物联网总体架构的认识和探讨
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泛在电力物联网基本构架应用的探讨随着物联网技术的不断发展,泛在电力物联网作为物联网技术在电力行业的应用,正在发挥着越来越重要的作用。
泛在电力物联网是指通过将传感器、通信、计算和控制技术应用于电力系统中,实现对电力设备、电力线路等设备的实时监测、智能控制和数据分析,从而实现对电力系统的远程监控、故障预警、智能调度等功能。
本文将从泛在电力物联网的基本构架和应用进行探讨,希望对读者理解泛在电力物联网的意义和价值有所帮助。
一、泛在电力物联网的基本构架1. 传感器网络传感器是泛在电力物联网的基础,用于感知电力系统中的各种参数和状态。
传感器网络由大量的传感器节点组成,这些节点分布在电力系统的不同位置,可以实时感知电力系统的电压、电流、温度、湿度、电力设备的运行状态等信息。
传感器网络将感知到的信息通过无线通信技术传输给数据采集节点,为下一步的数据传输和处理提供基础数据。
2. 数据采集与传输数据采集节点负责接收传感器网络的数据,并将数据通过互联网等通信手段传输到数据中心。
数据采集节点通常包括数据收集器、通信模块等部件,能够实现对传感器数据的高效采集和传输。
3. 数据中心数据中心是泛在电力物联网的核心,所有采集到的数据都经过数据中心进行存储、处理和分析。
数据中心采用大数据技术,可以对海量的数据进行快速、高效的处理,实现对电力系统的实时监测和数据分析。
数据中心还可以根据实际需求,实现数据的可视化展示、故障诊断、智能调度等功能。
4. 智能控制与应用在数据中心的基础上,通过智能控制技术,可以实现对电力系统的远程控制和智能调度。
通过对数据的分析,可以实现对电力设备的健康状态监测、故障预警、负荷预测等功能,为电力系统的安全稳定运行提供有力的保障。
二、泛在电力物联网的应用1. 电力设备监测泛在电力物联网可以实现对电力系统中各种设备的实时监测,包括变压器、断路器、继电器、开关设备等。
通过对设备运行状态的监测和分析,可以实现对设备的健康状态评估和故障预警,为设备的维护和保养提供科学依据。
物联网的技术架构详解物联网(Internet of Things,IoT)是指将各种物理设备、物品、传感器、执行器等通过互联网连接起来,实现信息的交互和共享,从而实现智能化管理和服务的一种技术。
物联网的技术架构包括感知层、网络层、平台层和应用层,下面将对每个层次进行详细解释。
一、感知层感知层是物联网的第一层,它的主要功能是收集各种数据和信息。
感知层可以通过各种传感器和执行器来收集物品的数据和信息,例如温度、湿度、位置、重量等等。
这些数据和信息可以通过感知网、短距离无线通信技术等手段传输到网络层。
感知层还需要考虑如何实现低功耗、低成本、高可靠性等需求,以便实现物联网的长期监测和控制。
在感知层中,传感器是核心设备之一。
传感器是一种能够感受外界信号并将其转化为电信号的装置,它可以将温度、湿度、压力、重量、光等物理量转化为电信号,从而实现物理世界和数字世界的连接。
传感器技术的发展是物联网发展的重要基础之一,它能够提高物联网系统的精度和可靠性。
另外,感知层还需要考虑执行器的设计。
执行器是一种能够将数字信号转化为物理量的装置,例如电机、控制阀等。
执行器需要满足快速响应、高精度、高稳定性等要求,以便实现物联网系统的控制和调节。
二、网络层网络层是物联网的第二层,它的主要功能是将感知层收集到的数据和信息进行传输和通信。
网络层需要支持各种通信协议和网络协议,例如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等等,同时还需要考虑如何实现数据的安全传输和可靠性保障。
在网络层中,无线通信技术是关键技术之一。
无线通信技术可以通过无线电波、微波等方式实现数据的传输和通信。
在物联网系统中,无线通信技术需要满足低功耗、低成本、高可靠性等要求,以便实现物联网系统的长期监测和控制。
另外,网络层还需要考虑数据的安全性和可靠性。
物联网系统需要面对各种安全威胁,例如黑客攻击、数据泄露等。
因此,网络层需要采用各种安全机制和技术手段,保障物联网系统的安全性。
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。
浅谈物联网架构体系目前物联网系统所提出的挑战已催生出了一套全新的网络构造体系。
