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1、精选优质文档-倾情为你奉上南京邮电大学物联网重大专项2010年度项目指南自2005年以来，我校对传感网技术的相关领域进行了深入研究，是国内和省内较早进行传感网络研究的高校之一。经过长期的国家级项目研究和应用开发的积累，形成了良好的技术基础。物联网作为江苏重点培育和发展的六大新兴产业之一，省教育厅要求高校抓住“物联网”建设的重大历史机遇，早学习、早认识、早研究、早部署、早见效。我校高度重视物联网研究工作，提出“攻难关、提标准、推应用、建平台、建团队”的目标。本重大研究专项以物联网相关领域为研究对象，充分发挥多学科合作研究的优势，并依托国家级重点实验室培育点建设契机，升华平台集成相关研究成果。一、
2、总体目标：继计算机、互联网及第三代移动通信之后，物联网作为世界信息产业的第三次浪潮已成为全球学术界和工业界的研究热点，并已列为我国科技发展的重点方向之一。我校迅速起步，经过半年多的努力，已在国内物联网研究领域占有一席之地。为了抓住历史赋予的这一重大机遇，学校决定设立“物联网”重大专项研究计划，投入资源，组织攻关，通过校内多学科合作研究，掌握物联网关键技术，获批国家级项目，取得国内有影响的研究成果，培养一批高层次人才，实现学校科技发展的战略突破。重大专项研究的目标是：在二年的时间内，建成一个国内领先的物联网系统平台，在物联网体系结构、超高频射频标签、光学标签、无线传感器网络、泛在通信和融合信息网
3、络、物联网隐私保护和信息安全、信息传感核心材料与关键技术等多个方向开展系统的研究，掌握在国内外有竞争力的前沿技术，基于技术研究成果开发若干物联网示范应用系统，并在系统平台上验证研究成果，演示应用系统。二、课题研究指南：课题1 物联网体系结构研究研究目标：根据物联网的技术特征、应用特点和服务需求，提出物联网的一般体系结构；根据特定应用领域的特点，提出适应这些应用领域需求的特定的物联网体系结构；根据研究结果形成物联网体系结构的标准提案。研究内容：（1）研究物联网一般体系结构。根据物联网的应用需求和技术条件，提炼出物联网的网络能力、服务类型、选用技术、与互联网和已有通信网络的关联，确定物联网的感知域
4、、接入域、核心网络域、应用域的结构，各个域的结点类型及互联方式，域内和域间接口及分层协议结构，以及安全、控制、管理等支撑平面结构。（2）研究典型应用领域物联网的特定结构。根据典型领域特定的应用需求和技术条件，提炼出该领域物联网特定的网络能力、服务类型和选用技术，确定在物联网一般体系结构的基础上，需要新增或改进的系统结构、结点类型、接口及协议结构，重点是感知域和应用域的特定结构。（3）研究物联网与互联网和已有通信网的互连体系结构。根据物联网物物互联、物人互联、信息互联、应用互联的需求，确定互连体系结构提供的服务，采用的技术，可靠性、实时性和安全性机制以及接口规范。技术要求：(1) 所提出的物联网
5、体系结构应该是开放、自治、安全、可扩展的，支持异构网络和异构信息融合，充分考虑泛在智能的网络分布。(2) 所提出的物联网体系结构不但支持物物互联，而且支持信息互联；不但包含连接网络结构，而且包含业务应用结构；不但考虑单个应用，而且考虑不同应用间的协同。(3) 特定应用领域的物联网体系结构是在物联网一般体系结构基础上的扩展和局部更新，应该最大限度地重用一般体系结构。(4) 根据研究结果应形成物联网体系结构标准提案，提交相关标准化组织，与国际和国内物联网标准化进程同步。课题2 超高频射频标签（RFID）系统研究目标：根据目前我国超高频与微波RFID系统技术上仍有不少薄弱点，自己的标准也尚未完善的现
