物联网概论-第2章 物联网体系架构
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物联网体系结构
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。
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
物联网概论-2版-第2章
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物联网概论（第2版）
2.4
应用层
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应用层
2.4.1 应用层的功能
2.4.2 物联网中间件
2.4.3 物联网应用场景
2.4.4 物联网应用所需的环境 2.4.5 物联网面临的挑战 2.4.6 物联网前景展望
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物联网概论（第2版）
2.4.1 应用层的功能
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2.4.6 物联网前景展望
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信息不是单向传递的，也有交互或控制。
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物 联 网 体 系 架 构
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物联网概论（第2版）
2.3.3 互联网
3．互联网的基本功能 互联网的功能主要有三个：数据通信、资源共享和分布处 理。数据通信是计算机最基本的功能，能够实现快速传送计算机与 终端、计算机与计算机之间的各种信息。计算机互联网络的目的就 是实现网络资源共享。互联网数据通信能力强，网上的计算机是相 对独立的，它们各自相互联系又相互独立。
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2.4.2 物联网中间件
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2.4.2 物联网中间件
物联网导论第2章 -EPC
2.3 EPC体系结构
1. EPC中间件 EPC中间件具有一系列特定属性的“ 程序模块”或“服务”，并被用户集成以 满足他们的特定需求，EPC中间件以前被 称为SAVANT。
2.3 EPC体系结构
2. 对象名称解析服务（ONS） 对象名称解析服务是一个自动的网络 服务系统，类似于域名解析服务（DNS） ,ONS给EPC中间件指明了存储产品相关信 息的服务器。
2.3 EPC体系结构
2. 读写器 读写器是用来识别 EPC 标签的电子装 置，与信息系统相连实现数据的交换。 读写器的基本任务就是激活标签，与标 签建立通信并且在应用软件和标签之间传 送数据。
2.3 EPC体系结构
2.3.3 EPC信息网络系统 EPC 信息网络系统由，本地网络和全 球互联网组成，是实现信息管理、信息流 通的功能模块。它是在全球互联网的基础 上，通过 EPC 中间件、对象名称解析服务 (ONS)和EPC信息服务（EPC IS）来实现 全球“实物互联”。
第2章 物联网的体系结构
比较具有代表性的物联网体 系 结 构 有 得 到 欧 美 支 持 的 EPC Global 物联网体系结构和日本的 Ubiquitous ID(UID), 物联网体系 结构。我国学者沈苏彬等从物联 网系统功能角度提出了物联网三 维体系结构。
2.1 三维体系结构
2.2.1 三维体系结构概念 我国学者沈苏彬等认为，物联网系统 本身是一个3个维度的系统，分别是：信息 物品、自主网络、智能应用。 信息物品：表示这些物品可以标识或 感知其自身信息； 自主网络：表示这类网络具有自配置 、自愈合、自优化、自保护能力； 智能应用：表示这类应用具有智能控 制和 能力。
2.3 EPC体系结构
即每个对象都赋予一个唯一的EPC，并采用 射频识别技术的信息管理系统，彼此联系， 数据传输和数据存储有EPC网络处理。 EPC系统是一个非常先进的、综合性的 复杂系统，其最终目标是为每一单品建立全 球的、开放的标识标准。由全球产品电子代 码（EPC）的编码体系、射频识别系统及信 息网络系统3部分组成，如表2-1，见P40。
物联网的体系结构
3 反馈控制系统的基本组成
把给出测的量参结反原据馈构件量的和检进方参测行式数的将推将比连便被动比直较接于控执较，接在调量行原求推系整实元件出动统的际件给他被中元值去出们控，部控与的的对改制件给偏偏象被善，定差差，控系用原信使对统串件号其象的联进被。性或行控能者放量。大发，生用变来化。
检测被控的物理量（若物理量是 非电量，一般转换为电量）
第二章第1章物联绪网论的体系结构