在过去的很多时间中,人们已设计了大量标准化的框架来大规模解决物联网所面临的诸多挑战与问题。
目前,这些框架都有着同一个基本的需求,那就是要支持数据、流程以及终端设备来进行执行的功能需求。
在这之中最为出名的当是由oneM2M和物联网世界论坛(IOTWF)所定义的框架,下面我将对两个框架进行深入的介绍。
oneM2M物联网标准框架。
在机器与机器的标准化通讯过程中,欧洲电信研究所(European Telecommunications Standards Institute,ETSI)在2008年创建了关于M2M的技术应用委员协会。
协会创建的目的是为了创建一个标准的通过框架来加速人们的M2M应用和M2M设备。
之后由于世界范围对该框架的认可,从而范围扩展到了物联网的领域。
在M2M技术委员会创立框架后,其他组织也开始着手在物联网框架领域的布局,在这种背景下指定一种通用的M2M标准也显得比不可少了。
在意识到市场的需求后,在2012时,ETSI联合其成员机构发起了统一M2M框架的全球倡议,这个倡议使得全球范的M2M 得到标准的统一,加速了物联网框架的发展,提升了物联通讯系统和物联网的通讯效率。
倡议目的是要创建一个通用的服务层,这一层可直接嵌套到设备设施中,使得设备之间实现服务通讯。
其中包括电网互联、汽车硬件互通、工业设备健康监控、智能测量等设备互通服务。
OneM2M架构将物联网的功能大致分为了三个架构:应用层、服务层和网络层。
虽然架构从字面意义上看起来很简单,但其表现的方式非常多样,它不仅可以让各个设备通过IT 联网接口调用的方式进行设备之间的互相操作,同事还可以支持大量的物联网的新旧技术。
下面我们来简单看看这三层。
应用层:这一层主要关注的是设备之间的通讯。
它包含了各种的通讯协议,而且尝试着对将业务进行API(接口)化,进而使得通讯向标准化转变。
物联网技术架构物联网技术架构文档1-引言本文档旨在介绍物联网技术的基本架构,包括物联网的定义、组成部分、通信协议、数据存储与处理等方面的内容。
2-物联网的定义物联网(Internet of Things,简称IoT)是一种将普通物体通过互联网连接起来,实现互联互通、实时感知、远程控制的网络系统。
其核心理念是将现实世界中的物体、人和环境通过信息网络进行交互。
3-物联网的组成部分3-1 感知层感知层是物联网系统的基础,包括各类传感器、执行器和物理设备,用于收集环境数据和控制实体物体。
3-2 网络传输层网络传输层负责将感知层采集的数据通过网络传输到云平台或其他终端设备。
常用的通信方式包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
3-3 数据管理层数据管理层用于对大量的感知数据进行存储和管理,并提供数据查询、分析和可视化等功能。
常见的数据存储技术包括关系型数据库、NoSQL数据库和分布式文件系统等。
3-4 应用层应用层是物联网系统的最上层,负责实现各种具体的应用场景和功能。
例如智能家居、智慧城市、工业自动化等。
4-通信协议4-1 MQTT协议MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)是一个轻量级的、基于发布/订阅模式的通信协议,适用于物联网设备之间的实时数据通信。
4-2 CoAP协议CoAP(Constrned Application Protocol)是一种专为受限环境和资源受限设备设计的通信协议,适用于物联网设备之间的低功耗通信。
4-3 HTTP协议HTTP(Hypertext Transfer Protocol)是一种常用的应用层协议,适用于物联网设备与云平台之间的数据传输和远程控制。
5-数据存储与处理5-1 关系型数据库关系型数据库常用于存储结构化数据,具有事务处理和ACID特性,例如MySQL、Oracle等。
5-2 NoSQL数据库NoSQL数据库常用于存储非结构化或半结构化数据,具有高可扩展性和灵活性,例如MongoDB、Redis等。
物联网体系架构及应用物联网(IoT)作为信息技术领域的新兴技术,正逐渐改变着人们的生活和工作方式。
随着各种设备和物体的互联互通,物联网正逐渐发展成为一个庞大的网络体系架构,并在各个领域得到广泛应用。
物联网的体系架构通常可以分为四个层次:感知层、网络层、应用层和支持层。
感知层是物联网的基础,包括各种传感器、执行器、数据采集设备等。
这些设备能够感知和采集各种信息,比如温度、湿度、光照、声音等各种环境信息,还包括人体生理信息,机器设备运行状态信息等。
