物聯(lián)網(wǎng)在太陽能發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

I 物聯(lián)網(wǎng)在太陽能發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用 摘 要 物聯(lián)網(wǎng)的研究和應(yīng)用日趨廣泛，物聯(lián)網(wǎng)的硬件研究、物聯(lián)網(wǎng)軟件研究和電子商務(wù)相關(guān)研究等眾多方面也不斷的深入。物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)是形成一個開環(huán)的全球性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其熱點(diǎn)問題是如何在企業(yè)間搭建內(nèi)部的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以及各個企業(yè)之間的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是如何交互的。而物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的傳感網(wǎng)又是研究的重點(diǎn)。 通過對全球物聯(lián)網(wǎng)權(quán)威研究組織頒發(fā)的一系列 規(guī)范的深入研究和對物聯(lián)網(wǎng)體系的充分理解，得出研究此領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)有感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)，以及云計(jì)算等。這些技術(shù)將對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用乃至人類生活、工業(yè)發(fā)展、科技進(jìn)步起到至關(guān)重要的促進(jìn)作用。 本文針對太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中逆變器逆變數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控的問題，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵，深入學(xué)習(xí)感知、傳輸、控制及智能等多項(xiàng)技術(shù)，將物聯(lián)網(wǎng)融入到電能質(zhì)量的監(jiān)控中，提高實(shí)際應(yīng)用的效率。在整個設(shè)計(jì)中選用嵌入式 統(tǒng)為基本， 片為核心， 實(shí)現(xiàn) 層驅(qū)動的開發(fā)，并通過短信模塊和有線網(wǎng)絡(luò)傳輸，將數(shù)據(jù)顯示在網(wǎng)頁中。而在學(xué)習(xí)過程中，明白信息感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)、云計(jì)算等技術(shù)的研究與應(yīng)用，將直接影響物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用，只有綜合研究解決了這些關(guān)鍵技術(shù)問題，物聯(lián)網(wǎng)才能得到快速推廣，造福于人類社會，實(shí)現(xiàn)智慧地球的美好愿望。 關(guān)鍵詞 ： 物聯(lián)網(wǎng) 感知技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 控制及智能控制技術(shù)。 F F N of of in of is to an of of is to of is to of is to of by of I of so of be of a to on so of on 3 a on In I of of of of a of to of of 錄 第1章 緒論 . 1題的研究背景 . 1. 1. 5聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用領(lǐng)域舉例 . 7究內(nèi)容 . 8究方法 . 8文結(jié)構(gòu) . 9第 2 章 相關(guān)理論介紹 . 10聯(lián)網(wǎng)介紹 . 10. 10. 10聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本組成 . 13. 16聯(lián)網(wǎng)規(guī)范簡介 . 21. 21. 21. 22. 22第 3 章 太陽能發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng) . 23陽能發(fā)電并網(wǎng)技術(shù) . 23. 23. 24. 25. 26聯(lián)網(wǎng)在太陽能發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用 . 30. 31. 33 V 統(tǒng)總體應(yīng)用架構(gòu) .系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案 . 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案 . 4 章 傳感網(wǎng)的實(shí)現(xiàn) .入式硬件結(jié)構(gòu)介紹 .入式操作系統(tǒng) .操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能 .嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn) .建立 .解壓安裝源代碼及其他工具 .備驅(qū)動程序設(shè)計(jì) . .感節(jié)點(diǎn)的選取和設(shè)計(jì) . 逆變器信號采集模塊 . 數(shù)據(jù)采集的部分軟硬件設(shè)計(jì) . 人體紅外感應(yīng)模塊設(shè)計(jì)及制作 .