1、北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文I袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇
2、袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂
3、肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆
4、羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀
5、腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄
6、羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿
7、芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆
8、肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀
9、羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄
10、膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈
11、羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂芀螅罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿莆荿羆肅莅蒁螈羁莅薄羄袇莄螆螇芅莃蒅蚀膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿葿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇蒆袀羆蒆蕿螃芅蒅蚁羈膁蒄螃螁肇蒃蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚈羅膇膈莇螈肃膇蕿羃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁芆芁蚃蚄膂 密级： 保密期限：工程硕士研究生学位论文题目：物联网手持移动设备开发与应用学 号： 05G0708 姓 名： 邵九洲 专 业： 电子
12、与通信工程 导 师： 陈德荣 学 院： 网络/继续教育学院 北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文II二 O 一一年六月十日独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名： 日期： 关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大
13、学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后遵守此规定）保密论文注释：本学位论文属于保密在 年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名： 日期： 导师签名： 日期： 北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文III摘要物 联 网 （ IOT） 是 继 计 算 机 、 互 联 网 与 移 动 通
14、信 网 之 后 的 世 界 信 息 产 业 又 一次 新 的 信 息 化 浪 潮 ， 是 将 信 息 化 技 术 的 应 用 更 加 全 面 地 为 人 类 生 活 和 生 产 服 务的 信 息 化 大 升 级 。 物 联 网 技 术 的 应 用 已 成 为 推 动 信 息 化 发 展 和 产 业 变 革 的 重 要力 量 ， 开 发 应 用 前 景 巨 大 。本 文 首 先 介 绍 了 物 联 网 的 概 念 、 基 本 内 涵 和 特 征 、 物 联 网 技 术 和 基 本 应 用 ；在 此 基 础 上 ， 阐 述 了 物 联 网 手 持 移 动 设 备 的 产 品 定 义 与 设 计 方
15、 法 ， 不 同 的 应 用环 境 与 手 持 移 动 终 端 产 品 形 态 的 对 应 关 系 ， 介 绍 了 终 端 设 备 产 品 的 市 场 定 位 与一 般 的 服 务 模 式 ； 在 产 品 技 术 开 发 层 面 ， 从 软 硬 件 角 度 讨 论 和 研 究 了 物 联 网手 持 移 动 设 备 使 用 的 嵌 入 式 系 统 及 其 电 路 设 计 ， 包 括 3G 与 Wi-Fi 无 线 通 信 、一 维 码 与 二 维 码 条 码 识 别 、 高 频 与 超 高 频 射 频 识 别 、 低 功 耗 系 统 电 源 管 理 和GPS 技 术 等 ； 最 后 ， 结 合 实
