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物联网工程的定义范文1
关键词：物联网 传感器
一、物联网概念与定义
物联网(The Internet of things)的概念是在1999年提出的,它的定义很简单:把所有物品通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
现在对物联网的定义至少有几十种,都是不同领域专家从不同领域定义的,我们取几种有代表性的供大家参考:
1.英语中“物联网”一词:Internet of Things,可译成物的互联网。
2.2005年ITU关于物联网的定义:是一个具有可识别,可定位的传感网络。
3.经过与无线网络(也含固定网络)连接,使物体与物体之间实现沟通和对话,人与物体之间实现沟通与对话。能实现上述功能的网称为物联网。
4.作者比较赞成一种基于泛网及其多制式、多系统、多终端等综合的物联网的定义——或称为广义物联网。
二、国内外物联网发展现状
从国际上看,欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作,并且已作了大量研究开发和应用工作。如美国把它当成重振经济的法宝,所以非常重视物联网和互联网的发展,它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变美国未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等),改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。按欧盟专家讲,欧盟发展物联网先于美国,确实欧盟围绕物联网技术和应用作了不少创新性工作。在北京全球物联网会议上,他们介绍了《欧盟物联网行动计划》(Internet of things-Anactionplan for Europe)其目的也是企图在“物联网”的发展上引领世界。
我国在“物联网”的启动和发展上与国际相比并不落后,我国中长期规划《新一代宽带移动无线通信网》中有重点专项研究开发“传感器及其网络”,国内不少城市和省份已大量采用传感网解决电力、交通、公安、农渔业中的“M2M”等信息通信技术的服务。
在温总理关于“感知中国”的讲话后我国“物联网”的研究、开发和应用工作进入了,江苏省无锡市一马当先率先提出建立“感知中国”研究中心,中国科学院、运营商、知名大学云集无锡共同协力发展我国的物联网。
三、传感器在物联网中的应用
一说到传感器,可能大家就会往小的方面想,在物联网的大概念下,一个泛在的物联网系统,随着参照物的不同,传感器可以是一个“大”的“智能物件”,它可以是一个机器人、一台机床、一列火车,甚至是一个卫星或太空探测器。物联网关注传感器的实际应用,下面是按应用方式进行的分类。
1.液位传感器:利用流体静力学原理测量液位,是压力传感器的一项重要应用,适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。
2.速度传感器:是一种将非电量(如速度、压力)的变化转变为电量变化的传感器,适应于速度监测。
3.加速度传感器:是一种能够测量加速力的电子设备,可应用在控制、手柄振动和摇晃、仪器仪表、汽车制动启动检测、地震检测、报警系统、玩具、结构物、环境监视、工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析,以及鼠标,高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。
4.湿度传感器:分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件,适用于湿度监测。
5.气敏传感器:是一种检测特定气体的传感器,适用于一氧化碳气体、瓦斯气体、煤气、氟利昂(R11、R12)、呼气中乙醇、人体口腔口臭的检测等。
6.压力传感器:是工业实践中最为常用的一种传感器,广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
7.激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器,广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。
8.MEMS传感器:包含硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器,两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器,广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。
9.红外线传感器:利用红外线的物理性质来进行测量的传感器,常用于无接触温度测量、气体成分分析和无损探伤,应用在医学、军事、空间技术和环境工程等。
10.超声波传感器:是利用超声波的特性研制而成的传感器,广泛应用在工业、国防、生物医学等。
11.遥感传感器:是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具,用在地表物质探测、遥感飞机上或是人造卫星上。
12.视觉传感器:能从一整幅图像捕获光线数以千计的像素,工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。
虽然,物联网的产业供应链包括传感器和芯片供应商、应用设备提供商、网络运营及服务提供商、软件与应用开发商和系统集成商。但是,作为“金字塔”的塔座,传感器将会是整个链条需求总量最大和最基础的环节。“传感器是物联网技术的支撑、应用的支撑和未来泛在网的支撑,传感器感知了物体的信息,RFID赋予它电子编码,传感网到物联网的演变是信息技术发展的阶段表征。”
参考文献:
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[6]陈艾.敏感材料与传感器[M].北京:高等教育出版社.