6、实情况，研究超高频与微波RFID系统的关键技术、标准及其安全等问题，提升我国在该领域的技术实力。研究内容：(1) 超高频RFID系统实现技术：研究900MHz和2.4GHz频段超高频RFID系统各种不同的技术方案，特别是在不增加读写器发射功率的前提下，通过降低启动标签的功率门限来增加其工作距离的可行性与设计技术。 (2) 超高频RFID系统安全技术：研究无源RFID系统可靠性技术和安全机制，提高在有液体和金属制品干扰条件下的标签识别的准确率，提供对数据的完备保密和抗攻击能力。(3) 标准化研究：研究超高频RFID系统的频谱分配、技术指标和数据格式定义的标准，解决不同厂商超高频RFID产品的兼容
7、性问题。技术要求：(1) RFID系统的工作距离10米(2) RFID标签的准确识别率80%(3) RFID数据有可靠的保密和抗攻击能力(4) 提出新的超高频RFID的技术标准课题3 光学标签（OID）理论与技术研究目标：研究面向未来的大容量、高速率光学标签（Optical ID, 简称OID）理论与技术，以及OID在典型智能系统中的应用。研究内容：(1) 研究光学条码的增容技术、远距传感技术和高灵敏度检测技术。(2) 研究OID系统原理，包括：信息记录方法、信息读取方法、信息调制方法。(3) 研究OID系统技术，包括：信道特性、编码解码方式、安全加密技术、标签码数字图像处理与识别、方向传感和
8、空间定位技术。(4) 研究OID标签和OID识别器的设计与制作工艺。(5) 研究OID在智能交通、智能建筑等智能系统中的应用，OID在光无线宽带接入系统中的应用。技术要求：（1） 研制出新型OID。其主要技术指标为：记录面积：0.1 1 cm2；信息密度：0.1 1.0 Mb/cm2；（2） 研制出OID识别器。读出方式：非接触式；识别距离：0.1 3 m。（3） 提出OID的技术标准；（4） 实现一个OID产业化的应用示范。课题4 无线传感器网络技术研究目标：研究无线传感器网络技术，运用多学科知识综合和交叉，提出在微型化、可靠性和有限能量供给的约束条件下，无线传感器网络组网、信息感知、时空域
9、控制等关键技术的解决方案。研究无线传感器网络节点设计技术，运用嵌入式系统技术，研制满足物联网应用要求的关键节点设备。研究内容：(1) 研究无线传感器网络组网技术：根据不同物联网应用的特点，考虑物物通信方式、物体移动性、信息感知频度和时延性能、是否有基础设施支持等多种因素，研究适用的组网模式及其性能。根据低能耗运行的要求，研究网络拓扑的时间控制、空间控制和逻辑控制技术。(2) 研究无线传感器网络的链路层技术和网络层技术：根据复杂环境下短距离无线链路特性、高密度短报文发送应用特征、网络拓扑受控动态变化的特点，研究能有效利用网络容量、降低能耗的MAC层协议。运用跨层设计、网络编码、单跳组播等技术，研
10、究能有效减少转发次数、提高网络容量和效率的路由协议。(3) 研究无线传感器网络的QoS保障和可靠性技术：研究确保节点和网络在恶劣环境下长时间可靠工作、控制节点感知误警概率的可靠性技术，有效检测失效节点的技术以及降低节点失效网络影响的容错技术。(4) 研究无线传感器网络的时域和空域控制技术：研究时间同步技术，支持节点间的对时，抑制时钟抖动和漂移，满足实时信息采集的要求；研究定位跟踪技术，提出低能耗的节点自定位技术和网络域内的目标定位技术。(5) 研究无线传感器网络的感知信息有效传递技术：运用数字信号处理技术，研究和提出感知信息压缩和本地聚合技术，根据信息类别、重要程度、时空关联等信息标度，有效降
