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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。
物联网从架构上面可以分为感知层、网络层和应用层,
(1)感知层:负责信息采集和物物之间的信息传输,信息采集的技术包括传感器、条码和二维码、 RFID射频技术、音视频等多媒体信息,信息传输包括远近距离数据传输技术、自组织组网技术、协同信息处理技术、信息采集中间件技术等传感器网络。感知层是实现物联网全面感知的核心能力,是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分,关键在于具备更精确、更全面的感知能力,并解决低功耗、小型化和低成本的问题。
(2)网络层:是利用无线和有线网络对采集的数据进行编码、认证和传输,广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施,是物联网三层中标准化程度昀高、产业化能力昀强、昀成熟的部分,关键在于为物联网应用特征进行优化和改进,形成协同感知的网络。
(3)应用层:提供丰富的基于物联网的应用,是物联网发展的根本目标,将物联网技术与行业信息化需求相结合,实现广泛智能化应用的解决方案集,关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发。
感知层是物联网识别物体全面感知的基础。
感知层是物联网的皮肤和五官-用于识别 物体,采集信息。
物联网层次结构分为三层,自下向上依次是:感知层、网络层、应用层。感知层是物联网的核心,是信息采集的关键部分。感知层位于物联网三层结构中的最底层,其功能为“感知”,即通过传感网络获取环境信息。感知层是物联网的核心,是信息采集的关键部分。
1、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。
2、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。
3、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。
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。
物联网前端开发和后端开发的区别在于开发内容不同:
1、前端开发主要做的是用户所能看到的前端展示界面。
2、后端开发主要做的是逻辑功能等模块,是用户不可见的。
比如我们用的淘宝,你能看到和使用的页面设计就是前段,至于怎么实现在展示,只是后端。
IoT(Internet of things)即物联网,是互联网的延伸,用户端由人扩展到了万物,目的是实现万物智能互联;5G(The 5th Generation mobile communicationtechnology)即“第五代移动通信技术标准”,是一个通信标准;5G是支撑物联网中无线通信能力的手段之一,5G之于物联网相当于4G之于互联网。
一、NB-IoT和5G的关系
NB-IoT(NarrowBand Internet of Things)的大连接(单小区连接数5w)、低功耗(PSM态耗流uA级别)、低成本(NB芯片目标1美元以内)、广覆盖(是2G覆盖的100倍)的特点与5G应用场景的mMTC吻合,因此被3GPP划入了5G标准之一,同时NB-IoT也弥补了5G标准没有完成之前物联网的部份应用需求。
二. NB-IoT和LTE的关系
NB-IoT协议脱胎于LTE,为了适应物联网的实际应用需求,在LTE的基础上对信令和功能做了简化,在连接数和低功耗方面做了改善,频率上采用180KHz也是为了在部署时与LTE系统尽量的兼容,实现平滑升级,从而减少部署成本。