而為決策支持系統提供工具支持。

（5）研究無縫化的LBS服務技術。由于各種定位技術差異顯著，要研究針對多種定位技術的無縫化切換服務技術，使得場景切換對于用戶而言是透明的。

（6）面向LBS的警用移動數據管理支撐平臺的開發研制。目前的系統與平臺僅支持基于文本的數據儲存和簡單的文件讀取功能，如何對移動對象進行有效的數據服務管理，還是一個空白。要開發實現開放環境下的移動數據服務支撐平臺的關鍵技術，提供可靠的、可用的、可擴展的移動數據服務接口。

3.2 安全可信的警用終端技術[4]

安全可信是公安移動應用終端的基本要求，其需求主要包括終端操作系統的安全性，用戶數據和個人信息的安全性，語音信息的安全性，終端的應用軟件安全，終端的位置信息安全。

其中，終端安全技術需要以安全驗證系統為核心，配以安全存儲、安全傳輸、安全語音、抗攻擊、防騷擾、遠程防盜等為基本功能，身份認證、簽名認證、安全審計、備份/恢復為基礎，結合硬件TF智能卡加解密管理和物理保障等來設計的完整智能終端安全體系架構如圖3所示。

3.3 集群數字通信技術[6-9]

公安物聯網移動應用的另一種重要技術為集群通信技術，該技術擁有獨特的群呼、優先級等豐富的警用功能，是一種最具警察特色的通信手段，具有快速、便捷、可靠、靈活等特點，成為公安工作中不可替代的通信手段。與基于GSM/GPRS/TD-SCDMA/WCDMA警用移動通信技術不同的是，集群通信系統一般由公安部門組織建立，擁有系統的自主使用權。目前，我國警用數字集群系統已從模擬集群系統發展到數字集群系統，網絡結構上從相對獨立的系統向區域聯網發展，并已實現定位、指揮控制等多種數據應用業務。作為數字集群代表的TETRA系統已經在多個直轄市、省會級城市以及沿海發達城市建成使用。目前，我國在建TETRA系統主要供應商都為國外企業，受政治原因影響，這些企業不對中國開放加密接口，因此無法使用具有國密算法的加密設備。由于沒有加密，不能保證通信的安全性，雖然是公安無線專網，但因存在安全風險，仍不允許接入公安信息網進行數據通信。因此，基于數字集群的公安物聯網移動應用目前尚不廣泛。但是，實現數字集群與公安專網的互聯互通，是實現公安物聯網移動應用的一個努力目標。公安部門已于2008年開始嘗試發展具有自主知識產權的數字集群通信技術，期望能安全可信地實現公安信息專網與警用數字集群的互聯互通。

4 數字化單兵系統是公安物聯網移動應用典型系統

數字化單兵系統就是在公安現有單警裝備的基礎上，通過增配數字化設備或對現有裝備進行數字化改造，使單警裝備具有集采集、處理、傳輸、控制于一體的綜合能力，使外出執法辦案的干警通過多種無線通信手段，與警務中心及公安信息化平臺進行暢通無阻的雙向交流，提高警務作業效率，為服務社會、保障公共安全提供更為先進的技術手段。

公安數字化單警系統發展的總體思路是對警察的穿戴及裝備進行數字化設計改裝，使之具備較強的信息采集、處理、傳輸及控制等功能。發展具有中國特色的數字化單警系統必需結合中國實際，以公安服務實戰為宗旨，逐步改進發展，突破相關關鍵技術，實現單警裝備向數字化方向的更新換代。數字化單警技術由數字共性技術及相關警用專用技術組成。共性技術包括芯片技術、無線通信技術、移動操作系統、材料技術等。專用技術包括數字化單警系統一體化設計技術、數字單兵終端安全操作系統開發、移動環境下高效安全的自組織無線寬帶通信技術以及實現基于移動多傳感器的融合感知技術等。

5 結 語

公安物聯網移動應用目前尚處于初級階段，尚有較多關鍵技術需要突破，同時其應用模式也尚在不斷地探索創新。本文對公安物聯網移動應用發展進行了初步的研究，希望能推廣和推進公安物聯網移動應用工作，提高服務公安水平。

參 考 文 獻

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[2]百度移動·云事業部&百度商業分析部.百度移動互聯網發展趨勢報告2013Q1[R].北京，2013

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[4]董斌. 面向移動互聯網的業務網絡[M]，北京：人民郵電出版社，2012.

[5]工業和信息化部電信研究院. 移動互聯網白皮書（2013）[R]. 2013.2.

[6]譚晃，鄧哲，馬曉東. 新標準助力公安無線通信事業大發展[J]. 警察技術，2012（3）： 23-26.

[7]蔣慶生.陳研. PDT在公安無線通信“模轉數”中的作用[J] 警察技術，2010（6）：23-26.

第4篇：物聯網研究范文

關鍵詞：物聯網；安全；關鍵技術；發展趨勢；安全問題

物聯網（Internet of Things）字面上解釋就是一個物物相連的網絡，它是繼通信網之后的另一個萬億級市場。它的主要特征是通過射頻識別（RFID）裝置、二維碼識讀設備、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描儀等信息傳感設備，按約定的協議，將所有物品與互聯網相連接，進行通信和信息交換，以便對物品進行智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。

由于物聯網連接和處理的對象主要是機器或物品，而傳統的互聯網主要處理的對象是文本，這就導致物聯網信息安全要求比互聯網要高得多。此外，物聯網經常會涉及用戶的位置等個人隱私問題，從而物聯網對“隱私權”（Privacy）保護的要求也更高。因此，必須根據物聯網本身的特點設計相關的安全策略。

1.物聯網的層次結構模型

從技術架構上來劃分，物聯網可分為三層：感知層、網絡層和應用層。

感知層主要負責識別物體和采集信息，它主要由RFID裝置、網絡攝像頭、各類傳感器、激光掃描儀等信息傳感設備和傳感網組成。

網絡層主要負責傳遞和預處理由感知層獲取的信息，這些數據可以通過移動通信網、互聯網、企業內部網、各類專網、小型局域網等進行傳輸。所涉及的技術有傳感網數據的存儲、查詢、 分析、挖掘和理解等，以及基于感知數據決策的理論與技術。作為海量感知數據的存儲、分析平臺的云計算平臺，將會是物聯網網絡層的重要組成部分，也將是應用層中眾多應用的基礎。

應用層主要負責為物聯網和用戶之間提供接口，物聯網應用層利用經過分析處理的感知數據，為用戶提供豐富的特定服務。物聯網的應用可分為監控型（物流監控、環境監控）、查詢型（智能檢索、遠程抄表）、控制型（智慧校園、智能家居、智能交通）和掃描型（手機錢包、智能出行）等。