16、 际 物 联 网 系 统 的 设 计 与 实 施 ， 给 出 了 物 联 网 手 持 移动 终 端 应 用 与 解 决 方 案 案 例 ， 说 明 了 物 联 网 移 动 手 持 终 端 的 应 用 领 域 及 典 型 的业 务 逻 辑 ， 为 物 联 网 移 动 数 据 节 点 的 设 计 和 应 用 提 供 参 考 。关 键 词 ： 物 联 网 ， 无 线 传 感 器 网 络 ， 手 持 移 动 设 备 ， 个 人 数 字 助 理 ， 射 频 识别 。注 ： “思 必 拓 ”为 北 京 卓 享 智 和 科 技 有 限 公 司 （ 简 称 “卓 享 科 技 ”） 注 册 商 标 ， 意 为
17、思 索 必 先 开 拓 ， 思 必 拓 专 注 移 动 物 联 网 。本 文 作 者 邵 九 洲 为 卓 享 科 技 创 始 人 和 执 行 董 事 。北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文IVAbstractInternet of Things（ IOT） is another wave of new information technology of the world information industry after the computer, Internet and mobile communication network. It is a large-scale upd
18、ate in applying information technology in the field of human life and production services. IOT technology has become an important force to make various industries more efficient and its according market prospects are huge.This paper firstly introduces the concept, basic characteristics, technology a
19、nd application of IOT. Secondly, the product definition and design method of IOT hand-held mobile devices is analyzed, different types of products for different application fields. Then, the Embedded system and circuit design method of IOT hand-held mobile devices is studied, including 3G and Wi-Fi
20、wireless communication, Code Identification of 1D and 2D barcode, HF and UHF RFID and GPS technology. Finally, take practical IOT systems for example; the paper studies the application and solutions of IOT hand-held mobile devices. This paper aims to provide reference for the design and application
21、of mobile data nodes of IOT.Key words: Internet of Things, Wireless Sensor Networks, Handheld mobile devices, Personal Digital Assistant, Radio Frequency Identification.北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文V目录摘要 .III目录 .V第 一 章 绪论 .11.1 物联网概述 .11.2 基本内涵和基本特征 .21.3 物联网的应用 .41.4 物联网技术 .61.5 本文的结构和安排 .8第 二 章 物联网手持移动设
22、备的产品定义与设计 .92.1 提 供 标 准 化 的 行 业 终 端 92.1.1 二维码移动识读产品 MT06 102.1.2 便携平板 Smartbook 系列 132.1.3 桌面媒体产品 MID70152.2 为 专 有 需 求 客 户 提 供 定 制 服 务 182.2.1 专柜进销存终端、柜台会员媒体终端 182.2.2 多功能警务通终端 20第 三 章 物联网手持移动设备嵌入式系统及电路设计 223.1 软硬件平台介绍 223.1.1Marvell PXA310 处理器介绍 223.1.2 多功能移动数据终端 MT02 硬件系统介绍 233.1.3Marvell 最新通讯应用处
