物联网平台建设方案

1、物联网下的电子商务科研平台建设方案北京博导前程信息技术有限公司2011年1月目 录一、概述2二、项目意义3三、项目目标5（一）、建成物联网条件下的电子商务科研实验室5（二）、支撑物联网条件下的电子商务科研5（三）、支撑电子商务实践教学6四、项目内容6（一）、建设基础认知科研实验区6（二）、建设应用科研实验区7（三）、创新科研实验区10五、项目实施11一、概述物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物

2、质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命，是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。物联网概念是庞大和丰富的，其中涵盖了大量现有的专业门类和技术体系，而在其系统集成和应用端，可以说物联网技术将能够应用于工业、农业、服务业、环保、军事、交通、家居等几乎所有的领域。无线传感网络正是适应于这样背景下的全新网络技术。无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是当前国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器、RFID技术、嵌入式计算、现代网络及无线通信和分布式信

3、息处理等技术，能够通过各类集成化的微型传感器协同完成对各种环境或监测对象的信息的实时监控、感知和采集，这些信息通过无线方式被发送，并以自组织多跳的网络方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会这三元世界的连通。物联网下的电子商务科研平台是在物联网已经从概念、规划阶段发展成为日新月异地高速发展、基于物联网的应用大量诞生阶段，同时，物联网与互联网高度结合、融合的背景下提出的。本平台由物联网下的电子商务认知、应用、创新三个层次构成。物联网技术和行业应用协调支撑三个层次，贯穿了整个科研过程，认知层是通过观察、感受物联网的典型行业应用和物联网感知、处理、通讯、控制等各个部分的工作过程完成

4、教学、研究任务的。应用层是在认知层的基础上，通过对支撑物联网的各种硬件设备、软件资源、开发平台、研究平台和对物联网条件下的典型电子商务应用的使用、开发，进行应用型的研究、探索，从而支撑创新型的研究、开发和应用。创新层是在应用层研究的基础上，进行物联网条件下的电子商务技术、模式等创新研究，科研平台能够提供技术、实现、应用验证，开展创新型的研究，并形成成果，同时，能够对中试阶段的成果进行技术支撑。认知应用创新图1博星卓越物联网科研平台层次图二、项目意义无线传感网络的商用迄今可以划分为三个阶段：2003-2004年，无线传感网络开始被试用，以验证投资回报；2005-2006年，无线传感网络的使用量持

5、续增长，重点关注可靠性和集成度；而2007-2010年为无线传感网络的起飞期，新应用不断涌现，出货量高速增长，这一时期为消费者驱动，重点关注成本和尺寸。根据美国多家知名市场公司预测，到2008年，无线传感网络节点全球出货量将超过1亿个，市场销售总额超过20亿美元。专门致力于无线技术研究的美国加利福尼亚圣迭戈（原圣地亚哥）市场调研公司ON World近期发布的一份报告，预计到2011年，世界市场无线传感器网络（WSN）系统与服务将飞升至约46亿美元，并呈现爆炸式增长，现阶段国内市场应用正在整体评估和试探阶段，但是相应的研究工作已经开展；近期主要用户为高校、研究机构（包含为交通、环境、农业、能源、

6、国防等政府部门服务的科研院所），企业研发中心；中长期目标用户为海量使用的政府和企业(包括交通、环境、农业、能源、国防等政府部门)以及未来可能使用无线传感器网络的各类企业提供平台和应用案例。到目前为止，国内外己经推出了几十种成型的无线传感器网络节点设备。国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。传感器网络标准工作组组长、上海微系统所副所长刘海涛表示，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，先后投入数亿元，目前，中国与德国、美国、英国、韩国等国一起，成为国际标准制定的主要国家之一。目前，我

7、国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。2009年8月7日，温家宝总理在无锡考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时曾表示，至少三件事情可以尽快去做，一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信心中心，或者叫“感知中国”。并指出，要早一点谋划未来，早一点攻破传感网核心技术，要依靠科技和人才，占领科技和经济发展制高点，保证我国具有可持续发展的能力和可持续的竞争力。综上所述，物联网条件下的电子商务科研平台建设项目是符合世界技术发展趋势和我国科技发展方向的，同时，对我校相关学科发展具有重要的战