物联网工程的定义范文2
【关键词】物联网;物联网工程专业;人才培养
物联网的概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出，是指依托射频识别技术和设备将所有物品与互联网连接起来，实现智能化识别和管理而形成的网络。[1]物联网是继计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮，将催生一个巨大的新兴产业。产业未兴，人才先行。2010年教育部在高校本科教育阶段设立物联网工程专业，以期为重要战略性新兴产业――物联网相关产业培养高素质人才。物联网技术属于“集成创新型”技术，因此物联网工程专业的人才应该属于“工程应用型”人才[3]。如何实现这一目标是各个高校共同探索的话题。作为一名教师，结合自身实际工作经验，对此有以下几点思考。
1.形成以培养目标为导向的特色课程体系
物联网工程是一门覆盖范围很广的综合交叉学科，涉及计算机科学与技术、电子科学与技术、自动化、通信工程、信息安全、智能科学与技术等诸多科学领域[4]，合理的课程设置有助于师生形成清晰完整的知识结构。要制定合理的课程体系，可以从以下三方面着手：
首先要整体把握物联网的体系架构要对物联网的整体框架和关键技术有整体把握。物联网的架构分为三个层次：感知层、网络层、应用层。信息在感知层采集和获取后，经网络层得以共享并实时交互，最终在到达应用层经过分析处理，最终实现决策和控制。课程体系要涵盖这三个层次，各层次间要能顺利连接。同时物联网关键技术如M2M、传感器、云计算等在整个课程体系中有所体现。
其次要明确专业培养目标。物联网企业的人才需求谱系中不仅包含高层次的研发人员，同时也包含大量物联网产品生产制造与物联网系统集成中设备安装、调试、维保等方面的高端技能型专门人才。因此，物联网工程专业的就业岗位可定位为：物联网电子产品的生产与制造、物联网工程系统集成与项目实施与管理、物联网工程项目售前售后服务与运行维护。物联网工程专业的课程设置要有明确的就业指引。根据岗位要求设置合理课程体系，培养学生核心职业能力。
最后要重建核心课程。目前物联网工程专业课程设置没有专业特色，课程设置大多是将各个交叉学科的相关课程直接设置在物联网工程专业的课程体系之中，比如将计算机专业相关的课程、通信专业相关的课程以及电子技术相关专业的课程组合成物联网工程专业课程。这样设置导致课程体系复杂、内容繁多、缺少层次[5]，教师授课以孤立的学科要求为教学目标进行授课，学生因精力有限很难深入，形成的知识结构混乱，很难加以应用。课程的内容方面，大多是在原传统专业的核心要求上略作删减，导致学生无法获取一些非本课程重点而对后续课程极为重要的知识点。比如物联网工程专业的专业基础课电路与电子学，按照传统电子技术相关专业的要求，耦合电路属于选讲甚至阅读内容，不做考核，许多老师在授课时间有限的情况下会选择学生自学或者只做概述，而对于物联网工程专业的学生来说，这部分内容相当重要，是理解其后续专业课射频识别工作原理的重要知识储备。因此，在确立物联网工程专业课程体系的时候，应充分考虑各学科之间的关联，是否符合物联网专业从上至下的知识结构，而不是简单堆砌，更不是简单取舍。在培养目标的引导下，梳理学生能力形成所需掌握的知识点，将传统相关课程进行重组或拆解，并为之确定新的教学大纲，从而形成具有物联网工程专业特色的新课程，以突显符合培养目标的本专业特色。
2.组建有清晰角色定位和分工的教学团队
师资队伍是专业建设与发展的保障。作为一门新兴学科要发展，物联网工程专业急需一支专业的教师队伍。但物联网涉及学科众多，寻求精通多学科教师又不易实现。面对这种困境，物联网工程专业建立之初，可以尝试鼓励教师在各自的领域深入研究，以实际应用为向导或者以项目任务驱动的方式，组织青年教师学习钻研自己所掌握技术在物联网中的应用方式及其接入点，了解与其他领域知识相结合时所需的核心知识点，以达到熟练掌握和应用某一项物联网关键技术的目的，从而在实际教学中将每个人的技术优势发挥到最佳，使学生能取众师之长，实现成为“卓越物联网工程师[6]”的最终目标。
3.转变教学思维，充分发挥学生主体地位作用
基于问题的学习（简称PBL）于1969年由美国神经病学教授Barrows首创，是以学生组成的学习小组围绕系列复杂问题自主分析，找到解决方案，并学习到所需知识的过程。PBL教学法可以帮助学习者构建广博而灵活的知识基础，培养学生自主学习的能力和实践能力，激发学生的学习兴趣。[9]无论从实践还是理论研究上，物联网工程专业目前都还处于探索阶段[8]，涉及学科知识宽广，相关技术甚至重要术语的定义都在持续更新中，“老师讲授―学生被动接受”的传统方式已经不能满足学习的需要，这要求学生有自主获取新知识的能力和热情。实际教学中可以尝试在物联网工程专业的主干课程如物联网导论中引入PBL教学方法，例如在讲解物联网是什么、物联网体系架构、物联网应用等关键问题时，可以给出问题，让学生通过资料查询、文献检索及其他现代信息技术手段获取相关信息，分组讨论、归纳、整理、分析总结，让学生来充当问题的解决者，教师最后归纳补充，进行重难点讲解。
