物联网基础理论和设计方法研究..doc

项目名称： 物联网基础理论和设计方法研究 赵伟 同济大学 2011.1至2013.8 上海市科委 教育部  3.1 总体目标 本项目的目标是立足国民经济和社会发展对物联网技术的重大需求，针对影响物联网发展的基础理论研究瓶颈制约，面向物联网系统信息保真性和执行忠实性两大科学问题，构建物联网的基础理论体系，发展物联网新型体系结构，突破物联网设计和实施的关键技术，提供物联网支撑技术平台。 具体目标包括： 揭示物联网系统的内在规律和本质特征，构建物联网络解析理论和软件物化方法。 创立感-执物联网软件体系结构和自-协网络体系结构及设计方法。 研制适应于不同规模的、可信安全的物联网技术支撑平台，为物联网应用的开发、设计和运行提供关键技术支撑；根据系统规模和对感知、控制的不同要求，选择有代表性的应用案例，验证理论、方法、框架和支撑平台的有效性。 通过本项目研究，稳定一支物联网理论和技术研究队伍，培养一批具有国际影响的中青年学术骨干和具有创新能力的高水平研究生，促进我国计算、通信、控制相结合领域及相关学科的发展。建立物联网领域的基础研究基地，为物联网的研究和发展提供保障。 3.2 三年预期目标 理论研究及技术创新成果 解决物联网设计和运行中的科学问题，为实现大型物联网系统的建设及其应用提供理论基础。 揭示物联网络与数字网络的本质区别和基本规律，建立基于网络解析的物联网络模型和理论框架，构建物联网络解析理论。 分析物理过程与数字过程之间的不同特征，构建用于保证物联网应用信息保真和忠实执行的软件物化理论和方法。 探索基于软件物化方法的物联网软件体系结构设计方法，构建物联网软件参考体系结构模型、体系结构及设计方法。 探索基于网络解析理论的物联网网络体系结构设计方法，构建满足网络自治和异构融合模型、物联网网络参考体系结构及设计方法。 探索物联网共性支撑技术和方法，建立物联网运行支撑平台原型、电力物联网应用验证系统。 论文、专利及软件著作权 在物联网研究方面有若干论文发表于国际重要学术刊物和会议，研究成果达到国际领先水平。拟在国内外核心刊物与国际会议上发表论文160 篇以上，其中国际重要刊物与会议发表50篇以上；发表学术著作 2 部。申请发明专利5项以上，获得软件著作权6项以上。 人才培养 培养博士、博士后等35人以上，硕士30人以上 。  三、研究方案 4.1学术思路和技术途径 立足物联网的重大需求，面向信息保真性和执行忠实性两大科学问题，围绕软件和网络两条主线，从基础理论、设计方法、支撑技术三个层面开展研究，通过多领域交叉研究，实现主要研究目标。在技术方面，继承和利用已有的模型、理论和方法基础上，强调自主创新性研究，重点研究原创基础理论方法。同时通过验证反馈，对理论、方法及平台进行改进。 4.2 创新点及可行性 首先，项目提出和构建网络解析理论能够整合异构网络系统，构造统一网络模型，为分析和解决物联网信息保真和执行忠实问题提供创新的手段。其次，项目提出并创建软件物化理论，利用建模语言、编译技术和执行模型对物理系统的约束和数字系统的操作进行描述、比对和控制，使软件能够有效的感知控制物理系统。第三，项目将传统的数字系统设计方法扩展为符合物联网实际的感-执软件系统和自-协网络系统的设计方法，满足物联网保真性和忠实性要求。 项目团队在网络解析理论、软件物化理论、软件和网络体系结构、电力物联网方面，有多年实际项目经验和丰富积累，保障项目顺利推进，项目可行。 4.3 课题设置 针对物联网系统信息保真和执行忠实两大科学问题，围绕软件系统和网络系统两条主线，从基础理论、设计方法、支撑技术三个层面开展研究工作，设立五个课题，合力为构建可信、有效、协同和安全的新型物联网提供全方位支撑。 课题1、网络解析理论研究 课题目标：构建适合于分析集物理系统和数字系统为一体的物联网系统的网络解析理论，为分析优化物联网中的信息的感知与协同、异构网络自治与融合的能力和机制提供有效理论工具。 课题内容：机物通信模型、延迟统一计算方法、物联网安全模型、解析理论电力物联网应用 经费比例：22% 课题负责人：赵伟 承担单位：同济大学 学术骨干：陈俊龙、吴恩华、陈彪、武建佳、吴杰、宣东 课题2、软件物化理论研究 课题目标：建立适于表达和刻画物联网系统状态及其转换机制的物化自动机和物化执行模型，提供数物系统可靠映射和运行的保障。 课题内容：物化表达模型、物化执行模型、软件物化理论应用研究 经费比例：12% 课题负责人：陈仪香 承担单位：华东师范大学 学术骨干：郁文生、李明、杨争峰、张敏 课题3、感-执软件体系结构设计方法研究 课题目标：建立规范化的感-执软件系统体系结构的描述语言、设计方法、参考实现和评估模型，为从软件层面解决物联