物联网体系结构
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。
物联网-第2章 物联网体系架构-物联网——体系结构、协议标准与无线通信-高泽华-清华大学出版社
2.2 网络传输层
➢ IPv6
➢ 地址空间巨大 ➢ 地址层次丰富 实现 IP 层网络安全 无状态自动配置
2.2 网络传输层
➢ 传输网与传感网的融合
2.3 应用层
➢ 应用层是物联网运行的驱动力，提供服务是物联网建设的价值所在。应用 层的核心功能在于站在更高的层次上管理、运用资源。感知层和传输层将 收集到的物品参数信息，汇总在应用层进行统一分析、挖掘、决策，用于 支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、控制、共享、互通，提升 信息的综合利用度。应用层是对物联网的信息进行处理和应用,面向各类 应用,实现信息的存储、数据的分析和挖掘、应用的决策等,涉及到海量信 息的智能分析处理、分布式计算、中间件等多种技术。 网络传输层 2.3 应用层 2.4 物联网体系构架
第2章 物联网体系架构
➢ 物联网是互联网向世界万物的延伸和扩展， 是以实现万物互联的一种网络。万物互联是 实现物与物、人与人、物与人之间的通信。 物联网系统架构和标准的技术体系包括：感 知层、传输层、应用层。
（1）感知网用于采集与传输环境信息 （2）接入网由一些网关或汇聚节点组成，为感知网与外部网络或控制中心之间的通信提
供基础通信接入设施 （3）网络基础设施是指下一代互联网NGN （4）中间件由负责大规模数据采集与处理的软件组成 （5）应用平台涉及未来各个行业，它们将有效使用物联网提供服务以提高生产和生活的
➢ 业务模式和流程
➢ 1.业务模式
➢ 业务定制模式 ➢ 公共服务模式 ➢ 灾害应急模式
➢ 2.业务描述语言
➢ XML ➢ UML ➢ BPEL
➢ 3.业务流程
2.3 应用层
➢ 服务资源
➢ 1.标识
物联网体系架构
泛在服务
• 泛在服务以无所不在、无所不包、无所不 为为基本特征，以实现在任何时间、任何 地点、任何人、任何物都能畅通地通信为 目标，是人类通信服务的极致。
物联网体系架构
• 1、泛在网体系框架 • ITU-T在Y.2002中分为： • 底层传感网络、泛在传感网接入网络、泛
在传感网络中间件、泛在传感网络基础骨 干网络、泛在传感网络应用平台。如下图：
• 半导体、陶瓷、复合材料、金属材料、高 分子材料、超导体材料、光纤材料、纳米 材料传感器
• 5、按能量分 • 能量转换型、能量控制型传感器 • 6、按制造工艺 • 集成传感器、薄膜传感器、厚膜、陶瓷
• 基于双绞线铜缆的xDSL技术 • 1、电话网铜线(DSL)
• 2、高比特率数字用户线(HDSL)
• BOSS：统一管理客户集团信息，业务受理、
物联网的体系架构
• 通用物联网体系结构：感知层、网络层、 数据智能处理层和应用层。
• 感知层就像人的皮肤和五官，用来识别物 体，采集信息；包括信息采集和末梢网络 两个子层，传感器、二维码、条形码、RFID、 智能装置等作为数据采集设备，将采集到 的数据通过末梢网络上传给网络层。末梢 网络包括传感网、无线传感网、工业控制 网络、无线个域网、家庭网以及各种短距 离无线通信网络。
• 用户隐私安全包括对用户个人资料等信息 进行有效保障，不能泄露用户隐私信息。
• 物联网的运营可以分成两大类：面向公众 提供的物联网服务和面向行业提供的物联 网专用服务。面向公众提供的物联网服务 是建设一张面向公众服务的广域物联网， 网络建设和网络维护需要长期投入人力和 物力，从集约化和节省全社会的角度看， 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
物联网的结构体系
物联网的结构体系物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过将传感器、无线通信技术、云计算、大数据等技术与物体连接起来，实现物理世界与数字世界的互联互通。
物联网的快速发展使得各行各业都纷纷应用其技术，从而构建起复杂而庞大的结构体系。
本文将从物联网的组成部分、网络架构、数据处理和应用层面等方面进行论述，揭示物联网的结构体系。
一、物联网的组成部分物联网的组成部分包含物体、传感器、网络和应用四个主要方面。
1. 物体物体是指连接到网络中的实体，包括各类设备、传感器、智能终端等。