4 自动控制系统的基本控制方式 1 反馈控制方式 方式：按偏差进行控制。 特点：减小或消除这个偏差 作用：具有抑制任何内、外扰动对被控量产 生影响的能力，有较高的控制精度。 问题：系统使用的元件多、结构复杂，设计 麻烦。
第1章 绪论
4 自动控制系统的基本控制方式 2 开环控制方式
方式：把两者结合起来，对主要扰动采用适当补偿 的装置实现按扰动控制，同时再组成反馈控制系统 实现按偏差控制，以消除其余扰动产生的偏差。 特点：系统的主要扰动已被补偿，反馈控制系统就 比较容易被设计，控制效果也会更好。
第二章第1章物联绪网论的体系结构
2.5 物联网的反馈与控制
2.5.2 物联网系统的控制论解析
物联网中的“感、 智、控”分别构 成了物联网控制 系统的测量、比 较、执行等三大 部件，这三大部 件又在“联”这 种网络平台上得 以相互作用，形 成了“控制系 统”，最终实现 了“控”的目的。
第二章第1章物联绪网论的体系结构
2.5 物联网的反馈与控制
2.5.3物联网的控制特性
传统控制系统：
稳：通过控制可使被控对象稳定在期望值附近 准：被控对象的输出量与参据量之间的偏差在一个可容忍 的范围内 快：被控对象达到的期望值的时间延迟短
自本控制方式
第二章第1章物联绪网论的体系结构
把给出测的量参结反原据馈构件量的和检进方参测行式数的将推将比连便被动比直较接于控执较，接在调量行原求推系整实元件出动统的际件给他被中元值去出们控，部控与的的对改制件给偏偏象被善，定差差，控系用原信使对统串件号其象的联进被。性或行控能者放量。大发，生用变来化。
检测被控的物理量（若物理量是 非电量，一般转换为电量）
第二章第1章物联绪网论的体系结构
4 自动控制系统的基本控制方式 1 反馈控制方式 方式：按偏差进行控制。 特点：减小或消除这个偏差 作用：具有抑制任何内、外扰动对被控量产 生影响的能力，有较高的控制精度。 问题：系统使用的元件多、结构复杂，设计 麻烦。
第1章 绪论
4 自动控制系统的基本控制方式 2 开环控制方式
方式：把两者结合起来，对主要扰动采用适当补偿 的装置实现按扰动控制，同时再组成反馈控制系统 实现按偏差控制，以消除其余扰动产生的偏差。 特点：系统的主要扰动已被补偿，反馈控制系统就 比较容易被设计，控制效果也会更好。
第二章第1章物联绪网论的体系结构
2.5 物联网的反馈与控制
2.5.2 物联网系统的控制论解析
物联网中的“感、 智、控”分别构 成了物联网控制 系统的测量、比 较、执行等三大 部件，这三大部 件又在“联”这 种网络平台上得 以相互作用，形 成了“控制系 统”，最终实现 了“控”的目的。
第二章第1章物联绪网论的体系结构
2.5 物联网的反馈与控制
2.5.3物联网的控制特性
传统控制系统：
稳：通过控制可使被控对象稳定在期望值附近 准：被控对象的输出量与参据量之间的偏差在一个可容忍 的范围内 快：被控对象达到的期望值的时间延迟短
自本控制方式
第二章第1章物联绪网论的体系结构
物联网技术 物联网体系架构(2-1)
2.2.2 感知层标准
1．数据采集
（4）数据采集接口
传感器输出的信号是模拟信号或数字信号 数据采集接口完成对传感器输出信号的接收和处理 ，处理后的信号为可供测量、控制使用及便于计算
2.2.2 感知层标准
2．短距离传输和自组织组网
补充和延伸接入网络 （1）短距离传输
IEEE802.15.4
2.2.2 感知层标准
感知层技术是实现物联网感知能力的核心 关键在于要求物品具备更精确、更全面的感 知能力，同时还要满足低功耗、低成本和微 型化的要求 感知层标准是保证物联网感知和捕获物理世 界信息的首要方案
2.2.2 感知层标准
不同结构 的物联网 应用系统
2.2.2 感知层标准
2．短距离传输和自组织组网
近距离无线通讯技术
飞利浦公司和索尼公司共同开发的一种非接触式识 别和互联技术 运行在13.56MHz的频率范围内，能在大约10cm 范围内建立设备之间的连接，传输速率可为 106kbit/s、212kbit/s、424kbit/s，未来可提 高到848kbit/s 可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控 件工具间进行近距离无线通信
感知层
2.1 概述
新的物 联网技 术体系 架构 中国物 联网标 准联合 工作组 提出
应用领域 应 用 层 环境监测 智能电力 智能交通 工业监控 智能家居 公共 技术 标示 解析 数据挖掘 数据资源 服务支撑 SOA 海量存储 分布数据处理
安全 技术 网络支撑技术 网 络 层 M2M 异构网 移动通信网 互联网 专用网络 业务管理 QoS 管理 网络层与感知层互通 短距离通信技术和协同通信息处理 低速和中高速短距 离传输技术 自组织网 技术 数据采集 传感器 二维条形码 RFID 多媒体信息 协同信息 处理技术 传感器网络 中间件技术 网络 管理
物联网导论-物联网体系结构概述PPT(共 54张)
• 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
