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物联网体系架构

第章

物联网体系架构

物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的信息产业新方向，其价值在于让物体也拥有了“智慧”，从而实现人与物、物与物之间的沟通。本章将从感知层、网络层、应用层对物联网体系架构进行介绍。同时，本章也是本书的线索和灵魂，读者可以借助本章了解物联网知识体系的基本框架。

2.1

2.1.1

应用场景一：当你早上拿车钥匙出门上班，在电脑旁待命的感应器检测到之后就会通过互联网络自动发起一系列事件，比如通过短信或者喇叭自动播报今天的天气，在电脑上显示快捷通畅的开车路径并估算路上所花时间，同时通过短信或者即时聊天工具告知你的同事你将马上到达等。

应用场景二：联网冰箱也将是最常见的物联网物品之一。想象一下，联网冰箱可以监视冰箱里的食物，在我们去超市的时候，家里的冰箱会告诉我们缺少些什么，也会告诉我们食

物什么时候过期。它还可以跟踪常用的美食网站，为你收集食谱并在你的购物单里添加配料。这种冰箱知道你喜欢吃什么东西，依据的是你给每顿饭做出的评分。它可以照顾你的身体，因为它知道什么食物对你有好处。

应用场景三：用户开通了家庭安防业务，可以通过PC 或手机等终端远程查看家里的各种环境参数、安全状态和视频监控图像。当网络接入速度较快时，用户可以看到一个以三维立体图像显示的家庭实景图，并且采用警示灯等方式显示危险；用户还可以通过鼠标拖动从不同的视角查看具体情况；在网络接入速度较慢时，用户可以通过一个文本和简单的图示观察家庭安全状态和危险信号。

图2-1形象地表示了物联网在我们日常生活中的应用。图中只是物联网应用的很小一部分，实际的物联网应用更加丰富多彩，并且还有待于

人们不断地开发实现。

目前已经有不少物联网范畴的应用，譬如已经投

入试点运营的高速公路不停车收费系统（ETC ），基

于RFID 的手机钱包付费应用等。等各类感知节点遍

布中国之后，即使坐在家中，你也能感知黄果树瀑布

流速和水量的大小；通过物联网，能了解到你中意的

楼盘的噪声情况、甲醛是否超标，等等，生活方式会

有很多意想不到的改变。不仅是大家的日常生活，物

联网的应用遍及智能交通、公共安全等多个领域，必

将拥有巨大市场。在第6章将详细描述物联网的具体应用。

综上所述，从体系架构角度可以将物联网支持的业务应用可分为3类：

（1）具备物理世界认知能力的应用。根据物理世界的相关信息，如用户偏好、生理状态、周边环境等，改善用户的业务体验。

（2）在网络融合基础上的泛在化应用。不以业务类型划分，而是从网络的业务提供方式划分，强调泛在网络区别于现有网络的业务提供方式。如异构网络环境的无缝接入，协同异构网络的宽带业务提供，面向应用的终端能力协同等。

（3

）基于应用目标的综合信息服务应用，包括基于应用目标的信息收集、分发、分析、网络和用户行为决策和执行。如以儿童安全为目标的定位、识别、监控、跟踪、预警，交互式的GPS 导航等。

2.1.2

“物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT 基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物；而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。物联网的本质就是物理世界和数字世界的融合。

物联网是为了打破地域限制，实现物物之间按需进行的信息获取、传递、存储、融合、使用等服务的网络。因此，物联网应该具备如下

3个能力。

（1）全面感知：利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，包括用户位置、

图2-1 物联网应用示意图

周边环境、个体喜好、身体状况、情绪、环境温度、湿度，以及用户业务感受、网络状态等。

（2）可靠传递：通过各种网络融合、业务融合、终端融合、运营管理融合，将物体的信息实时准确地传递出去。

（3）智能处理：利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体进行实时智能化控制。

物联网并不是一个全新的网络，它是在现有的电信网、互联网、未来融合各种业务的下一代网络以及一些行业专用网的基础上，通过添加一些新的网络能力实现所需的服务。人们可以在不意识到网络存在的情况下，随时随地通过适合的终端设备接入物联网并享受服务。物联网应具有以下特性：可扩展性，要求网络的性能不受网络规模的影响；透明性，要求物联网应用不依赖于特定的底层物理网络；一致性，要求可以跨越不同网络的互操作特性；可伸缩性，要求不会因为物联网功能实体的失效导致应用性能急剧劣化，应至少可获得传统网络的性能。

2.1.3

物联网的价值在于让物体也拥有了“智慧”，从而实现人与物、物与物之间的沟通，物联网的特征在于感知、互联和智能的叠加。因此，物联网由三个部分组成：感知部分，即以二维码、RFID、传感器为主，实现对“物”的识别；传输网络，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输；智能处理，即利用云计算、数据挖掘、中间件等技术实现对物品的自动控制与智能管理等。

目前在业界物联网体系架构也大致被公认为有这三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层，如图2-2所示。所以，本书将分

图2-2 物联网体系架构示意图

别从这三个层次，对物联网的相关概念和关键技术进行介绍。

在物联网体系架构中，三层的关系可以这样理解：感知层相当于人体的皮肤和五官；网络层相当于人体的神经中枢和大脑；应用层相当于人的社会分工，具体描述如下。

感知层是物联网的皮肤和五官—识别物体，采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等，主要作用是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。

网络层是物联网的神经中枢和大脑—信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心和信息处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。

应用层是物联网的“社会分工”—与行业需求结合，实现广泛智能化。应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。

在各层之间，信息不是单向传递的，也有交互、控制等，所传递的信息多种多样，这其中关键是物品的信息，包括在特定应用系统范围内能唯一标识物品的识别码和物品的静态与动态信息。下面对这三层的功能和关键技术进行分别介绍。

2.2

物联网与传统网络的主要区别在于，物联网扩大了传统网络的通信范围，即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与物、物与物之间的通信。在物联网具体实现过程中，如何完成对物的感知这一关键环节？本节将针对这一问题，对感知层及其关键技术进行介绍。

2.2.1

物联网在传统网络的基础上，从原有网络用户终端向“下”延伸和扩展，扩大通信的对象范围，即通信不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与现实世界的各种物体之间的通信。