笔者在讲授物联网工程专业课程物联网导论曾尝试采取这种教学方法，让学生参入到教学过程中来，充分发挥学生主体作用，效果明显。物联网工程专业不同于传统成熟专业，存在很多正在发展未有定论的理论，比如物联网的定义是什么，各种组织给出很多不同的解释，但至今为止，还未有统一的权威释义。学生在寻求答案过程中，不同于被动接受单一答案，可以了解不同定义提出的背景和当时物联网发展的现状等等问题，在理解了别人解释之后经过讨论和思考能够形成自己的“定义”。同时，这一系列的过程让学生了解物联网工程专业的特点，也提醒学生要有知识更新的意识，逐渐培养提升学生自主学习的能力。
4.以课程设计方式，逐步培养学生实践能力
物联网工程专业是由战略性新兴产业催生的新专业，相比传统专业更注重专业实践环节。[10]它集成交叉的特点对学生将所学知识综合运用与实践的能力要求很高。学生不仅要对各种信号的采集、处理、交换、传输的理论与技术熟练运用还要具备较强的综合应用无线传感网络及一定的软件开发能力。在课程的设计上，一方面要加大实验课在教学中的比重。针对专业难点和重点内容，通过验证实验的方式组织教学，让学生通过动手获得新感知新体验，帮助理解和掌握本专业的核心专业技术。另一方面要以课程设计逐步培养学生实践能力。物联网系统的构建从硬件模块的搭建到软件平台的设计不但需要理论知识的贮备，更要求学生具有较强的实践能力。传统的完成理论学习进行毕业设计的方式是难以实现的。结合物联网工程专业的这个特点，给物联网工程专业的专业基础课和专业课设置对应课程设计，例如传感器等课程课程设计完成数据采集模块设计，模拟电路、数字电路等课程完成报警电路设计，无线传感网络等课程完成局域网组网设计、C语言程序设计、Java语言程序、数据结构与算法、数据库等课程设计完成应用软件的设计，最后的专业实训课将所有课程设计整合。合理设计实践节点，以课程设计的方式逐步培养学生实践能力。
物联网工程专业是个知识综合性强，实践和创新应用能力要求高的专业。在物联网的全面应用时代到来之前，高校应在实际教育教学中不断思考与改革，形成学科专业优势，培养符合未来社会发展需求的复合型人才。
参考文献
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物联网工程的定义范文3
当前，物联网成为计算机网络发展的新趋势，其主要通过对信息的产生和交互的作用，使海量的数据库资源彼此连接和关联，进而影响人们生活的方方面面。然而，为解决各种资源被共享的程度和技术的差异性，那么灵活的、动态的且支持“零编程部署”的中间件，则成为物联网技术发展的关键技术之一。本文以瑞士洛桑理工学院LSIR实验室的全球传感网络（GSN）中间件为例，探寻物联网中间件的数据流处理、中间件的架构及零编程部署等方面的解决方法，为物联网中间件的研发提供了依据和参考。
【关键词】物联网 中间件 全球传感网络
1 前言
目前，对于物联网的传感网络的研究焦点主要集中在有效路由的聚合及单一传感网络的数据管理的算法上，但是对传感网络的部署、应用开发和标准化等方面的研究却较少。然而，在传感器市场价格不断下跌的环境下，支持物联网发展的异构传感器和传感网络也将得到长足的发展和进步。同时，这也为互联网环境下的传感器网络的发展带来了以下两个方面的主要问题：一是如何减少在大型系统的开发和部署方面的关键成本；二是如何高效处理面向数据集成的海量数据。当前，虽然异构性是许多系统和信息平台共同存在的缺点和不足，但对数据的处理、存储、查询和的要求却存在一定的相似性。然而，基于传感器及传感器网络的信息系统和平台却与此不同，这就要求在建设这样的信息系统和平台时，必须以一种崭新的思路和方法解决信息系统和平台的异构问题。
瑞士洛桑理工学院LSIR实验室的全球传感网络（GSN）中间件可以很好地解决以上问题，并针对异构传感网络提供了一个快速灵活的统一部署的集成平台。另外，GSN的设计原则主要体现在以下几个方面：（1）简洁：GSN中间件是一个较小的高度抽象集合，且该集合可被方便地配置；（2）适应性：GSN在运行时可支持向原有传感网络添加新型传感设备及动态配置（重置）数据源；（3）方便扩展：主要基于对等网络架构；（4）可轻量级实现：GSN提供了Web的管理工具，对硬件及网络带宽的要求较低。
因此，本文在阐述GSN支持物联网架构的基础上，探析GSN中的虚拟传感器及数据流处理功能，最后简单阐述GSN的动态即插即用功能。
2 GSN架构
为管理虚拟传感器，GSN使用基于容器的架构。与应用服务器类似，GSN提供了一个环境，在此环境下传感器网络通过在GSN服务器中隐藏大多系统的复杂性能够容易而又灵活地被指定和部署。而运用声明规则可使 GSN服务器能部署和配置虚拟传感器。同时，可通过标准的Internet和Web服务协议，以点对点的方式实现不同GSN服务器之间的通信和信息处理。图1展示了一个GSN服务器的层次架构。
