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| 物联网感知层结构的分析研究 摘要 物联网是现今整个信息化产业的新宠和发展方向，是“智慧地球”实现的技术关键。我国根据时代发展需求提出感知中国的国家战略发展规划。在发展规划中把物联网技术这一领域当作新型科技革命，从而促动社会发展进程及改革。所以，可以说物联网是目前创新型社会发展经济的中坚力量，换句话说物连网作为新型科技革命领域对创新型经济发展起着举足轻重的作用。物联网领域具有显著的特征，主要体现在产业链长，参与产业群数较多。物联网领域涉及作用范围比较广泛，各行各业几乎都有物联网的身影。物联网行业在自身发展的同时，还带动促进其他行业的发展，例如促进传感器行业，视频识别行业以及微电子行业的发展，也为这些行业带来巨大的经济效益。 物联网可以分为三个部分，一是感知层部分；二是应用层部分；三是网络层部分。感知层是指各种具备感知性能或者功能的设备组合而成。感知层的作用在于感知与收集物理领域世界产生的物理事件以及相关事件信息数据。感知层可以说是相当重要，作为事物或者事件联系环节的基础，是实现完成物联网的最基本技术。物联网感知层作为物联网网络发展的基本层，而物联网的网络层部分是为建立低成本、高效率、灵敏度高的物联网络提供一定的技术。因此，本论文将针对于物联网的感知层结构和感知层中网络层的相关算法模型探讨研究。将网络看成是双子代数下的线性DEDS系统，探讨分析双子代数，特别是研究分析极限代数理论在计算机领域建模和功能的应用。使用极限代数分析了令牌桶的输入输出特性，得到了( b，ρ)令牌桶在极限代数方式下形成的传输矩阵和空间方程式组合；同时分析出极限代数基础网络计算模式，研究确定了极限服务曲线图像和极限到达曲线图像的定义，利用这两个概念得出了极大代数下有关延迟以及输出流突发性的定理。最后采用基于极大代数的网络演算对非抢占优先级多路复用以及保证速率服务器两个模型进行了分析，得出了两种模型各自在极大代数网络演算下的服务曲线。本文还把基于极大代数的网络分析方法与基于极小代数的分析方法进行了比较，阐明了基于极大代数方法的优点与适用场合。 关键词：物联网，感知层，双子代数，线性DEDS系统 目 录 中文摘要 I Abstract II 第一章 绪论 1 1.1 物联网感知层结构研究的目的与意义 1 1.2 国内外研究现状 1 1.3 本章小结 2 第二章 物联网概述 3 2.1物联网的发展 3 2.2 物联网的定义 3 2.3 物联网的基本特征 4 2.4 物联网其他相关概念 5 2.4.1 慧的地球 5 2.4.2 感知中国 5 2.4.3 MZM系统 6 2.5 物联网的发展历程 6 2.6 国内外物联网产业现状及发展趋势 7 2.6.1 产业现状 7 2.6.2 发展趋势 8 2.7 本章小结 9 第三章 物联网感知层标准体系架构 10 3.1 技术术语 10 3.2 需求分析 10 3.4 接口 11 3.4.1 传感器接口 11 3.4.2 数据类型和格式 12 3.5 通信和网络标准 12 3.5.1 物理层 12 3.5.2 MAC 层 12 3.5.3网络层 12 3.5.4主干网接入层 13 3.6 网络管理 13 3.7 移动支持 13 3.8 协同信息处理 14 3.9 信息服务支持 14 3.9.1 信息描述 14 3.9.2 信息标识 14 3.9.3 目录服务 14 3.9.4 信息存储 14 3.10 服务质量 15 3.11 中间件功能 15 3.12 网络安全与隐私 15 3.13 一致性和互用性测试 16 3.14 应用层面 16 3.15 本章小结 16 第四章 离散事件动态系统的理论与应用 19 4.1 离散事件动态系统概述 19 4.1.1 离散事件动态系统 (DEDS) 的主要特征 19 4.1.2 DEDS 研究中建模和控制问题 20 4.2 DEDS 的逻辑层次模型及其理论进展 20 4.2.1 基于事件反馈的R-W 监控理论 20 4.2.2 Petri网理论 20 4.2.3 其它逻辑层次的模型 21 4.3 时间层次模型及其理论进展 21 4.4 统计性能层次模型及理论发展 21 4.5 DEDS理论的应用及发展趋势 22 4.6 离散事件动态系统结构 22 4.7 离散事件动态系统的组合 24 4.7.1 层次组合方式 24 4.7.2 并列组合方式( Juxtaposed connection) 26 4.8 D E D S 理论在若干领域中的应用 27 4.9 本章小结 28 第五章 基于双子代数理论的网络建模与分析 29 5.1 双子代数的定义 29 5.2 基于极大代数的令牌桶分析 30 5.2.1 网络模型 30 5.2.2 极大与极小分析方法的比较 31 5.2.3 令牌桶的输出 32 5.3 基于极大代数的网络演算理论 33 5.4 理论应用实例 35 5.4.1 非抢占优先节点 35 5.4.2 基于极大代数的网络演算在GR 节点性能分析中的应用 36 5.5 本章小结 37 第六章 物联网传感网络安全协议研究 38 6.1 无线传感网络综述及研究现状 38 6.2 安全协议形式化研究综述 39 6.2.1 安全协议设计的困难性 40 6.2.2 形式化方法设计 41 6.2.3 形式化方法分析 42 6.2.4 形式化方法验证 42 6.2.5 形式化方法定理证明 43 6.3 物联网传感网络建模 43 6.3.1 物联网传感网络特点 43 6.3.2 物联网传感网络建模 44 6.3.3 物联网传感网络建模分析 46 6.3.4 物联网传感网络通信主体的抽象 47 6.4 本章小结 49 总结 50 参考文献 51 |