这里的“物”并不是自然物品，而是要满足一定的条件才能够被纳入物联网的范围，例如有相应的信息接收器和发送器、数据传输通路、数据处理芯片、操作系统、存储空间等，遵循物联网的通信协议，在物联网中有可被识别的标识。可以看到现实世界的物品未必能满足这些要求，这就需要特定的物联网设备的帮助才能满足以上条件，并加入物联网。物联网设备具体来说就是嵌入式系统、传感器、RFID等，在第3章中将详细介绍。

物联网感知层解决的就是人类世界和物理世界的数据获取问题，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。感知层处于三层架构的最底层，是物联网发展和应用的基础，具有物联网全面感知的核心能力。作为物联网的最基本一层，感知层具有十分重要的作用。

感知层一般包括数据采集和数据短距离传输【注】两部分，即首先通过传感器、摄像头等设备采集外部物理世界的数据，通过蓝牙、红外、ZigBee、工业现场总线等短距离有线或无线传输技术进行协同工作或者传递数据到网关设备。也可以只有数据的短距离传输这一部分，特别是在仅传递物品的识别码的情况下。在实际上，感知层这两个部分有时很难以明确区分开。

【注】：此处的短距离传输技术，尤指像蓝牙、ZigBee这类传输距离小于100m，速率低于1Mbit/s的中低速无线短距离传输技术。

2.2.2

感知层所需要的关键技术包括检测技术、中低速无线或有线短距离传输技术等。具体来说，感知层综合了传感器技术、嵌入式计算技术、智能组网技术、无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器的协作实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息。通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到接入层的基站节点和接入网关，最终到达用户终端，从而真正实现“无处不在”的物联网的理念。

本节将对感知层涉及的主要技术，即传感器技术、物品标识技术（RFID和二维码）以及短距离无线传输技术（ZigBee和蓝牙）进行概述，本书第3章和第4章将对这些技术做详细介绍。

1．传感器技术

人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感觉来感知外界的信息，感知的信息输入大脑进行分析判断和处理，大脑再指挥人做出相应的动作，这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的能力。但是通过人的五官感知外界的信息非常有限，例如，人无法利用触觉来感知超过几十甚至上千度的温度，而且也不可能辨别温度的微小变化，这就需要电子设备的帮助。同样，利用电子仪器特别像计算机控制的自动化装置来代替人的劳动时，计算机类似于人的大脑，而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不够的，计算机也还需要它们的“五官”—传感器。

传感器是一种检测装置，能感受到被测的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。在物联网系统中，对各种参量进行信息采集和简单加工处理的设备，被称为物联网传感器。传感器可以独立存在，也可以与其他设备以一体方式呈现，但无论哪种方式，它都是物联网中的感知和输入部分。在未来的物联网中，传感器及其组成的传感器网络将在数据采集前端发挥重要的作用。

传感器的分类方法多种多样，比较常用的有按传感器的物理量、工作原理、输出信号的性质这3种方式来分类。此外，按照是否具有信息处理功能来分类的意义越来越重要，特别是在未来的物联网时代。按照这种分类方式，传感器可分为一般传感器和智能传感器。一般传感器采集的信息需要计算机进行处理；智能传感器带有微处理器，本身具有采集、处理、交换信息的能力，具备数据精度高、高可靠性与高稳定性、高信噪比与高分辨力、强自适应性、低价格性能比等特点。

传感器是摄取信息的关键器件，它是物联网中不可缺少的信息采集手段，也是采用微电子技术改造传统产业的重要方法，对提高经济效益、科学研究与生产技术的水平有着举足轻重的作用。传感器技术水平高低不但直接影响信息技术水平，而且还影响信息技术的发展与应用。目前，传感器技术已渗透到科学和国民经济的各个领域，在工农业生产、科学研究及改善人民生活等方面，起着越来越重要的作用。

2．RFID技术

RFID是射频识别（Radio Frequency Identification）的英文缩写，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，它利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息实现物体识别。RFID既可以看做是一种设备标识技术，也可以归类为短距离传输技术，在本书中更倾向于前者。

RFID是一种能够让物品“开口说话”的技术，也是物联网感知层的一个关键技术。在对物联网的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过有线或无线的方式把它们自动采集到中央信息系统，实现物品（商品）的识别，进而通过开放式的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。

RFID系统主要由三部分组成：电子标签（Tag）、读写器（Reader）和天线（Antenna）。其中，电子标签芯片具有数据存储区，用于存储待识别物品的标识信息；读写器是将约定格式的待识别物品的标识信息写入电子标签的存储区中（写入功能），或在读写器的阅读范围内以无接触的方式将电子标签内保存的信息读取出来（读出功能）；天线用于发射和接收射频信号，往往内置在电子标签和读写器中。

RFID技术的工作原理是：电子标签进入读写器产生的磁场后，读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（有源标签或主动标签）；读写器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

由于RFID具有无需接触、自动化程度高、耐用可靠、识别速度快、适应各种工作环境、可实现高速和多标签同时识别等优势，因此可用于广泛的领域，如物流和供应链管理、门禁安防系统、道路自动收费、航空行李处理、文档追踪/图书馆管理、电子支付、生产制造和装配、物品监视、汽车监控、动物身份标识等。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的读写器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。第3章中将重点介绍RFID技术。

3．二维码技术

二维码（2-dimensional bar code）技术是物联网感知层实现过程中最基本和关键的技术之一。二维码也叫二维条码或二维条形码，是用某种特定的几何形体按一定规律在平面上分布（黑白相间）的图形来记录信息的应用技术。从技术原理来看，二维码在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”和“1”比特流的概念，使用若干与二进制相对应的几何形体来表示数值信息，并通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息的自动处理。

与一维条形码相比二维码有着明显的优势，归纳起来主要有以下几个方面：数据容量更大，二维码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的信息；超越了字母数字的限制；条形码相对尺寸

小；具有抗损毁能力。此外，二维码还可以引

入保密措施，其保密性较一维码要强很多。

二维码可分为堆叠式/行排式二维码和矩阵

式二维码。其中，堆叠式/行排式二维码形态上

是由多行短截的一维码堆叠而成；矩阵式二维

码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上

用“点”表示二进制“1”，用“空”表示二进

制“0”，并由“点”和“空”的排列组成代码，

如图2-3所示。

二维码具有条码技术的一些共性：每种码

制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽图2-3 二维码示例

度；具有一定的校验功能等。二维码的特点归纳如下。

（1）高密度编码，信息容量大：可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。

（2）编码范围广：二维码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，并用条码表示。

（3）容错能力强，具有纠错功能：二维码因穿孔、污损等引起局部损坏时，甚至损坏面积达50%时，仍可以正确得到识读。

（4）译码可靠性高：比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。

（5）可引入加密措施：保密性、防伪性好。

（6）成本低，易制作，持久耐用。

（7）条码符号形状、尺寸大小比例可变。

（8）二维码可以使用激光或CCD 摄像设备识读，十分方便。

与RFID 相比，二维码最大的优势在于成本较低，一条二维码的成本仅为几分钱，而RFID 标签因其芯片成本较高，制造工艺复杂，价格较高。表2-1对这两种标识技术进行了比较。 2-1 RFID

