基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)農(nóng)業(yè)傳感器和應(yīng)用平臺研究

1、中國移動(dòng)研發(fā)項(xiàng)目結(jié)題匯報(bào)報(bào)告中國移動(dòng)研發(fā)項(xiàng)目結(jié)題匯報(bào)報(bào)告20102010年年1111月月2525日日項(xiàng)目名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)農(nóng)業(yè)傳感器和應(yīng)用平臺研究項(xiàng)目名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)農(nóng)業(yè)傳感器和應(yīng)用平臺研究 第2頁研究課題組研究課題組研究單位及角色研究單位及角色負(fù)責(zé)人及聯(lián)系方式負(fù)責(zé)人及聯(lián)系方式河南公司姓名 溫雪垠溫雪垠手機(jī) 1360348004713603480047第3頁 開題計(jì)劃完成情況開題計(jì)劃完成情況目目 錄錄二、主要研究成果二、主要研究成果第4頁1.1 1.1 研究背景研究背景 “物聯(lián)網(wǎng)”被業(yè)界稱為繼互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信之后的萬億級通信產(chǎn)業(yè)。隨著3G無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，源于個(gè)人無線通信已經(jīng)接近了極限，如

2、何創(chuàng)造新應(yīng)用，如何有效利用帶寬資源，成為運(yùn)營商必須要考慮的問題。如果實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”，作為一個(gè)涉及多個(gè)行業(yè)、千家萬戶的應(yīng)用，勢必成為運(yùn)營商一個(gè)新的利潤增長點(diǎn)，“物聯(lián)網(wǎng)”對于運(yùn)營商的作用不言而喻。第5頁1.1 1.1 研究目標(biāo)（開題報(bào)告）研究目標(biāo)（開題報(bào)告） 研究農(nóng)業(yè)傳感器關(guān)鍵技術(shù),包括組網(wǎng)機(jī)制、定位、安全、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入等； 研究農(nóng)業(yè)傳感器和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之間的接入認(rèn)證機(jī)制，農(nóng)業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓采w和路由定位機(jī)制并轉(zhuǎn)化為知識產(chǎn)權(quán)； 完成具備運(yùn)營產(chǎn)品價(jià)值的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理解決方案；研究一套可運(yùn)營的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系架構(gòu)，并滿足業(yè)務(wù)發(fā)展及標(biāo)準(zhǔn)化需求。研究共贏的多種商業(yè)模式及技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)差異化的增值服務(wù)。研究面向

3、規(guī)模應(yīng)用需要解決的關(guān)鍵技術(shù)，并轉(zhuǎn)化為自主知識產(chǎn)權(quán)。課題總目標(biāo)課題總目標(biāo)第6頁1.2 1.2 主要研究內(nèi)容（開題報(bào)告）主要研究內(nèi)容（開題報(bào)告） （1）研究面向應(yīng)用無線傳感器系統(tǒng)的總體框架，在監(jiān)測區(qū)域中隨機(jī)分布著大量傳感器節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)既有數(shù)據(jù)采集又有路由功能，采集數(shù)據(jù)經(jīng)過多跳傳遞給匯聚點(diǎn)，連接到互聯(lián)網(wǎng)。在網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)管理節(jié)點(diǎn)對信息進(jìn)行管理、分類、處理，最后供用戶進(jìn)行集中處理。（2）研究面向應(yīng)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)問題，進(jìn)一步提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能，資源效率、延長網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行壽命、防止網(wǎng)絡(luò)分立、增強(qiáng)系統(tǒng)安全、實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式信息處理和控制、屏蔽無線傳感器網(wǎng)絡(luò)底層操作系統(tǒng)的復(fù)雜性，將不同時(shí)

4、期、在不同操作系統(tǒng)上開發(fā)的應(yīng)用軟件集成起來協(xié)調(diào)工作，簡化應(yīng)用開發(fā)。（3）研究基于中間件的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟硬件協(xié)同方法，以及適應(yīng)中間件體系結(jié)構(gòu)的軟硬件系統(tǒng)實(shí)時(shí)通信機(jī)制。研究總體框架研究總體框架第7頁1.3 1.3 開題計(jì)劃完成情況總結(jié)開題計(jì)劃完成情況總結(jié)2010年1月至2010年3月：充分調(diào)研國內(nèi)外在WSN網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用等方面的發(fā)展?fàn)顩r，獲取各個(gè)方面的研究資料，在調(diào)研的基礎(chǔ)上，研究面向農(nóng)業(yè)應(yīng)用及其安全領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，并完成本次項(xiàng)目的詳細(xì)研究和開發(fā)方案。2010年4月至2010年10月：研究并攻克面向農(nóng)業(yè)應(yīng)用的WSN關(guān)鍵技術(shù)，并完成WSN平臺軟硬件構(gòu)建的大部分工作。1、深入研究了新型WSN網(wǎng)絡(luò)架