23、理器 PXA910 介绍 243.2 手持移动设备关键技术与电路设计 253.2.1Ev-Do 无线数据通信 .263.2.2 条码识读引擎 273.2.3 射频识别模组 303.2.4GPS 定位技术 313.2.5 电源管理与动态主频控制 323.3 手持移动设备特性总结 343.4 手持移动设备规格和编号 35第 四 章 物联网手持移动终端应用与解决方案 374.1 *酒店现场移动作业管理系统 374.1.1 项目背景 374.1.2 功能需求描述 384.1.3 网络传输与流量 39北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文VI4.1.4 网络架构图 404.1.5 系统架构图 4
24、04.2 快消品行业销售管家 414.2.1 项目简介 414.2.2 管理系统 434.3 GPS 铁路巡检系统 444.3.1 项目简介 444.3.2 体系结构 444.3.3 技术路线 454.3.4 可视化管理 454.4 中国移动亲情通位置服务 474.4.1LBS 在个人家庭中的应用 474.4.2 老年人操作平台窗口 484.4.3 儿童操作平台窗口 494.4.4 宠物宝平台界面 504.4.5 系统总体架构和平台设计 514.4.6 定位功能演示 52第 五 章 结束语 54参考文献 55致谢 58北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文1第 一 章 绪论1.1 物联
25、网概述物 联 网 （ The Internet of things） 是 新 一 代 信 息 技 术 的 重 要 组 成 部 分 。 它 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 体 与 互 联 网 相 连 接 ， 进 行 信 息 交 换 和 通 信 ，以 实 现 对 物 体 的 智 能 化 识 别 、 定 位 、 跟 踪 、 监 控 和 管 理 的 一 种 网 络 1-5。图 1-1 物联网示意“物 联 网 ”起 源 于 射 频 识 别 技 术
26、 （ Radio Frequency Identification， RFID）对 客 观 物 体 进 行 标 识 并 利 用 网 络 进 行 数 据 交 换 这 一 概 念 ， 并 不 断 扩 充 、 延 展 、完 善 而 逐 步 形 成 。 中 科 院 无 锡 微 纳 传 感 网 工 程 技 术 研 发 中 心 主 任 刘 海 涛 认 为 ，物 联 网 和 传 感 网 是 从 不 同 角 度 对 同 一 概 念 的 描 述 ， 从 技 术 角 度 叫 传 感 网 ， 从 用户 和 产 业 角 度 又 叫 物 联 网 。 物 物 互 联 的 精 髓 是 感 知 ， 感 知 包 括 传 感 器
27、 的 信 号 采集 、 协 同 处 理 、 智 能 组 网 、 甚 至 信 息 服 务 ， 以 达 到 控 制 、 指 挥 的 目 的 。 所 谓“泛 在 网 ”， 也 就 是 无 所 不 在 的 网 络 社 会 ， 包 括 现 在 和 未 来 的 所 有 的 网 络 互 联 、互 通 和 共 融 。 “智 慧 地 球 ”的 核 心 ， 就 是 “更 透 彻 的 感 知 、 更 全 面 的 互 联 互 通和 更 深 入 的 智 能 化 ”。 “泛 在 网 ”和 “智 慧 地 球 ”的 核 心 内 容 是 物 联 网 6-9。2010 年 3 月 9 日 ， 我 国 物 联 网 标 准 联 合
28、工 作 组 筹 备 会 议 在 北 京 召 开 。 中 国物 联 网 标 准 联 合 工 作 组 由 工 信 部 电 子 标 签 标 准 工 作 组 、 资 源 共 享 协 同 服 务 标 准工 作 组 ， 以 及 全 国 信 息 技 术 标 准 化 技 术 委 员 会 传 感 器 网 络 标 准 工 作 组 、 全 国 工业 过 程 测 量 和 控 制 标 准 化 技 术 委 员 会 共 同 倡 导 并 发 起 1011。 联 合 工 作 组 将 整合 国 内 物 联 网 相 关 标 准 化 资 源 ， 联 合 产 业 各 方 共 同 开 展 物 联 网 技 术 的 研 究 ， 推进 物 联
29、 网 标 准 化 工 作 ， 加 快 制 定 符 合 我 国 发 展 需 求 的 物 联 网 技 术 标 准 ， 为 政 府部 门 的 物 联 网 产 业 发 展 决 策 提 供 全 面 的 技 术 和 标 准 化 服 务 支 撑 ； 紧 紧 围 绕 物 联网 发 展 需 求 ， 统 筹 规 划 ， 整 合 资 源 ， 坚 持 自 主 创 新 与 开 放 兼 容 相 结 合 的 标 准 战略 ， 加 快 推 进 物 联 网 国 家 标 准 体 系 的 建 设 和 相 关 国 家 标 准 的 制 定 ， 同 时 积 极 参与 相 关 国 际 标 准 的 制 定 ， 以 掌 握 发 展 的 主 动
