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所以物联网的体系结构可分为: 感知层、网络层和应用层三大层次。
1、感知层: 感知层是物联网的底层,但它是实现物联网全面感知的核心能力,主要解决生物世界和物理世界的数据获取和连接问题。
2、网络层: 广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施,网络层主要解决感知层所获得的长距离传输数据的问题。 它是物联网的中间层,是物联网三大层次中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分。
3、应用层: 物联网应用层是提供丰富的基于物联网的应用,是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口。它与行业需求结合,实现物联网的智能应用,也是物联网发展的根本目标。
物联网的体系结构可以分为感知层,网络层和应用层三个层次。
感知层。是物联网发展和应用的基础,包括传感器或读卡器等数据采集设备、数据接入到网关之前的传感器网络。感知层以RFID、传感与控制、短距离无线通信等为主要技术,其任务是识别物体和采集系统中的相关信息,从而实现对“物”的认识与感知。
网络层。是建立在现有通信网络和互联网基础之上的融合网络,网络层通过各种接入设备与移动通信网和互联网相连,其主要任务是通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现信息的传输、初步处理、分类、聚合等,用于沟通感知层和应用层。目前国内通信设备和运营商实力较强,是我国互联网技术领域最成熟的部分。
应用层。是将物联网技术与专业技术相互融合,利用分析处理的感知数据为用户提供丰富的特定服务。应用层是物联网发展的目的。物联网的应用可分为控制型、查询型、管理型和扫描型等,可通过现有的手机、电脑等终端实现广泛的智能化应用解决方案。
一、智能物联网的主要特点:
1.自动感觉。
2.提供可靠的资料。
3.智能信号处理。
二、智能物联网结构:
1.感知的识别层次。
一般指设备端,即应用端,包括各种可感知的位置.耗电量.计数.动作.生物数据.红外线感应等装置。知觉层负责物联网信息的收集与获取,是整个物联网体系结构的基础。感知层是传感器感知对象自身和周围环境的信息,因而对象也具有“说话和传递信息”的能力。
2.网络建设层面。
一般指通信数据传输结构,通过什么样的网络传送通讯指令,尤其是下位机与上位机、上位机与因特网的通讯链路、通讯协议规范等。在网络层,它把感知层收集到的信息传递给物联网云平台,同时也负责向应用层发送指令,并产生链接效应。互联网的层次上主要是通过物联网、因特网和移动通信网来传送信息。
3.平台的管理。
一般指负责设备运行的运行平台,如业务信息和数据收集,存储,指令发布,设备响应机制等,管理主要处理数据存储的问题,如:检索、使用、数据安全隐私保护等。
4.综合应用层面。
把各种设备和人们的日常需求联系起来,从而生产出更多符合实际需求的应用(如智能表、水表等自动缴款)。而物联网的最终目标就是应用于各种场景,在物联网云平台上对物体所传递的信息进行处理之后,所挖掘出来的宝贵信息,将应用于现实生活和工作中,如智慧医疗、食品安全等。
物联网的技术体系框架包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术:
1. 感知层:数据采集与感知主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据,包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程。
2. 网络层:实现更加广泛的互联功能,能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送,需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。经过十余年的快速发展,移动通信、互联网等技术已比较成熟,基本能够满足物联网数据传输的需要。
3.应用层:应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业应用。
4. 公共技术:公共技术不属于物联网技术的某个特定层面,而是与物联网技术架构的三层都有关系,它包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量(QoS)管理。
首先底层是用来感知数据的感知层,感知层包括传感器等数据采集设备,包括数据接入到网关之前的传感器网络。感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层涉及的主要技术,其中又包括芯片研发、通信协议研究、RFID材料、智能节电供电等细分技术。
第二层是数据传输的网络层,物联网的网络层将建立在现有的移动通信网和互联网基础上。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,其包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解及基于感知数据决策和行为的理论和技术。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台,将是物联网网络层的重要组成部分。
最上层是应用层,物联网的应用层利用经过分析处理的感知数据为用户提供丰富的特定服务,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)、控制型(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。应用层是物联网发展的目的,软件开发、智能控制技术将会为用户提供丰富多彩的物联网应用。
如果以人的神经网络做类比,那么人的感觉器官就是物联网的感知层,如眼睛能采集视觉信息,鼻子采集气味信息,嘴巴采集味道信息,而耳朵采集声音信息。这些信息通过神经元传递到大脑中枢,那么这些神经元形成的神经传输通道就相当于物联网中的网络层,它的作用是把信息传送到处理中心。那么人的大脑就相当于应用层了,当它接受到来自眼睛,鼻子、嘴巴、耳朵等信息后,它可以综合去得出一些有用的结论,例如判断现在是否有危险,能够读书看电影等,这就相当于它应用了来自感知层的信息并产生了价值。
将物联网系统划分为三个层次:感知层、网络层、应用层,并依此概括地描绘物联网的系统架构。
感知层#
感知层解决的是人类世界和物理世界的数据获取问题,由各种传感器以及传感器网关构成。该层被认为是物联网的核心层,主要是物品标识和信息的智能采集,它由基本的感应器件(例如RFID标签和读写器、各类传感器、摄像头、GPS、二维码标签和识读器等基本标识和传感器件组成)以及感应器组成的网络(例如RFID网络、传感器网络等)两大部分组成。该层的核心技术包括射频技术、新兴传感技术、无线网络组网技术、现场总线控制技术(FCS)等,涉及的核心产品包括传感器、电子标签、传感器节点、无线路由器、无线网关等。
传输层#
传输层也被称为网络层,解决的是感知层所获得的数据在一定范围内,通常是长距离的传输问题,主要完成接入和传输功能,是进行信息交换、传递的数据通路,包括接入网与传输网两种。传输网由公网与专网组成,典型传输网络包括电信网(固网、移动网)、广电网、互联网、电力通信网、专用网(数字集群)。接入网包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式,实现底层的传感器网络、RFID网络的最后一公里的接入。
应用层#
应用层也可称为处理层,解决的是信息处理和人机界面的问题。网络层传输而来的数据在这一层里进入各类信息系统进行处理,并通过各种设备与人进行交互。处理层由业务支撑平台(中间件平台)、网络管理平台(例如M2M管理平台)、信息处理平台、信息安全平台、服务支撑平台等组成,完成协同、管理、计算、存储、分析、挖掘、以及提供面向行业和大众用户的服务等功能,典型技术包括中间件技术、虚拟技术、高可信技术,云计算服务模式、SOA系统架构方法等先进技术和服务模式可被广泛采用。
在各层之间,信息不是单向传递的,可有交互、控制等,所传递的信息多种多样,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。尽管物联网在智能工业、智能交通、环境保护、公共管理、智能家庭、医疗保健等经济和社会各个领域的应用特点千差万别,但是每个应用的基本架构都包括感知、传输和应用三个层次,各种行业和各种领域的专业应用子网都是基于三层基本架构构建的。