门话题，被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三
次浪潮。近几年，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探
索物联网。在我国，地方政府积极性高涨，据有关报道称９０％
以上的省份都把物联网作为自己的支柱产业，几乎所有一、二
线城市都在建设或筹建物联网产业园。尽管物联网的发展已
具备了一定的基础，各地也纷纷出现了物联网在各个领域成
功应用的实例，但仔细分析就会发现，目前对于物联网的研究
还仅仅停留在单一的技术层面上。这些技术的研究虽然在一
定程度上实现了物联网的感知功能，但是并没有形成统一的
技术标准，物联网发展的整体实力还有待提升，“感知中国”、
“感知世界”的目标必然要建立在标准的体系中才可以现实。
本文将针对物联网发展各自为政的现状，提出了一个层
次设计模型ＨＭ．ＩＯＴ（Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌ ｏｆＩＯＴ）。该模型的设
计致力于构建统一的物联网体系，有利于提升物联网的整体
技术集成能力和推动物联网标准化的发展，对早日实现物联
网互联具有举足轻重的作用。
２．层次模型
２．１层次结构
物联网的体系结构是对构成物联网的各个组成部分之间
的关系及其所要实现的功能的定义和描述，物联网的最终目
的是形成像今天互联网一样比较成熟的管理机制，进而实现
不同物联网体系结构的互联，如图１所示。如果把物联网的硬
物联子网１ 物联予网ｎ
物联子网２
图１ 物联子网之间的互联 物联予网３ 行统
好办
都向
它的上一层提供服务，而将如何实现服务的细节对上一层加
以屏蔽，相邻层之间通过接口来实现访问。通信双方的相同层
次称为同层实体，在同层实体之间必须按照一定的规则完成
通信，这个规则称为物联网协议。Ｎ层协议就是指整个物联网
同层进程之间通信规则的整体。这种层次结构的优点是：便于
抽象、利于交流理解和标准化、便于模块化和分工开发、与实
现无关。
２－２分层结构的数据传输
源节点
圈２层物联网络两节点通信的过程
二、预期目标
3.1总体目标
面向生态保护、节能减排、现代服务等领域重大需求，以解决物联网应用领域共性问题为目标，围绕物联网体系结构和关键技术中的基础科学问题开展研究，运用系统科学的理论，探索物联网的基本规律，建立物联网体系结构模型、子网互连模型，提出物联网网络融合与自治机理，提供网络度量与评测的方法，解决局部动态自治和高效网络融合中面临的大规模异质网元的互连互通问题；建立对物联网感知信息进行融合计算的模型和方法，提出网元之间信息交互中信息表达、效能平衡和权限保护的机理与方法，解决不确定性感知信息的整合适配问题；提出系统环境动态问题域建模、软件平台对环境信息的自动获取和理解、自适应求解的方法，形成动态环境中服务提供机理，解决动态系统环境中的服务适应适用问题。
本项目将在大规模异质网元数据交换、不确定信息整合以及动态系统环境服务提供等方面取得原创性理论成果和关键技术突破，并在林区生态保护领域进行大规模的试验和验证；形成一批有自主知识产权的成果，为大规模、实用的物联网设计和高效运行提供理论指导，推动我国在物联网领域的跨越式发展，使我国该领域研究达到国际先进水平。
3.2三年预期目标
本项目的三年预期目标分四个方面：
(1) 基础理论方面
在物联网系统模型、设计原理和实现机理的基础研究上取得突破，创建物联
网体系架构模型、异构网络互连模型、性能评价体系与度量模型、信息表达模型、服务模型，形成物联网网络融合与自治机理、数据交换机理、隐私保护机理、服务提供机理，建立信息融合计算理论、服务提供理论，指导大规模异质网元的高效互连、不确定信息的有效利用、动态系统环境的服务提供等关键问题的解决。
(2) 关键技术方面
在非IP数据交换技术、异构网络融合技术、自治区域动态管理等方面取得突破, 为物联网中大规模异质网元的数据交换提供技术支撑；在信息融合计算技术、隐私确保的安全计算技术等方面取得突破，为物联网内不确定信息整合提供技术支撑；在环境适变的软件设计技术、服务动态构建技术等方面取得突破，为物联网服务提供技术支撑。
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 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传感器网络。
对于目前关注和应用较多的RFID网络来说，张贴安装在设备上的RFID标签和用来识别
物联网的四个层次
1. 感知层
感知层是物联网的最底层，其主要功能是收集数据，通过芯片、蜂窝模组/终端和感知设备等工具从物理世界中采集信息。感知层主要参与者是传感器厂商、芯片厂商和终端及模块生产商，产品主要包括传感器、系统级芯片、传感器芯片和通信模组等底层元器件。
2. 传输层
传输层是物联网的管道，主要负责传输数据，将感知层采集和识别的信息进一步传输到平台层。
传输层的参与者是通信服务提供商，提供通信网络，其中通信网络可以分为蜂窝通信网络和非蜂窝网络。
3. 平台层
平台层负责处理数据，在物联网体系中起承上启下作用，主要将来自感知层的数据进行汇总、处理和分析，主要包括PaaS平台、AI平台等。
平台层的参与者是各式的平台服务提供商，所提供的产品与服务可以分为物联网云平台和操作系统，完成对数据、信息进行存储和分析。 4. 应用层
应用层是物联网的最顶层，主要基于平台层的数据解决具体垂直领域的行业问题，包括消费驱动应用、产业驱动应用和政策驱动应用。
目前，物联网已实际应用到家居、公共服务、农业、物流、服务、工业、医疗等领域，各个细分场景都具备巨大的发展潜力。