4．ZigBee

ZigBee 是一种短距离、低功耗的无线传输技术，是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，它是IEEE 802.15.4协议的代名词。ZigBee 的名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，即蜜蜂靠飞翔和“嗡嗡”（Zig ）地抖动翅膀与同伴传递新发现的食物源的位置、距离和方向等信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

ZigBee 采用分组交换和跳频技术，并且可使用3个频段，分别是2.4GHz 的公共通用频段、欧洲的868MHz 频段和美国的915MHz 频段。ZigBee 主要应用在短距离范围并且数据传输速率不高的各种电子设备之间。与蓝牙相比，ZigBee 更简单、速率更慢、功率及费用也更低。同时，由于ZigBee 技术的低速率和通信范围较小的特点，也决定了ZigBee 技术只适合于承载数据流量较小的业务。

ZigBee 技术主要包括以下特点。

（1）数据传输速率低。只有10～250kbit/s ，专注于低传输应用。

（2）低功耗。ZigBee 设备只有激活和睡眠两种状态，而且ZigBee 网络中通信循环次数非常少，工作周期很短，所以一般来说两节普通5号干电池可使用6个月以上。

（3）成本低。因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。

（4）网络容量大。ZigBee支持星形、簇形和网状网络结构，每个ZigBee网络最多可支持255个设备，也就是说每个ZigBee设备可以与另外254台设备相连接。

（5）有效范围小。有效传输距离10～75m，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境。

（6）工作频段灵活。使用的频段分别为2.4GHz、868MHz（欧洲）及915MHz（美国），均为免执照频段。

（7）可靠性高。采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个ZigBee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。

（8）时延短。ZigBee针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。

（9）安全性高。ZigBee提供了数据完整性检查和鉴定功能，采用AES-128加密算法，同时根据具体应用可以灵活确定其安全属性。

由于ZigBee技术具有成本低、组网灵活等特点，可以嵌入各种设备，在物联网中发挥重要作用。其目标市场主要有PC外设（鼠标、键盘、游戏操控杆）、消费类电子设备（电视机、CD、VCD、DVD等设备上的遥控装置）、家庭内智能控制（照明、煤气计量控制及报警等）、玩具（电子宠物）、医护（监视器和传感器）、工控（监视器、传感器和自动控制设备）等非常广阔的领域。

5．蓝牙

蓝牙（Bluetooth）是一种无线数据与话音通信的开放性全球规范，和ZigBee一样，也是一种短距离的无线传输技术。其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的短距离无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，是各种设备在无电线或电缆相互连接的情况下，能在短距离范围内实现相互通信或操作的一种技术。

蓝牙采用高速跳频（Frequency Hopping）和时分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）等先进技术，支持点对点及点对多点通信。其传输频段为全球公共通用的2.4GHz频段，能提供1Mbit/s的传输速率和10m的传输距离，并采用时分双工传输方案实现全双工传输。

蓝牙除具有和ZigBee一样，可以全球范围适用、功耗低、成本低、抗干扰能力强等特点外，还有许多它自己的特点。

（1）同时可传输话音和数据。蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路话音信道以及异步数据与同步话音同时传输的信道。

（2）可以建立临时性的对等连接（Ad hoc Connection)。

（3）开放的接口标准。为了推广蓝牙技术的使用，蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）将蓝牙的技术标准全部公开，全世界范围内的任何单位和个人都可以进行蓝牙产品的开发，只要最终通过Bluetooth SIG的蓝牙产品兼容性测试，就可以推向市场。

蓝牙作为一种电缆替代技术，主要有以下3类应用：话音/数据接入、外围设备互连和个人局域网（PAN）。在物联网的感知层，主要是用于数据接入。蓝牙技术有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽了道路。ZigBee和蓝牙是物联网感知层典型的短距离传输技术，

60GHz、UWB等短距离传输技术将在第4章中详细介绍。

2.3

物联网是什么？我们经常会说RFID，这只是感知，其实感知的技术已经有，虽然说未必成熟，但是开发起来并不很难。但是物联网的价值在什么地方？主要在于网，而不在于物。感知只是第一步，但是感知的信息，如果没有一个庞大的网络体系，不能进行管理和整合，那这个网络就没有意义。本节将对物联网架构中的网络层进行介绍。

2.3.1

物联网网络层是在现有网络的基础上建立起来的，它与目前主流的移动通信网、国际互联网、企业内部网、各类专网等网络一样，主要承担着数据传输的功能，特别是当三网融合后，有线电视网也能承担数据传输的功能。

在物联网中，要求网络层能够把感知层感知到的数据无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，它解决的是感知层所获得的数据在一定范围内，尤其是远距离地传输问题。同时，物联网网络层将承担比现有网络更大的数据量和面临更高的服务质量要求，所以现有网络尚不能满足物联网的需求，这就意味着物联网需要对现有网络进行融合和扩展，利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。

由于广域通信网络在早期物联网发展中的缺位，早期的物联网应用往往在部署范围、应用领域等诸多方面有所局限，终端之间以及终端与后台软件之间都难以开展协同。随着物联网发展，建立端到端的全局网络将成为必须。

2.3.2

由于物联网网络层是建立在Internet和移动通信网等现有网络基础上，除具有目前已经比较成熟的如远距离有线、无线通信技术和网络技术外，为实现“物物相连”的需求，物联网网络层将综合使用IPv6、2G/3G、Wi-Fi等通信技术，实现有线与无线的结合、宽带与窄带的结合、感知网与通信网的结合。同时，网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。感知数据管理与处理技术包括物联网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的技术。

本节将对物联网依托的Internet、移动通信网和无线传感器网络3种主要网络形态以及涉及的IPv6、Wi-Fi等关键技术进行介绍，本书第4章将对目前主流的网络及其关键技术做详细讲解。