这些物体能够感知、收集和处理数据，并通过网络与其他物体进行通信。
2. 传感器传感器是物联网中的关键技术之一，用于感知物理世界的各种信息，如温度、湿度、光强等。
传感器能够将感知到的数据转换成可传输的数字信号，并通过网络发送到其他设备进行处理。
3. 网络物联网的网络是实现物体之间互联互通的基础设施。
它包括传输介质、通信协议和网络拓扑结构等要素。
常用的物联网网络包括无线传感网、蜂窝网络、以太网等。
4. 应用物联网应用是物联网的核心价值所在，它通过对感知数据的分析和处理，实现对物体的远程监控、智能控制和数据分析。
物联网应用广泛应用于智慧城市、智能交通、农业环保等领域。
二、物联网的网络架构物联网的网络架构是指物体之间的连接方式和关系。
常见的物联网网络架构有集中式架构、边缘计算架构和分布式架构。
1. 集中式架构集中式架构是指物联网中心节点负责接收、处理和分发感知数据。
这种架构适用于规模较小、数据量较少的场景，但缺点是中心节点容易成为单点故障。
2. 边缘计算架构边缘计算架构是指将计算任务从云端下沉到网络边缘，实现数据近端处理和响应。
这种架构具有低延迟、高可靠性的优势，并适用于物联网应用对实时性和隐私保护要求较高的场景。
3. 分布式架构分布式架构是指将计算和存储任务分发到多个节点中进行处理。
这种架构具有高可伸缩性和高容错性的特点，能够满足大规模物联网应用的需求。
物联网的结构
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。
物联网体系结构与技术分析
物联网体系结构与技术分析物联网（Internet of Things，IoT）指的是基于互联网的智能化事物互联，是由智能化硬件、软件、通信网络、数据存储与处理中心等构成的一个复杂的系统。
物联网的体系结构物联网的体系结构包括感知层、网络传输层、数据处理层和应用层。
感知层感知层是指通过各种传感器和感知节点将物理世界的信息采集并进行初步处理，转化为数字信号，传输到网络传输层。
感知层的主要组成部分包括传感器、控制器、执行器、嵌入式芯片、数据采集设备等。
网络传输层网络传输层是指将感知层采集的数据通过无线传输或有线传输技术传输到云端，实现数据的实时传输和通信。
网络传输层的主要组成包括局域网、无线传感网、移动通信网、互联网等。
数据处理层数据处理层是指对传入的数据进行分析、计算、存储和处理，提供各种技术支持和服务，便于用户进行数据分析和决策。
数据处理层的主要组成部分包括云计算平台、数据存储系统、大数据分析软件和人工智能算法等。
应用层应用层是指用户通过互联网对数据进行访问和使用的界面，完成对物联网的各项功能的使用和管理。
应用层的主要组成包括各种智能终端、软件应用程序和管理系统等。
物联网的技术分析物联网核心技术主要包括感知技术、通信技术、云计算和大数据分析技术、人工智能技术等。
感知技术感知技术是物联网的基础技术，主要是通过传感器和控制器实现对物理信号、声音、光线、温度、湿度等各种变化的采集。
传感器技术的发展已经发展成强大的商业市场，大量的厂商在骨感传感器、图像传感器、红外传感器等方面进行大量的开发工作。
通信技术通信技术是物联网的沟通桥梁，在实际的应用过程中，无线传感网络和蓝牙等技术，长距离通信技术有WiFi、LTE和NarrowBand-Internet of Things (NB-IoT)等技术。
这些技术可以满足不同场景下的链接与通信需求，方便数据的交换和共享。
随着5G技术的逐渐成熟，其将成为物联网通信技术的重要发展方向。
物联网的体系架构
物联网的体系架构物联网（IoT）是一种利用物理传感器、网络和相应的软件系统，通过互联网将无人操控的物理系统连接起来，实现数据互联的网络技术。
而这个网络的基础是物联网的体系架构，也就是物联网的各个元素如何组织结构和数据收集、处理、自动识别、分配、运行的体系架构。
一般情况下，IoT的体系架构由四个层次组成，分别是实体设备层、数据传输层、应用层和云端服务层。
实体设备层是物联网里最核心的一层，这一层由各种传感器、芯片、板卡等实体设备组成，它将物理数据获取，处理和传输到相关网络中，以实现数据自动采集。
其中，传感器负责实时识别各种自然、物理和半结构化信号，将其转换为电信号或数据；芯片负责对上文的电信号或数据进行处理和编码；而板卡则负责电源管理和信号隔离。
数据传输层是物联网应用最重要的一层，负责将传感器采集的原始数据转化、传输到其他的网络中。