溫度光照度監(jiān)測電路設(shè)計(jì)及制作 .結(jié) . 5 章 核心承載網(wǎng)的設(shè)計(jì)與研究 .絡(luò)通信方式（無線 線） .方案一 .方案二 .絡(luò)編程接口選擇 .傳輸層協(xié)議分析與選擇 . . 6 章 信息服務(wù)系統(tǒng)的方案及設(shè)計(jì) .名獲取及網(wǎng)站建立 .頁制作 . 78. 79. 80. 81總結(jié) . 83參考文獻(xiàn) . 85致謝 87 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 88 1 第 1 章 緒論 題的研究背景 聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 當(dāng)前世紀(jì)是一個以互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)為核心的信息時代。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與信息化、經(jīng)濟(jì)全球化是這個世紀(jì)的時代特征。隨著信息技術(shù)的不斷快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)全球化不斷的加快。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代物流和電子商務(wù)已經(jīng)成為大勢所趨。而信息計(jì)算和存儲方式的不斷改進(jìn)，僅僅是 業(yè)變革的前奏。 信息傳播成本的不斷降低， 必然會開啟物聯(lián)網(wǎng)占主導(dǎo)地位的時代。 物聯(lián)網(wǎng)作為后 代的產(chǎn)物正在飛速發(fā)展，在未來的應(yīng)用也將非常廣泛，是實(shí)現(xiàn)智慧地球的一張宏偉藍(lán)圖。 隨著現(xiàn)代世界電能需求不斷的增長，光伏發(fā)電技術(shù)越來越受到重視。作為并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，光伏并網(wǎng)逆變器實(shí) 現(xiàn)了光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤問題，并通過一系列控制算法將電能送入電網(wǎng)，使經(jīng)由逆變器向電網(wǎng)傳送的功率與光伏陣列所發(fā)出的最大功率相平衡。然而由逆變器產(chǎn)生的逆變電能質(zhì)量仍存在一些不足，例如： B 鑒于很多無人值守的地方，太陽能設(shè)備，包含電池板，逆變器的安全成為主要問題等等。 這些不足之處使得并網(wǎng)逆變器在實(shí)際應(yīng)用中出 現(xiàn)很多管理和應(yīng)用不便。故此，要將經(jīng)過逆變的電能并入電網(wǎng)還需要很多工作，其中重中之重的是監(jiān)控逆變的電能質(zhì)量，物聯(lián)網(wǎng)的引入為太陽能并網(wǎng)發(fā)電提供了很有效的解決方案，不但解決了電能質(zhì)量的實(shí)時監(jiān)控問題和其他的安全問題，還為管理決策提供更加準(zhǔn)確有效的支持。 如今，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為全球研究的熱點(diǎn)問題，各國都把它的發(fā)展提到了國家級的戰(zhàn)略高度。物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵起源于 客觀物體進(jìn)行標(biāo)識并且利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換數(shù)據(jù)這一概念，并且不斷的擴(kuò)充、延展而逐步形成，而且還在不斷的豐富、發(fā)展和完善之中。 （一）主要發(fā)達(dá)國家物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究和應(yīng)用仍處于起步階段，發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已經(jīng)抓住機(jī)遇，出臺政策進(jìn)行戰(zhàn)略布局，希望在新一輪信息產(chǎn)業(yè)重新洗牌中搶占先機(jī)。日 2 韓兩國已經(jīng)開始實(shí)施了不同的和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的戰(zhàn)略政策。譬如“U 社會”戰(zhàn)略、“物聯(lián)網(wǎng)行動計(jì)劃” 、 “智能電網(wǎng)” 、 “智慧地球”等；澳大利亞、新加坡等國也在加緊部署物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略，加快推進(jìn)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)步伐。各個國家已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)作為在“后危機(jī)”時代中用來提升自己國家的綜合競爭能力的一個非常重要的手段。 A 物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)在美國的發(fā)展現(xiàn)狀 美國在發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)上的優(yōu)勢正在加強(qiáng)并繼續(xù)擴(kuò)大。目前美國的創(chuàng)新能力的提升主要體現(xiàn)在國防部進(jìn)行的“智能微塵” （項(xiàng)目和國家科學(xué)基金會正在進(jìn)行的的 “全球網(wǎng)絡(luò)研究環(huán)境” （項(xiàng)目； 而在標(biāo)準(zhǔn)是由美國主導(dǎo)；全球比較領(lǐng)先的通信芯片和通信模塊的設(shè)計(jì)制造主要有以下企業(yè)：德州儀器（、英特爾、高通、樣的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也已經(jīng)在很多領(lǐng)域投入應(yīng)用，例如軍事領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)發(fā)展方向、環(huán)境監(jiān)測方面、建筑行業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、空間應(yīng)用和海洋探索等1。 