1、 本科毕业设计 (论文 )开题报告 通信 工程 安防物联网短距离无线传输技术研究 一、 课题研究意义及现状 物联网基本层次为感知层、网络层、应用层。感知层在成长初期将坐享出货量暴增的利好，而从未来来看，感知层仅仅是基础设施，必然面临价格大幅下降的风险。而物联网应用层对数据的处理、应用环节才是物联网的关键，物联网发展最终必然是以数据的智能应用为主体。物联网应用层才是物联网的核心商业价值所在，也是长期投资的趋向所在。国内安防行业科研投入较少，自主创新能力不足，尤其缺乏对投入大、周期长的高技术及关键技术的研究，不少高端产品的关 键器件和技术仍依赖进口，比如国内还没几家拥有自主研发能力的传感器生产企业
2、，传感器、微处理器、无线通信芯片等大多是从国外进口。 国内的物联网应用项目 90%以上都是由政府推动 ,我国的物联网产业还存在着一些技术短板，主要表现在三个方面：一是通信距离瓶颈。目前传感器所能连接的距离在 100 米 1000 米范围内，也就是说，超过 1000 米之后，传感器发射信号将不足以支撑数据的传输；二是外部环境指标。目前的传感器对外部环境指标要求比较高，特别是对湿度、温度的要求，一旦外部环境发生较大变化，其工作效率可能要大打折扣；三 是网络安全。由于很多时候是无线传输，因此信号在传输中被窃取的危险系数就高，系统的安全和隐私性难以得到有效保障。因此，攻克物联网产业的技术短板将是影响物
3、联网发展的关键因素。 2010 年，在国家及各地政府的高度关注下，中国物联网产业呈现出一片欣欣向荣的发展态势。中国物联网市场规模达到 1933 亿元，增长率达 61.1%。预计 20112013 年，随着中国物联网示范应用的推进、物联网面向各个行业应用的不断深入和完善，中国物联网市场将会持续增长。赛迪顾问预计，到 2013 年，中国物联网市场规模将达到 4896 亿元 ，未来三年中国物联网市场增长率都将保持在 30%以上。 尽管安防监控“物联网”已经有了相当程度的应用，但还没有建立一个大范围、统一的安防监控“物联网”体系，不能完全发挥“物联网”应急联动的优势。未来将从实现基本的公共安全监测、数
4、据传输的起步阶段逐渐进入以业务为核心、实现统一联动的公共安防监测“物联网”平台的大范围应用的成熟阶段，建立市、省、国家三级安防监测“物联网”平台，发挥其及时、有效、透明的优势，减少每年由于安防隐患得不到及时发现和处理造成的大量的人员伤亡和财产损失，使人民能在一个安全、稳定的社会中生活。 通过使用无线传感、图像识别、射频识别、定位等技术手段全面感知小区内的环境、人和物的变化，构建网络和计算机系统将这些信息进行汇总和处理，自动地进行报警或提示，可以全方位地提升小区的安防自动化程度，提高效率，节省人力。 行业应用的发展是一个漫长的过程，随着物联网技术以及国家资金的投入，会更进一步带动行业的发展，对于
5、安防行业而言是一个新的机遇。物联网安防在未来五年会抓紧展示清晰的蓝图，将会出现超大规模的行业巨舰，我们拭目以待。 二、课题研究的主要内容和预期目标 研究内容： （ 1）调研物联网技术的发展、物联网 的发展现状及未来的应用前景； （ 2）初步了解物联网技术在安防产业中的应用与实例分析； （ 3）熟悉 物联网技术在社区安防中的应用； （ 4）介绍一种基于物联网技术的社区安防管理系统，描述几种先进的物联网技术在社区安防中的典型应用； （ 5）了解熟悉 各种无线监控接入方案的特点和使用环境 ； （ 6） 在前述调研的基础上，深入分析一些无线传输技术的原理 . 预期目标： 课 题预计能够实现物联网安防设