8、略意义。此项目涉及重点学科及可支撑的主要学科方向有：电子商务、计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息管理与信息系统。在当今信息技术高速发展的情况下，这些专业都面临物联网条件下的技术升级、改造，应用模式创新的挑战与机遇，综合来看，电子商务是这些技术最为综合应用的部分，所以，本项目定位于物联网下的电子商务科研平台。三、项目目标（一）、建成物联网条件下的电子商务科研实验室要研究物联网条件下的电子商务新技术、新模式，适应这种需要的科研环境和平台是基本保障。本项目首要目标是建成能够支持科研工作和部分教学任务的实验室。实验室分为基础认知科研实验区、应用科研实验区和创新科研实验区。基础认知科研实验区开展

9、物联网的信息采集、处理、通讯、控制等研究实验和物联网相关技术的应用研究，应用科研实验区开展典型应用认识型研究实验和典型物联网应用的应用型研究实验，创新科研实验区开展物联网条件下的电子商务技术、模式等创新研究。（二）、支撑物联网条件下的电子商务科研传感网把所有物品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；是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域。早在1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”；2003年，美国技术评论提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首；2005年，在

10、突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS），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。报告指出：无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行信息交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。我校计算机专业开设于*年，经过多年的发展，积累了良好的科研、教学实力，电子商务专业开设以来，积极抓住电子商务的创新特点，形成了注重实践、勇于探索的良好研究氛围，在新一次产业浪潮形成的时候，我院做好了迎接挑战与机遇的准备，组建专门研究团队、积极联系相关企业，目前已

11、经获得了一批社会需要、极具研究价值的物联网条件下的电子商务项目需求，如果能及时建成科研平台，早日投入运行，不但能很好地抓住市场机遇，也会在为我院学科建设、团队培养、研究能力提高创造良好的条件，为我国信息作出更大贡献。（三）、支撑电子商务实践教学物联网技术面向现代信息处理技术，培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高等工程技术人才。可以培养学生合理的知识结构、具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术，有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论，掌握物联网系统的传感层，传输层与应用层关键设计等专门知识和技能，并且具备在本专业

12、领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。根据物联网相关知识模块将科研实验设计到相应的学科课程实验中，具体设计根据以下体系进行设计：1、单片机和嵌入式认知科研实验2、无线片上系统认知科研实验3、无线通讯和无线网络认知科研实验4、RFID 认知科研实验5、物联网传输层认知科研实验6、物联网综合应用科研实验7、物联网创新科研实验四、项目内容（一）、建设基础认知科研实验区基础认知科研实验区开展物联网的信息采集、处理、通讯、控制等研究实验和物联网相关技术的应用研究。本实验区开展的物联网认知科研实验涵盖如下专业内容：1、单片机和嵌入式认知知识群本实验群涵盖的实验研究内容：8051 单片

13、机、ARM 嵌入式技术、微机原理，接口技术、微控制器体系和原理、实时操作系统、C 语言编程技术。2、无线片上系统认知知识群本实验群涵盖的实验研究内容：无线单片机通讯接口结构和原理，无线有线收发器结构和原理，通讯结构和原理，嵌入式软件基础等。3、无线通讯和无线网络认知知识群本实验群涵盖的实验研究内容：短距离无线数据通讯基础和原理，无线自组网技术，ZIGBEE 无线技术和802.15.4 无线标准。网络安全和加密技术，C 语言和无线网络算法高级技术原理。4、RFID 认知知识群本实验群涵盖的实验研究内容：电磁技术基础，RFID 标签算法，EPC通讯协议和原理；大功率RFID 读卡器原理和设计，RF

14、ID 和物联网数据库结构和原理。5、物联网传输层认知知识群本实验群涵盖的实验研究内容：物联网网关原理和结构，GSM/GPRS 技术原理，3G 技术原理和结构，M2M 数据传输和远程通讯，嵌入式和高级实时操作系统在物联网系统设计技术等。本实验区可以支持以下认知型科研实验：1、数据感知检测类图像采集、声音采集、温度采集、湿度采集、气压采集、CO含量采集、振动采集等等常规采集。2、近距离蜂窝通讯类基于2.4G无线的通讯RF2401A、基于433M的通讯、ZigBee、CC1100等的近距离通讯过程。3、远距离无线传输类GPRS无线传输、3G无线传输实验、2KM数传电台数据传输实验。4、有线类数据通信