11、低传送信息的冗余度，减少节点和网络资源的消耗。(6) 研究无线传感器网络的节点设计技术：根据能量供给有限的嵌入式智能系统的要求，选用适用的硬件和软件平台，研制关键的节点设备及网关设备，实现感知功能、计算功能、通信功能和安全功能。技术要求：(1) 无线传感器网络技术的研究，要针对项目确定的示范应用，有针对性地提出特定应用类型适用的技术和解决方案，并给出性能评估。(2) 所提出的无线传感器网络技术，应具有良好的可扩展性，应能支持在1000个节点规模的无线传感器网络中的应用，或者实现1-2个产业化的应用示范。(3) 研制能感知、处理、传输、管理音频、图像、视频等多媒体信息的无线多媒体传感器网络节点；
12、能将无线传感器网络无缝接入多类型异构网络的无线传感器网络网关节点设备；能聚合多径接收信息、压缩冗余信息、实现信息转发的汇聚节点。(4) 研究能使用由自然环境能量转换成的电能供电长时间工作的、仅具感知和通信功能的简单传感节点。课题5 泛在通信和融合信息网络技术研究目标：研究泛在通信网络技术，通过异构网络融合和协同，支持物联网物物通信海量信息的承载，提出基于已有无线通信网络实现机器到机器（M2M）应用的解决方案。研究融合信息网络技术，运用智能信息处理和中间件技术支持物联网海量传感信息的融合、推理和决策，为物联网应用提供物理世界的信息接口。研究内容：(1) 研究支持物联网海量信息承载的泛在无线通信网
13、络技术：根据物联网物物相联、大量不同类型感知信息交互的特点，研究自适应负荷控制技术、频谱资源感知和综合调度技术、异构网络协同和网络选择技术、包含网络自配置/自优化/自维护能力的自组织网络（SON, self organization network）技术，有效提高网络容量，确保信息传送的服务质量。(2) 研究简化的传感节点无线接入协议：根据传感节点能量有限、单节点传感数据量小而系统传感信息总量巨大、无线资源匮乏的特点，以简单高效为设计原则，采用非IP协议技术，研究无线通信系统简化的传感节点接入协议。(3) 研究支持物联网感知信息融合的海量信息智能处理技术：研究海量数据的数据空间组织、存储与索引
14、技术，数据空间的数据关联和数据模型技术，大容量数据的实时挖掘技术，基于关联数据推理的情境感知信息提取。(4) 研究支持物联网统一应用平台的中间件技术：研究多源异构感知信息的语义数据模型，定义面向应用层的开放式业务接口，确定具有语义操作能力的中间件软件结构，实现物理世界信息和虚拟网络应用的关联。考核目标：(1) 和运营商合作，结合运营商的无线网络，开发M2M接入协议和应用平台。(2) 提出的泛在无线通信网络技术，应有充分的性能仿真验证，并能在本项目的系统平台上部分实现并演示。(3) 开发具有语义解释和知识推理能力的、安全的物联网中间件软件，并能部署在本项目系统平台上演示使用。(4) 提出物联网频
15、谱资源分配和管理技术以及相应的标准建议。(5) 提出物联网中间件面向应用层的开放式业务接口标准提案。课题6 物联网隐私保护和信息安全技术研究目标：根据物联网体系结构及应用需求，提出物联网安全体系框架；根据嵌入式智能系统能量受限的约束条件，研究物联网特定的安全和隐私保护技术，探求平衡复杂度和安全性能、解决安全和个人隐私矛盾的新方法和新思路，并向相关标准化组织提交标准提案。研究内容： (1) 研究物联网隐私和个人数据保护策略、隐私同态技术：研究的技术能防止个人隐私和数据泄漏，拒绝物联网信息的非授权访问，防范恶意用户通过跟踪携带个人信息的物体从物联网中非法抽取和分析社会网络信息，建立可信的物联网应用