30、 权 11。如 今 ， 物 联 网 被 看 作 是 推 动 信 息 领 域 的 一 次 重 大 发 展 和 变 革 机 遇 ， 世 界 先 进北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文2国 家 都 对 物 联 网 技 术 发 展 高 度 重 视 ， 可 以 说 物 联 网 的 广 泛 应 用 是 继 计 算 机 、互 联 网 与 移 动 通 信 网 之 后 的 又 一 次 信 息 革 命 。 物 联 网 被 视 为 互 联 网 的 应 用 拓 展 ，应 用 创 新 是 物 联 网 发 展 的 核 心 ， 以 用 户 体 验 为 核 心 的 创 新 是 物 联 网 发 展 的 灵 魂12。1
31、.2 基本内涵和基本特征物 联 网 就 是 “物 物 相 连 的 互 联 网 ”， 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 延 伸 和 扩 展 的 网 络 ； 第 二 ， 其 用 户 端 延 伸 和 扩 展 到 了 任何 物 体 与 物 体 之 间 ， 进 行 信 息 交 换 和 通 信 。 图 1-2 物联网-“物物相连的互联网”物 联 网 是 指 通 过 各 种 信 息 传 感 设 备 ， 如 传 感 器 、 射 频 识 别 （ RFID） 技 术 、全 球 定 位 系 统 、 红 外 感 应 器 、 激 光 扫 描 器 、
32、 气 体 感 应 器 等 各 种 装 置 与 技 术 ， 实时 采 集 任 何 需 要 监 控 、 连 接 、 互 动 的 物 体 或 过 程 ， 采 集 其 声 、 光 、 热 、 电 、 力学 、 化 学 、 生 物 、 位 置 等 各 种 需 要 的 信 息 ， 与 互 联 网 结 合 而 形 成 的 一 个 巨 大网 络 13。 其 目 的 是 实 现 物 与 物 、 物 与 人 ， 所 有 的 物 品 与 网 络 的 连 接 ， 方 便 识 别 、管 理 和 控 制 。和 传 统 的 互 联 网 相 比 ， 物 联 网 有 其 鲜 明 的 特 征 2728： 首 先 ， 它 是 各
33、种 感 知 技 术 的 广 泛 应 用 。 物 联 网 上 部 署 了 海 量 的 多 种 类 型 传 感器 ， 每 个 传 感 器 都 是 一 个 信 息 源 ， 不 同 类 别 的 传 感 器 所 捕 获 的 信 息 内 容 和 信 息格 式 不 同 。 传 感 器 获 得 的 数 据 具 有 实 时 性 ， 按 一 定 的 频 率 周 期 性 的 采 集 环 境 信息 ， 不 断 更 新 数 据 。 其 次 ， 它 是 一 种 建 立 在 互 联 网 上 的 泛 在 网 络 。 物 联 网 技 术 的 重 要 基 础 和 核 心仍 旧 是 互 联 网 ， 通 过 各 种 有 线 和 无
34、线 网 络 与 互 联 网 融 合 ， 将 物 体 的 信 息 实 时 准确 地 传 递 出 去 。 在 物 联 网 上 的 传 感 器 定 时 采 集 的 信 息 需 要 通 过 网 络 传 输 ， 由 于其 数 量 极 其 庞 大 ， 形 成 了 海 量 信 息 ， 在 传 输 过 程 中 ， 为 了 保 障 数 据 的 正 确 性 和及 时 性 ， 必 须 适 应 各 种 异 构 网 络 和 协 议 。 同 时 ， 物 联 网 不 仅 仅 提 供 了 传 感 器 的 连 接 ， 其 本 身 也 具 有 智 能 处 理 的 能 力 ，能 够 对 物 体 实 施 智 能 控 制 。 物 联
35、网 将 传 感 器 和 智 能 处 理 相 结 合 ， 利 用 云 计 算 、模 式 识 别 等 各 种 智 能 技 术 ， 扩 充 其 应 用 领 域 。 从 传 感 器 获 得 的 海 量 信 息 中 分 析 、北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文3加 工 和 处 理 出 有 意 义 的 数 据 ， 以 适 应 不 同 用 户 的 不 同 需 求 ， 发 现 新 的 应 用 领 域和 应 用 模 式 。这 里 的 “物 ”要 满 足 以 下 条 件 才 能 够 被 纳 入 “物 联 网 ”的 范 围 ： 1、 要 有 相 应 信 息 的 接 收 器 ； 2、 要 有 数 据 传
36、输 通 路 ； 3、 要 有 一 定 的 存 储 功 能 ； 4、 要 有 CPU； 5、 要 有 操 作 系 统 ； 6、 要 有 专 门 的 应 用 程 序 ； 7、 要 有 数 据 发 送 器 ； 8、 遵 循 物 联 网 的 通 信 协 议 ； 9、 在 世 界 网 络 中 有 可 被 识 别 的 唯 一 编 号 。1.3 物联网的应用目 前 ， 物 联 网 最 初 的 研 发 方 向 主 要 是 条 形 码 、 RFID 等 技 术 在 商 业 零 售 、物 流 领 域 应 用 ， 而 随 着 RFID、 传 感 器 技 术 、 近 程 通 信 以 及 计 算 技 术 等 的 发 展