1．Internet

Internet，中文译为因特网，广义的因特网叫互联网，是以相互交流信息资源为目的，基于一些共同的协议，并通过许多路由器和公共互联网连接而成，它是一个信息资源和资源共享的集合。 Internet采用了目前最流行的客户机/服务器工作模式，凡是使用TCP/IP协议，并能与Internet中任意主机进行通信的计算机，无论是何种类型、采用何种操作系统，均可看成是Internet 的一部分，可见Internet覆盖范围之广。物联网也被认为是Internet的进一步延伸。

Internet将作为物联网主要的传输网络之一，然而为了让Internet适应物联网大数据量和多终端的要求，业界正在发展一系列新技术。其中，由于Internet中用IP地址对节点进行标识，而目前的IPv4受制于资源空间耗竭，已经无法提供更多的IP地址，所以IPv6以其近乎

无限的地址空间将在物联网中发挥重大作用。引入IPv6技术，使网络不仅可以为人类服务，还将服务于众多硬件设备，如家用电器、传感器、远程照相机、汽车等，它将使物联网无所不在、无处不在地深入社会每个角落。

2．移动通信网

要了解移动通信网，首先要知道什么是移动通信？移动通信就是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。通过有线或无线介质将这些物体连接起来进行话音等服务的网络就是移动通信网。

移动通信网由无线接入网、核心网和骨干网三部分组成。无线接入网主要为移动终端提供接入网络服务，核心网和骨干网主要为各种业务提供交换和传输服务。从通信技术层面看，移动通信网的基本技术可分为传输技术和交换技术两大类。

在物联网中，终端需要以有线或无线方式连接起来，发送或者接收各类数据；同时，考虑到终端连接方便性、信息基础设施的可用性（不是所有地方都有方便的固定接入能力）以及某些应用场景本身需要监控的目标就是在移动状态下。因此，移动通信网络以其覆盖广、建设成本低、部署方便、终端具备移动性等特点将成为物联网重要的接入手段和传输载体，为人与人之间通信、人与网络之间的通信、物与物之间的通信提供服务。

在移动通信网中，当前比较热门的接入技术有3G、Wi-Fi和WiMAX。在移动通信网中，3G是指第三代支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术，3G网络则综合了蜂窝、无绳、集群、移动数据、卫星等各种移动通信系统的功能，与固定电信网的业务兼容，能同时提供话音和数据业务。3G的目标是实现所有地区（城区与野外）的无缝覆盖，从而使用户在任何地方均可以使用系统所提供的各种服务。3G包括3种主要国际标准，cdma2000，WCDMA，TD-SCDMA，其中TD-SCDMA是第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准，在第4章中将详细介绍。

Wi-Fi全称Wireless Fidelity（无线保真技术），传输距离有几百米，可实现各种便携设备（手机、笔记本电脑、PDA等）在局部区域内的高速无线连接或接入局域网。Wi-Fi是由接入点AP（Access Point）和无线网卡组成的无线网络。主流的Wi-Fi技术无线标准有IEEE 802.11b 及IEEE 802.11g两种，分别可以提供11Mbit/s和54Mbit/s两种传输速率。

WiMAX全称World Interoperability for Microwave Access（全球微波接入互操作性），是一种城域网（MAN）无线接入技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种空中接口标准，其信号传输半径可以达到50km，基本上能覆盖到城郊。正是由于这种远距离传输特性，WiMAX 不仅能解决无线接入问题，还能作为有线网络接入（有线电视、DSL）的无线扩展，方便地实现边远地区的网络连接。

3．无线传感器网络

无线传感器网络（WSN）的基本功能是将一系列空间分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接，从而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总，以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控，并根据这些信息进行相应的分析和处理。

很多文献将无线传感器网络归为感知层技术，实际上无线传感器网络技术贯穿物联网的3个层面，是结合了计算机、通信、传感器3项技术的一门新兴技术，具有较大范围、低成本、高密度、灵活布设、实时采集、全天候工作的优势，且对物联网其他产业具有显著带动作用。本书更侧重于无线传感器网络传输方面的功能，所以放在网络层介绍。

如果说Internet构成了逻辑上的虚拟数字世界，改变了人与人之间的沟通方式，那么无线传感器网络就是将逻辑上的数字世界与客观上的物理世界融合在一起，改变人类与自然界的交互方式。传感器网络是集成了监测、控制以及无线通信的网络系统，相比传统网络其特点是。

（1）节点数目更为庞大（上千甚至上万），节点分布更为密集；

（2）由于环境影响和存在能量耗尽问题，节点更容易出现故障；

（3）环境干扰和节点故障易造成网络拓扑结构的变化；

（4）通常情况下，大多数传感器节点是固定不动的；

（5）传感器节点具有的能量、处理能力、存储能力和通信能力等都十分有限。

因此，传感器网络的首要设计目标是能源的高效利用，这也是传感器网络和传统网络最重要的区别之一，涉及节能技术、定位技术、时间同步等关键技术，在第4章中将会详细介绍。

2.4

物联网最终目的是要把感知和传输来的信息更好地利用，甚至有学者认为，物联网本身就是一种应用，可见应用在物联网中的地位。本节将介绍物联网架构中处于关键地位的应用层及其关键技术。

2.4.1

应用是物联网发展的驱动力和目的。应用层的主要功能是把感知和传输来的信息进行分析和处理，做出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。这一层解决的是信息处理和人机界面的问题。

具体的讲，应用层将网络层传输来的数据通过各类信息系统进行处理，并通过各种设备与人进行交互。这一层也可按形态直观地划分为两个子层：一个是应用程序层；另一个是终端设备层。应用程序层进行数据处理，完成跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能，包括电力、医疗、银行、交通、环保、物流、工业、农业、城市管理、家居生活等，可用于政府、企业、社会组织、家庭、个人等，这正是物联网作为深度信息化网络的重要体现。而终端设备层主要是提供人机界面，物联网虽然是“物物相连的网”，但最终是要以人为本的，最终还是需要人的操作与控制，不过这里的人机界面已远远超出现在人与计算机交互的概念，而是泛指与应用程序相连的各种设备与人的反馈。

物联网的应用可分为监控型（物流监控、污染监控），查询型（智能检索、远程抄表），控制性（智能交通、智能家居、路灯控制），扫描型（手机钱包、高速公路不停车收费）等。目前，软件开发、智能控制技术发展迅速，应用层技术将会为用户提供丰富多彩的物联网应用。同时，各种行业和家庭应用的开发将会推动物联网的普及，也给整个物联网产业链带来利润。