16、环境。(2) 研究物联网信息安全体系和信息安全技术：研究物联网特定的数据加密和密钥管理协议、授权和访问控制策略和入侵防护方案，解决在物联网应用背景下，由于网络开放和无线广播所带来的安全隐患，抵御对于物联网节点的物理攻击、窃听网络造成的信息泄露、伪造信息和信号干扰发起的空间攻击。(3) 研究物联网可信计算关键技术：研究可信证书的安全存储，安全策略的可靠部署和验证机制，分布式防火墙，面向虚拟组织的可信安全保障机制，可信的资源和服务访问控制机制，网络安全监控和自适应调整机制。研究物联网可信终端模型，构建基于嵌入式系统的可信终端硬件平台，采用生物特征认证或TPM方式，保证信息源的可信性。(4) 研究无
17、线传感器网络安全关键技术：研究无线传感器网络的安全协议，加解密技术，接入认证与信任技术，密钥管理协议和入侵检测技术。技术要求：(1) 构建物联网隐私和信息安全保障体系，应充分考虑隐私保护和数据的机密性、完整性、新鲜性、可认证性。(2) 提出安全可信的物联网隐私和个人数据保护方法，应能解决物联网中个人隐私和数据泄漏问题，避免信息被非授权访问和利用。(3) 提出支持异构物联网络的数据加密和密钥管理方法、认证授权和访问控制策略，应充分论证其在物联网应用中的适用性和可操作性。(4) 提出物联网的入侵防护方案，应针对物联网中可能存在的物理层（包括物理攻击、拥塞攻击）、链路层、网络层和传输层攻击给出相应解
18、决方案。(5) 研制物联网可信感知终端设备，验证物联网安全协议。(6) 形成物联网隐私保护和信息安全标准草案。课题7 物联网系统平台与示范应用研究目标：根据物联网体系结构和应用场景，建设物联网系统平台；研究物联网应用层技术，综合其他课题的研究成果，开发若干物联网示范应用系统；在系统平台上演示所开发的应用系统，验证课题研究的成果。研究内容：(1) 结合学校数字化校园网的建设，考虑物联网应用环境的需求，设计和建设称之为“智慧南邮”的物联网系统平台，作为本项目的集成试验环境，验证各个课题的研究成果。(2) 基于课题1提出的物联网应用层结构，借鉴Internet、NGN的开放式业务提供技术，研究适用的
19、物联网应用层技术。(3) 以智慧校园、智能交通、智能家居和智能医护为示范应用，集成各课题的研究成果，开发实现物联网应用系统。技术要求(1) 在一年的时间内，建成现有技术集成的物联网系统平台。所建的平台应包含典型的传感器网络组网方式、RFID标识系统、主流无线接入技术、融合信息处理的中间件平台。(2) 在三年的时间内，建立具有自主核心技术的物联网应用示范系统，包括智慧校园、智能交通和智能家居等物联网典型应用示范系统，能够在典型应用示范系统上演示具有自主知识产权的、产品化的核心技术，并且有推广和应用的成功案例。(3) 所开发的示范应用系统应在拟建的物联网系统平台上部署演示，并测试其功能和性能。课题
20、8 信息传感核心材料与关键技术研究研究目标：根据物联网在医疗卫生、环境监控、食品安全和国防科技等领域的应用需求，开发针对化学和生物物质的高灵敏度、高选择性、快速检测的新型信息传感材料；综合运用材料科学、生物技术、信息技术、纳米科学、界面科学等众多学科以及光、电、色等各种技术，发展新型信息传感器，尤其是模拟生物识别过程的生物传感器，在灵敏度、选择性、响应速度、方便可靠性、获取的信息量等方面达到物联网所需的较高要求。研究内容：（1）信息传感核心材料的设计开发。基于有机半导体材料在光电磁色等方面的响应特性，对材料的结构进行设计，发展对温度、酸碱度、重金属离子、有毒物、爆炸物等具有高灵敏度、高选择性响