37、 ，近 年 来 其 研 发 、 应 用 开 始 拓 展 到 环 境 监 测 、 生 物 医 疗 、 智 能 基 础 设 施 等 领 域14-23。 就 目 前 而 言 ， 物 联 网 的 许 多 相 关 技 术 仍 在 开 发 测 试 阶 段 ， 距 离 不 同 系统 之 间 融 合 、 物 与 物 之 间 的 普 遍 链 接 的 远 期 目 标 还 存 在 一 定 差 距 。 目 前 ， 物 联网 的 应 用 主 要 有 智 能 交 通 中 的 电 子 车 牌 及 电 子 不 停 车 收 费 系 统 （ ETC） 、 智 能电 网 、 智 能 医 疗 的 医 疗 监 护 、 智 慧 城 市
38、、 环 境 保 护 等 方 面 29-35。电 子 车 牌 作 为 物 联 网 在 智 能 交 通 中 的 应 用 ， 它 是 一 种 新 兴 无 线 射 频 自 动 识 别技 术 ， 具 有 高 速 识 别 、 防 拆 、 防 磁 、 加 密 、 储 存 等 特 点 ， 公 安 交 通 管 理 部 门 应用 该 技 术 ， 能 精 确 、 全 面 地 获 取 交 通 信 息 ， 规 范 车 辆 使 用 和 驾 驶 行 为 ， 抑 制 车辆 乱 占 道 、 乱 变 道 、 超 速 等 违 法 违 规 行 为 ， 并 能 有 效 打 击 肇 事 逃 逸 、 克 隆 、 涉案 等 违 法 车 辆
39、智 能 电 网 在 发 电 环 节 上 对 常 规 机 组 、 水 库 、 新 能 源 风 电 机 组 等 布置 传 感 监 测 点 ； 在 输 电 环 节 上 对 雷 电 、 线 路 气 象 环 境 、 线 路 覆 冰 、 线 路 在 线 增容 、 导 地 线 微 风 振 动 、 导 线 温 度 、 输 电 线 路 风 偏 、 输 电 线 路 图 像 与 视 频 、 杆 塔倾 斜 在 线 监 测 与 预 警 等 方 面 充 分 利 用 传 感 技 术 。 配 电 环 节 上 对 配 电 设 备 状 态北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文4监 测 、 配 电 网 现 场 作 业 管
40、理 ， 以 及 智 能 巡 检 也 充 分 利 用 各 类 传 感 和 识 别 技 术 。图 1-3 实时城市管理与整合的公共服务在 智 能 医 疗 的 医 疗 监 护 应 用 中 ， 医 疗 监 护 人 身 上 可 以 安 装 不 同 的 传 感 器 ， 对人 的 健 康 参 数 进 行 监 控 ， 并 且 实 时 传 送 到 相 关 的 医 疗 保 健 中 心 ， 如 果 有 异 常 ，保 健 中 心 通 过 手 机 ， 提 醒 您 去 医 院 检 查 身 体 ， 达 到 实 时 监 测 、 智 能 分 析 、 自动 预 警 。 在 智 慧 城 市 的 、 平 安 城 市 建 设 的 应
41、用 中 ， 利 用 部 署 在 大 街 小 巷 的 全 球眼 监 控 探 头 ， 实 现 图 像 敏 感 性 智 能 分 析 并 与 110、 119、 112 等 交 互 ， 实 现 探头 与 探 头 之 间 、 探 头 与 人 、 探 头 与 报 警 系 统 之 间 的 联 动 ， 从 而 构 建 和 谐 安 全 的城 市 生 活 环 境 。图 1-4 整合的医疗平台电 子 健 康 档 案 系 统 通 过 可 靠 的 门 户 网 站 集 中 进 行 病 历 整 合 和 共 享 ， 这 样 各 种治 疗 活 动 就 可 以 不 受 医 院 行 政 界 限 而 形 成 一 种 整 合 的 视
42、角 。 有 了 电 子 健 康 档 案系 统 ， 医 院 可 以 准 确 顺 畅 地 将 患 者 转 到 其 他 门 诊 或 其 他 医 院 ， 患 者 可 随 时 了 解自 己 的 病 情 ， 医 生 可 以 通 过 参 考 患 者 完 整 的 病 史 为 其 做 出 准 确 的 诊 断 和 治 疗 。环 境 保 护 应 用 中 ， 使 用 无 线 传 感 技 术 应 用 于 生 态 环 境 监 测 、 生 物 种 群 研 究 、气 象 和 地 理 研 究 、 洪 水 、 火 灾 检 测 。 如 跟 踪 珍 稀 鸟 类 、 动 物 和 昆 虫 栖 息 ， 分区 域 监 测 水 位 及 相 关
43、 水 资 源 与 污 染 信 息 ， 铺 设 大 量 节 点 随 时 监 控 林 区 内 部 火 险情 况 ， 生 活 环 境 -水 质 、 大 气 、 电 磁 辐 射 、 噪 声 、 降 水 、 土 壤 、 地 质 灾 害 检 测 等 。电 力 电 网 ， 减 少 停 电 现 象 。 智 能 电 网 中 通 过 安 装 先 进 分 析 与 优 化 引 擎 ， 电力 提 供 商 可 以 突 破 “传 统 ”网 络 的 瓶 颈 ， 而 直 接 转 向 能 够 主 动 管 理 电 力 故 障 的“智 能 ”电 网 。 对 电 力 故 障 的 管 理 计 划 不 仅 考 虑 到 了 电 网 中 复