2.4.2

物联网应用层能够为用户提供丰富多彩的业务体验，然而，如何合理高效地处理从网络层传来的海量数据，并从中提取有效信息，是物联网应用层要解决的一个关键问题。本节将对应用层的M2M技术、用于处理海量数据的云计算技术等关键技术进行介绍。本书第5章

和第6章将对应用层关键技术做详细讲解。

1．M2M

M2M是Machine-to-Machine（机器对机器）的缩写，根据不同应用场景，往往也被解释为Man-to-Machine（人对机器）、Machine-to-Man（机器对人）、Mobile-to-Machine（移动网络对机器）、Machine-to-Mobile（机器对移动网络）。由于Machine一般特指人造的机器设备，而物联网（The Internet of Things）中的Things则是指更抽象的物体，范围也更广。例如，树木和动物属于Things，可以被感知、被标记，属于物联网的研究范畴，但它们不是Machine，不是人为事物。冰箱则属于Machine，同时也是一种Things。所以，M2M可以看作是物联网的子集或应用。

M2M是现阶段物联网普遍的应用形式，是实现物联网的第一步。M2M业务现阶段通过结合通信技术、自动控制技术和软件智能处理技术，实现对机器设备信息的自动获取和自动控制。这个阶段通信的对象主要是机器设备，尚未扩展到任何物品，在通信过程中，也以使用离散的终端节点为主。并且，M2M的平台也不等于物联网运营的平台，它只解决了物与物的通信，解决不了物联网智能化的应用。所以，随着软件的发展，特别是应用软件的发展和中间件软件的发展，M2M平台可以逐渐过渡到物联网的应用平台上。

M2M将多种不同类型的通信技术有机地结合在一起，将数据从一台终端传送到另一台终端，也就是机器与机器的对话。M2M技术综合了数据采集、GPS、远程监控、电信、工业控制等技术，可以在安全监测、自动抄表、机械服务、维修业务、自动售货机、公共交通系统、车队管理、工业流程自动化、电动机械、城市信息化等环境中运行并提供广泛的应用和解决方案。

M2M技术的目标就是使所有机器设备都具备联网和通信能力，其核心理念就是网络一切（Network Everything）。随着科学技术的发展，越来越多的设备具有了通信和联网能力，网络一切逐步变为现实。M2M技术具有非常重要的意义，有着广阔的市场和应用，将会推动社会生产方式和生活方式的新一轮变革。第6章将对M2M概念、协议等做进一步介绍。

2．云计算

云计算（Cloud Computing）是分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算通过共享基础资源（硬件、平台、软件）的方法，将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务，这样企业与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过互联网来租赁计算力等资源。用户可以在多种场合，利用各类终端，通过互联网接入云计算平台来共享资源。

云计算涵盖的业务范围，一般有狭义和广义之分。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取、按需使用、随时扩展、按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用的IT基础设施。广义云计算指服务的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以使用任意其他的服务。

云计算由于具有强大的处理能力、存储能力、带宽和极高的性价比，可以有效用于物联网应用和业务，也是应用层能提供众多服务的基础。它可以为各种不同的物联网应用提供统一的服务交付平台，可以为物联网应用提供海量的计算和存储资源，还可以提供统一的数据存储格式和数据处理方法。利用云计算大大简化了应用的交付过程，降低交付成本，并能提高处理效率。同时，物联网也将成为云计算最大的用户，促使云计算取得更大的商业成功。

第6章将对云计算进行详细介绍。

3．人工智能

人工智能（Artificial Intelligence）是探索研究使各种机器模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等），使人类的智能得以物化与延伸的一门学科。目前对人工智能的定义大多可划分为四类，即机器“像人一样思考”、“像人一样行动”、“理性地思考”和“理性地行动”。人工智能企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以与人类智能相似的方式作出反应的智能机器。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。目前主要的方法有神经网络、进化计算和粒度计算3种。在物联网中，人工智能技术主要负责分析物品所承载的信息内容，从而实现计算机自动处理。

人工智能技术的优点在于：大大改善操作者作业环境，减轻工作强度；提高了作业质量和工作效率；一些危险场合或重点施工应用得到解决；环保、节能；提高了机器的自动化程度及智能化水平；提高了设备的可靠性，降低了维护成本；故障诊断实现了智能化等。

4．数据挖掘

数据挖掘（Data Mining）是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的及随机的实际应用数据中，挖掘出隐含的、未知的、对决策有潜在价值的数据的过程。数据挖掘主要基于人工智能、机器学习、模式识别、统计学、数据库、可视化技术等，高度自动化地分析数据，做出归纳性的推理。它一般分为描述型数据挖掘和预测型数据挖掘两种：描述型数据挖掘包括数据总结、聚类及关联分析等；预测型数据挖掘包括分类、回归及时间序列分析等。通过对数据的统计、分析、综合、归纳和推理，揭示事件间的相互关系，预测未来的发展趋势，为决策者提供决策依据。

在物联网中，数据挖掘只是一个代表性概念，它是一些能够实现物联网“智能化”、“智慧化”的分析技术和应用的统称。细分起来，包括数据挖掘和数据仓库（Data Warehousing）、决策支持（Decision Support）、商业智能（Business Intelligence）、报表（Reporting）、ETL（数据抽取、转换和清洗等）、在线数据分析、平衡计分卡（Balanced Scoreboard）等技术和应用。

5．中间件

什么是中间件？中间件是为了实现每个小的应用环境或系统的标准化以及它们之间的通信，在后台应用软件和读写器之间设置的一个通用的平台和接口。在许多物联网体系架构中，经常把中间件单独划分一层，位于感知层与网络层或网络层与应用层之间。本书参照当前比较通用的物联网架构，将中间件划分到应用层。在物联网中，中间件作为其软件部分，有着举足轻重的地位。物联网中间件是在物联网中采用中间件技术，以实现多个系统或多种技术之间的资源共享，最终组成一个资源丰富、功能强大的服务系统，最大限度地发挥物联网系统的作用。具体来说，物联网中间件的主要作用在于将实体对象转换为信息环境下的虚拟对象，因此数据处理是中间件最重要的功能。同时，中间件具有数据的搜集、过滤、整合与传递等特性，以便将正确的对象信息传到后端的应用系统。