15、过程SOCKET模式、WEBSERVERS模式、HTTP模式、TCP/UDP模式、RS232模式、485模式、电流环等任意，达到双方的通讯过程。5、数据汇总处理类常规算法实现例如求和、求平均、数据分布与趋势等。6、界面展示类PC界面展示、LED屏幕界面展示、嵌入式平台界面展示。7、输出控制类输出LED灯闪烁报警、继电器动作进行拉闸操作、摇杆动作等，输出声音或者语音提示标识等。（二）、建设应用科研实验区应用科研实验区开展典型应用认识型研究实验和典型物联网应用的应用型研究实验。物联网应用实验包含物联网应用场景描述、需求分析、系统集成流程，基于现有产品面向具体应用的监测体系建设和运行。1、智能农业系

16、统（1）、实验研究背景农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络， 通过各种传感器采集信息， 以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程检测和控制的生产设备。（2）、实验研究内容、光照、温度、湿度传感器对模拟大棚进行管理和检测，并把相关的数据通过无传输模块传回服务器，服务器上的管理系统对这些数据作出控制算法。研究光照、温度、湿度传感器的工作机理、适应领域以及偏差处理，梳理、优化信息传递过程、路线以及控制信息的智能反馈机制。、架设超声波、音量和音频传感器，通过

17、模拟老鼠的小动物穿过传感器，系统接收到这些信号后，发出警报，采取相应的灭鼠、灭虫等应对策略。研究超声波、音量和音频传感器的工作机理、适应领域以及偏差处理，对策略、时效、动作控制等进行归类和性能优化。、使用流量传感器，利用计算机系统模拟自动控制农田水利灌溉。研究流量传感器的工作机理、适应领域以及偏差处理。、假设加温设备、通风设备、光照等模拟设备，在控制中心按照算法需要进行加温、通风、光照时给出相应的控制动作，达到温室大棚环境的自动调节处理。2、智能超市系统（1）、实验背景射频识别技术应用于超级市场，能迅速查询、调用各商品的信息，能对商品的信息实时改写和对商品进行远距离的群识别，达到宏观管理、实现

18、信息共享、提高工作效率的目的；而且能加快顾客支付速度，提高顾客的满意度和忠诚度，降低超市的风险度。（2）、实验研究内容、实验室模拟超市设立货架，利用RFID标签打印机打印商品一维和二维条码，贴至虚拟商品上，然后用手持RFID对货品扫描并分类摆放。研究物联网条件下的出库、上架、盘点业务特点。、模拟一个超市收货通道，收货通道是集成了RFID阅读器的收货口，当带有贴有RFID电子标签的货物经过通道时，系统可以自动扫描，并显示在系统的计价单中。研究物联网条件下的超市点货、支付过程的特点。自主设计超市卖场的产品从进库上架、购买、付款等过程，探索新的超市服务模式。3、智能楼宇系统（1）、实验背景通过教室模

19、拟的形式呈现未来家居楼宇的物联网交互方式，传感网控制单元内嵌到各个家居设备实物中，实现智能控制、智能安防、智能消防。智能楼宇系统能实时监控家中的温湿度、光强等环境因素，并根据监测结果自动控制窗帘、窗户的开启和关闭。通过烟雾、可燃气体、浸水、红外等传感器，对家中安全状况进行监控。（2）、实验研究内容、基于声音传感的背景音乐控制实验。实验室应用科研实验区中安装声音传感器，传感器将收集的声音数据传输给主机，主机连接一台音响，然后在主机系统中设置一个参数，当这个传感器传回的数据大于这个参数时，系统自动将音响的声音调大，反之降低音响的音量。、基于人体动态感知的智能灯控实验。在应用科研实验区摆放一个人体红

20、外传感器，传感器连接一个照明装置，当有人员经过此传感器的时候，自动亮起，检测长期无人活动区域则关灯节能。、基于光线强度的智能灯控实验。在应用科研实验区安装光照传感器模块，传感器连接一个台灯，当学生用手遮挡传感器时，传感器发出信号，使台灯点亮。、基于电子商务模式的远程家居楼宇管理维护模拟实验。将安装在楼宇中的多种感知器件和动作器件（例如入侵检测和声光报警器）融合在系统中，模拟出远程对于楼宇状态的感知和展现，同时，通过网络模式进行远程的楼宇维护、动作器件的控制。4、物联网物流系统（1）、实验背景物联网物流系统是一个基于识别技术为货物识别追踪、管理和查验货物信息的平台，系统将先进的识别技术和计算机的

