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物联网导论-物联网体系结构概述PPT(共 54张)

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第2章物联网的体系结构ppt课件全

第2章物联网的体系结构ppt课件全

2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
3. 人工智能
人工智能(Artificial Intelligence，简称AI)是研究人类智 能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如 何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作， 也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智 能行为的基本理论、方法和技术。
2.2 网络层
2.2.2 网络层关键技术 3. 无线短距离通信技术
（1）ZigBee （2）蓝牙 （3）Wi-Fi
2.3 应用层
2.3.1 应用层主要功能
应用层包括各类用户界面显示设备以及其他管理设备 等，这也是物联网体系结构的最高层。应用层根据用户 的需求可以面向各类行业实际应用的管理平台和运行平 台，并根据各种应用的特点集成相关的内容服务。
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
1. 云计算 云计算概念是由Google提出的，其核心思想是将大量用 网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资 源池向用户提供相应服务。
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
2. 中间件 中间件是一类连接软件组件和应用的计算机软件，它包 括一组服务，以便运行在一台或多台机器上的多个软件 通过网络进行交互。
课后练习参考答案
一、单项选择题 1～5:DBBCD 6～10:BCDCC 11～15:D AAA 二、简答题 略
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
4. 数据挖掘 数据挖掘(Data Mining)，就是从存放在数据库、数据仓 库或其他信息库中的大量的数据中获取有效的、新颖的、 潜在有用的、最终可理解的模式的非平凡过程。
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术

《物联网导论》课件

《物联网导论》课件

智能农业
1 2
智能种植
利用物联网技术，实现种植过程的智能化管理， 如土壤监测、智能灌溉等，提高农业生产效率。
智能养殖
通过物联网技术，实现养殖过程的智能化管理， 如环境监控、自动喂食等，提高养殖效益。
3
农产品追溯
利用物联网技术，实现农产品的追溯管理，方便 用户了解农产品生产过程和质量情况。
04
CATALOGUE
物联网的应用领域
物联网的应用领域非常广泛，包括智能交通、智能家居 、智能工业、智能医疗、智能农业等。
在智能家居领域，物联网可以实现家电控制、环境监测 、节能控制等功能，提高居住的舒适度和节能环保意识 。
在智能医疗领域，物联网可以实现远程监控、健康管理 、医疗诊断等功能，提高医疗服务的便捷性和准确性。
智能药品管理
利用物联网技术，实现药品的智能化管理，如药品追溯、库存管 理等，提高医疗管理效率。
智能工业
智能制造
通过物联网技术，实现生产过程的智能化管理，如设备监测、生产 调度等，提高生产效率。
智能物流
利用物联网技术，实现物流过程的智能化管理，如货物跟踪、智能 仓储等，提高物流效率。
智能安防
通过物联网技术，实现工业场所的安全监控和预警，保障工业生产安 全。
管理，提高城市运行效率和公共服务水平。
03
工业互联网
工业互联网是物联网在工业领域的应用，能够实现生产过程的智能化和
信息化，提高生产效率和降低成本。
商业模式创新
数据服务
物联网将产生大量有价值的数据 ，通过数据挖掘和分析，可以提 供各种数据服务，如预测性维护 、智能物流等。
平台化运营
物联网平台将成为重要的商业模 式，通过平台化运营，可以实现 设备连接、数据处理、应用开发 等功能的整合，提供全方位的物 联网服务。

物联网体系结构(共74张PPT)

物联网体系结构(共74张PPT)
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、定位、跟踪、监 控和管理的一种网络。 当每个而不是每种物品能够被唯一标识后，利用识别、通信和计算等 技术，在互联网根底上，构建的连接各种物品的网络，就是人们常 说的物联网。
1.2 物联网定义
• 物联网中的“物〞的涵义要满足以下条件才能够被纳 入“物联网〞的范围：
一个Zigbee网络由一个协调器节点、多个路由器和多个终端设备 节点组成。
WIFI无线网络
• Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备〔如PDA、 〕 等终端以无线方式互相连接的技术。
•WIFI突出优势：
•其一，无线电波的覆盖范围广 •其二，传输速度非常快
•其三，厂商进入该领域的门槛比较低
WIFI无线网络
1.1 物联网概念
• 物联网的概念是由麻省理工学院Auto-ID研究中心于 1999年提出的。当时基于互联网、RFID技术、EPC 标准，在计算机互联网的根底上，利用射频识别技 术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物 品信息实时共享的实物互联网。
1.2 物联网定义
目前较为公认的物联网的定义是： 通过射频识别〔RFID〕装置、红外感应器、 全球定位系统GPS、激
2.3 物联网感知层关键技术
1. RFID技术 2. 条形码
3. 传感器技术 4. 无线传感器网络技术 5. 产品电子代码EPC
RFID技术
• RFID(Radio Frequency Identification)， 即射频识别，俗称电 子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，可识
具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象； • 2〕阅读器(Reader)或读写器：读取(有时还可以写入