目前主流的中间件包括ASPIRE和Hydra。ASPIRE旨在将RFID应用渗透到中小型企业。为了达到这样的目的，ASPIRE完全改变了现有的RFID应用开发模式，它引入并推进一种完全开放的中间件，同时完全有能力支持原有模式中核心部分的开发。ASPIRE的解决办法是完全开源和免版权费用，这大大降低了总的开发成本。Hydra中间件特别方便实现环境感知行为和在资源受限设备中处理数据的持久性问题。Hydra项目第一个的产品是为了开发基于面向服务结构的中间件，第二个产品是为了能基于Hydra中间件生产出可以简化开发过程的

工具，即供开发者使用的软件或者设备开发套装。

物联网中间件的实现依托于中间件关键技术的支持，这些关键技术包括Web服务、嵌入式Web、Semantic Web技术、上下文感知技术、嵌入式设备及Web of Things等。本书将在第5章对物联网中间件及其关键技术做详细介绍。

2.5

本章对物联网体系架构从感知层、网络层、应用层分别进行了介绍。通过介绍各层的关键技术和在物联网中的功能，帮助读者更好地理解和研究物联网。

本书的后续章节将围绕物联网的体系结构展开进行介绍。由于物联网中间件在物联网中有着重要作用，所以本书在第5章对物联网中间件及其关键技术单独进行了介绍。另外，虽然物联网扩大了传统网络的范围，方便了人们的生活，但是也引入了更多的安全问题。根据物联网自身的特点，物联网除了面对传统网络安全问题之外，各层还存在着一些与已有网络安全不同的特殊安全问题。本书将在第7章针对物联网的安全问题进行详细介绍。

[1]韩腾．物联网体系架构．https://www.sodocs.net/doc/b010246.html,/report/index.htm．

[2]百度百科．https://www.sodocs.net/doc/b010246.html,/view/1136308.htm．

[3]李长江．物联网系统的理论架构—物联网研究报告连载（六）．物联网时代，2010．

[4] 李长江．传感器与RFID—物联网研究报告连载（八）．物联网时代，2010．

[5] RFID世界网．Wi-Fi技术：从局域网到物联网的发展．电子产品世界，2010．

[6]韩武．无线传感器技术前瞻．RFID世界网，2005．

[7]百度百科．https://www.sodocs.net/doc/b010246.html,/view/132241.htm．

[8] ZigBee技术解决方案．https://www.sodocs.net/doc/b010246.html,/zigbee-wireless.html．

[9] Wi-Fi技术的原理及未来发展趋势．https://www.sodocs.net/doc/b010246.html,/news/rfandwireless/200806/article_

21347.html．

[10]诸瑾文，王艺．从电信运营商角度看物联网的总体架构和发展．电信科学，2010．

[11] ZigBee Alliance.ZigBee Specification.https://www.sodocs.net/doc/b010246.html,/zigbee-wireless.html.

[12] Bluetooth SIG groups.Bluetooth Network Encapsulation Protocol Specification.http://www. https://www.sodocs.net/doc/b010246.html,.

物联网体系架构知识总结.pdf

物联网体系架构知识总结最初的物联网概念，国内普遍认为的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的，当时还被称之为传感网，其定义是：通过射频识别（RFID）、红外线感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告中，物联网的定义发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网，提出任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景，初RFID技术外、传感器技术、纳米技术、智能终端等技术到今天也得到了更加广泛的应用。在我国，物联网的概念经过政府与企业的大力扶持已经深入人心。现在的物联网已经被贴上了“中国式”的标签，其含义为：物联网是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等，和“外在使能”的，如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆的等等的“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线和有限的长距离和短距离通讯网络实现互联互通（M2M）、应用大集成、以及基于计算机的SaaS营运等模式，在内网、专网、互联网的环境下，采用时适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持等管理和服务功能，实现对“万物”的高效、节能、安全、环保的“管、控、营”一体化。物联网体系

物联网体系架构的详细解释

物联网体系架构物联网的英文名称为"The Internet of Things” 。通过英文名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，扩展到了任其用户端延伸和何物品与物品之间，进行信息交换和通信；第二，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络。因此，物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、跟踪、定位、监控和管理的一种网络。物联网的整个结构可分为射频识别系统和信息网络系统两部分。射频识别系统主要由标签和读写器组成，两者通过RFID空中接口通信。读写器获取产品标识后，通过internet或其他通讯方式将产品标识上传至信息网络系统的中间件，然后通过ONS解析获取产品的对象名称，继而通过EPC信息服务的各种接口获得产品信息的各种相关服务。整个信息系统的运行都会借助internet的网络系统，利用在internet基础上的发展出的通信协议和描述语言。因此我们可以说物联网是架构在internet 基础上的关于各种物理产品信息服务的总和。从应用角度来看，物联网中三个层次值得关注，也即是说，物联网由三部分组成：一是传输网络，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算。二是传感网络，即以二维码、RFID、传感器为主，实现对“物”的识别。三是应用网络，即输入输出控制终端。 EPC系统是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。它主要由信息网络系统、射频识别系统及全球产品电子代码(EPC)体系三大部分组成。（1）EPC编码标准 EPC编码是EPC系统的重要组成部分，它是对实体及实体的相关信息进行代码化，通过统一并规范化的编码建立全球通用的信息交换语言。（2）EPC标签 EPC标签是装载了产品电子代码的射频标签，通常EPC标签是安装在被识别对象上，存储被识别对象相关信息。标签存储器中的信息可由读写器进行非接触读/写。 EPC系统特点（1）开放的体系结构 EPC系统采用全球最大的公用的刀又TERNET网络系统。这就避免

1、物联网的内涵和体系架构

物联网地应用及前景班级：建筑学2007级3班姓名：高连超学号：0715010314 物联网地应用及前景物联网概念地问世,打破了之前地传统思维.过去地思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开,一方面是机场、公路、建筑物,另一方面是数据中心,个人电脑、宽带等.而在物联网时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一地基础设施,在此意义上,基础设施更像是一块新地地球.故也有业内人士认为物联网与智能电网均是智慧地球地有机构成部分. 不过,也有观点认为,物联网迅速普及地可能性有多大,尚难以轻言判定.毕竟RFID早已为市场所熟知,但新大陆等拥有RFID业务地相关上市公司定期报告显示出业绩地高成长性尚未显现出来,所以,对物联网地普及速度存在着较大地分歧.但可以肯定地是,在国家大力推动工业化与信息化两化融合地大背景下,物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中,一个比较现实地突破口.而且,RFID技术在多个领域多个行业所进行地一些闭环应用.在这些先行地成功案例中,物品地信息已经被自动采集并上网,管理效率大幅提升,有些物联网地梦想已经部分地实现了.所以,物联网地雏形就象互联网早期地形态局域网一样,虽然发挥地作用有限,但昭示着地远大前景已经不容质疑. 1 物联网地内涵和体系架构