感知层的设备是信息的源头,它们将采集到的信息传递给下一层网络层。
网络层是物联网的核心,负责将感知层采集到的信息进行传输和处理。
网络层的主要任务是将各种感知设备连接起来,形成一个庞大的网络,并且能够为这些设备提供高效、安全、稳定的通信。
在物联网中,通常会采用各种通信技术,比如无线通信、有线通信等,还包括各种网络协议,比如HTTP、CoAP、MQTT等。
这些技术和协议可以为物联网提供高效的通信和数据传输,确保设备之间能够快速、稳定地进行数据交换。
应用层是物联网的最终目标,它是用户和设备交互的界面。
应用层负责对从网络层传来的数据进行整合、处理和分析,在此基础上实现各种智能化的应用,比如智能家居、智能健康、智慧城市等。
应用层能够帮助用户实现远程控制、数据监测、智能决策等功能,使得用户能够更方便地管理和利用各种设备和物体。
支持层是物联网的基础设施,包括各种云计算、大数据、安全技术等。
支持层能够为物联网提供各种基础的资源和服务,比如分布式存储、实时计算、数据挖掘、用户认证等。
这些技术能够为物联网提供强大的计算和数据处理能力,并且能够保障物联网的安全性和稳定性。
物联网在各个领域都有着广泛的应用。
在智能家居领域,通过连接各种家电设备和传感器,可以实现远程控制、智能化管理和智能化决策,提高家居生活的舒适性和便捷性。
在智慧城市领域,可以通过连接各种城市基础设施和服务设备,实现城市的智能化管理和优化,提高城市的治理效率和居民的生活品质。
【关键字】架构物联网的整体架构与产业链分析一、物联网的系统架构分析目前,业界流行的、典型的物联网架构是ITU(国际电信联盟)提出,包括感知层、传输层和应用层三层架构,如下图所示:图1:ITU提出的物联网架构上图说明了物联网的整体架构,为了更好探索有利于软件行业及我省物联网产业发展的路子,我们将上图所示内容进行了细化,突出了对物联网信息的管理、计算、存储、分析和挖掘。
由于物联网底层的感知层是由各类异构网络组成,还需要中间件完成协同,物联网所要完成的智能处理功能,也需要平台的支撑,由此物联网具体结构如下图所示:(一)感知层感知层是物联网的根底层,主要用于物品标识和信息的智能采集,该层的核心技术包括电子射频技术、新兴传感器技术、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。
图2:物联网结构图(二)传输层传输层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。
传输网由公网和专网组成,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。
(三)应用层应用层由应用支撑子层和面向具体的应用组成,应用支撑子层由业务支撑平台(中间件平台)、网络管理平台(例如M 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,特别需要注意的是云计算等先进技术和服务模式将在物联网中被广泛采用。
在应用支撑子层上我们进行各种应用。
尽管物联网在智能工业、智能交通、环境保护、公共管理、智能家庭等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、传输和处理三个层次。
二、物联网的产业链分析物联网的产业链非常完整,从元器件到设备、从软件产品到信息服务,物联网每个功能层都包含了硬件设备、软件产品、系统方案及行业应用系统的运营维护服务。
第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展,物联网(Internet of Things,IoT)已经成为当今世界最为热门的领域之一。
物联网是指通过互联网、传感器、智能设备等技术,将各种物品连接起来,实现物品与物品、物品与人之间的信息交换和通讯。
为了让学生更好地了解物联网技术,提高学生的实践能力,我们开展了“认识物联网”实验。
二、实验目的1. 理解物联网的基本概念、技术架构和发展趋势;2. 掌握物联网的关键技术,如传感器技术、嵌入式系统、无线通信等;3. 熟悉物联网开发工具和平台,如阿里云飞燕平台、MQTT协议等;4. 培养学生的实践能力和创新意识。
三、实验内容1. 物联网基本概念和架构(1)物联网定义:物联网是通过互联网、传感器、智能设备等技术,实现物品与物品、物品与人之间的信息交换和通讯。