物联网体系架构课件

物联网体系架构课件

要点一
TCP/IP
要点二
MQTT
一种通用的互联网协议族，为物联网设备提供可靠的传输 层协议。
一种轻量级的发布/订阅消息传输协议，为物联网设备提供 数据传输服务。
物联网网络层技术的比较和应用场景
应用场景
不同的物联网应用场景需要选择合适的网络 层技术，以满足数据传输的可靠性、实时性 和安全性等要求。
技术比较
各种网络层技术具有不同的特点，应根据应 用场景的需求进行选择。例如，对于需要低 功耗的设备，应选择LoRa或Zigbee等技术 ；对于需要高速数据传输的设备，应选择 Wi-Fi或以太网等技术。
05 物联网应用层技术
数据处理与分析技术
01
数据清洗
去除重复、无效、错误数据，保证 数据质量。
数据可视化
07 物联网案例分析
智能家居案例：智能音箱与智能灯泡的控制
01
智能音箱
智能音箱作为家庭语音控制中心，可以与智能家居设备连接，实现语音
控制。例如，可以通过语音指令控制智能灯泡的开关、调节亮度等。
02 03
智能灯泡
智能灯泡可以与智能音箱连接，实现通过语音指令控制开关、调节亮度 等功能。同时，还可以根据用户的习惯和需求，自动调整亮度和开关时 间。
无线通信技术
Zigbee
一种低速、低功耗的无线通信技术，适用于智能家居 、环境监测等物联网应用场景。
LoRa
一种长距离、低功耗的无线通信技术，适用于物联网 设备的远程数据传输。
Wi-Fi
高速、高带宽的无线通信技术，适用于物联网设备与 局域网之间的连接。
网络协议与标准（如TCP/IP、MQTT等）
总结
智能交通案例展示了如何通过物联网技术实现车联网和智能交通信号控制，提高道路安全 性和交通效率。

物联网体系结构PPT幻灯片课件

物联网体系结构PPT幻灯片课件

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经过近几年的快速发展，各国不同的单位和机构 均初步建立了各自的物联网技术方案。例如，欧盟于 2009年9月发布的《欧盟物联网战略研究路线图》白 皮书中列出了13类物联网关键技术，它包括物联网体 系结构技术、标识技术、通信技术、网络技术、发现 与搜索引擎技术、软件和算法技术、硬件技术、数据 和信号处理技术、关系网络管理技术、电源和能量储 存技术、安全与隐患技术、标准化与相关技术等。物 联网的关键技术如图2.5所示。
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2.2 物联网的体系结构 2.2.1 物联网的组成
物联网作为一种形式多样的聚合性复杂系统， 涉及了信息技术自上而下的每一个层面，其体 系架构一般可分为感知层、网络层、应用层三 个层面。其中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（Quality of Service， QoS）管理等内容。物联网体系结构图如图2.1 所示。
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2.4.2中国物联网产业的基本架构
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思考与练习题 一、简答题 1、简述物联网的功能特征与基本功能。 2、简述物联网感知层的组成与作用。 3、物联网在传输网络层存在各种网络形式，通常使
用的网络形式有哪几种？ 4、简述应用层相关技术?
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感知层示意图 8
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2.2.3 物联网网络层 第二层是网络层。网络是物联网最重要的基础设施之一。
网络层在物联网模型中连接感知层和应用层，具有强大的纽 带作用，高效、稳定、及时、安全地传输上下层的数据。 网络层，即异构融合的泛在通信网络，它包括了现有的互联 网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网，通信网络对 采集到的物体信息进行传输和处理。

物联网导论介绍精品PPT

物联网导论介绍精品PPT

RFID技术
无线射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)，又称电子标 签，，在老人出现意外时发出求助信号
在机场防入侵系统中的应用
浦东国际机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低 空探测，可防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵
在路灯控制系统中的应用
济南园博园园区所有功能性照明 都采用了ZigBee无线技术达成的 无线路灯控制，节能环保
物联网的架构
应用层：互联网络
–
–
物联网的信息存储
物联网的计算决策

