物联网体系架构

物联网体系结构物联网（Internet of Things）是指通过各种传感器和通信设备连接物体，使之能够互相沟通和交互，从而实现信息的收集、传输和处理。

物联网的核心组成部分是其体系结构，即通过各个层次和组件的有机组合，构建一个完整的物联网系统。

本文将介绍物联网体系结构的基本架构和主要组成部分。

一、边缘层边缘层是物联网体系结构的最底层，也是最接近物体的一层。

它包括各类传感器、执行器以及相关的通信、存储和处理设备。

传感器负责感知环境中的各种参数和状态，并将其转化为数字信号；执行器则负责根据指令执行相应的操作。

边缘设备通过无线或有线网络与上层网关进行通信，传输采集到的数据和接收控制指令。

二、网关层网关层是连接边缘设备和核心网络的桥梁，在整个物联网体系结构中起到重要的作用。

它负责实现不同通信协议之间的转换和数据格式的处理，以便边缘设备能够与上层的网络进行交互。

网关层还可以具备一定的存储和计算能力，用于边缘数据的缓存和预处理。

同时，网关层也承担着数据安全和隐私保护的责任，通过身份验证和加密等手段保护物联网系统的安全。

三、核心网络层核心网络层是物联网的中间层，负责连接各个网关和云平台、应用程序等核心组件。

它采用各种通信协议和网络技术，实现不同设备之间的互联互通。

核心网络层也具备一定的路由和转发能力，用于数据的分发和传输。

此外，核心网络层还要满足物联网系统对带宽、延迟和可靠性等性能指标的要求，保证数据的快速和可靠传输。

四、云平台层云平台层是物联网的上层，负责数据的存储、处理和分析。

它提供了丰富的云服务和应用程序接口（API），使开发者可以基于物联网数据进行应用开发和创新。

云平台层具备强大的计算和存储能力，可以处理和分析海量的数据，并提供实时的决策支持。

同时，云平台还提供了对物联网系统进行远程管理和监控的功能，方便用户对设备进行集中控制和维护。

五、应用层应用层是物联网体系结构的最顶层，是向用户提供服务和功能的界面。

物联网标准体系架构物联网（Internet of Things, IoT）是指利用互联网技术，将传感器、执行器、通信设备等各种物品连接起来，实现信息的感知、识别、定位、追踪、监控和管理的智能化网络。

