物联网开题报告物联网中的故障诊断基础问题研究

南京航空航天大学金城学院 毕业设计 论文 开题报告 题 目 物联网中的故障诊断基础问题研究 系 部自动化系 专 业自动化 学生姓名 王贺 学号2108032223 指导教师 陈复扬 职称 副教授 毕设地点A17 楼 504 2012 年 3 月 1 日 1 结合毕业设计 论文 课题任务情况 根据所查阅的文献资料 撰写 1500 2000 字左右的文献综述 1 物联网的由来 从 智慧地球 到 感知中国 1 1 智慧地球 战略的提出 2009 年 1 月 28 日 奥巴马就任美国总统后 与美国工商业领袖举行了一 次 圆桌会议 作为仅有的两名代表之一 IBM 首席执行官彭明盛首次提出 智 慧地球 这一概念 建议新政府投资新一代的智慧型基础设施 此概念 一经提 出 即得到美国各界的高度关注 甚至有分析认为 IBM 的这一构想极 有可能上 升至美国的国家战略 并在世界范围内引起轰动 智慧地球 被美 国人认为是 振兴经济 确立全球竞争优势的关键战略 1 1 1 IBM 真正的意图 推出各种 智慧 解决方案 概念的提出只是第一步 内容包括智慧能源系统 智慧金融和保险系统 智 慧交通系统 智慧零售系统 智慧食品系统 智慧医疗保健系统等 在此 基础上 人类可以以更加精细和动态的方式管理生产及生活 达到 智慧 状态 极大地 提高资源利用率和生产力水平 以应对经济危机 能源危机 环境危机 从而打 造一个 智慧的地球 1 1 2 智慧的整体技术 它是物联网的基础技术 主要包括以下三个方面 各种感应技术嵌入 各 种物体并不断数字化 人和数据与各种事物以不同方式联入网络 先 进的 云 计算技术和超级计算机则可以对海量数据进行整理分析 帮助人 们做出 正确的行动决策 1 2 感知中国 的提出 1 2 1 温家宝总理的期望 温总理于 2009 年 8 月 7 日 视察了中科院无锡微纳传感网工程技术研发 中心 也提出尽快建立中国的传感信息中心 并形象地称为 感知中国 中 心 1 2 2 早一点谋划未来 列为国家战略性新产业 温总理同时指出 在传感网发展中 要早一点谋划未来 早一点攻破核 心技术 特别是与我国自主知识产权的 TD SCDMA 技术相融合 温家宝总理最近发表了题为 让科技引领中国可持续发展 的讲话 2009 年 11 月 3 日 强调了 科学选择新兴战略性产业非常重要 选对了就能跨 越发展 选错了将会贻误时机 其中指出 要着力突破传感网 物联网关键 技术 及早部署后 IP 时代相关技术研发 使信息网络产业成为推动产业升级 迈 向信息社会的 发动机 1 2 3 建设 感知中国 中心 江苏省和无锡市正在制定 感知中国 中心建设的总体方案和产业规划 力 争通过 5 年的时间 建成引领中国传感网技术发展和标准制订的中国物联 网产业 研究院 实现产值 500 亿元 无锡建设的 感知中国 中心 将使无锡成为中国乃至世界上传感信息 技术的创新高地 人才高地和产业高地 从而带动整个中国 乃至全球的传 感产业的发展 应用和技术上的创新 准备把无锡打造成一个传感网示范城 市 2 从 互联 到 物联 物联网最早于 1999 年提出 即把所有物体通过射频识别等信息传感设备 与互联网连接起来 实现智能化识别和管理 2005 年 11 月 17 日 在突尼 斯 举行的信息社会世界峰会上 国际电信联盟 ITU 发布了 ITU 互联网 报告 2005 物联网 正式提出了物联网的概念 IBM 提出智慧地球的同时也推进了物联网讨论的进一步深入 IBM 认为 IT 产业下一阶段的任务是把新一代 IT 技术充分运用在各行各业之中 具体 地说 就是把感应器嵌入和装备到各种物体中 实现普遍连接 形成物联网 2 1 物联网的概念 物联网 实际上指的是在网络的范围之内 可以实现人对人 人对物以 及 物对物的互联互通 在方式上可以是点对点 也可以是点对面或面对点 它们 经由互联网 通过适当的平台 可以获取相应的资讯或指令 或者是传 递出相 应的资讯或指令 物联网的精髓 远远不仅是对物实现联接和操控 物联网通过技术手段 的扩张 赋与网络新的含义 实现人与物之间的相融与互动 甚至是交流与 沟通 目前 主要发达国家都在投入巨资深入研究探索物联网 中国也正在高 度 关注 重视物联网的研究和开发 工业和信息化部会同有关部门 正在探 讨支 持新一代信息技术发展的政策措施 2 2 中国物联网的发展 在物联网这个全新学科中 