• 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
物联网体系结构
网络层的关键技术
我们最熟悉的HTTP协议就是一个非常典型的SOA 架构设计 。
1) 客户端，通常是通过浏览器，向服务器端以文本的 方式发送一个请求，索取一个Web页面；
2) 服务器端接收到这个请求之后，根据请求的内容进 行处理并且返回一个符合HTML语法的文本；
3) 客户端接收到服务器端的响应文本后调用本地的程 序，通常还是浏览器，把返回的HTML文本的内容 展现出来。
ZigBee节点的构成
1、数据处理模块
对于数据处理模块的设计，主要考虑如下五个方面 的问题：
(1) 节能设计 (2) 处理速度的选择 (3) 低成本 (4) 小体积 (5) 安全性
2、存储单元 随机存储器（RAM），只读存储器（ROM）。 电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪存
（FLASH）等。 3、传感器模块
第2章 物联网体系结构
2.1 物联网体系结构
统一标准体系结构建立的重要性 有效集成新的设备、软件和服务到现有的物
联网中。 建立不同网络融合的桥梁。 使未来物联网的设计和应用更加高效。
可与其他组织和应用领域的关系者共享系统 数据。
可使用共享数据提供更多的目标应用。
1、面向服务的体系架构（service-oriented architecture ，SOA）
传感器就是把非电量转换成电量的装置。 如可以将物理量、化学量、生物量等转换成 电量。
传感器的基本构造
传感器是由敏感元件、转换元件和测量 电路（信号转换电路）组成，如图1-1所示。
敏感元件(sensing element)： 直接感受被 测量的变化，并输出与被测量成确定关系 的某一物理量的元件，它是传感器的核心。
转换元件(transduction element)： 将敏感 元件输出的物理量转换成适于传输或测量 电信号的元件。
物联网工程概论第2章 物联网体系架构
第2章 物联网体系架构
第2章 物联网体系架构
2.1 2.2 2.3 2.4
概述 感知层 网络层 应用层
第2章 物联网体系架构
学习目标
了解物联网体系的三层架构 了解物联网的应用场景 了解物联网涉及到的关键技术
2.1 概述
2.1.1 物联网应用场景
2.1.1 物联网应用场景
1．智能物流 2．智能交通 3．绿色建筑 4．智能电网
2.2 感知层
2.2.2 感知层关键技术
1．传感器技术 2．RFID技术 3．二维码技术
2.3 网络层
2.3.1 网络层功能需求
在物联网中，要求网络层能够把感知层感知到 的数据无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送， 它解决的是感知层所获得的数据在一定范围内，尤 其是远距离地传输问题。同时，物联网网络层将承 担比现有网络更大的数据量和面临更高的服务质量 要求，所以现有网络尚不能满足物联网的需求，这 就意味着物联网需要对现有网络进行融合和扩展， 利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。
5．环境监测
2.1.2
物联网体系架构
2.2 感知层
2.2.1 感知层功能需求
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，包括各类物理量、标识、音频、 视频数据。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。
2.3 网络层
2.3.2 网络层关键技术
1．Internet 2．移动通信网
3．ZigBee
4．无线传感器网络
5．蓝牙
2.4 应用层
2.4.1 应用层功能需求
应用是物联网发展的驱动力和目的。应用层的 主要功能是把感知和传输来的信息进行分析和处理 ，做出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应 用和服务。这一层解决的是信息处理和人机界面的 问题。
第2章 物联网体系架构
2.1 2.2 2.3 2.4
概述 感知层 网络层 应用层
第2章 物联网体系架构
学习目标
了解物联网体系的三层架构 了解物联网的应用场景 了解物联网涉及到的关键技术
2.1 概述
2.1.1 物联网应用场景
2.1.1 物联网应用场景
1．智能物流 2．智能交通 3．绿色建筑 4．智能电网
2.2 感知层
2.2.2 感知层关键技术
1．传感器技术 2．RFID技术 3．二维码技术
2.3 网络层
2.3.1 网络层功能需求
在物联网中，要求网络层能够把感知层感知到 的数据无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送， 它解决的是感知层所获得的数据在一定范围内，尤 其是远距离地传输问题。同时，物联网网络层将承 担比现有网络更大的数据量和面临更高的服务质量 要求，所以现有网络尚不能满足物联网的需求，这 就意味着物联网需要对现有网络进行融合和扩展， 利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。
