摘要：近年來，物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)在拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長和促進(jìn)技術(shù)發(fā)展等方面展現(xiàn)出了巨大潛力。我國政府對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展也極為重視，將其列為未來我國重點(diǎn)發(fā)展的五大新型科技領(lǐng)域之一。該文探討了“山東省十二五規(guī)劃”課題《基于物聯(lián)網(wǎng)的信取與決策支持研究》的研究方案，旨在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的信息智能處理技術(shù)進(jìn)行改造和創(chuàng)新，解決物聯(lián)網(wǎng)的信息提取與決策支持問題。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；信息提取；決策支持；RFID

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）25-6019-03

Based on Internet of Things at Information Extraction and Research on the Decision Support

ZHANG Jing

（Dongchang College of Liaocheng University， Liaocheng 252000，China）

Abstract： In recent years， Internet of things and related technology in promoting economic growth and promote the respect such as technical development shows great potential. The Chinese government on the Internet of things is also very seriously， be classified as our future focus on the development of five new technology in the field of. This paper discusses “the Twelfth Five-Year Plan Project" in Shandong Province Based on Internet of things take the letter and decision support of research program. Aimed at the Internet application layer information intelligent processing technology for transformation and innovation， solve the interconnection of information extraction and decision support problem.

Key words： internet of things； information extraction； decision support

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）的概念是MIT Auto-ID Center在1999年提出來的，即把所有物品通過射頻識(shí)別等傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被看作是未來信息技術(shù)的杰出代表，將對(duì)我國未來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生持續(xù)而深遠(yuǎn)的影響。

當(dāng)今社會(huì)，全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系正處于建立和完善過程中，雖然具備了初級(jí)產(chǎn)業(yè)形態(tài)，但還沒有形成大規(guī)模的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性、高度混雜性和非確定性等特征，要實(shí)現(xiàn)真正的物物互聯(lián)，就必須解決海量信息的融合、提取與決策支持等問題。目前，我國海量信息智能處理技術(shù)研究和發(fā)展相對(duì)滯后，只有少數(shù)研究單位和企業(yè)進(jìn)行研究，主要以跟隨為主，技術(shù)水平和影響力相對(duì)比較薄弱。

1 本課題所解決的主要問題及關(guān)鍵技術(shù)

1.1 本課題解決的主要問題

本課題旨在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的信息智能處理技術(shù)進(jìn)行改造和創(chuàng)新，解決物聯(lián)網(wǎng)的信息提取與決策支持問題，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程中通過應(yīng)用創(chuàng)新形成新興業(yè)態(tài)、開拓新增市場(chǎng)。

本課題在深入研究物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)理論和基本方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)所存在的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性、高度混雜性和非確定性等特征，重點(diǎn)解決以下關(guān)鍵的研究問題：

1） 研究物聯(lián)網(wǎng)在信息采集、信息融合和決策控制等方面問題以及在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)處理、隱私保護(hù)、信息安全等問題；

2） 解決混雜條件下信息提取與決策支持問題；

3） 解決對(duì)多源異構(gòu)信息進(jìn)行多層次匯聚、處理、融合和決策等問題；

4） 揭示物聯(lián)網(wǎng)的信息處理、關(guān)系融合、關(guān)系鏈挖掘、主動(dòng)決策與互動(dòng)控制的一般規(guī)律；

5） 提出具有可信驗(yàn)證和隱私保護(hù)能力的物聯(lián)網(wǎng)信息提取、主動(dòng)決策和互動(dòng)控制方法。

1.2關(guān)鍵技術(shù)

1） RFID技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一是RFID技術(shù)。RFID常稱為感應(yīng)式電子晶片或電子標(biāo)簽、電子條碼等。RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，主要包括三部分，分別是閱讀器（Reader）、標(biāo)簽（Tag）和中間件（應(yīng)用軟件）組成。RFID的工作原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別[3]。如圖1所示。

2） 決策支持算法

1986年由Quinlan提出了一種串行決策樹算法ID3（ Iterative Dichotomiser 3） ，它運(yùn)用信息熵理論，在樣本集中選擇具有最大信息增益的屬性作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的測(cè)試屬性。