B 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在歐盟各國的發(fā)展情況 歐盟國家將信息通信技術(shù)（為促進(jìn)歐盟從工業(yè)社會向知識型社會轉(zhuǎn)型的主要工具，致力于推動盟經(jīng)濟(jì)、社會、生活各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，以便提升歐盟在全球的數(shù)字競爭力。歐盟各國在在這兩項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)是基于開展了相關(guān)的應(yīng)用試點(diǎn)，即通過采取競爭和創(chuàng)新2009年9月15日，歐盟發(fā)布了歐盟物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖2，在該路線圖中提出了歐盟各國在2010年、2015年和2020年三個階段的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要的研發(fā)路線圖，并且提出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需要突破的幾個主要應(yīng)用領(lǐng)域和幾個主要方面的關(guān)鍵技術(shù)，主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括航空航天應(yīng)用方面、汽車產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生行業(yè)、能源開發(fā)及應(yīng)用等18個，主要方面包括識別問題、數(shù)據(jù)處理方面、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)問題等共12個方面1。如今，歐盟為了刺激經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已經(jīng)把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到了智能汽車行業(yè)和智能建筑產(chǎn)業(yè)中，并已經(jīng)開始了大規(guī)模的技術(shù)研發(fā)。 C 日本國家戰(zhàn)略推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展 日本是世界上第一個提出“泛在” （源于拉丁語的稱無所不在的網(wǎng)絡(luò)）戰(zhàn)略的國家，日本在 2004年提出“ 略，該戰(zhàn)略的提出基于提前完成了兩期 個新型的戰(zhàn)略目標(biāo)主要是實(shí)現(xiàn)這個社 會中不分時間地點(diǎn)人物事件都可以得益。物聯(lián)網(wǎng)屬于泛在網(wǎng)概念的其中一個，并且它服務(wù)于 本通過上述戰(zhàn)略，推廣了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，主要應(yīng)用方面有：電網(wǎng) 3 監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)測問題、智能家居行業(yè)、汽車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和災(zāi)難應(yīng)對問題等等各個方面1。 D 韓國的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)搶占先機(jī) 2004年，韓 國提出了為期十年的目標(biāo)是“在全球最優(yōu)的泛在基礎(chǔ)設(shè)施上，將韓國建設(shè)成全球第一個泛在社會” 。2009年10月13日 ，韓國通信委員會（過了基于，將傳感器網(wǎng)確定為新增長的動力，據(jù)估算至 2013年產(chǎn) 業(yè)規(guī)模將達(dá)到50萬億韓元。過構(gòu)建世界最先進(jìn)的傳感器網(wǎng)基礎(chǔ)實(shí)施，打造未來廣播通信融合領(lǐng)域超一流目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，確定了構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用、技術(shù)研發(fā)和營造可擴(kuò)散環(huán)境等四大領(lǐng)域的12項(xiàng)課題。 （二）我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 A 支持政策：國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè) 中國在上世紀(jì)90年代開始研究無線傳感技術(shù)，2004年開始在軍民兩個領(lǐng)域展開標(biāo)準(zhǔn)化的研究工作，2009年以來開始積極推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化。2009年8月7日，國務(wù)院總理溫家寶在視察中科院無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心時，指示要迅速在無錫建立一個中國的“感知中國”中心。3 個月后，在“讓科技引領(lǐng)中國持續(xù)發(fā)展”講話中，溫家寶再次明確，物聯(lián)網(wǎng)成為五大重點(diǎn)扶持的新型科技領(lǐng)域之一。 