物联网协议分析与协议中间件设计说明.doc

.物联网协议分析与协议中间件设计摘要近几年来物联网技术受到了人们的广泛关注物联网（The Internet of Things），指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络它是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的一项新技术其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理，涉及标识、感知、信息传送与处理等关键技术毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化本论文详细介绍了物联网的定义及其网络结构、服务体系和物联网关键技术如RFID技术、WSN技术等；论文的着重点是从物联网的基本结构出发，对物联网系统中关键技术WSN所采用的协议标准—ZigBee标准做出的研究和分析及对面向物联网的射频技术中间件的相关概念的理解和设计关键词：物联网 射频技术 无线传感网络技术 ZigBee协议标准 中间件.word版本. Analysis Protocol and Design Middleware based on The Interent of ThingsAbstractIn recent years, Internet of things technologies received extensive attention. Internet of things, refers to various information sensing device, such as radio frequency identification (RFID), infrared sensors, device, laser scanner global positioning system combined with Internet device such as a huge network formed. It refers to all kinds of sensors and the existing Internet connected a new technology. It’s purpose is to let all the items are connected to the network together, easy to identify and manage, involving logo, perception, information transmission and processing technique. There is no doubt that if Internet of things era, the Peoples Daily life will earth-shaking changes.This paper introduces the definition of network and the network structure and service system, key techniques such as network technology, WSN RFID technology, The paper focus from content, the basic structure of network of networking system adopted by the key technology of WSN ZigBee standard protocol standards - the research and analysis on the net for content and the related concept of RFID middleware and understanding of design.Keywords: Internet of things RFID WSN ZigBee protocol standards Middleware目 录1 绪论 61.1 论文研究的背景 61.2 论文研究的意义 71.3 论文的主要工作 71.4 论文的章节安排 82 物联网介绍及软件中间件简介 92.1 物联网的定义 92.2 物联网体系结构 102.2.1 感知层 102.2.2 网络层 112.2.3 应用层 122.3 物联网的网络体系与服务体系 122.3.1 EPCGlobal“物联网”体系架构 122.3.2 UID技术体系结构 132.4 物联网的关键技术 142.4.1 物联网包含的关键技术—RFID技术 142.4.2 WSN技术 152.4.3 智能技术 172.4.4纳米技术 182.5中间件技术 182.5.1 中间件简介 182.5.2 RFID中间件的相关概念 202.5.3 RFID中间件的特点 202.6 本章小结 203.物联网ZigBee协议的分析 213.1 ZigBee技术简介 213.2 ZigBee协议栈 213.2.1 应用层 223.2.2 网络层 223.2.3 IEEE 802.15.4 233.2.4 安全机制 253.3 本章小结 264.物联网RFID技术中间件的设计 274.1 引言 274.2 Middleware工作原理 274.3 Middleware的模块设计 294.3.1中间件接口模块 294.3.2 电子编码(EPC)数据处理模块 304.3.3末端读写服务器模块 304.4 本章小结 315. 总结与展望 325.1 总结 325.2 展望 32致 34参考文献 351 绪论1.1 论文研究的背景随着现代微机电系统、微电子、片上系统SOC、纳米材料、传感器、无线通讯、计算机网络、分布式信息处理等技术发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSN）和射频标签（Radio FrequencyIdentification，RFID）在近几年获得了飞速发展。

这两项技术相互独立，却又存在着千丝万缕的联系，它们相互交叉和相互整合，具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制，物流管理，人员识别，汽车工业等许多领域都有重要的科研价值和实用价值，已经引起了国外研究及工业界广泛的重视当这些技术与当今不断深入发展的互联网技术相结合，以互联网为基础扩展和延伸形成了新一代的网络技术即物联网诞生了物联网是本世纪人类面临的又一个发展机遇,被称为改变人类生活的技术之首物联网的广泛应用将是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息革命1999年MIT Auto-ID Center提出物联网概念，即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2004年日本总务省提出u-Japan构想中，希望在2010年将日本建设成一个“Anytime，Anywhere，Anything，Anyone”都可以上网的环境同年，国政府制定了u-Korea战略，国信通部发布的《数字时代的人本主义：IT839战略》以具体呼应u-Korea2005年11月在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，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、智能嵌入技术将到更加广泛的应用2008年11月IBM提出“智慧的地球”概念，即“互联网+物联网=智慧地球”，以此做为经济振兴战略如果在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，不仅仅能够在短期有力的刺激经济、促进就业，而且能够在短时间为国家打造一个成熟的智慧基础设施平台2009年6月欧盟委员会提出针对物联网行动方案，方案明确表示在技术层面将给予大量资金支持，在政府管理层面将提出与现有法规相适应的网络监管方案2009年8月温家宝总理在考察传感网产业发展时明确指示要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，并且明确要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心目前：经国家标准化管理委员会批准，全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作组，标准工作组现聚集了中国科学院、中国移动通信集团公司等国传感网主要的技术研究和应用单位 1.2 论文研究的意义物联网应用广泛，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ITU曾描绘物联网时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等。

还有诸如远程抄表、物流运输、移动POS机应用，如果再结合云计算，物联网将有更多元的应用物联网的问世，打破了传统思维过去一直将物理基础设施与IT基础设置分开，一方面是机场、公路、建筑物等；别一方面是数据中心、个人电脑、宽带等而在物联网时代，所有的物品、电缆、芯片、宽带将整合为统一的基础设施，世界就在物联网上开展各种活动，因此美国权威机构Forrester预测：到2020年世界上物物互联的业务跟人与人通信业务相比将达到30:1，物联网被称为是一个万亿级的通信业务本文针对RFID，WSN等物联网关键技术在物联网领域中的应用飞速发展的现状，着重介绍了物联网的技术架构和关键技术，分析了物联网中相关技术的通讯协议，研究并设计了关键技术的中间件仅是作者针对物联网发展过程的思考和关键技术的学习与初步探索，希望能对我国物联网的发展能够产生积极的意义 1.3 论文的主要工作鉴于作者根据物联网发展的实际状况和作者的研究状况，本文对物联网做了较详细的介绍，重点在物联网中无线传感网络技术的协议方面和射频识别中间件的研究和设计，主要研究容如下：第一，指出识别技术是物联网发展的基础技术，正是信息采集的瓶颈所在介绍物联网的概念和发展背景，作者认为RFID技术将会给物联网带来前所未有的发展机遇。

第二，从物联网的基本结构出发，对物联网中关键技术WSN所采用的协议标准—ZigBee标准做出了研究和分析第三，本文详细介绍了物联网RFID中间件技术，并架构了RFID中间件的整体结构，在此基础上设计了一个中间件系统，对阅读器传来的数据进行过滤、汇总、计算，减少了传往企业应用的大量原始数据1.4 论文的章节安排论文的主要章节安排如下：第一章：绪论，介绍了论文的背景、开发意义及其本论文的主要容第二章：介绍了物联网的定义及其网络结构、服务体系；重点介绍了物联网中关键技术如RFID技术、WSN技术等；同时对中间件的相关概念做了简介第三章：本章主要的工作是对物联网中关键技术WSN所采用的协议标准—ZigBee标准的研究和分析第四章：介绍了物联网关键技术RFID中间件的工作原理，架构了RFID中间件的整体结构第五章：总结本论文所做的工作并对课题的前景做一展望2 物联网介绍及软件中间件简介2.1 物联网的定义基本定义：物联网(The Internet of Things)，指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。

它是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的一项新技。