下文將結合每層安全特點對涉及的關鍵技術分別進行闡述。

2.物聯網感知層的安全及相關策略

2.1傳感器網絡的安全問題

物聯網在國際上又稱為傳感網，由此可見傳感器網絡在物聯網中舉足輕重的地位，傳感器能否成功識別物體并對其進行信息采集，決定了物聯網感知任務的成敗。

目前傳感器網絡安全策略主要包括安全網絡拓撲結構、安全定位、安全路由、入侵檢測和密鑰及加密技術等。

2.2 RFID相關的安全問題

RFID 主要負責對感知到的物體進行電子編碼。

通常采用 RFID 技術的網絡涉及的主要安全問題有：

? 標簽本身存在訪問方面的缺陷；

? 讀取RFID信息的通信鏈路存在安全隱患；

? 移動式的RFID讀寫器自身的安全隱患；

目前， 為解決RFID相關安全問題所采取的主要方法有物理方法、密鑰加密以及二者相結合的方法。

3.物聯網網絡層的安全及相關策略

從功能上來看，物聯網的網絡層可以分為接入層和核心層，因此物聯網的網絡層安全可以從以下兩個方面來考慮：

3.1接入層的安全問題

目前，物聯網的接入層所采用的無線接入技術有：移動互聯網、有線網、Wi-Fi、WiMAX 等。接入層的異構性使得其安全問題，有望通過對切換技術和位置管理技術的進一步研究而得以解決。

3.2核心層的安全問題

物聯網的網絡核心層是互聯網，其面臨的最大問題也是制約現行互聯網發展的瓶頸之一――網絡地址空間短缺。現在互聯網正在IPv6技術，它極大地擴展了互聯網的網絡地址空間，相信這個問題在不久的將來得以解決。

4.應用層的安全及相關策略

物聯網的應用層所涉及的主要技術有業務管理、中間件、數據挖掘等，業務控制、管理和認證機制、中間件以及隱私保護等安全問題一直是該層備受關注的焦點所在。

4.1業務控制、管理和認證機制方面的安全問題

由于物聯網設備可能是先部署后連接網絡，而物聯網節點又無人值守，所以如何對物聯網設備遠程簽約，如何對業務信息進行配置就成了難題。

4.2中間件的安全問題

目前， CORBA、DCOM、J2EE/EJB等是使用最多的幾種中間件系統，這幾種中間件也都或多或少存在可靠性、穩定性等安全方面的問題。現在Web Services正作為下一代分布式系統的核心技術在逐步推廣，Web Services同時也是一種中間件系統，它比現有的上述幾種中間件可靠性上有很大程度上的提高。

4.3隱私保護方面的安全問題

當前隱私保護策略主要有兩個發展方向：一是對等計算（P2P），通過直接交換共享計算機資源和服務；二是語義Web，通過規范定義和組織信息內容，使之具有語義信息，能被計算機理解。這兩種技術各有利弊，應根據實際情況靈活選用。

小結

近年來，隨著傳感器價格的下降，移動通信網絡、云計算和智能處理技術的發展，物聯網也迎來了快速發展期。由于物聯網對于實現全面信息化有著舉足輕重的作用，德國、美國、日本等一些全球發達經濟體相繼將物聯網列入國家重點戰略性產業。

如何在充分利用物聯網給我們工作生活帶來的便捷的同時兼顧安全，這在今后長期都將會是困擾物聯網發展的一個難題。我國在加強物聯網安全防范方面可以從如下三個方面入手：1.構建和完善我國信息安全的監管體系；2.完善物聯網中的業務認證機制；3.完善物聯網加密策略。

參考文獻：

[1]劉宴兵，胡文平.物聯網安全模型及其關鍵技術[J].數字通信，2010，37（4）：28-29.

第5篇：物聯網研究范文

物聯網（IOT，Internet of Things）是通過傳感器、射頻識別裝置、紅外感應器、激光掃描器、全球定位系統等信息傳感設備，將所有物體與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡，實現與任何物體之間的信息交換與通信，可以自動、實時地對物體進行智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。

在物聯網應用技術中，射頻識別（RFID，Radio Frequency Identification）研究較早，基本原理起源于二戰時期盟軍使用無線電數據技術識別敵我雙方的飛機和軍艦[1]，在20世紀六七十年代主要應用在動物跟蹤、車輛管理和軍用。1984年美國通用汽車公司在汽車生產線首次推出了RFID大規模商業應用，然而此后應用發展緩慢[2]。直到1999年產品電子代碼（EPC，Electronic Product Code）概念的提出，即通過RFID標簽進行物體與互聯網的信息傳遞可以將企業對RFID技術應用從企業內部的閉環應用過渡到供應鏈的開環應用上，實現了真正意義上的物聯網[2]。從此，基于EPC＼RFID的應用開始滲透到物流、電信、政務、交通、消費、航空、醫藥、衛生、國防等眾多行業領域中。

EPC＼RFID系統運作的神經中樞是Savant中間件，它位于RFID讀寫設備與上層企業應用程序之間，負責管理RFID設備，同時作為軟硬件集成的橋梁完成與上層應用的信息交互。因此，遵循EPC標準[3]實現高效的Savant中間件系統，解決當前RFID系統存在問題，對于RFID系統的應用推廣有著非常重要的意義。

二、RFID中間件的研究現狀

目前主流RFID中間件產品的廠商主要有Microsoft、IBM、BEA、Oracle、SAP、Sybase等知名軟件公司。國內主要的RFID中間件產品包括清華同方的ezRFID中間件、深圳立格的AIT LYNKO-ALE中間件、青島中科恒信的REVA-TAP中間件等。

除了軟件廠商外，一些國內外研究機構、組織在RFID中間件的研究上也得了不少成果，不僅有文獻論述RFID中間件平臺架構，有的還提供了平臺的開放接口，軟件和代碼都可以在網上下載，并且有維護機構對其進行持續改進[4]。國外的這一類RFID中間件包括WinRFID、Accada/Fosstrack、MARM、Hybrid Middleware、RF2ID、LIT Middleware、REFiLL等中間件。國內研究機構RFID中間件平臺有中科院自動化所的RFID公共服務體系基礎架構軟件、上海交通大學面向商業物流的數據管理和集成中間件平臺SRM、華南理工大學的應用集成中間件GDIX-RFID等。

需要說明的是，絕大多數RFID中間件的研究都是基于EPC global提出的RFID應用體系構架標準（EPC global RFID Architecture Framework）。在這個構架標準里定義了從底層數據標簽到上層數據交換一系列標準，涵蓋了從標簽捕獲、標簽的鑒別到標簽的數據交換各個層次。在EPC體系構架里中間件稱之為Savant，包括了RFID通信協議、應用層事件（Application Level Events，ALE）規范和EPC信息服務（EPCIS）協議等。因此可以這樣認為，Savant中間件技術已成為當前世界上RFID應用的主流技術，有著非常廣闊的發展前景。