由图1可知每个GSN服务器管理着它所负责的大量虚拟传感器。VSM是该架构的基础，主要负责提供获取虚拟传感器的数据，管理传感器数据的传输，并对其提供相应的管理。VSM由两大主要部分组成：一是生命周期管理器（LCM），LCM主要的工作是为虚拟传感器提供数据资源，并与其进行相应的交互；另一个组成部分是输入流管理器（ISM），ISM主要对输入流进行管理，如对输入流进行分配和共享等。其中，流质量管理器（SQM）处理传感器中断，丢值及非期望延迟等，因此能够确保流的服务质量（QoS）。另外，所有从（或到）VSM的数据都要经过存储层，该层的主要功能是存储并管理数据流的数据。在查询管理器（QM）中执行的查询处理主要依赖于上面的所有层，查询管理器主要由负责SQL解析的查询处理器组成，并对查询进行规划及负责相关查询的执行。其中，查询资料库对所有已注册的查询（订阅）进行管理，并对查询处理器进行定义，同时对使用比较频繁的相关查询进行维护和管理。通知管理器的主要功能是将相关事件或查询结果返回给已被注册的本地或远程虚拟传感器。另外，通知管理器的架构具有可扩展性，此架构运行用户扩大定制的传递结果或具有通过短息通知的功能。
此架构的前三层负责获得GSN服务。接口层为其他GSN服务器提供接入功能并且经由网络（通过浏览器或者通过Web服务器）。通过访问控制层和数据集成层保护和隐蔽这些功能，其中访问控制层提供了仅仅访问各方，数据集成层通过电子签名和加密提供可数据集成和保密。数据访问和数据集成能够被定义在不同的层次，例如，定义在整个GSN服务器或者定义在一个虚拟传感器层。
3 虚拟传感器
虚拟传感器可被看作是GSN的对象，该对象是对传感器获取需要传输的相关数据的抽象，同时，虚拟传感器也被认为是GSN可提供的一系列服务。因此虚拟传感器可使实际传感器产生数据流，也可是不同传感器之间进行数据交互的数据流。另外，虚拟传感器的一个比较显著的特点是可将多个输入流转换成一个输出流。虚拟传感器所遵循的规范和规则为部署和使用虚拟传感器提供了相应的必要信息，总的来讲，主要体现在以下几个方面：（1）对元数据识别。（2）虚拟传感器的用户。（3）虚拟传感器产生的数据流结构。（4）执行SQL的流处理规范。（5）有关持续性、异常处理、生命周期管理及物流部署的功能特性。
为支持虚拟传感的快速部署，可在XML的声明部署文件中定义这些属性。例如：
……
select avg（temperature） from WRAPPER
select * from srcl
……
该示例演示了GSN点对点协助的实例，由上面的示例可知，该示例对通过互联网从远程传回一个平均温度（wrapper=”remote”）的虚拟传感器进行了定义。其中，针对保留关键字wrapper的输入流使用SQL查询命令对输入流进行处理。对于识别和处理虚拟传感器输入流的定义主要使用标签。对例如处理线程数量之类的部署进行定义主要通过标签。对控制流的存储属性主要通过标签进行定义，而标签则主要用于定义产出流的结构。
4 数据流处理
在GSN中，数据流主要是一系列的时间戳元组序列，这些元组序列的先后顺序决定了数据流的先后顺序。而且，对这些时间戳元组序列的管理和操作也是GSN提供的基本功能和服务。其主要体现在以下几个方面：（1）每个GSN的系统时间；（2）时间戳的隐式管理；（3）到达GSN元组的时间戳（接待时间）；（4）基于计数或时间的数据流窗口用户定义机制。
从实际情况看，虚拟传感器的输入流中某个数据元素可触发导致产生新的输出流元素。一般而言，其主要有以下几个处理步骤：（1）使用系统时间为新数据流元素加上时间戳；（2）基于时间戳的输入流根据时间窗口的定义和未被嵌套的关系结果集选择流元素；（3）对输入流查询进行评价，并将其存储到临时关系中；（4）为产生输出流元素执行临时关系输出查询；（5）若需要，其结果将被永久存储；且新的流元素将被通知给虚拟传感器的所有用户。
由于GSN将虚拟传感器的构建时间实现了从实际查询中分离，所以GSN的查询处理方法和TelegrahCQ有关。当数据处理的语言被指定为可在标准语法允许的全范围操作的SQL时，那么数据处理的时序规则（例如：窗口的尺寸）则可在虚拟传感器的中以XML文件加以定义和提供。
5 零编程部署
如前所述，为实现GSN的零编程目的，减少相应的部署步骤，虚拟传感器属性主要以XML文件的形式加以定义。虽然定义虚拟传感器的XML文件大多只有30到50行，与其依赖的其他低级设备的编程比较而言，也更加简单便捷，但对此进行人为地干预仍是必要的。为此GSN按照IEEE1451标准体系，实现自动检测、部署和校准等功能。实践表明，遵循IEEE1451标准体系的传感器可提供相应的电子数据表（TEDS），该数据表往往存储在传感器的内部。TEDS提供了简单的传感器语义定义，即它定义了诸如测量类型及校准等传感器的属性和测量特征。为支持真正的零编程部署，GSN使用了TEDS的自我定义功能。所谓自我定义功能就是使虚拟传感器的定义通过虚拟传感器定义模板动态生成，或者通过从TEDS提取的数据中派生出来。