設(shè)屬性B作為測(cè)試屬性， 設(shè)Wij 是子集Wj 中類Ci 的樣本數(shù)， 根據(jù)B 劃分成子集的熵為：

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的感知互動(dòng)、虛實(shí)交融、異構(gòu)復(fù)雜等特性，研究物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)資源、服務(wù)和決策的耦合機(jī)理，通過感知、傳輸、決策控制等各個(gè)層次上的優(yōu)化及跨層優(yōu)化調(diào)度，設(shè)計(jì)一整套符合物聯(lián)網(wǎng)特性的系統(tǒng)優(yōu)化機(jī)制將成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過RFID技術(shù)、無線傳感器技術(shù)以及定位技術(shù)等自動(dòng)識(shí)別、采集和感知獲取物品的標(biāo)識(shí)信息、屬性信息和周邊環(huán)境信息，借助各種信息傳輸技術(shù)將物品相關(guān)信息聚合到統(tǒng)一的信息網(wǎng)絡(luò)中，并利用云計(jì)算、模糊識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘以及語義分析等各種智能計(jì)算技術(shù)對(duì)物品相關(guān)信息進(jìn)行分析融合處理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的高度認(rèn)知和智能化的決策控制。

在本課題中我們將利用物聯(lián)網(wǎng)信息聚合技術(shù)對(duì)海量的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的同時(shí)采用合理的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行信息處理和計(jì)算，從而推導(dǎo)出對(duì)于管理平臺(tái)具有特定意義和參考價(jià)值的數(shù)據(jù)，同時(shí)力求降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸總量、減少網(wǎng)絡(luò)擁塞發(fā)生、提高網(wǎng)絡(luò)性能和傳輸效率。

3 課題研究意義與價(jià)值

物聯(lián)網(wǎng)被看作是全球范圍內(nèi)未來的、萬億級(jí)規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)之一。隨著人們新技術(shù)知識(shí)的普及和認(rèn)知能力的提升，物連網(wǎng)（Internet of things）已不再是令人陌生、好奇的新名詞。2010年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展已被列入我國國家級(jí)重大科技專項(xiàng)，與新能源、綠色制造等并列成為國家五大新興戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)的核心是信息感知和信息的獲取，是將多種傳感器信息融合后經(jīng)過加工處理成“智能”的知識(shí)和判斷，并對(duì)社會(huì)的生產(chǎn)和人們的生活帶來極大的便利并產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

本課題主要是針對(duì)信息在采集和傳輸過程中需要同時(shí)進(jìn)行智能處理和決策，借鑒主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)思想，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)模和信息流規(guī)模，對(duì)信息進(jìn)行分類提取，并針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的特征對(duì)于信息進(jìn)行匯總后，再進(jìn)行進(jìn)一步的分析，旨在對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析提取后能給出有利于物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)的決策支持信息。

4 課題完成的可行性分析

本課題的研究內(nèi)容、學(xué)術(shù)思路和技術(shù)途徑具有良好的可推進(jìn)性。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)多次進(jìn)行集體學(xué)習(xí)并深入探討本課題的科學(xué)問題和研究內(nèi)容，并提出了切實(shí)可行的研究思路和技術(shù)途徑。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)具有良好的合作基礎(chǔ)，團(tuán)隊(duì)成員包括5名碩士研究生，其中3名講師、2名助教，都是青年學(xué)術(shù)及教學(xué)骨干，5人中3人是計(jì)算機(jī)專業(yè)，2人是電子信息專業(yè)，研究隊(duì)伍組織有序，專業(yè)搭配合理，人才隊(duì)伍優(yōu)勢(shì)為項(xiàng)目的實(shí)施奠定良好的基礎(chǔ)。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域具有一定的前期研究積累。本課題主持人張晶老師曾在中文核心期刊上發(fā)表論文《基于決策樹的知識(shí)獲取方法研究》、《WindSock技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用》《基于Adaboost的改進(jìn)的人臉檢測(cè)算法》，項(xiàng)目參與人郭良老師曾在省級(jí)刊物上發(fā)表論文《醫(yī)藥連鎖店供貨方案的決策支持系統(tǒng)》，項(xiàng)目參與人杜寧老師在國家級(jí)刊物上發(fā)表論文《基于信息融合的新的人臉檢測(cè)算法》；項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)具有優(yōu)良的研究條件，具備高配置的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，為課題的研究和驗(yàn)證提供了良好的環(huán)境支持。

綜上所述，本項(xiàng)目研究在技術(shù)途徑、申請(qǐng)團(tuán)隊(duì)、前期積累和科研條件方面均具有良好的可行性，為項(xiàng)目的順利推進(jìn)和取得重大突破提供了良好的基礎(chǔ)。

5 課題研究設(shè)計(jì)

5.1課題界定與研究依據(jù)