三、Savant中間件的功能和結構

EPC global提出的RFID應用體系架構中包括了EPC編碼、EPC標簽、讀寫器、Savant中間件、對象名稱解析服務（ONS，Object Naming Service）和EPC信息服務（EPCIS）六個組成部分。其中，Savant中間件、ONS和EPCIS共同構成EPC信息網絡系統[2]。

EPC系統工作流程中，Savant中間件作為EPC信息網絡系統的運作核心。首先，讀寫器利用射頻識別技術讀取物品的EPC標簽信息，通過互聯網將讀取的信息傳輸給Savant中間件；然后，Savant中間件對EPC解碼信息進行數據校對、去除冗余、過濾等處理，再通過ONS對象名稱解析服務得到EPC對應的一個或者多個PML服務器的IP地址；最后，Savant中間件根據IP地址聯系正確的PML地址獲取所需要的EPC標簽應用信息，可提供給Savant上層應用軟件服務。

Savant中間件的數據交換協議包括讀寫器協議、讀寫器管理協議、應用層事件（ALE）規范、EPC信息服務協議和ONS服務協議。ALE規范也稱為中間件標準，它是一個定義如何在EPC數據進行讀和寫操作的接口標準，使得獲取原始EPC數據的硬件設備層與過濾和計數EPC數據以及使用EPC數據的應用程序軟件層之間相對獨立[5]。這樣分層結構中哪一層變動，另一層都不需要修改。ALE為Savant中間件采集和過濾數據提供了靈活的實現策略和方法選擇，實現了邏輯讀寫器的概念，用戶不用關心物理設備層對應用程序的影響以及數據獲取的細節。

在EPC系統中考慮到Savant中間件的靈活性、安全性、可靠性、可擴展性等要求，Savant中間件系統設計為分布式系統架構，通常為樹形等級結構，分成外部節點（Edge Savant，ES）和內部節點（Internal Savants，IS）。ES與EPC讀寫器相連，主要負責采集實時EPC數據，接收的信息例如標簽的EPC代碼、解讀時間、以及與EPC不相關的信息如讀寫器觀測到的地理位置、溫度等。IS是ES的父節點或上級節點，從它的下屬ES上采集EPC數據以及數據整合。

Savant程序模塊可以由Auto-ID標準委員會定義，或者用戶和第三方生產廠家定義。由Auto-ID標準委員會定義的模塊叫做標準程序模塊，需要應用到Savant的所有應用實例中的模塊叫做必需標準程序模塊，其他一些可以根據用戶定義包含或者排除于一些具體實例中，則叫做可選標準程序模塊[6]。

根據規范要求，Savant標準程序模塊必須實現事件管理、數據管理和任務管理功能[6]。事件管理功能即用于讀取讀寫器的數據，管理讀寫器發送的事件流，保證數據采集、校對、過濾、傳送等操作有序進行；數據管理功能則負責數據的緩存、路由轉發和分類存儲等；任務管理功能類似操作系統的任務管理器，把由外部應用程序定制的任務轉為Savant可執行的程序，寫入任務進度表，使Savant具有多任務執行功能。Savant支持的任務包括三種類型：一次性任務、循環任務、永久任務。

四、Savant中間件的關鍵技術

從Savant中間件自身模塊出發，Savant可以根據業務數據的表現形式分成以下3個功能層。

設備管理層，或叫做設備接入層、設備連接層，主要是完成讀寫設備驅動、標簽訪問安全控制、對EPC數據進行初步處理（過濾、解析、校驗、轉換、封裝，生成初步事件等），提供對讀寫設備的配置管理和批量設備的控制。

事件處理層，即將設備管理層傳遞的事件進行處理，包括對事件的進一步過濾、分流和聚合，實現EPC數據的分類、轉發、存儲和管理等。

應用服務層，或叫做服務接口層，負責提供外部接口供上層應用程序操作中間件，以及通過消息訂閱＼機制獲取所需的EPC應用數據等。應用服務層為上層應用程序提供外部接口以供用戶使用中間件功能，面對不同的應用程序平臺，應用服務層需要支持不同的接口方式，主流的接口方式包括如下幾種：JMS；SOAP；TCP Socket；Web Service。

五、Savant中間件技術組合創新思想

Savant中間件的意義在于實現從讀寫設備到應有系統的無縫連接，幫助用戶靈活或高效地開發或集成上層應用程序，推進RFID應用發展。對于Savant中間件的應用開發者，需要面臨諸多難題，例如：（1）RFID系統中總會不斷地有新的讀寫設備出現，中間件可否靈活應對這些變化？（2）既然沒有通用的中間件可以適應所有業務系統需求，當業務系統出現新需求時，中間件可否應對需求的變化可擴展？（3）多數業務系統對數據要求是實時的，大量RFID設備會同時產生大量的數據，中間件可否具備強大的數據實時處理能力？另外，中間件的設計還需要考慮集成性、安全性、遵從已有標準等問題。

隨著Savant中間件的研究逐步成熟，新技術不斷革新，應用開發者們也在積極地引入新技術來解決Savant中間件的現存難題。選擇引入何種技術和如何改進Savant中間件達到期望的效果，本文基于創新計算動力學和組合創新模式提出以下三種技術組合創新思路以供參考。

（1）相似技術組合。相似技術組合即通過相似聯想，研究同一方法域的兩種存在一定相似性或者共同點的技術，將具有優勢一方的技術原理或特點引入另一方，使得改進后的另一方可以具備相同或者更好的優勢。（2）對立技術組合。對立技術組合即通過對立聯想，研究某種技術可能存在的問題或短處，找到可以解決問題、去除短處的另一種方法對技術進行改進。對立技術組合的目的就是揚長避短，優勢互補。（3）信息域關聯技術組合。信息域關聯技術組合是以解決問題需要的技術原理、理論或方式等為基礎，建立信息域前后關聯矩陣，通過組合這些原理、理論或方式等設計出全新的技術成果。這種技術組合思想可以應對新需求或新問題。

六、結束語

隨著EPC標準受到越來越廣泛的認可，Savant中間件技術已成為當前世界上RFID應用的主流技術。但是，Savant中間件系統規范里一些部分如Savant節點之間通信和接口具體實施細節等方面還沒有完善的定義，而且在應用過程中需要考慮解決新RFID設備兼容、與上層應用的無縫對接、業務需求變化、信息安全等問題。所以Savant中間件的發展是一個長期的過程，未來架構標準有望進一步完善，同時通過技術創新改進的Savant中間件系統將會不斷地推進RFID應用在更多的領域中發展。

參考文獻

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[4]柏楊.基于復雜事件處理技術的RFID中間件研究與設計[C].電子科技大學碩士學位論文. 2011