21、数据库管理查询相结合，自动识别货物信息，该系统的应用能大大节约人力物力。（2）、实验研究内容存货管理实验。模拟货物流通的过程，利用标签打印机，分类打印标签贴纸将货物放置货架。系统记录货物所在区域和数量，当某种商品数量少于预警值时，系统自动提醒。研究物联网条件下的库存管理特点。防窃控制实验。在应用科研实验区的物流实验所有出口都装上读写器，当贴有标签的货物被拿出出口时，系统提示货物被盗。货物信息实时性实验。通过扮演收件员、地区代理站、派件员的模拟货物流动、交付体现物流过。每人手持一个读写器，当读写器扫描货物时，将扫描到的信息利用无线传输到主机，主机将详细的信息公布在网站上的实时查询系统 ，为客户提

22、供实时查询，提高客户满意度。5、智能医疗（1）、实验背景 通过传感器检测人体医疗指标，并通过各种网络将检测信息传递给医生或检测人员将会大大提高医疗效率，减轻病人负担，在远程医疗、应急医疗等领域有极高的应用价值。（2）、实验内容体温检测实验。将无线温度传感器贴至受检者的身体，无线温度传感器将数据传输到主机，主机将得到的数据显示，检查者可根据主机显示的数据来判断病情。综合智能医疗实验。通过各种传感器在手指、手臂等部位，无损伤地测血糖、量血压、心电图的测试，受检者自助开展健康监测。通过本实验研究人体医疗信息的传感过程，研究应用领域，设计应用模式，进行设计成果检验。（三）、创新科研实验区创新科研实验区

23、开展物联网条件下的电子商务技术、模式等创新研究。创新科研实验区支持以下科研实验：1、传感采集控制开发通过图像采集、声音采集、温度采集、湿度采集、气压采集、CO2含量采集、振动采集等等常规采集方法、处理流程的实验，研究掌握现有的和未来可能发展的各种传感数据采集方式以及传感数据采集设备、传感及控制设备的设计和开发。根据实际应用环境设计、开发、使用、维护不同的物联网数控设备进行创新性地科研。2、通信网络开发通过学习研究数据、设备的通信、网络传输、数据接入等方面的内容，掌握基于2.4G无线的通讯、基于433M的无线通讯、ZigBee、CC1100、数传电台等的近距离通讯过程和GPRS无线传输、3G无线

24、等远距离无线传输，掌握有线类数据通信例如SOCKET模式、WebService模式、HTTP传输模式、TCP/IP协议、UDP协议、RS232模式、485模式、微根模式等的应用和开发特点。根据实际应用环境创新性地设计、开发、使用、维护在各类通信系统中组织传感和控制信号的应用设备等。3. 系统应用开发通过研究和掌握物联网技术在不同应用领域的上层应用设计、数据安全、系统集成、数据使用，可以根据实际应用领域和应用实例创新性地设计、开发、使用、维护全面的物联网行业应用系统等。五、项目实施（一）项目硬件设备1、基础认知科研实验区硬件设备清单序号设备名称设备型号数量单价总价1物联网中央控制平台BXC-00

25、11231,000.00372,000.002物联网通讯网关BXN-001129,500.00114,000.003无线网络通讯节点BXN-002961,200.00115,200.004网关仿真调试板BXN-003101,900.0019,000.005COMS摄像头传感器模块BXS-001101,100.0010,000.006超声波传感器模块BXS-00110480.004800.007CO2气敏传感器模块BXS-00110800.008000.008继电器输出模块BXO-00110480.004800.009酒精传感器BXS-00110480.004800.0010可燃气体传感器BXS

26、-00210480.004800.0011人体红外传感器BXS-00310480.004800.0012磁场传感器模块BXS-00410480.004800.0013气体压力传感器BXS-00510480.004800.0014灯光输出模块BXO-00110500.005000.0015步进电机输出模块BXO-00210500.005000.0016直流电机输出模块BXO-00310500.005000.0017摇杆动作输出模块BXO-00410500.005000.0018LED大屏15,000.005000.0019PC机电脑314500139500小计：836300系统软件清单名称说明单