圖 1感知中國”成為中國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略 s 今，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)被列入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，無錫被列為國家重點(diǎn)扶持的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的研究與示范中心。同時，上海、北京、 浙江、廣東、福建、山東、四川、重慶、黑龍江等多個地區(qū)紛紛出臺了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，三大運(yùn)營商、廣電、國家電網(wǎng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的多家企業(yè)也已制定了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃。 時間 主要內(nèi)容 國務(wù)院總理溫家寶在江蘇無錫市考察時提出“感知中國”戰(zhàn)略 國務(wù)院總理溫家寶召開新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展座談會，傳感網(wǎng) /物聯(lián)網(wǎng)是其重要內(nèi)容 在讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展的講話中，溫家寶再次提出“要著力突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，及早部署后 代相關(guān)技術(shù)研發(fā)，使信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為推動產(chǎn)業(yè)升級，邁向信息社會的發(fā)動機(jī)” 國務(wù)院批復(fù)同意關(guān)于支持無錫建設(shè)國家傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)情況的報(bào)告 4 圖 1分城市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo) in 市場規(guī)模：2010年逾 2000億 由新華社發(fā)布的20092010中國物聯(lián)網(wǎng)年度發(fā)展報(bào)告統(tǒng)計(jì)中，2009年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達(dá)到1700多億元， 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在公眾業(yè)務(wù)領(lǐng)域、 電力安全、智能交通、公共安全、平安家居、健康監(jiān)測、重要區(qū)域防入侵、環(huán)保等多個行業(yè)的市場規(guī)模均超過百億。預(yù)計(jì)到 2010年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過2000億元。 圖 1010 年中國物聯(lián)網(wǎng)主要行業(yè)應(yīng)用市場規(guī)模及份額（億元） 根據(jù)中國物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心、江蘇中科物聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展有限公司、中國科學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)研究中心聯(lián)合出版的 中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展年度藍(lán)皮書（ 2010） 顯示：2010年在國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)主要行業(yè)應(yīng)用中，安防（安全防護(hù)、智能家居、防入侵） 、交通、電力3大行業(yè)位居前列。安防行業(yè)的應(yīng)用遙遙領(lǐng)先，占據(jù)了接近一半的市場份額（43%） ，規(guī)模接近900億元。其中，智能家居的應(yīng)用占26%，規(guī)模超過500億元；網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控市場也是一個重要的應(yīng)用 領(lǐng)域，占到15%的市場份額。而電力行業(yè)和交通行業(yè)是掌握國民經(jīng)濟(jì)命脈的重要行業(yè)，其物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也獲得了較快的發(fā)展， 并且市場份額分別達(dá)到15%和9%左右， 市場規(guī)模分別為大約300億元和1902012 2015 3000 2500 2500 1000 1000 1000 500 500 500 300 0 杭州 無錫 成都 廣州 5 億元。重要的應(yīng)用行業(yè)還包括物流、手機(jī)支付、醫(yī)療等，并且逐漸滲透到其他各行業(yè)和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。 聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢 展階段 2005年11月，制的超級個標(biāo)簽的數(shù)據(jù)格式和結(jié)構(gòu)與的專利制作材料和加工工藝使標(biāo)簽有很高的靈敏度，并且發(fā)送的信號比較容易被讀取器接收。 2006年9月， “首屆國際德國的杜塞爾多夫舉行，該會議是由PC 到2006年9月1日，系統(tǒng)服務(wù)商414家，終端用戶526家。 首個國際物聯(lián)網(wǎng)大會于 2008年3月召開 ，該次會議由波士頓驗(yàn)室籌備。來自世界各地的專家研究人員和早期應(yīng)用商一起分享各自的研究成果、應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)。 