5、構(gòu)，并構(gòu)建面向農(nóng)業(yè)應(yīng)用的WSN模型。 2、深入研究了WSN網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵技術(shù)，包括能耗管理、網(wǎng)絡(luò)通信、網(wǎng)絡(luò)管理、拓?fù)涔芾?、安全機(jī)制等。完成農(nóng)業(yè)傳感器和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之間的接入認(rèn)證機(jī)制研究；完成農(nóng)業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓采w和路由定位機(jī)制研究。 2010年11月至2010年12月：提交詳細(xì)的項(xiàng)目研究報(bào)告，驗(yàn)收。第8頁1.31.3研究中存在哪些不足研究中存在哪些不足 本項(xiàng)目著重研究了農(nóng)業(yè)傳感器和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之間的接入認(rèn)證機(jī)制，農(nóng)業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓采w和路由定位機(jī)制，這些研究保證了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用、管理和部署。但就單個(gè)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)還存在一些不足。如果在高科技農(nóng)業(yè)示范基地可以采用電纜或太陽能解決

6、電源問題，但是如果在大田中推廣，節(jié)點(diǎn)數(shù)目眾多，人工更換電池不適宜。因此如果能夠結(jié)合風(fēng)能、太陽能等先進(jìn)的能源供給新產(chǎn)品解決供電問題，減少人工參與是解決產(chǎn)品推廣的重要難題。本項(xiàng)目的研究在認(rèn)證和定位方面進(jìn)行探索，對降低單節(jié)點(diǎn)成本和能耗起到較好的提升作用，也是在未來物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不通過SIM卡認(rèn)證的新探索，是未來億萬數(shù)量級物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品與移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的必經(jīng)道路。第9頁一一. . 開題計(jì)劃完成情況開題計(jì)劃完成情況目目 錄錄二、主要研究成果二、主要研究成果第10頁2.12.1主要研究成果主要研究成果1、完成以精細(xì)農(nóng)業(yè)應(yīng)用示范為基本原型，監(jiān)測農(nóng)作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況、溫濕度等具備推廣應(yīng)用

7、價(jià)值的農(nóng)業(yè)傳感器管理支撐平臺解決方案和系統(tǒng)原型。 2、完成關(guān)于面向農(nóng)業(yè)應(yīng)用的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)認(rèn)證機(jī)制；基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的面向農(nóng)業(yè)應(yīng)用的傳感器節(jié)點(diǎn)定位和拓?fù)涓采w機(jī)制；與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)兼容和接入機(jī)制等相關(guān)的研究報(bào)告和專利。專利1：一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)間單鑰接入認(rèn)證的方法 專利2：一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)間雙鑰接入認(rèn)證的方法 專利3：基于節(jié)點(diǎn)半徑自適應(yīng)調(diào)整的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋算法 專利4：一種基于拓?fù)湎嚓P(guān)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法 3.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件平臺 。第11頁2.2 WSN2.2 WSN中間件平臺中間件平臺中間件三層體系結(jié)構(gòu)模型中間件三層體系結(jié)構(gòu)模型軟件界面軟件界面第12頁2.2 WSN2.2 WSN中間件平臺中間件平臺 代理Agent 代理AgentUbiCell、Mica2硬件節(jié)點(diǎn)硬件節(jié)點(diǎn)TinyOS MantisOS中間件軟件中間件軟件UbiCell、Mica2硬件節(jié)點(diǎn)硬件節(jié)點(diǎn)TinyOS MantisOS中間件軟件中間件軟件元組空間元組空間鄰居列表鄰居列表元組空間元組空間鄰居列表鄰居列表中間件軟件功能中間件軟件功能節(jié)點(diǎn)(1,1)節(jié)點(diǎn)(2,1)遷移指令遠(yuǎn)程訪問第13頁2.2 2.2 基于物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能監(jiān)測平臺基于物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能監(jiān)測