21、应的化学传感材料；通过模拟生物体系的多点识别模式，设计开发结构多样化、生物功能化的生物传感材料，大幅度提其检测的选择性和专一性。（2）可芯片化的高效化学生物传感器。结合利用有机半导体材料和多个维度、不同材质纳米材料的优势特性，完成纳米局限空间内的多个相关反应的耦联，实现识别捕获、信号转导和级联放大等功能的集成，从而获得可芯片化的高效传感器。（3）化学生物传感器在物联网技术中的应用。针对物联网在医疗卫生、环境监控、食品安全和国防科技等领域的应用需求，建立实用化的化学生物传感检测体系，用于人类重大疾病的早期诊断和便捷治疗，深入获取人类器官、组织、细胞、分子等多层次的生物信息，探测多种环境污染物、食
22、品毒素和危害人身安全物质等多个领域。技术要求：(1) 所开发的新型信息传感材料可实现针对物联网需求的多种化学和生物物质检测，主要技术参数：响应时间在数秒范围内，检测限达到纳摩尔级以下，能实现特异性检测。(2) 基于新型信息传感材料的芯片化传感器在灵敏度、选择性、响应速度、方便可靠性等主要性能上满足物联网技术中对化学和生物物质的信息采集需求，可实现高通量的多元检测。通过应用功能化的信息传感材料，建立以寡聚核苷酸、蛋白质、核酸适体等生物分子为探针的高效实用化生物传感体系。课题9：复杂工业环境的场景感知与智能控制技术研究目标：复杂工业环境物联网技术的重要应用领域，也是国家工业与信息化融合的迫切要求。
23、复杂工业环境为物联网技术的发展提供了丰富的研究背景，同时也提出了很多有着重要意义的技术问题。本课题通过研究先进传感技术、场景感知信息的分析与理解、多层次网络化控制技术及场景重构可视化与交互式终端技术，建立综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，实现复杂工业环境的实时场景感知、智能控制和故障自诊断与自修复。研究内容：(1) 先进传感技术与场景信息的分析与理解研究先进传感技术、新型传感器的设计与开发、传感节点的微型化、网络化与集成化技术，实现在线实时的信息获取；研究动态检测技术、异类或/与异步多传感器的信息融合技术、信息决策技术。在此基础上开发出集成化智能感知节点、信息检测与感知系统，补充和丰富物
24、联网的“触觉末梢”。研究复杂场景中环境与对象的多信息源的特征提取、识别与融合决策技术，构建信息内容理解的一般性框架模型，实现对事件和场景的理解。研究物联网中多种特定环境下（如人无法到达的环境）机器人定位、导航及跟踪方法与技术，提升机器人的智能性。(2) 多层次网络化控制技术研究考虑到物联网中的系统模型、网络和外部环境变化等不确定性，在网络传输具有时延、数据丢包、安全故障等复杂情况下，研究基于数据的动态精确控制与故障诊断等方法，确保节点具有可靠性、实时性和安全性，实现节点运行状态的实时控制、故障在线诊断、远程维护等；研究物联网中的分布式控制及无源控制技术。(3) 场景重构可视化与交互式终端技术研
25、究复杂场景感知信息的融合和场景的重构再现技术，把信息转换为易于被人理解和接受的形式，实现交互处理。研究网络化交互式终端技术，工业过程的监控终端技术，设计开发网络化终端仪器设备、虚拟仪器设备。技术要求：(1) 传感器技术指标：开发的新型传感器重复测量精度不低于90，便于安装、维护，集成度高；集成化智能节点与系统具有低功耗、高稳定性和可靠性，可以实现一年以上的低功耗稳定运行。(2) 开发具有信息分析能力与高层语义理解的通用模型，分类识别率90以上，机器人重复定位精度误差小于10，并能部署在本项目系平台上演示使用。(3) 建立起直观、易于理解的可视化重构场景；终端设备可靠、易于交互。(4) 建立工业环境的信息获取与网络控制系统演示平台。专心-专注-专业