(2)物联网架构:物联网架构分为感知层、网络层和应用层。
2. 物联网关键技术(1)传感器技术:传感器是物联网的核心,用于感知和采集物理世界的信息。
(2)嵌入式系统:嵌入式系统是物联网的核心设备,负责处理传感器采集的数据,并与其他设备进行通信。
(3)无线通信技术:无线通信技术是实现物联网设备之间通信的关键技术,如ZigBee、WiFi、蓝牙等。
3. 物联网开发工具和平台(1)阿里云飞燕平台:阿里云飞燕平台是阿里云为物联网开发者提供的一站式服务平台,包括设备接入、数据存储、应用开发等功能。
(2)MQTT协议:MQTT是一种轻量级的消息传输协议,适用于物联网设备之间的通信。
4. 物联网应用案例(1)智能家居:智能家居是通过物联网技术实现家庭设备的互联互通,提高家庭生活的便捷性和舒适性。
(2)智慧城市:智慧城市是利用物联网技术对城市基础设施、公共资源、环境等进行智能化管理,提高城市运行效率。
四、实验步骤1. 学习物联网基本概念、技术架构和发展趋势;2. 熟悉物联网关键技术,如传感器技术、嵌入式系统、无线通信等;3. 学习阿里云飞燕平台和MQTT协议的使用方法;4. 实践:搭建一个简单的物联网项目,如智能家居、智慧城市等;5. 完成实验报告。
物联网技术架构概述在当今数字化的时代,物联网(Internet of Things,简称 IoT)正以前所未有的速度改变着我们的生活和工作方式。
从智能家居到工业自动化,从智能交通到医疗保健,物联网的应用无处不在。
要理解物联网的强大功能和广泛应用,首先需要了解其技术架构。
物联网的技术架构可以大致分为感知层、网络层、平台层和应用层四个主要层次。
感知层是物联网的基础,负责数据的采集。
这就好比是人类的感官系统,通过各种传感器和智能设备来感知周围的环境和状态。
例如,温度传感器可以测量室内温度,湿度传感器可以检测空气湿度,摄像头可以捕捉图像,麦克风可以收集声音等等。
此外,还有一些智能设备,如智能手表、智能手环等,能够监测人体的健康数据,如心率、血压、运动步数等。
这些感知设备将收集到的数据转换为电信号或数字信号,为物联网系统提供了最原始的信息。
网络层则是数据传输的通道,类似于人体的神经系统。
它负责将感知层采集到的数据安全、快速、准确地传输到目的地。
目前,物联网中常用的网络技术包括蓝牙、WiFi、Zigbee、NBIoT、LoRa 等。
蓝牙和 WiFi 适用于短距离、高速率的数据传输,比如在家庭中的智能设备之间的通信。
Zigbee 则适用于低功耗、短距离的场景,如智能家居中的传感器网络。
而 NBIoT 和 LoRa 则是专为物联网设计的低功耗广域网技术,能够实现远距离、低功耗的数据传输,适用于大规模的物联网应用,如智能城市中的路灯控制、智能水表等。
平台层是物联网的核心,它就像是大脑一样,负责对数据进行处理、分析和存储。
这一层通常包括云计算平台、大数据平台、人工智能平台等。
云计算平台为物联网提供了强大的计算和存储能力,使得海量的物联网数据能够得到有效的处理和存储。
大数据平台则可以对这些数据进行挖掘和分析,提取出有价值的信息和知识。
人工智能平台则可以利用机器学习、深度学习等技术,对数据进行智能分析和预测,为决策提供支持。
物联网总体架构的认识和探讨 2009年IBM智慧地球、欧盟行动计划和温总理“感知中国”的提出将国内对于物联网(Internetofthings)的关注推向了前所未有的高度……
1引言 2009年IBM智慧地球、欧盟行动计划和温总理“感知中国”的提出将国内对于物联网(Internetofthings)的关注推向了前所未有的高度,其他与之相关的名词,如泛在网(ubiquitousnetwork)、传感网(sensor network)、M2M(machine to machine,即机器到机器的通信)等也越来越频繁地出现,和物联网一起成为热门概念。究竟什么是物联网,物联网带来了怎样的机遇与挑战,本文从电信运营商角度,分析、探讨对物联网整个体系架构的理解,对物联发展趋势的看法以及在这样的技术和产业背景下,作为电信运营商的发展机会和应对策略。
2物联网概念辨析 物联网的概念是在1999年提出的,当时它的定义很简单:把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。这里包含两个重要的观点:一是物联网要以互联网为基础发展起来;二是RFID是实现物品与物品连接的主要手段。然而,从现在来看,射频识别技术只是实现物品与物品连接的手段之一,这种连接具有以单向为主、不具备组网能力等局限性,因此,现在对物品与物品连接的普遍理解需要更多地借助无线传感网技术来实现。