[5]林鳳群.一種輕量型RFID中間件的研究[C].清華大學碩士學位論文. 2010

第6篇：物聯網研究范文

在物聯網環境下，隨著各種異構網絡的接入，產生了各種異構的數據，使物聯網應用程序開發變得更加困難，基于以上問題提出一種面向異構網絡的中間件，采用緩存機制實現對物聯網海量異構數據的存儲，同時引入過濾和并行處理的方法，有效地屏蔽了物聯網數據的異構性。

【關鍵詞】物聯網 中間件 緩存 過濾 并行處理

物聯網是一種建立在互聯網上的泛在網絡，物聯網技術的重要基礎和核心依然是互聯網，在物聯網上的傳感器采集的數據需要通過各種有線和無線的網絡準確地傳遞出去。隨著物聯網及其應用的發展，網絡系統環境的復雜性也隨之增加，物聯網應用程序開發變得更加困難和復雜。由于物聯網技術與其應用密切相關，所以為滿足分布式異構環境的應用要求，實現各應用間的互操作和互通信，為物聯網提供一個統一的技術架構和標準體系顯得尤為重要。

中間件可以將數據過濾和處理等通用功能從所有的上層應用中分離出來，同時為上層應用提供一組通用的應用程序接口用于連接，為上層應用屏蔽底層因使用不同技術而帶來的差異，使得上層應用可以集中于服務層的開發。為了解決物聯網異構網絡與應用層的交互問題，提出利用物聯網中間件將異構網絡組件細節屏蔽起來，為物聯網應用程序開發人員提供一個透明捷徑的開發環境。

1 物聯網中間件模型

物聯網中間件實現異構網絡與應用系統之間數據傳輸、過濾、數據格式轉換，位于物聯網的網絡層與應用層之間。

物聯網中間件由網絡、數據總線和數據處理三個部分構成。網絡獲取各異構網絡的信息包括網絡協議、數據格式和網絡配置。數據總線實現對數據的解析以及數據的傳輸。數據處理層實現對異構數據的處理和過濾。如圖1所示。

1.1 海量數據緩存

物聯網的顯著特點是數據具有海量性，通過網絡傳輸的大量數據如果不進行緩存處理，可能會導致信息丟失。為了實現對異構網絡數據的緩存設計網絡層，同時采用樹形結構解決數據異構問題。

異構網絡在連入物聯網時，對各個異構網絡的網絡協議，數據格式進行記載，由網絡層實現對異構網絡信息的管理。數據解析模塊實現對異構網絡數據的解析，識別異構數據來自哪種類型的網絡，同時采用樹形結構對數據進行存儲。

1.2 數據過濾

數據處理與過濾被一致公認為是物聯網中間件的核心功能之一。因為從異構網絡獲得的數據十分巨大，真正對用戶有意義的數據卻不多。如果不將那些冗余的數據過濾掉，則會帶來三個方面的負擔：

（1） 網絡帶寬方面的負擔，因為需要傳輸大量的數據。

（2）數據處理方面的負擔，因為處理器需要處理大量的數據。

（3）數據存儲方面的負擔，因為數據庫需要存儲大量額外的數據。

中間件接收來自異構網絡的數據，這些數據會存在冗余和錯誤。所以要對數據進行過濾，消除冗余數據。

1.3 數據并行處理

連入物聯網中的網絡多種多樣，網絡傳輸協議和數據格式各不相同，采用并行處理的方法，對不同網絡中的數據分開處理，根據網絡中的信息，對各異構網絡的數據處理器進行設置，將異構數據轉換成格式統一的數據。

2 結論

本文通過對物聯網異構網絡的分析，提出了面向異構網絡的物聯網中間件，基于物聯網數據的海量特性引入緩存機制，采用數據過濾的方法，有效地減少了無用數據的處理，同時采用并行處理策略，實現對異構數據的并行處理。

參考文獻

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第7篇：物聯網研究范文

【關鍵詞】M2M 物聯網 體系架構 業務體系架構

1 引言

M2M是Machine-to-Machine/Man的簡稱,是一種以機器終端智能交互為核心的、網絡化的應用與服務,通過在機器內部嵌入無線通信模塊,為客戶提供監控、指揮調度、數據采集和測量等方面的信息化解決方案。

物聯網(Internet of things)是指通過信息傳感設備,按照約定的協議,把任何物品與信息網絡連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

與M2M相比,物聯網將機器的通信延伸到物與物之間的通信,將有限的信息采集提升到信息的全面感知,將移動通信技術擴展為多種通信技術的結合,并最終將以機器通信為核心的服務發展到以物理世界信息化為核心的服務,在更多的應用領域中衍生出豐富多彩的物聯網應用。

目前,物聯網尚處于起步階段,M2M是物聯網現階段主要的應用形式。為了實現M2M應用的標準化、規模化發展,以及端到端業務管理和運營支撐,國外的Orange、Vodafone、Telenor和國內的中國移動、中國電信等運營商已開始建設自己的M2M運營體系。但隨著物聯網應用的興起,現有M2M運營體系已越來越難以滿足物聯網全面感知、信息匯聚、用戶規模接入、端到端QoS等方面的需求。

為了解決以上問題,構建適合物聯網應用發展的物聯網業務體系架構,已成為當前M2M運營體系未來演進的必由之路。

2 現有M2M運營體系

M2M運營體系結構如圖1所示。

M2M運營體系主要包括M2M終端、承載網絡、運營系統和應用系統四個部分。其中M2M管理平臺屬于運營管理系統,是實現M2M業務管理和運營的核心網元,主要功能包括:

終端接入

連接通信網關和GGSN等網元,M2M終端可以采用SMS/USSD/MMS/GPRS等通信方式與管理平臺進行信息交互。

應用接入

平臺向集團客戶應用系統提供統一接入接口,實現客戶應用系統的接入、認證鑒權、監控和連接管理等功能。

終端管理

實現M2M終端的接入、認證鑒權、遠程監控、遠程告警、遠程故障診斷、遠程軟件升級、遠程配置、遠程控制、終端接口版本差異管理的功能。

業務處理

根據M2M終端或者應用發出的請求消息的命令執行對應的邏輯處理,實現M2M終端管理和控制的業務邏輯。M2M管理平臺能夠對業務消息請求進行解析、鑒權、協議轉換、路由和轉發,并提供流量控制功能。

業務運營支撐

提供業務開通、計費、網管、業務統計分析和管理門戶等功能。

3物聯網對運營支撐的新需求和M2M管理

平臺的局限性

與M2M管理平臺功能相比,物聯網業務對業務運營支撐能力提出了更多新的需求,具體有以下幾個方面:

(1)傳感器網管理需求

通過與位于感知層和網絡層之間的傳感網網關信息交互,實現對傳感器網絡及節點的管理,包括傳感網設備/服務發現、節點標識、狀態管理、節點控制、任務協同和網絡拓撲等管理功能。