本課題研究物聯(lián)網(wǎng)連接到互聯(lián)網(wǎng)、無線傳感器這一異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)的信息融合特性，將終端所采集的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取出能適合于各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的信息元，并將各種信息分類匯總進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，研究物聯(lián)網(wǎng)在信息采集、融合和決策控制過程中信息的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，對(duì)于多源異構(gòu)信息進(jìn)行多層次匯聚、處理、融合和決策，為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供決策支持信息。

本課題主要研究依據(jù)有：

1） 信息融合技術(shù)。信息融合技術(shù)的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，在軍事、民用上也得到了較大的發(fā)展，該技術(shù)主要表現(xiàn)在降低網(wǎng)絡(luò)能耗、增強(qiáng)所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及提高采集數(shù)據(jù)的效率等方面。

2） 決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)是輔助決策者通過數(shù)據(jù)、模型和知識(shí)，以人機(jī)交互方式以及結(jié)構(gòu)化的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，為決策者提供分析問題、建立模型，調(diào)用各種信息資源和分析工具，幫助決策者提高決策水平和質(zhì)量。如圖3所示。

5.2 研究內(nèi)容

具體的研究內(nèi)容如下：

1） 物聯(lián)網(wǎng)混雜信息融合：研究混雜條件下多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的分析與提煉；研究面向融合與決策服務(wù)的數(shù)據(jù)挖掘方法；研究面向特定物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的場(chǎng)景分析方法，以及知識(shí)庫構(gòu)建。

2） 物聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜關(guān)系鏈挖掘：研究物聯(lián)網(wǎng)關(guān)系鏈的建模和表示方法；研究實(shí)時(shí)交互場(chǎng)景下關(guān)系鏈的挖掘和發(fā)現(xiàn)方法。

3） 物聯(lián)網(wǎng)主動(dòng)決策與互動(dòng)控制：研究多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)隱藏方法；研究物聯(lián)網(wǎng)關(guān)系鏈挖掘過程中的隱私保護(hù)方法；研究具有不同隱私保護(hù)安全級(jí)別的數(shù)據(jù)處理機(jī)制和協(xié)作計(jì)算算法。

5.3研究方法設(shè)計(jì)

針對(duì)信息在采集和傳輸過程中需要同時(shí)進(jìn)行智能分析和決策，借鑒主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)思想，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)模和信息流規(guī)模，提出基于聯(lián)邦、多級(jí)、主動(dòng)機(jī)制的物聯(lián)網(wǎng)信息處理系統(tǒng)架構(gòu)，建立信息融合、處理與決策控制的分層統(tǒng)一語義模型，以及應(yīng)用多層知識(shí)結(jié)構(gòu)與基于語義的方法，建立面向領(lǐng)域的分析模型與基于語義的服務(wù)模型。

5.4完成本課題研究任務(wù)的保證措施

課題組成員的知識(shí)結(jié)構(gòu)合理，有豐富的教育理論知識(shí)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，具有較強(qiáng)的科研能力。大部分成員參與或主持過多項(xiàng)校級(jí)或省級(jí)科研課題。課題組成員具備吃苦耐勞、勇于創(chuàng)新、精誠合作的團(tuán)隊(duì)精神。

課題組成員在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域具有一定的前期研究積累。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)具有優(yōu)良的研究條件，具備標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室及網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室。為項(xiàng)目的研究和驗(yàn)證提供了良好的支持。

6 結(jié)論

本課題主要研究物聯(lián)網(wǎng)信息融合、復(fù)雜關(guān)系鏈挖掘、主動(dòng)決策與互動(dòng)控制的一般規(guī)律，提出物聯(lián)網(wǎng)主動(dòng)決策和互動(dòng)控制方法，建立滿足物聯(lián)網(wǎng)語義信息融合與決策需求的解析方法。成果形式為在省級(jí)或核心期刊上發(fā)表研究論文，形成論文集；并寫出課題論證報(bào)告。

參考文獻(xiàn)：

[1] 羅仲偉，邢云鵬.物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式探索[J].宏觀經(jīng)濟(jì)研究，2010（12）.

[2] 秦永波，陳楊林.基于云平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘算法的能量分析[J].成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（12）.

[3] 張冀英，楊巨成.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京：中國水利水電出版社，2012（8）.

[4] 賀銘革，朱本飛.物聯(lián)網(wǎng)原理與基于RFID的物物互聯(lián)模式研究[J].物流技術(shù)，2010（11）.