44、杂 的 拓 扑 结 构 和资 源 限 制 ， 还 能 够 识 别 同 类 型 发 电 设 备 ， 这 样 ， 电 力 提 供 商 就 可 以 有 效 地 安 排停 电 检 测 维 修 任 务 的 优 先 顺 序 。 如 此 一 来 ， 停 电 时 间 和 频 率 可 减 少 约 30%，停 电 导 致 的 收 入 损 失 也 相 应 减 少 ， 而 电 网 的 可 靠 性 以 及 客 户 的 满 意 度 都 得 到 了提 升 。 图 1-5 减少停电现象在 智 慧 的 电 力 设 施 的 支 持 下 ， 智 能 电 表 可 以 重 新 定 义 电 力 提 供 商 和 客 户 的关 系 。 通
45、过 安 装 内 容 丰 富 且 读 取 方 便 的 设 备 ， 用 户 可 了 解 任 何 时 刻 的 电 力 费北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文5用 ， 并 且 用 户 还 可 以 随 时 获 取 一 天 中 任 意 时 刻 的 用 电 价 格 （ 查 看 前 后 的 记 录 ） ，这 样 电 力 提 供 商 就 为 用 户 提 供 了 很 大 的 灵 活 性 ， 用 户 可 以 根 据 了 解 到 的 信 息 改变 其 用 电 模 式 。 智 能 电 表 不 仅 可 以 测 量 用 电 量 ， 它 还 是 电 网 上 的 传 感 器 ， 可 以协 助 检 测 波 动 和 停
46、电 。 它 还 能 储 存 和 关 联 信 息 ， 支 持 电 力 提 供 商 完 成 远 程 开 启或 关 闭 服 务 ， 也 能 远 程 支 持 使 用 后 支 付 或 提 前 支 付 等 付 费 方 式 的 转 换 。 总 而 言之 ， 智 能 电 表 可 大 幅 度 减 小 系 统 的 峰 值 负 荷 ， 转 换 电 力 操 作 模 式 ， 也 能 重 新 定义 客 户 体 验 。图 1-6 智能电表系统1.4 物联网技术物 联 网 是 未 来 互 联 网 的 一 个 组 成 部 分 ， 可 以 被 定 义 为 基 于 标 准 的 和 可 互 操 作的 通 信 协 议 24。 且 具
47、有 自 配 置 能 力 的 ， 动 态 的 全 球 网 络 基 础 架 构 。 物 联 网 中 的“物 ”都 具 有 标 识 、 物 理 属 性 和 实 质 上 的 个 性 。 使 用 智 能 接 口 实 现 与 信 息 网 络的 无 缝 整 合 。 本 章 主 要 讨 论 物 联 网 的 体 系 架 构 、 关 键 技 术 和 技 术 应 用 模 式 49-54。从 技 术 架 构 上 来 看 ， 物 联 网 可 分 为 三 层 ： 感 知 层 、 网 络 层 和 应 用 层 。 感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签
48、和读写器、摄像头、GPS 等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。 网 络 层 由 各 种 私 有 网 络 、 互 联 网 、 有 线 和 无 线 通 信 网 、 网 络 管 理 系 统 和 云 计算 平 台 等 组 成 ， 相 当 于 人 的 神 经 中 枢 和 大 脑 ， 负 责 传 递 和 处 理 感 知 层 获 取 的 信息 。 应 用 层 是 物 联 网 和 用 户 （ 包 括 人 、 组 织 和 其 他 系 统 ） 的 接 口 ， 它 与 行 业 需 求结 合 ， 实 现 物 联 网 的 智 能
49、 应 用 。 物 联 网 的 行 业 特 性 主 要 体 现 在 其 应 用 领 域 内 ， 目 前 绿 色 农 业 、 工 业 监 控 、 公共 安 全 、 城 市 管 理 、 远 程 医 疗 、 智 能 家 居 、 智 能 交 通 和 环 境 监 测 等 各 个 行 业 均有 物 联 网 应 用 的 尝 试 ， 某 些 行 业 已 经 积 累 一 些 成 功 的 案 例 。北 京 邮 电 大 学 工 程 硕 士 论 文61.5 本文的结构和安排本 文 首 先 介 绍 了 物 联 网 的 概 念 、 基 本 内 涵 和 特 征 、 物 联 网 技 术 和 基 本 应 用 ；在 此 基 础 上 ， 阐 述 了 物 联 网 手 持 移 动 设 备 的 产 品 定 义 与 设 计 方 法 ， 并 研 究 了物 联 网 手 持 移 动 设 备 嵌 入 式 系 统 及 电 路 设 计 技 术 ， 包 括 3G 无 线 通 信 、 条 码 识别 、 射 频 识 别 和 GPS 技 术 等 ； 最 后 ，