物联网泛指“物物相联之网”,指利用二维码标签、射频识别标签地定义,泛在网/物联网是指人和人/设备接入服务和通信地能力,即物联网不是网,或者说不是一个物理上独立存在地完整网络,而是一种架构在现有或下一代公网或专网基础上地联网

物联网体系结构

物联网体系结构韩腾 1. 概述物联网(IInternetofThings)是“传感网”在国际上的通称，是传感网在概念上的一次拓展。通俗地讲，物联网就是万物都接入到互联网，物体通过装入射频识别设备、红外感应器、GPS或其他方式进行连接，然后通过移动通信网络或其他方式接入到互联网，最终形成智能网络，通过电脑或手机实现对物体的智能化管理和信息采集分析。作为下一代信息浪潮的新热点，国内外政府公司和研究机构对物联网投入了极大的关注，IBM公司提出“智慧地球”，日本和韩国分别提出了“U-japan”和“U-Korea”战略，这都是从国家工业角度提出的重大信息发展战略。中国针对物联网到来的信息浪潮，提出了“感知中国”的发展战略。 2009年8月7日，国务院总理温家宝视察中科院嘉兴无线传感网工程中心无锡研发分中心，提出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并且明确要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。移动、电信、联通三大运营商纷纷在无锡成立物联网研究中心，以无锡为首的国内大中城市也争相建设智能城市，争取成为感知中国示范城市。本文就物联网的体系架构和对应的技术产业链进行讲解分析。 2. 体系架构物联网应该具备三个特征，一是全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。在业界，物联网大致被公认为有三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。图1 物联网体系架构 2.1 感知层

中国电科开放物联网体系架构

中国电科开放物联网体系架构 DEFINITIONS 定义 e-Things：中国电子科技集团公司物联网开放体系架构注册商标。物联港：物联网中管理接入设备、支撑应用的基本单元。物体标识解析系统（TNS）：物联网中用于实现物体标识、寻址、搜索以及物联港名分配与管理的系统。物体服务：以Web 服务形式封装呈现的物体功能。第一章开放物联网发展背景 1.开放是物联网未来发展的必然趋势物联网的概念自提出以来，就引起人们的极大关注，被誉为是继计算机、互联网和移动通信之后新一轮信息技术和产业革命，是信息技术领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。目前，具有一定共识的物联网定义，是指通过信息网络，将感知识别、传输互联和计算处理有机整合，对物理世界进行动态感知和智能控制，从而实现信息在人与物、物与物之间的无缝对接，达到人对资源的有效利用、科学管理、优化配置和生产生活的智能决策。从这个角度来看，物联网的本质，是要实现信息世界和物理世界的高度融合，彻底打破传统的生产和生活方式，以更加精细和更加智慧的模式，满足社会生产高度发展和人类生活更加美好的发展需求。从全球来看，物联网发展的国际竞争日趋激烈。西方发达国家纷纷将物联网作为国家支持的重点领域，加大核心技术研发力度，加快标准制定和产业化进程。我国的物联网发展与全球基本同步，态势良好，已具备一定的技术和应用基础，部分领域也已形成一定产业规模。

但整体来看，物联网在世界范围内的发展仍处于初级阶段。很多时候往往只被视为传统行业现行体系的信息化改造或功能补充，主要以闭环的垂直应用为主，呈现“个性化”、“碎片化”的发展特征。随着物联网的蓬勃发展，传统的生产和管理模式正在逐步走向网络化和开放化。创客空间+ 众筹平台/ 孵化器正在打造新的硬件创新环境，物联网感知信息正在连接到各种云平台，网络化制造与网络化服务呈现一体化发展，人人可参与的互联网创新模式改变着产品制造和服务提供模式，物联网和移动互联网在技术、产业、应用、理念上多方位加速融合……新的发展需求对物联网本身提出严峻挑战，传统“烟囱式”的建设模式带来的技术门槛高、建设成本高、物体/ 信息共享难、应用系统互联互通难等问题逐渐凸显，难以适应物联网规模化、协同化的发展要求，很难引导和释放潜在的、爆炸式的应用价值。为了解决“烟囱式”发展“瓶颈”，满足物联网更大规模的发展需求，建立开放的物联网体系架构，增强支持“物体网络化”和“网络物体化”的基础能力，形成跨区域、跨行业互动的开放式网络基础设施，推动“开放互联”的物联网基础标准和生态环境，将是物联网发展的必然方向。开放的网络架构和应用模式，能够降低物联网的技术门槛，提高用户参与度，促进公共资源发展；能够实现应用的互联互通互操作和物体共享；能够打破行业壁垒，减少重复建设，降低研发成本；并将引发物体联网模式、系统建设模式和商业服务模式的变革。物联网前景广阔，当前还处于爆炸式发展的前夜，在改变人类生产、生活方式的各个方面还有很大的发展空间。开放物联网是激发物联网巨大潜能、推动其进一步发展的催化剂，是物联网未来发展的必然趋势。 2.架构是推动开放物联网发展的核心动力大量的工程实践告诉我们，应用系统与共性技术是相互促进、滚动发展的。开放的共性技术，是推动物联网发挥其真正潜能的基础。这些共性技术中，开放的网络架构，又是推动物联网走向开放的核心动力（互联网、万维网的发展催生了当前IT 产业大发展的现状，就是一个典型案例）。当前，国外科研机构在物联网领域的工作重心已经开始由早期的行业物联网应用逐渐向物联网开放互联架构转移。我国的高校、科研院所和企业也开始关注架构的研究。建立开放的物联网体系架构，推动物联网更加开放的发展，形成既符合我国实际情况，又与国际前沿技术兼容的开放的接口、协议、软件和服务等共性技术标准，能够引领和支撑我国物联网技术和产业发展，促进物联网产业链整合，提升物联网可持续竞争力，催生新的潜在应用，促进商业模式创新发展。