5．环境监测
2.1.2
物联网体系架构
2.2 感知层
2.2.1 感知层功能需求
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，包括各类物理量、标识、音频、 视频数据。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。
2.3 网络层
2.3.2 网络层关键技术
1．Internet 2．移动通信网
3．ZigBee
4．无线传感器网络
5．蓝牙
2.4 应用层
2.4.1 应用层功能需求
应用是物联网发展的驱动力和目的。应用层的 主要功能是把感知和传输来的信息进行分析和处理 ，做出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应 用和服务。这一层解决的是信息处理和人机界面的 问题。
第2章-物联网体系架构
第2章 物联网体系架构
在图2.1所示的自主体系结构中，其自主特征主要是由 STP/SP协议栈和智能层取代了传统的TCP/IP协议栈，如图2.2 所示，其中STP表示智能传输协议(Smart Transport Protocol)， SP表示智能协议(Smart Protocol)。物联网节点的智能层主要 用于协商交互节点之间STP/SP的选择，优化无线链路之上的 通信和数据传输，以满足异构物联网设备之间的联网需求。
第2章 物联网体系架构
物联网有别于互联网，互联网的主要目的是构建一个全 球性的计算机通信网络；物联网则主要是从应用出发，利用 互联网、无线通信技术进行业务数据的传送，是互联网、移 动通信网应用的延伸，是自动化控制、遥控遥测及信息应用 技术的综合展现。当物联网概念与近程通信、信息采集、网 络技术、用户终端设备结合之后，其价值才能逐步得到展现。 因此，设计物联网体系结构应该遵循以下几条原则：
第2章 物联网体系架构
(1) 多样性原则。物联网体系结构必须根据物联网的服 务类型、节点的不同，分别设计多种类型的体系结构，不能 也没有必要建立起唯一的标准体系结构。
(2) 时空性原则。物联网尚在发展之中，其体系结构应 能满足在时间、空间和能源方面的需求。
(3) 互联性原则。物联网体系结构需要平滑地与互联网 实现互联互通，试图另行设计一套互联通信协议及其描述语 言，是不现实的。
第2章 物联网体系架构
2.1 物联网体系架构概述
2.1.1 物联网的自主体系结构
为了适应异构物联网无线通信环境需要，Guy Pujolle 在《An Autonomic-oriented Architecture for the Internet of Things》(IEEE John Vincent Atanasoff 2006 International Symposium on Modern Computing)中提出了 一种采用自主通信技术的物联网自主体系结构，如图2.1 所示。
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物 联 网 概 论
2.4.5 物联网应用面临的挑战
标准是对社会生活和经济技术活动的统一规定， 标准的制定是以最新的科学技术和实践成果为基础，它 为技术的进一步发展创建了一个稳固的平台。目前还没 有全球统一的物联网标准体系，物联网处于全球多个标 准体系共存的阶段。物联网在我国的发展还出于初级阶 段，我国面临着物联网标准体系的建设问题。
物 联 网 概 论
2.4 应用层
2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 应用层功能 物联网中间件 物联网应用场景 物联网应用所需的环境 物联网应用面临的挑战 物联网应用前景展望
物 联 网 概 论
2.4.1 应用层功能
物联网应用层解决的是信息处理和人机交 互的问题，网络层传输而来的数据在这一层进入各 行各业、各种类型的信息处理系统，并通过各种设 备与人进行交互。应用层主要由二个子层构成，其 一是物联网中间件，其二是物联网应用场景。
物 联 网 概 论
2.2 感知层
2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 感知层功能 物品标识与数据采集 自组织网络 信息短距离传输
物 联 网 概 论
2.2.1 感知层功能
1. 信息获取。首先，信息获取与物品的标识符相关。其 次，信息获取与数据采集技术相关，数据采集技术主要 有自动识别技术和传感技术。 2. 信息短距离传输。信息短距离传输是指收集终端装置 采集的信息，并负责将信息在终端装置和网关之间双向 传送。
互联网是由计算机网络相互连接而成。从计算机 网络组成的角度来看，典型的计算机网络从逻辑上可以 分为两部分：资源子网和通信子网。资源子网由主计算 机系统、终端、连网外部设备、各种信息资源等组成。 资源子网负责全网的数据处理业务，负责向网络用户提 供各种网络资源和网络服务。通信子网由一些专用的通 信控制处理机和连接它们的通信线路组成，完成网络数 据传输、转发等通信处理的任务。