它可以利用以太网、IEEE 802.15.4、RS485/RS422、ZigBee/6LoWPAN、NFC、Power line通信等手段实现市级到街区以及街区以内的数据传输。
应用层主要是指应用程序，包括嵌入式应用程序、移动应用程序和Web应用程序，它们负责处理物联网网络中的设备信息，有效的使用物联网的基础设置，同时还需要实现安全策略，以保证安全性。
最后是云端服务层，这个层次主要是指云仓库等云端服务，如IoT平台、物联网云服务器等，它们负责将物联网中的设备信息传输、存储、分析、应用等存储及处理，比如包括物联网数据分析、设备运维、分布式消息系统等。
总而言之，物联网的体系架构包括四大层次，分别是实体设备层、数据传输层、应用层和云端服务层，这些在物联网解决方案中，起着最关键的作用。
以上所有层次相互协调完善，才能保证物联网的数据交互以及安全性。
简述物联网的体系结构
简述物联网的体系结构物联网（InternetofThings，IoT）是一种将物理系统与因特网联系起来，用于存储和交换数据的一种技术。
它利用一系列网络技术，如无线传感器网络和系统整合技术，将人们的日常生活，环境和工业行业的设备联系起来，从而使这些机器变得更加自动、智能化和可视化。
物联网的体系架构是物联网所依赖的重要组成部分，也是物联网实现数据采集、连接、存储和分析的基础。
物联网体系结构一般分为五层：传感层、网络层、数据传输层、控制层以及应用层。
传感层是物联网的核心，由智能传感器、智能模块、智能终端等设备组成，负责从物理世界的实时信息中进行持续的数据采集。
网络层是物联网的存储和传输媒介，它负责物联网设备之间的连接与控制，具体来说就是建立和管理网络，控制信息流，确保设备正常工作。
数据传输层是在网络层和控制层之间的一种技术，它负责数据的安全传输和传输的可靠性，通过它可以对数据采集与传输做出更精准的控制。
控制层是物联网的管理系统，负责智能设备之间的交互，管理网络拓扑结构，为用户提供功能强大、易于管理的物联网环境。
最后，应用层是使用者接触物联网数据的门户，它负责服务门户、设备管理、数据处理和分析等应用，并将这些应用与使用者有机结合起来，提供更加便捷实用的物联网解决方案。
物联网的体系架构有助于搭建可靠的物联网系统，它提供了一种一致的分层架构，可以将物联网中的不同层次联系起来，使其可以获取更多的有用数据。
物联网的体系架构不仅能够满足物联网中的基本需求，而且可以帮助企业更好地把握机遇和应对挑战，为其带来更多的发展机遇。
物联网的体系架构有助于企业更有效地应用物联网，能够将物联网环境中的众多技术有机地连接起来，实现物联网系统高效率地运行，使企业更好地利用物联网技术，实现数据采集、存储和分析等应用。
总之，物联网的体系架构不仅是物联网技术的基础，而且是物联网实现其核心功能的催化剂。
它为物联网设备之间的连接、控制和数据传输提供了基础，是实现物联网通信和服务功能的基石。
物联网体系框架
2.1.1 物联网硬件平台构成
➢ 其中，传感单元由传感器和模数转换功能模块组成，如 RFID、二维码识读设备、温感设备；处理单元由嵌入式 系统构成，包括CPU微处理器、存储器、嵌入式操作系 统等；通信单元由无线通信模块组成，实现末梢结点间 以及它们与会聚结点之间的通信。
2.1.1 物联网硬件平台构成
➢ 存储EPC码的电子标签在经过读写器的感应区域时，其中的 物品EPC码会自动被读写器捕获，从而实现EPC信息采集的 自动化；所采集的数据交由上位机信息采集软件进行进一步 处理，如数据校对、数据过滤和数据完整性检查等；这些经 过整理的数据可以为物联网中间件系统软件和信息管理系统 使用。对于物品电子标签，国际上多采用EPC标签，该标签 采用PML（Physical Markup Language）标记每一个实体和 物品。
3．核心承载网 ➢ 核心承载网可以有多种类型，主要承担接入网与信息 服务系统之间的数据通信任务。根据具体的应用需要， 承载网既可以是公共通信网，如3G、4G、5G移动通 信网，Wi-Fi，WiMAX，互联网，以及企业专用网， 甚至还可以是新建的专用于物联网的通信网。
2.1.1 物联网硬件平台构成
4．信息服务系统硬件设施 ➢ 物联网信息服务系统的硬件设施由各种应用服务器和 数据库服务器组成，还包括PC、手机等用户设备、客 户端等，主要用于对采集数据的融合/会聚、转换、分 析，以及对用户呈现的适配和事件的触发等。对于信 息采集，由于从感知结点获取的是大量的原始数据， 这些原始数据对于用户来说只有经过转换、筛选和分 析处理后才有实际价值。