另外，节点的设置是为支持即插即用部署的。当某个传感节点进入检测区域时，GSN将会检测到它，并向它的TEDS发送请求，同时实例一个新的基于TEDS的虚拟传感器。即通过使用TEDS的GSN能自动检测、识别和部署传感器。同时，生成的虚拟传感器定义立即被输入到GSN节点的信息库，且所有基于新传感器的处理也将被执行。然而，当前TEDS仅能针对一个与其交互的传感器提供相应的信息和数据。因此，对生成虚拟传感器定义往往使用默认值，例如：安全需求、存储和资源管理等。
通过因特网访问Web服务和Web接口产生的数据可应用于GSN中的传感器（传感器网络）的部署。因此，基于GSN网络其他节点的远程处理节点也可被触发，这为移动传感器全球集成提供了技术基础和条件。但前提条件是，GSN定期要求所有传感器的TEDS确保是激活状态。如果传感器没有响应，那么GSN将删除以前创建的虚拟传感器，并释放与之相关联的资源，同时通知相关的查询和节点。
6 总结
GSN为当前物联网部署提供了灵活的中间件。它的即插即用部署功能使它为物联网的构建提供了基础结构，并完全开创了应用的新类型。例如：用户或者事物可以配备RFID标签，这不仅可存储静态数据，而且还可指定数据处理任务（例如：查询），这些数据处理任务可被GSN识别并纳入到它的流处理过程中。因此，GSN的中间件原理及架构为物联网的实现提供可参考的实例，并具有重要的借鉴意义和价值。
参考文献
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物联网工程的定义范文4
【关键词】智能家居物联网家庭网关
近年来物联网的兴起与发展为智能家居引入了新的概念及发展空间，越来越多的消费者喜欢从物联网的角度对智能家居提出要求，希望智能家居是无线的、安全的、并且能够用手机感知、控制的。另外，基于Android操作系统日益流行，本文将其与智能家居联系起来，研究并实现了一种基于Android系统的智能家居系统。
一、物联网简介
物联网的英文名称为“The Internet of Things”，其较为普遍认同的定义是：物联网通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网线连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
二、智能家居系统的定义
智能家居系统是集远程控制，能耗管理，智能用电于一身的综合管理系统。基于物联网的智能家居，表现为利用信息传感设备将家居生活有关的各种子系统有机的结合在一起，并与互联网连接，进行监控、管理信息交换和通讯、实现家居智能化。
三、智能家庭网关系统的定义与功能需求
家庭智能网关是整个智能家庭网络的核心，通过家庭网关才能实现家庭内部多种智能设备之间的联网，以及从家庭内部到外部网络的互联，因此设计性价比高的家庭网关是实现智能家居系统的关键。
一个智能家庭网关可以看成是一个信息处理系统。其软件部分为家庭网关应用平台，辅助不具备信息化条件的设备实现信息化，即提供信息处理的能力；硬件部分即家庭网关，为与其相连的各家庭设备提供统一的信息交换接口及控制规则。总体而言，网关要起到三个功能：（1）Internet接入功能，包括路由、NAT（地址转换）等等；（2）家庭网络中各种不同通信协议之间的转换，以及家庭网络系统与TCP/IP协议之间的转换；（3）运行家电管理软件，将使用不同通信协议的家用电器接入到家庭网络中，并统一管理起来。
四、系统体系结构流程
整个智能家居系统需要解决的技术难题主要包括以下几个方面。（1）数据采集：需要有统一的数据采集方法。统一数据采集方法来有效管理和利用各家庭设备。（2）数据传送：形成有效的公共数据传送基础传输网络，让应用提供者以可控、安全、高效的方式获取数据并发送反馈。（3）应用扩展：需要有多个层面的应用提供与扩展能力，即随着家庭传感网络的扩展，实现在家庭内部、运营商公共服务和第三方等方面进行应用功能的有效、方便灵活、低成本的扩充。
因此，物联网智能家居系统可以由以下三个层次组成：（1）第一层是传感网络，包括智能家电、生活用品、家居设备、家用健康设备、RF读写器等，这些设备或带有RF读写器，或带有RFID、传感器，可实现对家庭用品、家居设备的状态监控以及家庭成员的健康数据采集等；（2）第二层是传输网络，由家庭网关的物联网传送功能、宽带网络和家庭网关应用平台的传送功能组成，实现数据的传输与计算；（3）第三层是应用网络，主要包括家庭网关的物联网应用功能、家庭网关应用平台的应用功能和由媒体内容提供商、应用提供商和用户终端组成的第三方应用功能。
系统工作流程：