泛在网也被称作无所不在的网络,最早见于施乐首席科学家MarkWeiser在1991年“21世纪的计算”文章中提出的UbiquitousComputing,因此泛在网概念的提出比物联网更早一些,而且国际上研究Ubiquitous的人也更加多一些,已经有一定的积累。2004年,日本提出了U-Japan、韩国提出了U-Korea的国家信息化发展计划。对谁最先提出的泛在网概念目前还有争议,日本学者认为泛在网是他们最先提出的概念。泛在网将4A作为其主要特征,即可以实现在任何时间(Anytime)、任何地点(Anywhere)、任何人(Anyone)、任何物(Anything)都能方便地通信,因此其在内涵上更多的是以人为核心,关注可以随时随地地获取各种信息,几乎包含了目前所有的网络概念和研究范畴。
传感网是指“随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点,通过自组织的方式构成的无线网络”。现在谈到的传感网,一般指的是无线传感器网络,严格来说应当称为wirelesssensornetwork(WSN)。传感网实际上由传感器+短距离传输模块共同构成。传感器种类非常多,常见的有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、振动传感器、位移传感器、角度传感器等,据说传感器的种类有3万余种。目前我国从信息化发展新阶段的角度提出传感网,其研究和探讨的重点其实并不是传感器本身,而是聚焦在通过各种低功耗、短距离无线传输技术构成自组织网络来传输数据。 从电信运营商角度,关注得最早也关注得最多的其实就是M2M,例如,中国移动,在2004年就开始开发M2M业务,国外的电信运营商,如Oragne、Sprint、DoCoMo都推出了M2M业务,尤其挪威电信,M2M业务量占到其业务总量的40%。“M2M是物联网的雏形,是物联网在现阶段的主要形式”是目前电信运营商普遍认可的观点。
这几种概念之间的关联关系,可以用图1来大概表示。
无论是物联网还是泛在网、M2M,其实都不是一种全新的网络技术,更不是对现有技术的颠覆,它是在综合利用现有的各种技术基础上的创新,涵盖了软件、通信、智能计算、自动控制等各领域,是跨学科的综合应用。
3对物联网总体架构的认识和探讨 在业界,物联网大致被公认为有3个层次,从下到上依次是感知层、传送层和应用层。如果拿人来比喻的话,感知层就像皮肤和五官,用来识别物体,采集信息,传送层则是神经系统,将信息传递到大脑进行处理,人能从事各种复杂的事情,这就是各种不同的应用,如图2所示。 感知层:感知层包括传感器等数据采集设备以及数据接入到网关之前的传感器网络。例如RFID标签和用来识别RFID信息的扫描仪、视频采集的摄像头、各种传感器以及由短距离传输技术组成的无线传感网。感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层涉及的主要技术,其中又包括芯片研发、通信协议研究、RFID材料、智能节点供电等细分领域。
传送层:传送层是在现有通信网和互联网的基础上建立起来的,综合使用2G/3G、有线宽带、PSTN、Wi-Fi通信技术,实现有线与无线的结合、宽带与窄带的结合、感知网与通信网的结合。传送层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。感知数据管理与处理技术包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台,将是物联网传送层的重要组成部分,也是应用层众多应用的基础。
应用层:物联网应用层利用经过分析处理的感知数据,为用户提供丰富的特定服务。物联网的应用可分为监控型(物流监控、污染监控)、查询型(智能检索、远程抄表)、控制型(智能交通、智能家居、路灯控制)、扫描型(手机钱包、高速公路不停车收费)等。应用层是物联网发展的目的,软件开发、智能控制技术将会为用户提供丰富多彩的物联网应用。各种行业和家庭应用的开发将会推动物联网的普及,也将给整个物联网产业链带来利润。 图3所示是物联网的整体架构,包括感知层、传送层和应用层,还可以进一步细分成感知设备、接入单元、接入网络、中间件和应用。