(2)終端多種通信方式接入的需求

M2M通信協議主要支持移動網接入的終端,為了滿足物聯網終端接入的多樣性需求,通信協議應擴展支持包括有線接入方式在內的多種通信技術。

(3)增強通道管理需求

物聯網對通信網的要求已不再是單純的通道,而要求通信網能夠適應不同業務特性終端的通信需求,滿足客戶端到端QoS要求,并提供通信故障的快速定位和排除服務。

(4)信息聚合服務需求

信息聚合服務是物聯網的未來主要服務形態,能夠在獲取海量信息的基礎上,將信息經過存儲、共享、挖掘、聚合,從而打破信息孤島,提高信息的附加值,提升對物理世界、經濟社會各種活動和變化的洞察力,實現智能化的決策和控制。

(5)應用生成環境需求

為降低物聯網應用開發的技術門檻和成本,充分實現資源重用,推動物聯網業務的迅速部署,需要運營商為物聯網應用開發者提供可視化應用開發、編譯、測試、和執行的應用生成環境。

綜上,面對物聯網業務不斷涌現出的新需求,現有M2M管理平臺在功能和架構上的局限性已愈發明顯,關于物聯網業務體系架構的研究成為了目前業內的熱點。

4 物聯網參考業務體系架構

4.1 系統架構

基于對物聯網業務運營支撐需求的梳理,結合現有M2M管理平臺的技術方案,本文提出了一種物聯網參考業務體系架構,如圖2所示:

4.2 功能模塊

在物聯網參考業務體系架構中,業務網是實現物聯網業務能力和運營支撐能力的核心組成部分,本文重點對該部分進行詳細闡述。業務網位于核心網與應用層之間,由通信業務能力層、物聯網業務能力層、物聯網業務接入層和物聯網業務管理域4個功能模塊構成,提供通信業務能力、物聯網業務能力、業務能力統一封裝、業務路由分發、應用接入管理、業務鑒權和業務運營管理等核心功能。

通信業務能力層

由各類通信業務能力平臺構成,通過物聯網業務接入層提供通信業務能力的調用,包括短信、彩信、WAP、語音和位置等多種能力。

物聯網業務能力層

由各類物聯網業務能力平臺構成,通過物聯網業務接入層為應用提供物聯網業務能力的調用,包括終端管理、感知層管理、物聯網信息匯聚中心、應用開發環境等能力平臺。終端管理能力平臺除了實現M2M管理平臺的終端管理功能外,還提供對有線接入方式終端的管理功能。感知層管理能力平臺實現傳感器網絡節點標識、注冊、節點控制、狀態管理、路由尋址、網絡拓撲管理等功能。物聯網信息匯聚中心收集和存儲來自于不同地域、不同行業、不同學科的海量數據和信息,并利用數據挖掘和分析處理技術,為客戶提供新的信息增值服務。應用開發環境為開發者提供從終端到應用系統的端到端應用開發、測試和執行環境,并將物聯網通信協議、通信能力和物聯網業務能力封裝成API、組件/構件和應用開發模板。

物聯網業務接入層

原M2M管理平臺同時承擔了管理和業務處理的職能,為了使網元功能職責劃分更加清晰,保證業務流的高效處理,在物聯網參考業務體系架構中引入了物聯網業務接入層,將通信業務能力和物聯網業務能力進行封裝,供業務能力的使用者統一接入和調用,并實現協議解析、協議適配、路由轉發、業務鑒權等業務處理功能。為了實現增強通道功能,物聯網業務接入層還提供增強通道執行功能。

物聯網業務管理域

在物聯網參考業務體系架構中,物聯網業務管理域只負責物聯網業務管理和運營支撐功能,原M2M管理平臺承擔的業務處理功能和終端管理業務能力被分別劃撥到物聯網業務接入層和物聯網業務能力層。物聯網業務管理域的功能主要包括業務能力管理、應用接入管理、用戶管理、訂購關系管理、鑒權管理、增強通道管理、計費結算、業務統計和管理門戶等功能。增強通道管理由核心網、接入網和物聯網業務接入層配合完成,包括用戶業務特性管理、QoS管理和通信故障管理等功能。

為了實現對物聯網業務的承載,接入網和核心網也需要進行配合優化,提供適合物聯網應用的通信能力。通過識別物聯網通信業務特征,進行移動性管理、網絡擁塞控制、信令擁塞控制、群組通信管理等功能的補充和優化,并提供端到端QoS管理以及故障管理等增強通道功能。

4.3 方案技術要點分析

(1)物聯網業務模式的實現方案

物聯網參考業務體系架構能夠提供三類物聯網業務模式,實現方案說明如下:

純通道模式

運營商基于現有通信網絡,提供的基本的通信通道服務。在該模式下,運營商提供不區分于人人通信的基本通信業務。

增強通道模式

運營商在通信通道的基礎上,根據用戶差異化服務需求,提供端到端QoS服務、通信故障管理定位等增值服務。其實現方案如圖3所示。

物聯網業務管理域通過管理接口,實現增強通道配置數據和故障管理指令下發功能,接入網、核心網、通信業務能力層和物聯網業務接入層負責執行增強通道功能。客戶通過業務管理域可以實現對終端通信故障的查詢、定位和排除。

應用集成模式

運營商提供的端到端物聯網應用開發、集成、運營和維護服務,終端和應用系統采用運營商定義的物聯網通信協議,接受物聯網業務管理域的運營和管理,該模式下可以同時選擇使用增強通道。其實現方案如圖4所示。

終端、應用系統與物聯網業務接入層分別采用標準的終端-接入層接口協議、應用-接入層接口協議,實現終端管理、感知能力管理信息和業務數據承載等功能。物聯網業務接入層實現對應用系統和終端的接入,負責業務鑒權發起、協議解析、路由分發和協議適配功能。物聯網業務管理域完成業務鑒權、計費等功能。

(2)對移動通信網優化的要求及部署策略

物聯網對移動通信網的優化技術要求體現在增強通道特性上,具體包括:

適應不同業務特性終端通信要求

通過業務控制,能夠充分有效的利用移動通信網資源,滿足不同業務特性終端的通信服務要求,并有效緩解物聯網終端大量涌入對網絡造成的壓力。

3GPP定義了16類物聯網業務特征,要求移動網絡根據終端簽約的業務特征,進行相應的業務控制。這些業務特征概括為以下幾方面:終端接入控制(根據時間段、延遲容忍度等,或只允許PS域接入);業務發起方式控制(僅終端發起、僅網絡發起、位置觸發等);會話管理(永遠在線、業務結束后去激活、終端狀態感知、狀態變化告警等);移動性管理(低移動、低功耗終端的移動性管理策略);業務優先級控制;終端和服務器安全連接;用戶群組通信管理。