用户在手机终端中输入控制命令，通过无线网络传输到应用平台系统。家庭网关应用平台的中央控制器接收到信息后，进行必要的处理和分析。而后通过家庭网关接口控制与其相连的相应家庭设备，从而达到对智能家居的控制与操作。完成相应操作后，设备返回一条完成指令，由中央控制器反馈给使用者。用户不操作的情况下，中央控制器会自动接受、监控各类传感器，实时监控各类环境数据。一旦变化超出设定范围，自动产生指令，发送告警信息给终端用户，并调节相应的智能设备，从而营造安全舒适的家居条件。
五、结束语
物联网已经提升为国家发展战略的重要组成部分，进入家庭应用是其成熟与成功的标志。随着技术的成熟与规模应用，核心器件的成本会极大地下降，建立起物联网的智能家居系统将是物联网发展战略的一个重要组成部分。
参考文献
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物联网工程的定义范文5
2010年，江苏烟草物流建设初步形成了中国烟草物联网的雏形，对各地开展现代物流向物联网时代迈进发挥了很大的启示作用。2010年5月，国家烟草专卖局召开局长办公会，明确提出在现代烟草物流的基础上，要打造中国烟草的物联网，努力实现中国烟草物流的不可替代性。同月，全国烟草行业现代物流建设工作会议在江苏召开，烟草行业掀起了发展现代物流、共绘烟草物联网蓝图的热潮。为了更多了解烟草物联网建设的路径与方向，本刊专访了北京市烟草专卖局、中国烟草总公司北京市公司副总工程师金涧先生。
记者：近几年物联网的概念很热，全国很多行业都掀起了建设物联网的热潮，烟草行业更是走在前面。但是说起物联网，大家的理解各异。你认为烟草行业的物联网应该怎样去界定?
金涧：烟草行业要发展物联网，首先定义物联网，明确什么是物联网，建立行业统一的认识坐标。我们在规划探讨物联网的建设时，发现关于物联网有多种定义和解释。比如，烟草行业现在使用的二维码属不属于物联网识别技术?有专家认为，只要通过自动识别技术把物品的信息、状态数据采集上来都是物联网的一种。要是这样认定的话，那么现在烟草行业已经全行业实现了物联网建设，还用得着再谈什么物联网吗?
所以，在规划建设物联网前，非常有必要界定清楚物联网的概念、技术和范围。否则，认识不统一，行业就无法建设完整统一的中国烟草物联网。
物联网英文为“The Internet of things”，在我国也称为传感网，我国的定义为“物物相连的互联网”，是借助各种信息传感设备通过互联网把物品与物品结合起来而形成的一个巨大网络。在企业层面，物联网就是采用传感识别和网络技术将各种产品或者资产联系起来，自动进行识别、数据交互和智能化管控。过去，业界理解物联网更多的是数据采集，现在强调更多的是一种互动实时的状态。
在目前的理解中，物联网很容易被混淆为监控系统。很多的所谓物联网应用模式都是信息采集后人对物的监控管理，而非物与物之间的自主互动。这只能认定为采用了先进技术的监控系统，而不适合称之为物联网。
在辨析目前的各种物联网应用模式时，需要分清物联网、物联网技术与物联网相关技术的区别。条码技术的应用以及目前很多RFID技术应用模式，绝大多数其实只能称之为物联网技术的应用模式，而非物联网应用模式。
举例来讲，目前烟盒上使用的条码，是一种物品识别技术，可以称之为物联网相关技术，但不属于物联网应用范畴，而烟草行业的托盘安装RF JD标签，是物联网应用的一种模式。这样认定的理由在于，前者不能实现自动寻址定位，需要人力寻找，人找到产品后才能够读取条码再获得物品信息，而后者是物体自身通过射频标签和传感设备主动进行物品信息交互，无须人为干预。因此，是否物联网应用的重要界限就在于，物品或商品是否是能够实现自动寻址，通信和智能化管理。
记者：目前出现了各种物联网的应用模式，你认为烟草行业要建设物联网，并由此产生实质的影响，应该如何建设?
金涧：在物联网建设提出之前，烟草行业已经完成了与物联网紧密相关的国家一号工程，即烟草行业卷烟生产经营决策管理系统。该系统是烟草行业近年来最大的一个行业一体化信息化工程项目，实现行业内信息系统的互联互通、信息共享，为行业生产经营决策提供更多信息支持。该工程中的物联网因素体现为全国烟草行业将近有80万个托盘安装了RFID标签。
近年来，各地烟草企业纷纷探索物联网建设的模式。其中，江西南昌市烟草公司在物联网技术应用上做的比较好，领先行业。据悉，南昌市烟草公司物流中心按物联网概念设计卷烟物流体系，在主要工艺和业务环节均采用了RFID标签，基本构成物联网技术体系，并且运用得成熟充分。比如利用RFID标签进行货物定位、叉车读写器自动寻址、配送缓存区发货信息实时交互反馈以及配送车辆跟踪、在途库存监控等等。
根据此前的信息化建设成果和各地的物联网建设探索，可以说，烟草行业具备了良好的物联网建设的基础条件。
2010年5月，国家烟草专卖局局长姜成康到江苏烟草调研时提出：要把卷烟物流建设作为烟草行业的核心业务，建设不可替代的烟草物流体系，打造中国烟草物联网等三项任务，促进卷烟行业上水平，使全行业面对未来具有不可替代的核心竞争力。
现在，烟草行业进行物联网建设毋庸置疑，需要探讨的是如何建设?从何处着手建设?