2008年8 月，惠普推出一項(xiàng)新的服務(wù)，即：使用 進(jìn)監(jiān)管、進(jìn)而提高安全性?；萜展S快車”)的惠普工廠生產(chǎn)的存貯設(shè)備、服務(wù)器和附件等，這樣客戶收到設(shè)備后，便可以對設(shè)備進(jìn)行不斷的監(jiān)視。 2009年際商用機(jī)器公司)提出了新的的核心理念是建立在個戰(zhàn)略認(rèn)為，體來說，就是把感應(yīng)器裝備和嵌入到鐵路、電網(wǎng)、隧道、橋梁、建筑、公路、大壩、供水系統(tǒng)、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成所謂的“物聯(lián)網(wǎng)” ，然后將其與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，以實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，在整合的網(wǎng)絡(luò)中，有能力強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群，可以對整合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的機(jī)器、人員、基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備實(shí)施實(shí)時的監(jiān)控，在這個基礎(chǔ)上，人類可以以動態(tài)的方式更加精細(xì)的管理生產(chǎn)和生活，從而達(dá)到“智慧”狀態(tài)，以便提高資源的利用率和生產(chǎn)力水平，進(jìn)而改善人與自然之間的關(guān)系。 在2010年初，我國正式成立了傳感網(wǎng)技術(shù)（物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）聯(lián)盟。與此同時，我國工信部也宣布將帶頭成立一個全國推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的部際領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)小組，以便加快物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。2010年3月2日，上海物聯(lián)網(wǎng)中心正式揭牌。而且重要的是，在 2010政府 工作報(bào)告中，溫家寶總理明確的指出了： “今年要大力 6 培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)；要大力發(fā)展新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥、信息網(wǎng)絡(luò)和高端制造產(chǎn)業(yè)；積極推進(jìn)新能源汽車、電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的三網(wǎng)融合取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用；加大對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的投入和政策支持3。 ” 020年市場超萬億元 物聯(lián)網(wǎng)為二十一世紀(jì)的全球城市化進(jìn)程、全球工業(yè)化提供了革命性的信息和智能技術(shù)，通過與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的融合，成為了全球新一輪社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)力量之一。 美國權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)020年世界上物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將會達(dá)到互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的30倍，物聯(lián)網(wǎng)將形成下一個萬億元級別的主要的通信業(yè)務(wù)。其中，在機(jī)場防入侵系統(tǒng)和智能電網(wǎng)方面的市場就有上千億元。 由長城戰(zhàn)略咨詢和中關(guān)村物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)布的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究(2010)報(bào)告預(yù)測，未來的10年，中國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將會經(jīng)歷應(yīng)用創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新3個主要階段，并且形成企業(yè)應(yīng)用、公共管理和服務(wù)、個人和家庭應(yīng)用三大主要細(xì)分市場；到2015年將會超過1萬億、2020年將會超過5萬億。 中國物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心、江蘇中科物聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展有限公司、中國科學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)研究中心聯(lián)合出版的中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展年度藍(lán)皮書（2010） 中顯示，2007年全球的物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到700億美元，2008年達(dá)到了780億美元，增長了10%以上。