27、价博星卓越物联网农业管理平台展现现代化智能农业完整生产管理详细数据和情况，完成对于农作物生长环境状态的远程监控；200000博星卓越物联网农业电子商务平台展现现代化智能农业完整生产管理详细数据和情况，完成对于农作物生长环境状态的远程监控；210000博星卓越物联网超市管理平台完整模拟超市从进货、上架、盘点、销售的完整过程，用条码方式和射频标签多种方式完成超市智能化的管理模式展示；200000博星卓越物联网超市电子商务平台结合电子商务完整流程，实现传统超市与电子商务模式的完美结合，让远端客户能清楚看到柜台上的货物详情，并实现远程订货、付款的模拟实验过程；220000博星卓越物联网楼宇管理平台完成

28、智能楼宇内所有感知器件的数据获取和处理，在管理平台上做直观的界面展现，并能定义对应感知器件和动作器件之间的关联关系，设定对于不同感知数据的不同规定动作；200000博星卓越物联网物流管理平台将从无线通讯节点收集的数据在平台端进行显示和管理，便于对货品进行分类，对货品的数量，保存环境进行监控。200000博星卓越物联网物流电子商务平台物流电子商务平台包括客户下单，订单查询，用户评价的功能。客户对货物运输过程中的每一个步骤的能监控到，支持在线支付快递费用等常用功能200000博星卓越物联网医疗管理平台平台建立自主的健康数据监测传输体系，并能通过物联网将数据传输至远程诊断中心，让学生按照所能获取的健

29、康数据体温、面色、血压等数据进行远程的智能化医疗诊断；210000博星卓越物联网医疗电子商务平台通过医疗管理平台中获取的数据，医生能通过这些数据进行分析并开出处方，病人根据医生的处方在网站上进行购买相应的药品。并在线生成病历，供后期医生查看。200000创新实验平台本平台传感器参数获取、写入，通过协议进行信息发送。使学生能通过单片机的开发，根据实际应用领域和应用实例设计、开发、使用、维护全面的物联网行业应用系统等500000教学管理平台支持实验项目管理、实验任务分配、实验成绩管理等。小计：23400002、应用科研实验区(1)、博星卓越物联网农业名称型号数量单价合计实验平台智能农业试验柜BXE

30、-0011217000.00204000传感器和控制器温度传感器BXS-006124805760湿度传感器BXS-007123003600水流量传感器BXS-008124004800光照传感器BXS-009124004800水泵控制器BXS-010124004800通风控制器BXS-011124004800加热控制器BXS-012124004800通讯模块通讯节点BXN-00212*71200100800小计：338160博星卓越物联网农业管理平台 完成对于各个感知器件采样、传输的参数，完成业务逻辑的定义和实现，对于感知器件所获取的数据进行处理，并向输出控制器件发出动作指令，并以直观界面在平台

31、中进行展现；博星卓越物联网农业电子商务平台 平台提供农产品在线购买，在商品的详细信息中用户能查看到农作物的生长环境，生长市场，生长过程中的湿度、温度、光照时长等详细信息展现现代化智能农业完整生产管理详细数据和情况，完成对于农作物生长环境状态的远程监控；(2)、智能超市系统名称型号数量单格合计传感器和控制器手持CCD扫描枪BXS-01312*460028800条码打印机BXS-01411900019000RFID读写器BXS-015124004800手持终端RFID读写器(带操作系统)BXS-01612100012000RFID标签打印机BXS-017114001400通讯模块无线通讯节点BXN

32、-00212120014400小计：80400博星卓越物联网超市管理平台 完整模拟超市从进货、上架、盘点、销售的完整过程，用条码方式和射频标签多种方式完成超市智能化的管理模式展示；博星卓越物联网超市电子商务平台结合电子商务完整流程，实现传统超市与电子商务模式的完美结合，让远端客户能清楚看到柜台上的货物详情，并实现远程订货、付款的模拟实验过程；(3)、智能楼宇系统名称型号数量单价合计实验平台智能楼宇模拟实验柜BXE-0021217000.00204000传感器和控制器火焰传感器BXS-018125006000光照传感器BXS-019124004800温度传感器BXS-020124004800烟感传感器BXS-021124004800人体红外传感器BXS-022124004800报警按钮传感器BXS-023124004800RFID读卡器BXS-02412*270016800RFID卡BXS-02512*420960喷水控制器BXS-02612600