我国的技术研发水平已处于世界前列 中科 院早在 10 年前就启动了传感网研究 组成丁 2000 多人的团队 先后投入数 亿元 目前 中国与德国 美国 英国等国家一起 成为国际标准制定的主 导国之一 中国物联网建设目标是 到 2015 年底 实现以下目标 建立我国国家代 码 解析服务系统 Code Solution Service CRS 建立我国国家物联网管 理中 心 积极引导生产 流通 物流行业或者长三角 珠三角等基础条件好 的行业 或者区域开展试点应用 建立行业或区域物联网管理中心和公共服务 平台 为 企业提供溯源 防伪 跟踪等物联网公共服务 如今 打造以物联网为核心的智能城市己成为各城市竞争的新焦点 杭 州市已制定了吸引物联网企业进入的多项优惠政策 9 月 11 日 重庆市政府 与思科正式签订合作备忘录 双方将结为战略合作伙伴关系 就通信产品制 造 智能十互联 城市试点示范 创新及风险投资等多方面展开深入合作 成都 西安等中国西部城市也已与思科接触 并计划近期引入思科的 智能 互联城市 另一些城市的合作对象则是 IBM 10 月 22 日 昆山市政府与 IBM 及昆山中创软件签署合作备忘录 宣布启动 智慧的城市 战略合作项目 这是继 8 月 IBM 与广东省信息产业厅签署战略合作备忘录 率先为广州打造 世界级的 智慧城市 解决方案 推进 数字广东 建设 以及 9 月 IBM 与 沈 阳市政府签署战略合作协议 打造 生态沈阳 和 智慧城市 之后 IBM 在 智慧的城市 公司战略上在中国再次签约一座新城市 据悉 南京 合 肥等 市也将与 IBM 就 智慧城市 开展合作 3 物联网相关技术 3 1 实现物联网的环境和条件 有人说 物联网 RFID 传感器 互联网 这是形象的比喻 但不严谨 实 现物联网的环境和条件主要有 互联网是实现物联网的网络基础 无线传感 器 网是实现物联网的技术基础 计算机应用是实现物联网的内部条件 标准 化是 实现物联网的关键 立法是保障物联网顺利运行的社会环境 3 2 物联网的六大基础技术要素 物联网的六大基础技术要素包括互联网 RFID 读写器 物联网中间件 物联网名称解析系统 物联网信息服务系统 7 这里选取一些关键技术进行介 绍 3 2 1 RFID 技术 RFID Radio frequent identification 无线射频识别 是一种非接 触式的自动识别技术 RFID 依靠磁场 感应等识别原理 具有无需可视传输 可 复写 存储容量大 抗干扰 防水等突出优点 与条码技术相比 RFID 作 为一种新兴的识别技术 凭借自身突出的优势 RFID 标签成本的降低 近几 年来其应用己在全球愈演愈烈 如零售 物流 生产 交通等各个行业 RFID 技术是近年来信息技术发展与研究的一个热点 并己被列为 21 世纪最有前途 的重要产业和应用技术之一 3 2 2 名称解析服务 ONS 名称解析服务 ONS 负责解析任何 EPC 对应的静态信息 即电子产品编码 经 ONS 解析后 可获取该产品的详细静态信息 如生产日期 原料等与供应 链中位置变化无关的信息 的数据访问入口 3 2 3 中间件技术 中间件有两大功能 一是两大平台 二是通信 首先要为上层服务提供 应用 同时 要连接操作系统 保持系统正常运行状态 中间件还要支持各 种标准的协 议和接口 如要支持 RFID 以及配套设备的信息交互和管理 同时 还要屏蔽前端 的复杂性 3 3 其他相关技术 3 3 1 EPC 技术 基于 RFID 技术的出现 单品识别的需求 即 一物一码 麻省理工 学 院自动识别实验室 Anto ID Lab 于 1991 年提出了电子产品编码 EPC Electronic Product Code 的概念 旨在为每一件单品建立全球的 开 放的标识标准 EPC 码可以使用条码 RFID 标签等作为数据载体 作为物体 单 品的唯一标识 3 3 2 Zigbee 技术 Zigbee 技术是一种近距离 低复杂度 低功耗 低数据速率低成本的双 向 无线通信技术 主要适合于自动控制和远程控制领域 可以嵌入各种设备 中 同时支持地理定位功能 它存在如下优点 l 扩频信号具有好的隐蔽 性 2 扩频信号具有保密性 3 扩频信号具有很强的抗干扰性 4 提 高系统 容量 Zigbee 技术相对于蓝牙更适合构建无线传感器网络 4 物联网应用 物联网用途广泛 遍及智能交通 环境保护 政府工作 公共安全 平 安 家居 