報(bào)告預(yù)測，在未來的5年全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場將會呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢，預(yù)計(jì)在2012年全球市場規(guī)模將會超過1700億美元，2015年更接近于3500億美元，并且年平均增長率接近25%。 圖 1007全球物聯(lián)網(wǎng)整體市場規(guī)模變化趨勢（億美元） 007 015 100 of of 7 聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用領(lǐng)域舉例 A 零售行業(yè) 首先在零售領(lǐng)域運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)的沃爾瑪，通過使用售商可以實(shí)現(xiàn)對商品從生產(chǎn)、存儲、貨架、結(jié)帳到離開商場的全程監(jiān)管，貨物短缺或者貨架上的產(chǎn)品脫銷的概率得到了很大程度的降低 ，商品失竊情況也得到了遏制。再需要等待流水結(jié)帳。 B 物流行業(yè) 倉庫將會實(shí)現(xiàn)完全自動化，包括商品自動化進(jìn)出和將訂單自動傳輸回商品供應(yīng)商；物聯(lián)網(wǎng)將很大程度提高運(yùn)輸?shù)墓芾硇剩唐窂拈_始生產(chǎn)到最終消費(fèi)，將會實(shí)現(xiàn)全程無人管理；對于生產(chǎn)商來說，能夠獲取市場需求的最直接的反饋。 C 醫(yī)藥行業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在產(chǎn)品生產(chǎn)、零售與物流的應(yīng)用上，而且在打擊假藥制造和提高藥物的使用的效果上， 物聯(lián)網(wǎng)將會有很大的應(yīng)用空間。來用相克藥物或者過量服藥而死亡的病例。 D 食品行業(yè) 歐洲各國非常重視消費(fèi)者能夠完全跟蹤食品的生產(chǎn)源頭，并且也能幫助歐洲各國保護(hù)農(nóng)村的多樣性與鄉(xiāng)村生活。 E 智能建筑 新加坡規(guī)定智能大廈必須具備3個條件：一是 要具有保安、環(huán)境控制與消防等先進(jìn)的自動化控制系統(tǒng)，以及可以自動的調(diào)節(jié)大廈內(nèi)的溫度、燈光、濕度等參數(shù)的各種設(shè)施， 以便創(chuàng)造更加舒適安全的環(huán)境； 二是要具有完善的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，使數(shù)據(jù)能夠在大廈內(nèi)流通；三是可以提供足夠完善的對外通信設(shè)施及其能力。 F 智能電網(wǎng) 美國能源部將智能電網(wǎng)定義為一個可以完全自動化的電力傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，可以監(jiān)控每一個用戶和電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，以保證在從電廠到終端用戶的整個輸配電的過程當(dāng)中所有的節(jié)點(diǎn)之間的信息和電能的雙向流動，由數(shù)據(jù)采集、信息集成、數(shù)據(jù)傳輸、分析優(yōu)化和信息展現(xiàn)五個方面構(gòu)成。 G 智能家居 智能家居既可以定義為一個過程也可以定義為一個系統(tǒng)。其利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)將與家居生活相關(guān)聯(lián)的各種子系統(tǒng)， 8 有機(jī)地機(jī)密結(jié)合在一起，通過統(tǒng)籌的管理，讓家居生活更加的安全、舒適、有效。 H 智能醫(yī)療 納米技術(shù)和芯片技術(shù)的完美結(jié)合，使高效的診療手段不在成為難題，通過在藥物中嵌入微型的治療設(shè)備，將能夠非常有效監(jiān)測和預(yù)防某些疾病的出現(xiàn)，并且將能夠精確定位治療人體內(nèi)的患病部位。 I 智能交通 在物聯(lián)網(wǎng)的時代，轎車中的電子元器件的數(shù)量將不斷持續(xù)增加，因此轎車可以自動的收集周圍的環(huán)境信息，不斷的重新規(guī)劃新的路線，可以提醒駕駛者與前車之間保持合適的安全的距離，甚至可以預(yù)防酒后駕車等危險(xiǎn)的行為，在高速公路上實(shí)現(xiàn)完全自動駕駛,自動分析車況，甚至能夠自動的決定怎樣更新問題部件等等。 究內(nèi)容 本文主要針對太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中用到的并 網(wǎng)逆變器中逆變的電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，隨時查看并入電網(wǎng)中的電能質(zhì)量，在網(wǎng)絡(luò)中顯示。 本設(shè)計(jì)將逆變器逆變后的電壓電流通過信號采集電路，送到 發(fā)板的A/D,D/過 由網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)短信模塊送到互聯(lián)網(wǎng)或用戶手機(jī)中對電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。 主要工作分為兩部分，第一是學(xué)習(xí)和研究物聯(lián)網(wǎng)的具體含義，掌握物聯(lián)網(wǎng)的主要結(jié)構(gòu)和重要組成部分；第二是搭建物聯(lián)網(wǎng)硬件平臺，并在此平臺上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和現(xiàn)實(shí)功能。本文具體研究內(nèi)容主要包含以下幾個方面： (1）底層平臺的搭建：選用嵌入式開發(fā)板作為傳感網(wǎng)的主要處理核心，通過無線和有線兩種方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞。 (2）作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和底層應(yīng)用驅(qū)動程序的開發(fā)，主要包含 動和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動的開發(fā)。 (3）建立臨時網(wǎng)站，網(wǎng)頁，將數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)平臺顯示。 究方法 本文在以物聯(lián)網(wǎng)規(guī)范為參考的基礎(chǔ)上、以多個物聯(lián)網(wǎng)具體應(yīng)用的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為背景，結(jié)合 關(guān)分布式實(shí)現(xiàn)技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套逆變電能的實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，并通過實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行測試。 9 文結(jié)構(gòu) 本文依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)規(guī)范，對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的 主要特點(diǎn)和核心服務(wù)進(jìn)行分析，最終給出分析結(jié)果和實(shí)現(xiàn)方案。本文主要分為以下幾個部分: 摘要部分，對本文的主要內(nèi)容和研究工作進(jìn)行了概括性敘述。第一部分，概述，簡要討論了本文的研究背景、主要研究內(nèi)容以及本文結(jié)構(gòu)。第二部分，首先，作為本文的研究背景和理論基礎(chǔ)，介紹了物聯(lián)網(wǎng)的一些規(guī)范并且詳細(xì)闡述了在課題研究當(dāng)中需要用到的關(guān)鍵技術(shù)。第三部分介紹了部分太陽能發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)知識，并對此系統(tǒng)的現(xiàn)存問題進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，針對太陽能發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)有問題引入了物聯(lián)網(wǎng)的解決方案。第四部分為本設(shè)計(jì)的核心部分，在這部分中主要研究傳感網(wǎng)的控制核心及傳感節(jié)點(diǎn)的選取和研究。第五部分為核心承載網(wǎng)和上層網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)。第六部分，介紹了數(shù)據(jù)在網(wǎng)頁上顯示需要做的工作及實(shí)現(xiàn)方法。第七部分為結(jié)論部分，首先對本文所作的主要工作進(jìn)行了總結(jié)，然后對本文的后續(xù)工作進(jìn)行了概括敘述。 10 第 2 章 相關(guān)理論介紹 聯(lián)網(wǎng)介紹 聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概述 從“智慧地球”的理念到“感知中國” 的提出，隨著全球一體化、工業(yè)自動化和信息化進(jìn)程的不斷深入，物聯(lián)網(wǎng)（然來臨。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次科技浪潮。從不同階段或不同角度出發(fā)，對物聯(lián)網(wǎng)的概念有了不同的理解和解釋。到目前為止物聯(lián)網(wǎng)的精確定義還沒有統(tǒng)一，物聯(lián)網(wǎng)（的比較準(zhǔn)確一點(diǎn)的定義是：物聯(lián)網(wǎng)是通過各種信息傳感設(shè)備及系統(tǒng)（傳感網(wǎng)、射頻識別系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等） 、條碼與二維碼、全球定位系統(tǒng)，按照 約定的通信協(xié)議，將物與物，人與物，人與人連接起來，通過各種接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種信息網(wǎng)絡(luò)。這個定義的核心是：物聯(lián)網(wǎng)的主要特征為每個物件都可以尋址，每個物件都可以控制，每個物件都可以通信4。 物聯(lián)網(wǎng)的上述定義包含了以下三個主要含義： （1）物聯(lián)網(wǎng)是指對具有全面感知能力的物體 及人的互聯(lián)集合。兩個或兩個以上物體如果能交換信息即可稱為物聯(lián)。使物體具有感知能力需要在物品上安裝不通類型的識別裝置，如電子標(biāo)簽、條碼與二維碼等，或通過傳感器、紅外感應(yīng)器等感知其存在。同時，這一概念也排除了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主從關(guān)系，能夠自組織4。 （2）物聯(lián)網(wǎng)必須遵循約定的通信協(xié)議，并通過相應(yīng)的軟件、硬件實(shí)現(xiàn)。互聯(lián)的物品要互相交換信息，就需要實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的實(shí)體的通信。為了成功的通信，他們必須遵守相關(guān)的通信協(xié)議，同時需要相應(yīng)的軟件、硬件來實(shí)現(xiàn)這些規(guī)則，并可以通過現(xiàn)有的各種接入網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換4。 （3）物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)對各種物品（包括人）進(jìn)行智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能