物 联 网 概 论
2.4.6 物联网应用前景展望
物联网作为互联网的下一站，在广度和深度上都有 可能超过互联网对人类社会的影响，因此世界各国都把 物联网提升为国家战略，物联网已经成为国家综合竞争 力的体现。物联网可以提高生产力，并对生产方式产生 深刻影响，随着社会生产方式和生活方式的提升，人们 的思想观念和思维方式也将发生深刻变化。
物 联 网 概 论 2.1 物联网的基本组成
物 联 网 概 论
2.1 物联网的基本组成
感知层利用最多的是RFID、传感器、摄像头和GPS 等技术，感知层的目标是利用上述诸多技术形成对客观 世界的全面感知。网络层是一个庞大的网络体系，用于 整合和运行整个物联网。应用层形成了物联网的“社会 分工”，这类似于人类社会的分工，每行每业都需要进 行各自的物联网建设，以不同的应用目的完成各自“分 工”的物联网。
物 联 网 概 论
2.3 网络层
2.3.1 网络层功能
2.3.2 接入网 2.3.3 互联网
物 联 网 概 论
2.3.1 网络层功能
物联网的网络层是在现有的网络和互联网基础上建 立起来的。网络层与目前主流的移动通信网、国际互联 网、企业内部网、各类专网等网络一样，主要承担着数 据传输的功能。
物 联 网 概 论
物 联 网 概 论
2.3.3 互联网
互联网数据通信能力强，网上的计算机是相对独 立的，它们各自相互联系又相互独立。互联网的功能主 要有三个：数据通信、资源共享和分布处理。数据通信 是计算机最基本的功能，能够实现快速传送计算机与终 端、计算机与计算机之间的各种信息。计算机互联网络 的目的就是实现网络资源共享。
2.3.2 接入网
1. 无线接入技术 无线接入技术通过无线介质将终端与 网络节点连接起来，具有建设速度快、设备安装灵活、 成本低、使用方便等特点。考虑到终端连接的方便性、 信息基础设施的可用性（不是所有地方都有固定接入能 力）、监控目标的移动性，在物联网中无线接入技术已 经成为最重要的接入手段。
物 联 网 概 论
2.3.1 网络层功能
物联网的网络层包括接入网和核心网。接入网是指 骨干网络到用户终端之间的所有设备，其长度一般为几 百米到几公里，因而被形象地称为“最后一公里”。核 心网通常是指除接入网和用户驻地网之外的网络部分。 核心网是基于IP的统一、高性能、可扩展的分组网络.3 物联网应用场景
2005年，国际电信联盟在《ITU互联网报告2005： 物联网》中全面而透彻地分析了物联网。物联网的应用 领域十分广泛。物联网现在已经应用于交通、物流和军 事等领域，将来将逐渐普及到所有领域。展望未来，物 联网将在21世纪掀起一场技术革命，随着技术的不断进 步，物联网将会成为我们日常生活的一部分。
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2.4.5 物联网应用面临的挑战
核心技术是物联网可持续发展的根本动力，作为 我国战略性新兴产业，不掌握物联网核心技术，就不能 形成核心竞争力。物联网感知层、网络层和应用层这3 个层次涉及的核心技术非常多，掌握具有自主知识产权 的核心技术是物联网发展的重中之重。
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2. 数据采集 自动识别技术是一种高度自动化的信 息与数据采集技术。自动识别技术就是应用一定的识别 装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自 动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算 机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。自动识别 技术包括条码技术、磁卡技术、射频识别技术、声音识 别及视觉识别等。
2.4.2 物联网中间件
物联网中间件是一个基础的“管理”平台，可以 提供数据管理、通信管理和设备管理等。同时，物联网 中间件也是一个具备各种“能力”的平台，例如具有定 位能力、短信能力等。物联网中间件应该是物联网的基 础设施之一，在理想模式下，物联网中间件应该成为一 个公共的服务资源系统。
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2.4.5 物联网应用面临的挑战
随着物联网建设的加快，物联网的安全问题必然 成为制约物联网全面发展的重要因素。 不久的未来，物联网将全面“植入”你的生活， 你的衣服、手机、包、眼镜……，一些随身携带的东西 都嵌入了电子芯片，它们非常细小，甚至肉眼看不见， 但是它们又是电子传感器，时时刻刻暴露了你的一举一 动，这就是物联网技术的隐私危机。
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2.2.3 自组织网络