物联网的发展对标准化提出了更高的要求，因为标准化是物联网应用的基础和保障，是实现物联网互联互通的重要手段。

物联网标准体系架构是指在物联网领域内，为了规范和统一物联网技术、产品、服务和管理而建立的标准体系框架。

一、物联网标准体系架构的基本原则。

1. 开放性原则。

物联网标准体系架构应当具有开放性，充分考虑各种不同技术体系和标准的融合，促进不同物联网系统之间的互联互通。

2. 综合性原则。

物联网标准体系架构应当具有综合性，包括物联网技术、产品、服务和管理等多个方面，形成一个完整的标准体系。

3. 先进性原则。

物联网标准体系架构应当具有先进性，及时吸收和反映新技术、新产品、新服务和新管理方法的发展趋势，推动物联网标准的不断更新和完善。

二、物联网标准体系架构的主要内容。

1. 物联网技术标准。

物联网技术标准是物联网标准体系架构的核心内容，包括物联网感知层、传输层、应用层等多个方面的标准。

感知层标准主要包括传感器、执行器、无线通信等技术标准；传输层标准主要包括物联网通信协议、网络技术标准；应用层标准主要包括物联网应用接口、数据格式、安全标准等。

2. 物联网产品标准。

物联网产品标准是物联网标准体系架构的重要组成部分，包括物联网设备、终端、网关、平台等产品的标准。

产品标准主要包括产品规范、性能要求、测试方法、认证标识等。

3. 物联网服务标准。

物联网服务标准是物联网标准体系架构的重要内容，包括物联网应用服务、管理服务、定位服务等多个方面的标准。

服务标准主要包括服务规范、服务质量、服务流程、服务接口等。

4. 物联网管理标准。

物联网管理标准是物联网标准体系架构的关键内容，包括物联网资源管理、安全管理、性能管理等多个方面的标准。

管理标准主要包括管理规范、管理体系、管理方法、管理工具等。

物联网体系架构总结汇报物联网体系架构总结物联网是指通过互联网将传感器、执行器和其他设备连接起来，实现智能化和自动化的系统。

其架构是物联网系统的基础，能够提供高效、可靠和安全的通信和数据处理能力。

物联网体系架构主要包括四个层次：感知层、传输层、网络层和应用层。

感知层是物联网中最底层的一层，主要负责感知和采集物理世界中的信息。

这些信息由各种传感器和执行器收集，并通过物理接口传输到下一层。

在感知层中，各种类型的传感器可以用于监测环境参数、生产数据、安全状况等。

执行器则用于根据传感器的数据来执行相应的操作。

感知层设备通常是低功耗、小型化的，并且需要具备一定的智能化和自适应能力。

传输层是物联网中的重要一层，主要负责将感知层中采集的数据传输到网络层。

传输层需要提供可靠、高效和安全的通信机制。

目前常用的传输技术包括蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、以太网等。

传输层还需要支持多种传输协议，如TCP/IP、MQTT、CoAP等，以满足不同应用场景的需求。

此外，传输层还需要考虑设备的互操作性和可扩展性，以支持不同厂商和设备的联接和协同工作。

网络层是物联网中的核心层，主要负责数据的处理和转发。

网络层包括多个网关，这些网关负责收集和处理感知层的数据，并将其传输到云端或其他应用层设备。

网络层还需要支持多种网络协议，如IPv4/IPv6、6LoWPAN等。

此外，网络层还需要具备自动路由、负载均衡和故障恢复等功能，以确保数据的可靠传输和高效处理。

应用层位于物联网整个架构的最顶层，主要负责应用场景的实现和业务功能的提供。

应用层需要根据具体需求选择合适的应用协议和接口。

常见的物联网应用包括智能家居、智能交通、智慧城市等。

应用层需要提供友好的用户界面和操作方式，以便用户能够方便地使用和管理物联网系统。

总结而言，物联网体系架构是一个由感知层、传输层、网络层和应用层组成的层次结构。

感知层负责感知和采集物理信息，传输层负责数据的传输，网络层负责数据的处理和转发，应用层负责具体应用场景的实现。

典型的物联网系统架构共有3个层次。

一是感知层，即利用射频识别（radio frequency identification, RFID）、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是网络层，通过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；三是应用层，把感知层得到的信息进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用。

在工业环境的应用中，工业物联网面临着与传统的物联网系统架构两个主要的不同点：一是在感知层中，大多数工业控制指令的下发以及传感器数据的上传需要有实时性的要求。

在传统的物联网架构中，数据需要经由网络层传送至应用层，由应用层经过处理后再进行决策，对于下发的控制指令，需要再次经过网络层传送至感知层进行指令执行过程。

由于网络层通常采用的是以太网或者电信网，这些网络缺乏实时传输保障，在高速率数据采集或者进行实时控制的工业应用场合下，传统的物联网架构并不适用。

二是在现有的工业系统中，不同的企业有属于自己的一套数据采集与监视控制系统（supervisory control and data acquisition，SCADA，在工厂范围内实施数据的采集与监视控制。

SCADA系统在某些功能上会与物联网的应用层产生重叠，如何把现有的SCADA系统与物联网技术进行融合，例如哪些数据需要通过网络层传送至应用层进行数据分析；哪些数据需要保存在SCADA的本地数据库中；哪些数据不应该送达应用层，它们往往会涉及到部分传感器的关键数据或者系统的关键信息，只由工厂内部进行处理。

工业物联网的系统架构需要在传统的物联网架构的基础上增加现场管理层。

其作用类似于一个应用子层，可以在较低层次进行数据的预处理，是实现工业应用中的实时控制、实时报警以及数据的实时记录等功能所不可或缺的层次，如图1所示。

图1 工业物联网体系架构1. 感知层感知层的主要功能是识别物体，采集信息和自动控制，是物联网识别物体、采集信息的来源；它由数据采集子层、短距离通信技术和协同信息处理子层组成。

WF-IoT 融合物联网技术及应用
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物联网标准体系框架
物联网标准体系划分为基础类、感知类、网络传输类、服务支撑类、业务应用类、共性技术类等六个大类，见图1所示。

图1 物联网标准体系框架示意图
其中：
● 基础类标准。

统一物联网术语、体系架构、参考模型和需求等总体标准。

● 共性技术类标准。

针对物联网新的需求，研制安全、标识等新的物联网
共性标准。

● 感知类标准。

感知类的技术和标准是物联网标准工作的核心和重点。

● 网络传输类标准。

针对物联网未来需求，优化网络传输技术及标准。

● 服务支撑类标准。

针对物联网应用的支撑标准。

● 业务应用类标准。

解决物联网行业应用领域标准。

物联网的结构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被公认为有三个层次：泛在化末端感知网络、融合化网络通信基础设施与普适化应用服务支撑体系，也可以通俗地将它们称为感知层、网络层和应用层。

(1)泛在化末端感知网络泛在化末端感知网络的主要任务是信息感知。

物联网的一个重要特征是“泛在化”，即“无处不在”的意思。

这里的“泛在化”主要是指无线网络覆盖的泛在化，以及无线传感器网络、RFID标识与其他感知手段的泛在化。

“泛在化”的特征说明两个问题：第一，全面的信息采集是实现物联网的基础第二，解决低功耗、小型化与低成本是推动物联网普及的关键。

“末端网络”是相对于中间网络而言的。

大家知道，在互联网中如果我们在中国访问欧洲的一个网络时，我们的数据需要通过多个互联的中间网络转发过去。

“末端网络”是指它处于网络的端位置，即它只产生数据，通过与它互联的网络传输出去，而自身不承担转发其他网络数据的功能。

因此我们可以将“末端感知网络”类比为物联网的末梢神经。

泛在化末端感知网络的另一个含义是物联网的感知手段的“泛在化”。

通常我们所说的RFID、传感器是感知网络的感知结点。

但是，目前仍然有大量应用的IC卡、磁卡、一维或二维的条形码也应该纳入感知网络,成为感知结点。

(2)融合化网络通信基础设施融合化网络通信基础设施的主要功能是实现物联网的数据传输。

目前能够用于物联网的通信网络主要有互联网、无线通信网与卫星通信网、有线电视网。

目前我国正在推进计算机网络、电信网与有线电视网的三网融合。

三网融合的结果将会充分发挥国家在计算机网络、电信网与有线电视网基础设施建设上多年投入的作用，推动网络应用，也为物联网的发展提供了一个高水平的网络通信基础设施条件。