网络层：泛在接入 – – 无线网络（蜂窝、WiFi等） 有线网络

感知层：物物网络
– – 智能嵌入式设备 感知、标识和通信
感知层
解决的问题
就是人类世界和物理世界的 数据获取
功能和作用
是完成信息采集和信号 处理
特点
由于需要感知的地理范围和空间范围比较 大，包含的信息也比较多，该层中的设备 还需要通过自组织网络技术，以协同工作 的方式组成一个自组织的多节点网络进行 数据传递（瞎子摸象）。
实时获取路况信息，监视和控制交通流量
第二
可以实现车辆与网络相连，优化行车路线
第三
可以无缝地检测、标识车辆并收取行驶费用
在医疗行业的应用
体内智能诊断设备，有助于疾病的早期诊断，
1
增强康复效果
2
生物降解材料的智能设备，能够检测体内温 度湿度，防止皮肤问题
3
新型个人医疗设备，使得病人在家即可接受医疗，
远程医疗可避免昂贵路费，减少病人的压力
孩子
一种未来的生活愿景——身在外，家就
在身边；回到家，世界就在眼前

物联网ppt

探测，多种传感手段组成一个协同系统后，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭 击等攻击性入侵。上海移动的车务通将在2010年世博会期间全面运用于上海公共 交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅。
电力管理
• 江西省电网对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置，对运行状态进行
实时监测，实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高 效一体化管理，一年来降低电损1.2亿千瓦时。
物联网技术
The internet of things
物联网概述
01 物联网定义
02 03
技术构架 EPC物联网
04
核心技术
05
物联网应用
15－2
广义的物联网涵义
❖ 利用条码、射频识别（RFID）、传感器、全球定位 系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议， 实现人与人、人与物、物与物的在任何时间、任何地 点的连接（anything、anytime、anywhere），从而 进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟 踪、监控和管理的庞大网络系统。
环境保护 消防 军事
林业
水务
煤炭 金融
污染检测、报警 联动、消防栓、定位、调度 侦查、监控、定位、评估
通风、瓦斯、救灾定位
抄表、监控、节能
防火、勘察、报警
水质、水量、污染、安全
电子支付、实时信息
15
15－15
物联网的应用
机场防入侵
• 上海浦东国际机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空
传感网
RFID
物联网
两化融 合
M2M
15－11
RFID系统工作原理
读写器将要发送的信息，经编码后加载到高频 载波信号上再经天线向外发送。

物联网体系架构概述课件


39
• 传感器也称为换能器、变换器、变送器、 探测器等，根据国家标准GB 7665-1987。传 感器的定义为：
• 能够感受规定的被测量并按照一定的规律 转换成可用输出信号的器件或装置，由敏 感元件、转换元件、测量电路3部分组成， 有时还加上辅助电源。
物联网体系架构概述
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• 敏感元件是指能直接感受或响应被测量并 输出与被测量成确定关系的其他量部分
通信运营商凭借丰富的专业经验、较低的
人员维护成本、一体化维护优势，是最佳
的建设方和维护方。面向行业提供的物联
网专用服务主要指某些行业单独设立的通
物联网体系架构概述
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• 鉴权包括两个方面：
• 用户鉴权，网络对用户进行鉴权，防止非 法用户占用网络资源。
• 网络鉴权，用户对网络进行鉴权，防止用 户接入了非法的网络，被骗取关键信息。
流系统、车队管理、工业流程自动化、城 市信息化等。
• M2M体系架构分为3层：
• 感知层：包括M2M终端、WSN局域网络、 M2M网关、M2M能力和M2M应用
• 网络层：包括接入网、核心网两大部分和
网络管理、终端管物联理网体系功架构概能述 。
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• 中国移动M2M定义：M2M是通过在机器内 部嵌入移动通信模块，以SMS/USSD/GPRS等 为接入手段，为客户提供的信息化解决方 案，为满足客户对生产监控，指挥调度、 数据采集和测量等方面的信息化需求。
物联网体系架构概述物联网体系架构概述 Nhomakorabea2
物联网体系架构概述
3
物联网体系架构概述
4
物联网体系架构概述
5
感知节点
• 传感单元 • 处理单元 • 通信单元 • 电源/供电部分