物联网最适用的领域是物流和零售领域，建设中国烟草物联网应首先从流通环节、从建设中国烟草卷烟物联网入手。目前，中国烟草行业在卷烟流通环节有大约500万家零售商户，有年4700万箱的卷烟市场。但是目前，行业对市场需求、变化趋势的并不能及时把握，从零售商户反馈回来的供销存数据不完全准确。而销售终端的各种销售数据将直接影响物流与生产环节的资源配置效率。如果可以通过物联网掌握各个商户的销量、库存量，加强对烟草销售终端的管理，把它和中间物流、前端生产连接成一条完成的供应链的话，烟草行业的整个行业生产销售都将形成巨大的竞争力和市场控制力。
这样的中国烟草卷烟物联网建设一定要自上而下地进行。任何一种区域性建设的网络效果都会打折扣，充其量只是一种技术应用模式。以烟草物联网来讲，必须要全国全行业整体进行规划才行，否则难以产生效果，但是如果成功运作的话将获得绝大的效益。
试想，把全国500万零售商户的库存、销售的实时信息采集回收并整理，然后卷烟生产厂和销售公司再根据此数据拟定生产计划、销售计划，进行生产经营决策，将会大大提高行业效率和生产经营水平。
中国烟草卷烟物联网的网络终端连接不但有零售商店，还应扩展到零售户仓库货架和香烟销售柜台，还要横向连接大型商场、超市，如果采用物流外包，还要和第三方物流公司连接。这将彻底改变烟草行业的整体运营模式和纵向思维方式。鉴于物联网的建设会对行业产生巨大的影响，因此，必须整体规划而后积极谨慎地推广实施。
记者：物联网技术很先进，但是目前应用还不广泛，还需要解决很多在实际应用中出现的技术问题。请问目前在烟草行业的应用中，物联网技术有哪些主要的技术问题亟待解决?
金涧：要通过物联网准确掌握市场的信息，物品传感覆盖范围就必须精确到卷烟小盒，这是卷烟销售的最小销售单元。卷烟销售单元实物形态还有条、件，都要覆盖住，物联网才能产生功效。如果顾虑成本不覆盖到小盒，起码有60％的零售销量控制
不准，那么社会库存、实时销量等信息也不会准确。要精确到盒就意味着要为每盒香烟植入RFID标签。而给每盒香烟植入RFID标签成本较高，需要统筹考虑，也需要技术进步带动成本减低。
但目前还存在一些技术瓶颈需要突破。
首先是RFID标签的抗金属干扰能力很差，对有金属包装的卷烟产品，RFID应用效果不好，数据读取成功率低，数据交互耗时长，效率低。实际应用可靠性有待提高。
其次是RFID在卷烟包装的植入问题。RFID芯片部分是金属的，非金属芯片产品还没有产生，植入烟盒包装后，盒皮局部厚度会发生增厚，影响包装效率，并非任何烟盒都能植入。据了解，目前国际上RFID芯片的最高制作技术只能达到厚度90微米，国内技术最高水平的工艺可以达到厚度160微米，在实际生产中上下可能浮动90微米。在这种条件下，被植入RFID的载体至少需要350微米左右的厚度，才不影响载体效果，否则会对载体影响较大。而烟盒目前有硬盒软盒之分，部分软盒盒皮的厚度植入RFID标签后会产生较大变形。
第三，RFID技术本身一对多识别的功能尚不稳定，受包装、环境等因素影响较大。根据目前RFID的使用测试报告看，RFID在一对多信息读取过程中，受到环境的干扰很明显，尤其是同时读取大量RFID标签时。当然，任何先进的技术都不是完美无瑕的，都会有程度深浅的误差，但在卷烟物流和销售环节实际应用中，如果不能保证100％读取正确率的话，RFID就失去了应用的价值。
物联网工程的定义范文6
【关键词】物联网 ONS EPCIS 设计 软件开发
1概述
物联网系统（EPC）是产品电子代码的简称，物联网系统主要由六个基本的子系统组成，即编码标准、标签、识读器、应用层事件中间件、ONS（对象名解析服务）和EPCIS（物联网信息服务），其中，ONS在物联网中的作用是给物联网中间件指明产品信息的存储服务器，其实质是为物联网中间件和物联网信息服务之间提供交互桥梁，同时借助DNS，让物联网能够以现有的因特网拓展到其他网络领域。而EPCIS的主要作用是实现EPC中数据的共享。通过EPCIS提供的模块化可扩展数据接口，能实现商品流程步骤之间的关联，实现对商品状态的实时追踪。因此ONS和EPCIS是物联网中非常重要的环节，其中，安全性和准确性是关键问题。
2 ONS与EPCIS特性分析
2.1 ONS特性分析