這些業務特征大部分可以通過升級核心網得以實現,部分需要升級無線網。業務初期,可在物聯網業務需求較集中的區域建設功能升級后的核心網元或升級原核心網元實現。

端到端QoS保證

要求核心網和無線網支持QoS功能,能夠根據HLR中用戶QoS簽約參數,以及MS、BSS、SGSN和GGSN之間的協商決定MS的QoS特性,并通過網絡資源的分配和調度最終實現QoS。

實際部署時,應統一建立物聯網端到端QoS服務模型,確定業務服務質量從業務網到核心網、接入網的映射關系,以保證端到端QoS策略的一致性。

通信故障管理

要求網絡維護用戶終端通信狀態,對于狀態異常的終端應向物聯網業務管理域發起告警,業務管理域能夠對用戶通信故障進行分析和排查。由于網絡主動發起告警的功能對網絡有較大改造量,可以采用業務管理域向網絡定期獲取終端移動性和會話狀態信息的方式實現,或通過信令采集和分析的方式實現。

(3)物聯網通信協議功能擴展和標準化問題

現有M2M通信協議主要完成M2M終端的注冊、配置、控制、數據傳輸、告警和軟件升級等功能。終端與M2M管理平臺之間通常采用二進制協議報文接口,以減少對終端硬件資源要求;應用與M2M管理平臺之間主要采用SOAP和RESTful接口。

物聯網通信協議應該是對M2M協議功能的擴展和改進,同時應充分考慮協議的標準化問題。為了支持物聯網業務需求,物聯網通信協議主要擴展的功能包括:需支持對有線接入終端的管理,解決在有線接入條件下終端注冊、認證、路由尋址、安全和NAT等問題;支持對傳感器網關和感知外設的管理;支持對無線傳感器網絡技術的封裝,實現對傳感器網絡和節點管理功能;支持終端到終端通信,以及終端之間自組織功能。

在標準化方面,目前業內尚未形成統一的物聯網通信協議標準。在技術選擇上,終端與業務網的接口有TR069、DM、CoAP和二進制協議報文等多種方案。TR069和DM是已有協議,不適合資源受限終端,需要對協議進行擴展,并提供到終端應用和物聯網應用的開放接口。CoAP是IETF正在研究基于REST架構的協議,由于硬件資源要求低,適合資源受限終端使用。二進制報文則是部分運營商M2M通信協議所采用的協議,適合資源受限終端。在業務發展初期,可能存在多種協議并存的情況,因此需要兼容和適配主流的物聯網協議通信。

5 結束語

隨著物聯網新應用的興起,M2M運營系統演進到物聯網業務體系架構已成為業務和技術發展的必然趨勢,也是運營商實現物聯網應用規模化推廣和聚合產業鏈資源的核心手段。

應該看到,目前業內關于物聯網業務網架構的研究尚處于起步階段,在業務需求、功能架構、關鍵技術、網絡改造等方面還有很多問題有待解決,在標準化方面短時間內還難以形成統一的物聯網標準體系。運營商應該引導建立多方共贏的商業模式,充分調用產業鏈各方的積極性,推動物聯網業務體系架構的研究、建設和運營。

參考文獻

第8篇：物聯網研究范文

關鍵詞：物聯網 物流管理 影響 應用

引言

傳統的物流經濟管理受到物聯網的影響和沖擊，在一定程度上推動了中國物流業的變革和發展。我國物流經濟管理也在物聯網之下呈現出新的特征，同時物流管理開始在物聯網這個先進的理念下尋求有效地應對措施和政策舉措。

物聯網的定義及技術體系

物聯網（The Internet of things）是指一個實現商品、物品通過互聯網實現實時共享的實物性質的網絡，它是以互聯網為基礎和核心，將網絡用戶端的信息交流、交換活動延伸并擴展到物品與物品之間的信息交換和通訊，實現物物相連的物聯網理念。而這些需要通過全球的定位系統、紅外感應器、射頻識別、激光掃描器、傳感裝置等信息傳感設備，按照約定的協議，根據需要實現物品互聯互通的網絡連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的智能網絡系統（魏洪茂，2013）。物聯網通過對現實物理世界的智能自動感知、識別和管理，促進了虛擬世界和現實有效融合，物聯網技術首先利用科學技術把現實物理世界中的信息收集整理納入虛擬世界，然后通過傳感器等技術讓這些物體再次被現實世界感知、識別和控制。

一般來看，物聯網主要包括三個部分，即感知層、網絡層和應用層，其整體體系架構圖1所示：

感知層是指通過傳感裝置、標簽、識讀器和讀寫器以及照相機等采集設備，識別現實物理世界的物體，采集信息數據，并通過傳輸設備和技術將數據傳遞到網關設備。網絡層一般包括信息的處理和數據遠距離輸送，將數據安全可靠、便捷無障礙地進行傳遞。應用層主要指信息能夠跨行業、跨系統地進行共享、交換，進行信息的分析和處理，實現智能化管理和服務，這個層面包括應用的支撐平臺和服務平臺。

物聯網具有這樣的三個特征：感知識別特征、傳遞信息特征、智能處理特征。物聯網能夠對信息和數據進行識別和傳遞，針對不同用戶的需求，進行加工處理，實現對物體的智能化管理和控制。

物聯網在物流經濟管理中的應用

（一）可視化的智能管理系統

物聯網通過應用自動獲取數據技術如條碼技術、RFID 技術將附有不同信息、資料的RFID 電子標簽附著于相應的車輛與貨物之上，并通過GPS和GIS實現貨物運輸過程中的自動跟蹤和監管，物流企業可以通過物聯網進行物流運輸路線、物品運輸情況的實時追蹤以及對運輸車輛的有利調控，為物流管理建立起一個高效運輸系統，及時掌握貨物信息、道路交通信息、物流設備信息的智能管理系統。如圖2所示。

基于全球GPS衛星導航定位技術，在RFID和傳感技術等多種技術指導下，物聯網在物流過程中建立起可視化的智能管理系統，利用先進的物聯網技術在物品流通的過程中實現運輸作業信息的透明化，提高物流商品的安全性。如食品冷鏈方面，物流公司建立起對運輸過程和流轉過程中的食品進行溫度的實時監控系統，保證冷藏食品質量和安全，實現物流作業的透明、可視化的管理。同時通過可視性的智能系統，能夠有效地提高運輸管理系統、倉儲管理系統和客戶信息服務系統的運作和有效率，有助于各個管理系統的協調統一，合理調配物流，提高物流運輸和管理的有效性。