智能消防 工业监测 老人护理 个人健康等多个领域 专家预计 这 一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场 物联网最重要的应用是现代物流领域 最近 工信部和商务部 发改委 交通部等八个部门正在制定现代物流的发展规划 明确提出要把物联网作为 现 代物流业发展的重点 目前 我国物流的成本偏高 数据统计显示 去年我国的物流成本由 2008 年全年的 18 6 下降至 2009 年上半年的 18 4 下降 0 2 个百分点 但仍远 远高于国外水平 我国物流发展需要物联网 通过物联网的建设 形成集成 化的信息平台 实现物流系统的现代化 通过现代化管理从物流业的小外包 实现真正的现代化外包 把企业的局部的物流扩展到全社会的物流 最大限 度地降低成本 实现物流系统现代化 如在物流通关过程中 广东省经济信 息化委员会与香港进行试点 港澳通关一体化试点工程 利用物联网技术优 势 避免的双重征税 双重通关的问题 所以 以物联网建设为抓手 来推动 物流 信息技术的应用和推动标准体系建设是下一阶段的重要工作 城市资源规划系统也是物联网的一个重要应用 有 ERP IRP GRP 系统 也需要 CRP 系统 即城市资源规划系统 建设这样一个子系统也需要物联网 和宽带无线接入 把城市资源 城市水 电 气 热资源管理运营平台 城 市静态交通泊车管理运营平台 城市消防安全监管运营平台 等系统整合 起来 通过建立城市 EPC 信息港 通过城市电子商务平台 把各种指挥中心 资源应用平台紧密联系 依托物联网是可以实现的 这既是电子政务的应用 也是物联网的应用 能发挥纲举目张 承上启下的作用 类似的应用还有药 品的防伪监督管理 5 城市公共服务 5 1 城市公共服务概述 城市公共服务是指城市政府利用稀缺的公共服务资源为满足 广义市民 生存和发展需要而提供的精神服务 制度服务与具体服务的总称 城市管理 的五大职能 导引 规范 治理 服务 经营 中城市公共服务职能具有影 响面最大 影响力最深的特点 也是社会主义城市政府最应该有为的职能 从国内外城市发展的历程来看 城市公共服务对城市的发展起着举足轻重的 作用 5 2 城市公共服务的经济意义 城市公共服务的经济意义首先来源于城市公共经济存在和发展的必然 性 公共经济是一种产生于竞争性分散经济基础之上的 又反过来对分散经 济起扶助 制衡 服务和推动作用的经济系列 阿瑟 奥沙利文认为 提 供地方公共服务会对地区企业成长产生重大的积极影响 而且 在其它条件 相同的情况下 如果一个城市改进了公共服务 那么该城市将以更高的速率 成长发展 其次 城市公共服务有助于防止和纠正市场失灵 政府通过促进竞争 控 制诸如污染这类外部性问题以及提供公共品等来提高效率 城市公共服 务可 以通过降低企业进入成本以及放松管制等方法起到鼓励竞争的目的 也 可以通 过干预对城市空气和水的污染 通过监督控制药物 食品以及放射性 物质等不 安全因素来减少或避免市场失灵所造成的非效率与混乱无序 还可 以通过增加 教育 基础设施等公共品投入来鼓励有益的活动 最后 城市公共服务在一定程度上影响和改变城市财富的再分配 市场 经 济可能会产生令人难以接受的收入水平和消费水平的巨大差异 针对难以 接受 的收入与财富的不平等 政府通过税收和支出项目等手段 向某些团体 进行倾 斜性的收入再分配 从而增进平等 城市公共服务可以通过下岗再就 业优惠政 策 城市最低生活保障制度 扩大城市公共服务享受群体等增进平 等的干预措 施来提高城市 广义市民 的满意度 5 3 城市公共服务的社会意义 城市公共服务的社会意义表现在四个方面 其一 城市公共服务是城市协调发展的重要条件 城市公共服务有助于 协 调城市人际关系和官民关系 有助于减少和改善弱势群体的困难状态 有 助于 防止和减少城市犯罪 其二 城市公共服务是城市现代化的重要内容 城市现代化是人类继城 市 化之后面临的又一重要历史转折 狭义的城市现代化主要是指城市建设的 现代 化 广义的城市现代化是指 城市的经济 社会 文化及生活方式等由 传统社 会向现代社会发展的历史转变过程 在这个过程中 城市公共服务 不仅有助 于使城市经济 社会 生态和谐发展 而且所涉及的住房 教育 基础设施 灾害抗御等内容本身就是城市现代化的重要内容 其三 提高城市公共服务水平是增强城市综合竟争力的重要途径 政府 管 理竞争力是城市竞争力的基本推动力量 也是