6、备的无线短距离通信，成果形式为 在前述调研的基础上，深入分析一些无线传输技术的原理，对其关键环节进行 仿真分析 或者通过硬件演示 ， 并给出程序框图及功能代码 与毕业论文。 三、课题研究的方法及措施 课题采取的研究方法： （ 1）通过阅读文献请教导师掌握一种无线传输技术； （ 2）进行实验室仿真，单片机硬件制作； （ 3）深入物联网安防应用的示范社区了解物联网安防产品的使用情况； （ 4）进入物联网安防设备生产企业熟悉掌握相关知识及技能； 课题需要解决的关键问题： 由于物联网连接和处理的对象主要是机器或物，相关数据信息安全要求比以处理文本为主的互联网要高，对隐私保护的要求也更高。然而，物联网与
7、传统网络相比，安全性方面有诸多天然不足：通信多采用无线链路，信号暴露在空气中，更加容易受到恶意攻击；身份认证和加密等保护措施受到无线网络的带宽、延时、数据包大小等方面的限制； 解决措施： 当前无线节点设备常用加密方法有 WEP和 WPA 两种。 WEP 被称为有线等效保密加密， WEP 安全措施包括两部分 : 先是认证阶段，然后是加密阶段。 WEP 协议在认证、接入控制、重播防护、消息保密性、密钥保护等方面都存在严重的安全问题。 WPA 是 802.11i 的一个子集，是由 Wi-Fi 联盟提出的一个安全方案，已于 2003 年初发布为无线安全的标准，它基本上是由 802 1x、 TKIP 和
8、 MIC 构成的。 WPA 的提出虽然解决了 WEP 中的一些安全问题，但是依然采用 RC4 算法。于是联盟又推出了 WPA2，即在原基础上用 CCMP( AES-CCM) 代替RC4 算法，使得数据加密更加强壮 ; 同时增加了漫游安全管理。 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2011 年 10 月至 2012 年 4月。 第一阶段 （ 2 周 ）： 明确任务，查阅资料 ； 第二阶段（ 3 周 ）： 完成初步调研工作及文献综述、外文资料翻译和开题报告； 第 三 阶段 （ 2 周） ： 设计程序功能及流程图； 第四阶段（ 4 周 ） 编程 、制作传输设备； 第五阶段（ 1 周 ）对设备进行
9、调试和改进； 第 六 阶段（ 2 周 ） ： 完成撰写毕业论文，完善与修改毕业论文。 五、 参考文献 1林剑 .商业模式逐渐清晰物联网应用环节投资机会涌现 J.通信信息报， 2010.10.20, 第 C04 版 . 2杜宇市 ,中国物联网市场未来三年将年增 30%J.中国经济导报 ,2011.4.7,第 B0 版 . 3UIT. ITU Internet Reports 2005 :The Internet of ThingsR .2005. 4TAN Ying， GODDARD S， PERE2 L C. A prototype architecture for cyber-physica
10、l systemsJ. SIGBED Review, 2008,5(1):5I-52. 5 任丰原 , 黄海宁 , 林闯 . 无线传感器网络 J. 软件学报 , 2003 , 14(7):1282-1291. 6 张飞舟，杨东凯，陈智 .物联网技术导论 M.电子工业出版社 ,2010. 7 孙涛 ,迟晓玲 ,王理斌 .物联网在行业 信息化中的应用研究 J.科技与生活 ,2010,(24) 8 孙克武 .基于物联网的物流产业发展研究 J.河北企业 ,2010,(11). 9张春红，裘晓峰，夏海伦，马涛 .物联网技术与应用 M.北京：人民邮电出版社， 2011.180 10 杨鸿文 ,李卫东 ,郭文彬 . 无线通信 M.人民邮电出版社 ,2007. 11 蒋挺 , 赵成林 . 紫蜂技术及其应用 M . 北京 : 北京邮电大学出版社 , 2006. 12杨震，物联网发展研究，南京邮电大学学报（社会科学版 )J.2010.6.第 12卷第 2期 13孙涛，迟晓玲，王理斌，陈福 .在行业信息化中的应用研究 J.科技与生活 .2010.第 24期 . 14西瑞克斯（北京）通信设备有限公司 ,无线通信的 MATLAB 和 FPGA 实现 M, 人民 邮电出版社 , 2009.