（二）智能化的物流配送中心

物聯網的技術應用于物流的配送過程中，其具體措施主要是通過傳感、RFID電子標簽或EPC標簽、計算機設備和技術對物品進行感知和分析，如圖3所示。

由圖3可知，智能化的配送管理系統一般是指在所有的物品上都貼上RFID或EPC 標簽，當貼有標簽的物品在進入配送中心時，安裝在門上的讀寫器可以通過標簽讀取獲得托盤上物品的內容，并準確記錄于數據庫中，同時可以通過已建立好的系統來將新錄入的收獲信息與發貨記錄進行核對，檢測是否出現錯誤或遺漏，并將物品的標簽內容進行更新，更新為最新的商品存放地點和狀態，實現物流作業的智能管理監控和自動化操作。物聯網在物流配送過程中的應用，方便管理員輕松地了解庫存、查詢商品信息，通過這個智能化的系統快速了解及反饋物品信息，可以快速便捷準確地向客戶通知貨物、商品到貨、分配或缺貨的情況。甚至有些先進的自動化物流中心，通過機器人和碼垛機實現物品出入庫的無人工搬運操作，實現物流的完全智能化、自動化。

（三）信息豐富的物流網絡平臺

物聯網技術應用于物流管理的一個主要表現還在于構建物流網絡化公共信息平臺。信息網絡日益發達的現代社會，商流、物流和信息流不再是分離的，不同的產品具有不同的流通方式和銷售方式，物流、商流和信息流實現了統一一體化，而且近幾年來，電子商務的興起和發展也要求物流網絡公共信息平臺的建立。如圖4所示，物聯網對貨物信息的采集、感知首先建立起信息網絡化的第一步，通過物流信息的收集實現數據庫化、電子化和標準化；其次通過計算機網絡設施，實現在網絡上對物品信息的實時了解和監控，促進了人們對電子商務的了解和使用，實現物流信息的相互交換，提高物流的效率和準確度，降低成本和運輸風險。

目前，國內建立起許多物流公共信息平臺，如湖南省通過GIS、GPS、物流E 通手機、移動視頻等物聯網系統建立起的物流網絡化公共信息平臺，能夠實時地對物流過程中的物品進行識別、定位、追蹤、監控并觸發相應事件。

物聯網對物流經濟管理的影響

（一）有助于實現對物的實時監測與控制

傳統的物流管理中，由于路途、地理位置等客觀因素不便于應用，同時物品的信息采集能力有限，很難實現對物流體系中的物品進行實時監控。

隨著物聯網EPC電子標簽對不同的貨物、集裝箱、托盤甚至倉庫進行編碼時，物聯網通過讀寫器和網絡數據庫為物流業對物品的管理提供了全面感知、識別、追蹤、進行智能處理的條件，使物流過程中的物品透明化、具體化。通過在供應鏈全過程中使用物聯網技術，可以讓物流企業對產品運輸情況如貨物所處位置和預計到達時間進行信息收集分析，通過物聯網進行實時的信息辨認處理，這樣就消除了信息傳播中的延誤，能夠充分利用供應鏈的各項設施條件，提高減少物流環節的浪費，提高使用率，降低物流成本。

（二）有利于提高配送效率和提高庫存管理能力

在物流運輸過程中的配送環節采用物聯網EPC技術能夠很快對物品進行識別分析，提高了揀選與分發的效率與準確率，加快了配送的速度。同時EPC的運用改變了傳統通過筆紙進行記錄查閱的方式，電腦的普及和計算機技術的應用解放和提高了生產力，使分配過程中減少人工的使用量，大大降低配送成本，提高了配送的效率。

配送效率的提高在一定程度上降低物流中的庫存量。由于配送速度的加快和貨物信息的透明化，物品流通的速度也隨之加快，長時間的貨物存儲情況在物聯網技術之下得到了大大地改善。同時物聯網技術在庫存管理中的應用，使物流企業能夠及時通過完善的物品信息管理系統掌握公司的倉庫庫存信息，能夠及時查漏補缺，對不同的商品需求進行補貨，從而提高企業的庫存管理能力。

（三）有利于提高物流業的信息化水平和實現現代物流

物聯網是集合感知技術、現代計算機網絡技術、人工智能自動化技術為一體，進行聚合性、系統性信息感知、分析、控制與管理的信息技術，被稱為信息技術的第三次革命性創新。因此，對物聯網的采用和應用，對傳統物流管理造成很大的沖擊，重新樹立了物流企業對信息和科學技術的認識和認可。物流業能夠通過物聯網的智能化監控和管理，大大提高自身的信息化水平，促進物流業之間的信息共享，整合物流基礎設施，合理利用物流資源，加大相互間的合作，促進物流企業間的互利共贏。

現代物流管理的目標之一是提高服務水平。物聯網的應用，能夠讓物流企業隨時隨地掌握貨物的實際情況和信息，并能將物流信息準確無誤地傳達給客戶，同時在對物品進行配送時能夠做到及時、快速、準確，實現了對客戶的個性化服務，提高物流企業對客戶的服務水平，促進企業健康發展。

結論及問題

物聯網的先進技術推動了物流業的發展，同時物聯網在物流領域的應用也體現著物聯網的價值。在物聯網蓬勃發展的時代，物流經濟管理對物聯網技術的合理利用，能夠降低物流成本，提高物流資源設施的效率，促進物流業的發展，通過物流發展帶動產業經濟發展。但是物流領域中應用物聯網的還處于起步階段，對物聯網的應用還不是很廣泛，存在著許多問題。

一是技術標準問題。由于不同的設施設備之間有不同的技術要求，因此感知層技術、網絡層技術、應用層技術等三個層面的物聯網技術需要統一的技術標準進行指導，否則有可能造成各項設備無法兼容，導致有些互聯網不能互通，對物聯網絡的共享信息流通造成不好的影響，從而影響貨物的流通。因此要重視對物聯網技術標準的系統統一，促進物聯網在物流管理中的最優化應用。

二是信息安全問題。在物流管理中，由于物聯網的網絡信息平臺的快捷方便，信息得以快速透明化流通，但是這同時也存在著問題，也就是信息安全問題。如線射頻識別的物聯網技術，它的非接觸式的自動識別的特性在方便快速的同時，也決定了其缺乏復雜的安全保護能力，貨物信息有可能被泄露。同時，在數據處理過程中同樣存在著隱私保護問題，如在物品流通的過程中，信息的采集、傳遞和查詢，如果不進行規范的設置，很有可能被其他有所意圖的人通過信息流通渠道獲取，增加了信息流通的風險性。因此，物聯網對信息安全保護方面的法律法規亟待建立。

參考文獻：

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7.孫克武.基于物聯網的物流產業發展研究[J].河北企業，2010（11）

第9篇：物聯網研究范文

物聯網是通信業“十二五”規劃的重要內容，是經濟發展的重要增長點。隨著物聯網的發展，大量終端集中地接入網絡并同時發送數據到物聯網應用平臺，會對移動通信核心網造成巨大的沖擊。物聯網的發展對核心網的演進提出了新的要求，本文將就此進行研究。