从服务类型上看，ONS服务主要分为两大类：静态ONS服务和动态ONS服务。前者通过对商品电子产品码的查询来获取其静态的信息。而后者则侧重于对商品在供应链中流转信息的查询。从原理上看，ONS实现了一个EPC到多个URI的映射，其运行模式类似于DNS，因此决定了ONS的系统结构也是分布式的， 包含了根ONS、ONS服务器、本地ONS和本地ONS缓存与映射。从功能上看，所有的ONS查询都要通过根ONS来完成，ONS的主要作用则是回应本地查询并返回URI。设计ONS缓存的目的则是减少查询次数，把常用URI放入缓存之中，较少对外操作次数，减小ONS服务器负担。整个ONS系统主要处理电子产品码和与之对应的EPCIS信息服务器PML地址的映射管理和查询，其物理模型类似于DNS构架，因此可以参照DNS构架来实现ONS服务。
2.2 EPCIS特性分析
从物联网网络层次体系上看，EPCIS处于核心地位，在整个的体系结构中也位于上层位置，并在结构体系中高于其他中间件。在EPCIS中主要定义的事件类型有4类：对象事件、聚合事件、统计事件和交易事件，这4类事件涵盖了物联网工作中主要的事件类型。从EPCIS的功能上看，关键性作用是定义物联网中的各类服务，最主要的服务类型是捕获服务（针对底层ALE事件）和查询服务（包含查询订阅服务、核心查询服务、查询控制服务）。从系统结构的角度看，EPCIS也是一种分层结构，在结构体系的底层定义所需要的相应数据格式，在上层完成对各类服务接口的绑定和实现。EPCIS的目标则是结合ONS组件，实现相关数据在内部和跨企业的共享。因此企业间信息交互中间件的开发就必然要结合EPCIS服务和ONS服务。这也是本文要重点探讨的内容。
3 EPCIS子模块的设计
实现EPCIS中功能实现主要由各类接口和模块的组合所控制，主要涉及到的模块包括：数据捕获和数据查询（含查询回调、数据查询和查询控制），现分别设计如下：
3.1 捕获数据模块
该模块中的业务流程可概括性的描述为从数据发送端（ALE）到EPCIS服务器，再由EPCIS服务器对接收到的文档进行解析从而获得数据信息，在完成给定的校验过程后存库。JMS和MDB所依据的规范相同，具有良好的整合性，而且各自对后续可能的服务整合能提供完美支持。
3.2 查询模块
查询模块包含了标准查询接口、查询控制接口和查询回调接口三类。第一类标准查询接口可广泛应用，具有良好的通用性，而后两类接口则是要针对客户端和服务器的特点进行定制。必须定义一类控制结果集数量的Exception，以某个给定的数值来控制查询结果集，当超出这个临界阈值时就提示缩小查询范围以保证查询结果的正确性。
4 ONS核心算法探讨
由于ONS是基于DNS和互联网，其作用主要是完成EPC到多个URI之间的映射关系。与之对应的，电子产品码的编码技术则是遵循SGTIN格式，其原理类似于DNS域名分配。因此ONS的核心算法也可以参照DNS的解析方式来设计。本文中拟设计基于椭圆曲线的加密方式，步骤如下：
（1）客户端应用程序向ONS发送包含客户端应用程序ID号的查询请求。
（2）ONS根据接收到的ID号，选取一个椭圆曲线y2=x3+ax+b，该曲线的特征由ONS和客户端共同遵守，该椭圆曲线为有限域GF（p）上的一条椭圆曲线，由参数（a，b，P）所决定。
（3）ONS在闭区间[1，P-1]上产生一个随机整数x，按公式X=xg进行转换，并将其传回给客户端。
（4）将ONS接收到的ID号和EPC编码重组，可按字符串直接连接的方式，得到一组新的编码，并将其映射于椭圆曲线上，获得某个对应的坐标M。
（5）在客户端也产生2个在闭区间[1，P-1]内的随机数yg和P+yX，并发回给ONS。
（6）按如下方式对ONS接收到的信息进行解码：（P+yX）-xyg=P+yxg=P，借此定位M，从而获得客户端和ONS之间的对应关系，完成验证。
（7）ONS将查询结果以及ID号返回给客户端，客户端通过比对两次接收的ID号是否相同来判定是否是自己所发送的查询请求，否则抛弃该查询结果。
5 小结
物联网中间件的设计是物联网实现系统间交互的关键环节。本文对ONS和EPCIS的特性进行了分析，对中间件功能的实现也进行了一些探讨。在后续研究中，应关注新的物联网规范标准，因为这是设计物联网系统的基础，进而在这些规范基础上对中间件进行调整和扩充，从而提高物联网的运行效率。
参考文献
[1]聂晓.基于云计算的物联网安全研究[J].工矿自动化，2013，39（4）：47-50.
[2]董晓荔.EPC网络中的ONS服务[J].微电子学与计算机，2007（2）：150-155.