第二章 物联网体系构架ppt课件

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。
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。
感知层功能
感知层一般包括数据采集和数据短距离 传输两部分
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1M bit/s的中低速无线短距离传输 技术。
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。
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。
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。
感知层关键技术
感知层所需要的关键技术包括检测技术 （传感器、RFID、二维码等）、中低速无 线或有线短距离传输技术（Zigbee、蓝牙 等）等。
牙刷也上物联网
传感器技术
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
物联网需求分析
➢（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。
物联网体系架构
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 。
物联网体系架构

《物联网体系架构》课件


数据处理和管理
包括数据采集、存储、清洗、 分析和可视化，提供数据洞见。
IoT应用层
应用场景和需求
如智能农业、智慧医疗、智能交 通和可穿戴设备等。
架构和设计
通过数据交互和应用程序实现应 用场景的自动化和智能化。
数据可视化
通过数据可视化和可视分析，实 现对设备和应用场景的实时监控 和管理。
未来展望
发展趋势
展望未来
物联网的发展和进步将带来更 多的社会和经济效益，让我们 共同期待物联网的未来。
感谢聆听
感谢大家的聆听和关注，谢谢！
物联网体系架构
介绍物联网的体系架构，探究其中的细节和挑战，展望未来发展趋势。
概述
什么是物联网
物联网是连接智能设备和机器、数据和分析、云和企业系统的网络，可以改变我们的世界。
应用场景
智能家居、智慧城市、智能制造、智能交通、医疗健康、环境监测等。
架构模型
分为设备层、连接层、平台层和应用层，每层都具有不同的功能和特点。
物联网体系架构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1
IoT设备层
包括传感器、执行器、智能终端等，具有多样性和灵活性。
2
IoT连接层
实现设备之间的连接和通信，包括通信协议、网关和路由器等。
3
IoT平台层
对设备和数据进行管理和处理，包括云计算、人工智能和大数据等。
4
IoT应用层
实现各种智能应用场景，包括智能交通、智慧城市和智能制造等。
IoT设备层
2 协议和技术
3 安全保障措施
包括MQTT、CoAP、HTTP、 Websocket、LoRaWAN、 NB-IoT等。
如认证、授权、加密和密 钥管理等，保障设备和数 据的安全。
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• 数据的动态组织与管理层：实现感知数据的语义理解、推理、决策以及 提供数据的查询、存储、分析、挖掘等。云计算为感知数据的存储、分 析提供了很好的平台，是信息处理的重要组成部分，也是应用层各种应 用的基础。
• 应用决策层：物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供 多种不同类型的服务。物联网的应用可分为监控型（物流监控、污染监 控），控制型（智能交通、智能家居），扫描型（手机钱包、高速公路 不停车收费）等。
• 体系架构是指导具体系统设计的首要前提。物联网 应用广泛，系统规划和设计极易因角度的不同而产 生不同的结果，因此急需建立一个具有框架支撑作 用的体系架构。另外，随着应用需求的不断发展， 各种新技术将逐渐纳入物联网体系中，体系架构的 设计也将决定物联网的技术细节、应用模式和发展 趋势。
桂小林 5
• 如图2-1所示，在物联 网中，任何人和物之间 都可以在任何时间、任 何地点实现与任何网络 的无缝融合，它实现了 物理世界的情景（ context）感知、处 理和控制这一闭环过程 真正意义上形成了人物、人-人、物-物间信 息连接的新一代智能互 联网络。
桂小林 10
通用四层结构
桂小林 11
通用四层结构
• 感知控制层：它是物联网发展和应用的基础，包括RFID读写器、智能 传感节点和接入网关等组成。各种传感节点通过感知目标环境的相关信 息，并自行组网传递到网关接入点，网关将收集到的数据通过互联网络 提交到后台处理。
