物联网概论及在铁路信息安全中的应用

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1、物联网概论及在铁路信息安全中的应用作者：学号：班级：北京交通大学摘要：物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“TheInternetofthings”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。满足铁路建设快速发展对运输安全日益严格的要求，提出建设基于物联网的铁路安全信息保障系统。通过分析物联网的技术特点和铁路安全信息传输工作的需求，

2、阐述基于物联网的铁路安全信息保障系统的基本结构和工作流程，描述该系统涉及的相关核心问题与技术，提出建设基于物联网的铁路安全信息保障系统，以推动铁路运输的进一步发展。关键词：物联网；物联网应用技术；铁路安全信息保障；传感器网络；云计算1物联网1.1基本定义物联网指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络.它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。1.2基本特征（1）全面感知通过射频识别、传感器、二维码、GPS卫星定位等相对成熟技术感知、采集、测量信息;（2）可靠传输通过无线传感器网络、短

3、距无线网络、移动通信网络等信息网络实现物体信息的分发和共享;（3）智能处理通过分析和处理采集到的物体信息，针对具体应用提出新的服务模式，实现决策和控制智能。1.3体系结构（1）基于USN架构物联网感知环节的异构特性决定了它的开放、分层和可扩展的网络体系结构。目前研究人员在描述物联网的体系框架时，多采用国际电信联盟ITU-T的泛在感应器网络体系结构作为基础（如下图所示）。该体系结构自下而上分为5个层次，分别为传感器网络层、泛在传感器网络接入层、骨干网络层、网络中间件层和USN网络应用层。在谈到具体的物联网应用时，一般传感器网络层和泛在传感器网络接入层合并成为物联网的感知层

4、，主要负责采集现实环境中的信息数据。当前的骨干网络层在物联网的应用当中是目前的互联网，那么未来将被下一代网络NGN所取代。，而物联网的应用层则包含了泛在传感器网络中间件层和应用层，主要实现物联网的智能管理与计算。（2）基于M2M架构M2M架构，就是USN的一个简化版本。在这个架构当中，从左至右网络就分为了应用层、网络层和感知层三层体系结构，与物联网结构相对应。在每一层当中，都有不同的技术标准来定义物联网应用。比如在感知层，它就包括了IEEE的Zigbee标准802.15.4，CeneLec的智能仪表标准。在网络层，有ETSI的M2M通信标准，Cen的智能仪表网络层标准协

5、议。应用层有Zigbee联盟协议，W3C标准协议等等。1.4关键技术在物联网应用中有三项关键技术：（1）传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。（2）RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。（3）嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可

6、见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。1.5应用模式与应用领域1.5.1根据其实质用途可以归结为三种基本应用模式：（1）对象的智能标签。通过NFC、二维码、RFID等技术标识特定的对象，用于区分对象个体，例如在生活中我们使用的各种智能卡，条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息；此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息，

7、例如智能卡上的金额余额，二维码中所包含的网址和名称等。（2）环境监控和对象跟踪。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络，可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控，如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染，通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度，通过GPS标签跟踪车辆位置，通过交通路口的摄像头捕捉实时交通流程等。（3）对象的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器网络用获取的数据进行决策，改变对象的行为进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度，根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。1.5.2应用