物联网体系结构练习题

物联网体系结构练习题一、填空题 1．RFID技术、传感器技术和嵌入式智能技术、纳米技术是物联网的基础性技术。 2.物联网公共服务则是面向公众的普遍需求由跨行业的企业主体提供的综合性服务。如智能家居等。 3.2009年8月7日，温家宝考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心。强调“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，把传感系统和3G中的TD技术结合起来”。 4.在云计算平台中，PaaS平台即服务。 5.云计算平台是负责对物联网收集到的信息进行处理、管理、决策的后台计算处理平台。卡的读取方式是无线通信。 MAC层负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束。 8.光敏传感器接受光信息，并转化为电信号。物理层是协议的最底层，承付着和外界直接作用的任务。 10.物联网的概念最早是美国提出来的 11.力敏传感器接受力信息，并转化为电信号。 12.三层结构类型的物联网包括感知层、网络层和应用层。 13.在云计算平台中，IaaS基础设施即服务。 14.第三次信息技术革命指的是物联网。 15.物联网的核心是应用。 16.物联网行业服务通常是面向行业自身特有的需求由行业系统内企业提供的服务。如智能交通，智能环境等。 17.物联网感知层的作用是感知和采集信息。 18.在云计算平台中，SaaS软件即服务。 19.感知中国中心设在无锡. 二、判断题 1.在云存储中每个存储节点与控制节点不多于两片网卡。（ X ） 2、物联网目前的传感技术主要是RFID。植入这个芯片的产品，是可以被任何人进行感知的。（ X ） 3.能源需求侧物联网不能使用户通过无线网络对家庭白色家电及能源消耗进行监控。（ X ） 4.物联网网络层主要从业方向包括RFID、传感器和全球定位系统芯片。（ X ） 5、感知层是物联网获识别物体采集信息的来源其主要功能是识别物体采集信息。（√） 6.物联网的建设必须进行标准化建设。（√）

物联网岗位细分

物联网开发工程师职业方向细分新基建背景下，物联网领域对于人才的需求越发强烈，为此，物联网培训品牌机构-----开物学院综合智联招聘、51job等招聘网站对于相关职位信息进行了汇总。由于物联网技术涉及面太广，我们对于“物联网开发工程师”的岗位技能进行分析，可以看出其方向细分、能力综合的根本特性。无论对于物联网专业的学习者还是跨行从业者，都需要在了解物联网系统架构的基础上，深入培养某个方向的技能，才能在物联网产业发展的过程中找到自己的职业定位。一、数据架构方向（物联网大数据架构师）岗位职责： o负责物联网大数据平台系统的设计与实现，包括实时流和离线数据等相关功能的开发与实现。 o根据开发规范与流程独立完成模块的设计、编码、测试以及相关文档。 o负责物联网监测行业的算法工程化实现。任职要求： o有相关的大数据系统架构经验，具有扎实的计算机科学功底，扎实的编程基础和数据结构算法基础，良好的工程素养，极强的问题解决能力 o熟练掌握Hadoop、Kafka、Spark、Storm等分布式框架原理，有相关的调优、运维、开发经验

o具有Postgresql、MySql、MongoDB，ClickHouse等其中一种数据库应用开发经验 o有物联网相关系统、可视化相关系统、微服务相关系统的设计和研发经验。二、通信方向（物联网通信工程师）岗位职责： ?负责物联网终端、网关及相关通信技术开发。任职要求： ?精通无线通信相关协议及技术，如LoRaWAN、NB-IOT、Wi-Fi、BLE、LTE、Zigbee等 ?熟悉硬件开发流程，熟悉RF电路，对各种射频技术及参数有较好的理解 ?熟悉MQTT、CoAP、HTTP REST、WebSocket等相关物联网连接协议三、软件开发方向（物联网平台软件开发工程师）岗位职责： ?按照软件工程相关工作模式保质保量完成软件产品功能设计和相关文档编写。?独立设计开发物联网应用平台功能模块，完成软件产品集成及测试。 ?协助支撑完成终端软硬件测试平台搭建和提供终端软件技术咨询服务。任职要求： ?熟悉Java，Python或C/C++等语言，熟悉高并发、高性能的分布式系统的设计优先。

物联网体系结构练习题

物联网体系结构练习题一、填空题 1．RFID技术、传感器技术和嵌入式智能技术、纳米技术是物联网的基础性技术。 2.物联网公共服务则是面向公众的普遍需求由跨行业的企业主体提供的综合性服务。如智能家居等。 3.2009年8月7日，温家宝考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心。强调“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，把传感系统和3G中的TD技术结合起来”。 4.在云计算平台中，PaaS平台即服务。 5.云计算平台是负责对物联网收集到的信息进行处理、管理、决策的后台计算处理平台。 6.RFID卡的读取方式是无线通信。 7.ZigBee MAC层负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束。 8.光敏传感器接受光信息，并转化为电信号。 9.ZigBee物理层是协议的最底层，承付着和外界直接作用的任务。 10.物联网的概念最早是美国提出来的 11.力敏传感器接受力信息，并转化为电信号。 12.三层结构类型的物联网包括感知层、网络层和应用层。 13.在云计算平台中，IaaS基础设施即服务。 14.第三次信息技术革命指的是物联网。 15.物联网的核心是应用。 16.物联网行业服务通常是面向行业自身特有的需求由行业系统内企业提供的服务。如智能交通，智能环境等。 17.物联网感知层的作用是感知和采集信息。 18.在云计算平台中，SaaS软件即服务。 19.感知中国中心设在无锡. 二、判断题 1.在云存储中每个存储节点与控制节点不多于两片网卡。（ X ） 2、物联网目前的传感技术主要是RFID。植入这个芯片的产品，是可以被任何人进行感知的。（ X ） 3.能源需求侧物联网不能使用户通过无线网络对家庭白色家电及能源消耗进行监控。（ X ） 4.物联网网络层主要从业方向包括RFID、传感器和全球定位系统芯片。（ X ） 5、感知层是物联网获识别物体采集信息的来源其主要功能是识别物体采集信息。（√） 6.物联网的建设必须进行标准化建设。（√）

物联网体系架构

最新物联网体系架构中应用层相当于人体的资料

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物联网体系架构的详细解释

1、物联网的内涵和体系架构

物联网体系结构

中国电科开放物联网体系架构

物联网体系结构练习题

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