移动自组织网络
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2.2.3 自组织网络
2. 无线传感器网络 无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）就是一种自组织网络。无线传 感器网络由随机部署在监测区域内的大量传感器节点组 成，通过无线通信方式形成一个多跳自组织网络。无线 传感器网络是物联网的重要组成部分，将带来信息感知 的一场变革。
2.3.2 接入网
传统的接入网主要以铜缆的形式为用户提供一般 的语音业务和数据业务。随着网络的不断发展，出现了 一系列新的接入网技术，包括无线接入技术、光纤接入 技术、同轴接入技术、电力网接入技术等。物联网要满 足未来不同的信息化应用，在接入层面需要考虑多种异 构网络的融合与协同。
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2.4.3 物联网应用场景
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2.4.4 物联网应用所需的环境
物联网将创造一个由数以亿计、使用无线标识的 “物”组成的动态网络，并赋予“物”完全的通信和计 算能力，这需要一个普适计算和云计算的环境。当前普 适计算、云计算等热点技术可以提高社会的信息化水平， 提升处理复杂问题的能力，并提供智能化的技术环境。 物联网通过与热点技术的结合，可以实现真实世界与虚 拟世界的融合。
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物联网概论
The Introduction of the Internet of Things
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第2章 物联网体系架构
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2.1 物联网的基本组成
物联网是一个层次化的网络。物联网大致有3层， 从下到上依次可以划分为感知层、网络层和应用层。在 各层之间，信息不是单向传递的，也有交互或控制。在 所传递的信息中，主要是物的信息，包括物的识别码、 物的静态信息、物的动态信息等。物联网3个层次涉及 的关键技术非常多，是典型的跨学科技术。
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2.3.3 互联网
互联网是由多个计算机网络按照一定的协议组 成的国际计算机网络。首先，互联网是全球性的； 其次，互联网上的每一台主机都需要有“地址”；最 后，这些主机必须按照共同的规则（协议）连接在 一起。
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2.3.3 互联网
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2.3.3 互联网
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2.4.6 物联网应用前景展望
美国权威咨询机构Forrester预测，2020年物联网将 大规模普及，世界上“物物互联”的业务与“人与人通 信”的业务相比，将达到30比1。 欧洲智能系统集成技术平台（EPOSS）预测，2020 年之后物体将进入全智能化。
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2.2.3 自组织网络
1. 移动自组织网络 移动自组织网络是一种自治、 多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能 利用或者不便利用现有网络基础设施（如基站、无线接 入点）的情况下，提供终端之间的相互通信。移动自组 织网络是一种临时性的多跳自治系统，网络中的各个节 点不需要直接连接，而是能够通过中继的方式，在两个 距离很远而无法直接通信的节点之间传送信息。
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2.2.3 自组织网络
无线传感器网络
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2.2.4 信息短距离传输
感知层通过自动识别技术和传感器技术等获取的信 息，需要进行短距离传输，以使信息采集点的装置协同 工作，或使已采集的信息传递到网关设备。信息短距离 传输有多种方式，包括ZigBee技术、蓝牙（Bluetooth） 技术、RFID（Radio Frequency IDentification）技术、IrDA （Infrared Data Association）技术、NFC（Near Field Communication）技术、UWB（Ultra Wideband）技术等。