• 数据传输层：主要负责通过各种接入设备实现互联网、移动通信网等不 同类型的网络融合。此外，还提供路由、格式转换、地址转换等功能。
桂小林 3
本章内容
• 2.1 物联网体系结构概述 • 2.2 物联网体系结构的基本组成 • 2.3 物联网关键技术 • 2.4 已有物联网相关应用架构
桂小林 4
2.1 物联网体系结构概述
• 认识任何事物都要有一个从整体到局部的过程，尤 其对于结构复杂、功能多样的系统。首先需要对它 的整体结构有所了解，然后才能进一步的去讨论其 中的细节。
M2M 终端
传感器网关
传感器网关
物联网 感知层
RFID标签 传感器 摄像头
传感器网络
传感器网络
桂小林 19
桂小林 20
2.3 物联网关键技术
• 物联网是继互联网后又一次技术的革新，代表着未 来计算机与通信的发展方向。这次革新也取决于一 些重要领域的动态技术创新，从RFID、EPC、传 感技术到认知网络、云计算等。
• 目前，国内外的研究人员在描述物联网的体系结构 时，差异很大。如：
➢ ITU-T在Y. 2002的自下而上分为底层泛在感知网络、 异构网络接入层、骨干传输网、网络中间件、泛在网络 应用平台5层结构。
➢ 通用四层物联网体系结构，包含感知控制层、数据传输 层、数据管理与组织层、应用决策层。
桂小林 9
5层结构
桂小林 7
• 物联网可以抽象划分 成广泛分布的感知设 备、物联网中间件、 上层应用三个层次， 如图2-2所示
• 中间件（ Middleware）是 位于感知设备和应用 之间的通用服务，这 些服务具有标准的程 序接口和协议，即中 间件=平台+通信。
桂小林 8
2.2 物联网体系结构的基本组成
• 由物联网特点可知，物联网具有很强的异构性，为 实现异构设备之间的互联、互通与互操作，物联网 需要以一个开放的、分层的、可扩展的网络体系结 构为框架。
桂小林 12
感知控制层
• 感知是指对客观事 物的信息直接获取 并进行认知和理解 的过程。
• 人们对于信息获取 的需求促使其不断 研发新的技术来获 取感知信息，如传 感器、RFID、定位 技术等。
桂小林 13
数据传输层
• 物联网的数据传输 层主要进行信息的 传送，它是物理感 知世界的延伸，更 好地实现物与物之 间的通信、物与人 之间的通信以及人 与人之间的通信。
桂小林 6
• 物联网的最终目的是建立一个满足人们生产、生活 以及对资源、信息更高需求的综合平台，管理跨组 织、跨管理域的各种资源和异构设备，为上层应用 提供全面的资源共享接口，实现分布式资源的有效 集成，提供各种数据的智能计算、信息的及时共享 ，决策的辅助分析等。
• 物联网是在传感网、互联网的基础上发展起来的
物联网技术概论
（课程第2章）
桂小林 1
AR2 物联网的模型
• 最少学时：3学时 • 知识点：
➢ 功能模型 ➢ 层次模型 ➢ 拓扑结构
• 学习目标：
➢ 熟悉物联网的功能模型 ➢ 熟悉物联网的层次模型 ➢ 理解功能模型与层次模型之间的关系 ➢ 连接物联网常用网络拓扑结构
桂小林 2
第二章 物联网体系结构
➢ (1) 智能计算 ➢ (2) 海量数据存储、检索 ➢ 。。。
桂小林 15
应用决策层
• 物联网技术综合了传感器技术、嵌入式计算技术、 互联网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等 多种领域技术,具有十分广阔的应用前景，在智能 家居、工农业控制、城市管理、远程医疗、环境监 测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等众 多领域有着广泛的应用价值。
• 物联网数的据传输 层主要包括层
• 数据管理层则是利用云计算平台实现海量感知数据 的动态组织与管理，云计算技术的运用，使数以亿 计的各类物品的实时动态管理变得可能。
• 随着物联网应用的发展、终端数量的增长，通过借 助云计算处理海量信息，进行辅助决策，提升物联 网信息处理能力。
桂小林 16
• 智能处理层：智能处理层是整个系统的核心，它的主要功能是数据存储 和多源数据的协同分析。通过在服务器上部署智能分析处理程序，针对单一 探测器所采集的数据，调用相应的功能模块进行分析，对同一区域的其它探 测器所采集的信息进行综合分析，实现异常事件的智能判断。 • 应用决策层：应用决策层的主要是系统的应用展示和管理。用户可以通 过智能手机、平板电脑等远程监控终端监控和管理系统，及时对监测到的各 种事件进行决策处理。
桂小林 17
图2-11 手机钱包
桂小林 18
三层
物联网 绿色农业 工业监控 公共安全 城市管理 远程医疗 智能家居 智能交通 环境监测
应用层
物联网 网络层
云计算平台
2G网络
物联网管理中心
物联网信息中心
（编码、认证、鉴
（算法库、样本
权、计费） 3G网络 库、信息库） 4G网络
行业专家系统
RFID 读写器