感知设备包括了各种传感器、数据采集设备以及无线传感网。 接入单元包括将传感器数据直接传送到通信网络的DTU,以及连接无线传感网和通信网络的物联网网关设备,其中物联网网关根据使用环境的不同,有行业物联网网关和家庭物联网网关两种,将来还会有用于公共节点的共享式网关。严格来说,物联网网关应该是一种跨感知层和传送层的设备。
接入网络指电信运营商现有的通信网络,包括2G/3G、有线宽带、PSTN、Wi-Fi等。
中间件是为物联网应用提供基础的公共服务能力的平台系统。 应用层为各种丰富的物联网应用,包括行业应用、政府应用、家庭应用等。
4从电信运营商角度看物联网发展的阶段 对“物联网”进行研究和探讨,首先要界定一下什么是“物”,从广义理解,除了人之外的都是物,大到一幢建筑,小到一粒沙子,还有动物、植物等,都可以是物联网的连接对象,通过物联网达到网络无处不在,信息及时获取,指令
随时下达,控制完全自动的理想状态。应该说这是一个比较遥远的发展目标,一时之间很难实现。本文从电信运营商角度来看待物联网的发展,认为在向这个目标前进的过程中将会有三个发展阶段:机器互联阶段、局域感知阶段和广域感知阶段。
(1)第一阶段:机器互联阶段 对电信运营商来说,第一阶段就是发展M2M业务的阶段。在这个阶段通过结合使用通信技术、自动控制技术和软件智能处理技术,实现对机器设备信息的自动获取和自动控制。这个阶段通信的对象主要是机器设备,尚未扩展到任何物品,在通信过程中,也以使用离散的终端节点为主。在这一阶段,传感网技术也在发展,但多用于局域范围内实现数据传送,电信运营商并不过多关注,往往将其看作是用户自己的设备。目前,国内外不少运营商,尤其是移动运营商在M2M领域进行了大量研究,推出了各种M2M业务,如汽车信息服务、车队管理、远程医疗、远程计量等。
(2)第二阶段:局域感知阶段 随着物联网概念的不断升温以及技术本身发展趋势的推动,“物”的范围也在不断扩大,传感网逐渐被引入,传感网虽然仍主要用作局域组网,但是电信运营商不再将传感网仅仅看作用户自己的设备,而是认为传感网是通信网络终端节点向下延伸的毛细网络。在这个阶段运营商将越来越关注如何将通信网络与传感网结合。 目前,短距离无线传输技术非常多,缺乏统一的标准,用的比较广泛的有RFID、ZigBee、蓝牙、Z-Wave等。对于同一种传输技术,如ZigBee,实际应用中也没有统一标准,有相当多的厂商基于私有协议自己开发传输模块或传输芯片,所以不同厂商的ZigBee芯片间无法互通。因此无线传感网往往是异构的,实现异构协同是该阶段主要的研究内容,物联网网关的概念应运而生,通过物联网网关屏蔽无线传感网的差异性,使异构的无线传感网之间、无线传感网与通信网之间能实现协同工作。
由于传感网仍然用于局域范围内组成毛细网络,因此对于传感网本身的内部节点管理并没有太多的改变,各种无线传感网技术仍然采用各自的协议,实现局域管理和局域寻址。
目前,物联网正处于第一阶段向第二阶段演进的过程中。
(3)第三阶段:广域感知阶段 在广域感知阶段,传感网不再仅仅用于局域组网,而是开始用于广域组网,遍布各处的无线传感网节点构成了一张全新的广域网络。电信运营商也许会运营这个网络,也许这样的网络不完全由电信运营商运营,但无论如何,在这个阶段,会产生一些基于无线传感网技术的公共节点,这些公共节点作为物联网基础设施的基本组成部分,必然要实现广域管理,如遵循统一的通信协议、实现广域寻址等。虽然这是一个相对比较遥远的阶段,但物联网的发展必然会向这个阶段演进。
5电信运营商在物联网发展中的策略 如前文所述,物联网基本架构分为感知层、传送层和应用层,涉及的技术范围非常广泛,运营商很难对所有的技术都深入研究,物联网的发展要依靠产业链各界共同合作推进,因此对于不同层应当采取不同的策略。
5.1感知层——用 感知层的无线传感网技术标准众多,无论国际还是国内,都有相当数量的科研机构和专业公司在研究,部分无线传感网技术已经具备一定规模,有成熟的产业链,电信运营商至少在现阶段没有必要对感知层的无线承载、通信协议、自组网算法等方面进行深入的研究。对感知层的研究应当围绕“用”开展,以传感网和通信网的结合为切入点,关注异构网络如何实现协同工作以及如何实现可管理的感知网。
5.2传送层——建 传送层包含了接入网络和接入单元,接入网络即通信网络,要以电信运营商为主进行建设和优化。现有的通信网络是以承载人与人的通信为主的,其设计和建设都是围绕着人的通信模式,进入物联网发展的时代,不但会产生大量的通信节点,而且这些节点的通信特征与人的通信截然不同,必然对网络带来压力。