2 核心網的演進階段

隨著物聯網的發展，核心網的演進可以分為三個階段：

階段1：通過現有核心網承載物聯網業務。不用構建物聯網平臺，將物聯網業務直接連接到GGSN，組網簡潔，節約成本。其缺點是可靠性不強，占用現網資源，并且當物聯網發展到一定規模時網絡容量受限制。該階段出現于物聯網發展的初期階段，此時業務量不足、需求少，如圖1。

圖1 物聯網直接連接組網

階段2：構建物聯網平臺，并且物聯網平臺與核心網采用內部接口，運營商提供物聯網業務。該階段保證了服務質量（QoS），并且能充分利用現有的核心網資源，有利于目前多種網絡的融合，適應于物聯網中期的發展需求，如圖2：

階段3：采用混合組網形式，物聯網服務商提供接口。運營商除了提供自己的物聯網業務外，還可以兼容其他物聯網服務提供商的業務，同時核心網支持其他物聯網業務提供商的接口。該階段適應于物聯網發展的成熟階段，如圖3。

目前物聯網的發展處于階段2，可以有兩種發展策略，一種是新建物聯網的核心網，另一種是改造現有核心網來實現物聯網業務。現將兩種策略進行對比，如表1所示：

物聯網發展的初期，考慮到物聯網業務量較小，核心網以實現業務功能為目標，通過現網改造也不會對現網設備造成容量的沖擊。物聯網發展到中后期，對網絡容量和質量要求高，現有核心網將難以滿足業務增長的需求，建議在此期間適時新建核心網網絡。

3 物聯網的演進方式

從目前物聯網的業務要求來看，物聯網終端沒有必要新建接入網絡，通過引入新技術并與現有通信網絡融合來實現接入是優選方案。

3.1 引入新技術

（1）引入分布式HLR

現有網絡HLR主要采用集中式的結構，從容量和擴展方面均很難滿足物聯網的存儲需求。分布式HLR則把實現信令接入和業務處理功能的前端設備（FE）和實現用戶數據庫存儲功能的后端設備（BE）分開部署，具有用戶容量靈活、分層架構清晰、設備可用性和可靠性高、擴展靈活等特點。

（2）引入3G Direct Tunnel技術

3G Direct Tunnel（DT）通過將控制和承載分離，在RNC和GGSN之間建立直連用戶面隧道，用戶面流量繞過SGSN直接在RNC和GGSN進行傳輸，可以降低SGSN的用戶面流量壓力。3G DT技術應用后，控制面信令仍然由SGSN完成，同時由SGSN決定何時建立直連隧道以及對隧道進行更新等操作。SGSN向RAN提供GGSN的TEID和用戶面地址，向GGSN提供RAN的TEID和用戶面地址，從而實現RNC和GGSN的用戶面互通。3G DT技術的應用，使得GGSN和SGSN可以分別主要致力于流量管理和信令管理，充分利用網絡資源，提高網絡效率，滿足物聯網流量規模龐大的需求。

3.2 物聯網與現有網絡融合

（1）2G/3G網絡和物聯網融合組網

物聯網要求和2G/3G網絡相融合。移動的各種增值業務以及互聯網的各種業務都可以在3G網絡上實現，3G網絡是物聯網的合適載體。由于物聯網只承載在PS域中，BSC通過Gb口接至SGSN，連接至物聯網。由于BSC和GGSN沒有直接通信的通道，BSC的信號需要通過SGSN轉接。物聯網對2G的CS域核心網沒有影響。2G/3G網絡和物聯網的融合見圖4。

融合的關鍵在于引入新型硬件架構的大容量GGSN設備，在提供傳統數據接入功能的同時，還需要提高設備性能、引入安全控制能力、支持QoS協商及業務分析能力；而為了滿足物聯網廣泛的業務需求，GGSN還應具備與第三方網絡及ASP的互聯功能等。專用M2M設備可直接接入GGSN，避免經與其他業務網元協商后再接入的方式，簡化接入流程，減少業務延遲；并平滑升級支持IPv6，具備完善的負荷緩沖和控制機制，滿足海量M2M終端的接入需求。同時要對HSS有改造需求，HSS應具備注冊物聯網用戶信息，包括時間信息、地址信息、管理信息等，并具備可以激活物聯網設備的SIM卡功能等。

（2）IMS網絡和物聯網融合組網

IP多媒體系統（IMS）是3GPP定義的3G核心網向全IP網絡演進的網絡架構，是在分組域之上疊加的由業務控制設備、用戶數據庫、網絡互通設備等組成的通信系統，用以提供IP多媒體業務。

IMS支持開放的網絡架構及靈活的業務提供能力，為實現業務創新提供了更好的基礎。IMS架構提供了一個抽象的、無冗余的、安全的、開放的、可擴展能力強的業務平臺，確保物聯網新業務應用的快速開發定制及新業務網絡重復建設代價的最小化。對于豐富多樣的物聯網行業應用而言，IMS系統采用標準的開放接口，能夠有效提高產品兼容能力，促進物聯網產業發展；同時能夠快速提供各種物聯網業務應用，更利于業務融合，實現開放的業務提供模式。此外，IMS體系由于終端與核心側采用基于IP承載的SIP協議，IP技術與承載媒體無關的特性使得IMS體系可以支持各類接入方式，IMS體系架構可以支持移動性管理并且具有一定的服務質量（QoS）保障機制。IMS這些特點使其對物聯網能較好地兼容。物聯網與IMS的融合采用以下三個步驟（見圖5）：

控制融合：用現有的IMS網絡接入M2M網絡，作為M2M控制網實現對M2M業務的控制。

業務融合：M2M應用作為IMS應用的一部分為IMS用戶及應用提供更豐富信息，IMS用戶及應用擴展至更多場景。

完全融合：將M2M應用和IMS應用合并，用相同的應用服務器處理，并借助現有的IP承載網實現IMS網絡和物聯網的融合。

IMS網絡和物聯網直接提供接口，用于業務信息和控制信息的傳輸，物聯網可以通過2種方式接入GGSN。物聯網和GGSN有直接接口，而且物聯網也可以通過IMS網絡和GGSN相連接，如圖6。

上述網絡架構實現了移動網絡、IMS網絡及物聯網的互通，物聯網借助移動網絡HSS設備鑒權用戶信息，借助IMS網絡承載部分業務，實現了資源有效利用。

4 結束語

本文就物聯網的發展進行了研究，給出了物聯網與移動通信核心網融合的網絡構架。隨著標準的完善，有些問題可以進一步探討：

（1）隨著物聯網的發展，會有第三方提供商接入，安全性如何保證？和現有網絡互通安全性如何保證？

（2）物聯網和IMS網絡有相通性，本文只是初步的探討，還有待進一步研究。如哪些業務是專屬IMS的業務，哪些業務更適合用物聯網作為載體，用IMS網絡作為物聯網的承載體是否可行，都值得進一步探討。

參考文獻：

[1] 中國移動通信集團. 中國移動物聯網白皮書[Z]. 2011.