2．中间件系统软件 ➢ 引入中间件系统软件使得原先后台应用软件系统与读 写器之间非标准的、非开放的通信接口，变成了后台 应用软件系统与中间件系统软件之间，读写器与中间 件系统软件之间的标准的、开放的通信接口。
简述物联网的体系结构
简述物联网的体系结构物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过各种信息传感器、射频识别技术、无线通信技术等手段，将现实世界中各种物理对象与互联网相连接，实现信息的互联互通和智能化控制的网络。
物联网的体系结构包括感知层、传输层、应用层等主要部分。
本文将简要描述物联网的体系结构。
感知层是物联网体系结构的最底层，主要负责物理世界信息的感知和采集。
这一层通常由各种传感器、执行器、智能设备等组成，用于收集环境中的各种信息，例如温度、湿度、光照等。
通过感知层，物联网可以实时获得物理世界的各种数据，并将其传输到上层的处理和应用层。
传输层位于物联网体系结构的中间层，主要负责数据的传输和通信。
在物联网中，由于连接的设备数量庞大且分布广泛，传输层需要采用适应物联网特点的通信协议和技术。
传输层的任务是将感知层收集到的数据进行整理和打包，并通过互联网或专用网络传输到应用层。
传输层的设计需要考虑数据传输的可靠性、实时性和安全性，以确保物联网系统的稳定运行。
应用层是物联网体系结构的最顶层，主要负责数据的处理和应用。
应用层通过分析传输层传来的数据，提取有用的信息，并根据需求进行相应的处理和应用。
应用层可以实现多种功能，包括环境监测、智能家居、智能交通等。
通过应用层的处理，物联网可以实现对物理世界的实时监测、智能控制和智能化决策。
除了以上三个主要部分，物联网的体系结构还涉及到安全机制、边缘计算等其他方面。
在物联网中，数据的安全性是一个非常重要的问题。
物联网系统中传输的数据包含大量的个人敏感信息，因此需要采取相应的安全措施，例如加密传输、身份认证等，以防止数据泄露和非法访问。
此外，随着物联网设备的智能化和复杂化，边缘计算的概念逐渐兴起。
边缘计算指的是将计算和数据处理的任务从云端转移到离数据源更近的边缘设备上，以减少数据传输延迟和网络负载，提高系统的响应速度。
综上所述，物联网的体系结构由感知层、传输层和应用层组成，其中感知层负责物理世界信息的感知和采集，传输层负责数据的传输和通信，应用层负责数据的处理和应用。
浅析物联网的体系结构与关键技术
浅析物联网的体系结构与关键技术随着时代的不断发展，物联网已经悄然进入我们的生活中，改变着我们的生产和生活方式。
物联网不仅有着广泛的应用领域，如医疗、工业、交通、社区等，而且涉及到了众多的学科，如计算机科学、通信工程、物理学、生物学等。
这篇文章将对物联网的体系结构和关键技术进行浅析。
一、物联网的体系结构物联网的体系结构是指物联网系统各个层次之间的关系和相互作用。
总体来讲，物联网的体系结构包含四个层次：感知层、网络层、服务层和应用层。
1.感知层感知层是物联网系统的最底层，它是物联网的数据源。
感知层包括各种传感器、执行器、智能终端设备和标签等，这些设备负责采集、监测和控制目标对象的信息。
这些设备将采集到的数据通过传感器网络发送给物联网系统的下一层。
2.网络层网络层是物联网的核心层，也是连接感知层和服务层的桥梁。
网络层主要是负责将不同种类的设备和网络进行连接，并且能够保证巨量的数据实时传输。
网络层采用高效的无线传感网、有线网络和云计算等技术手段来实现这一目标。
3.服务层服务层主要是提供物联网的服务和应用功能。
服务层的作用是将传感器和物联网系统的其他模块连接起来，提供实时数据采集、数据分析、数据存储和传输等服务。
服务层是物联网系统的核心，因为它决定了整个系统的服务质量和系统功能。
4.应用层应用层是物联网的最上层，它基于服务层提供的数据和功能，为用户提供更加丰富的应用服务。
应用层包括物联网应用软件、数据分析应用和云服务等。
应用层的作用是将底层数据变成信息并加以运用，提供年方便的用户界面和友好的用户体验。
二、物联网的关键技术物联网的体系结构为物联网的运作提供了基础，而物联网的关键技术则是物联网实现的基础。
物联网的关键技术主要包括传感器技术、通信技术、数据处理技术、安全技术和智能算法技术。
1.传感器技术传感器技术是物联网的灵魂，负责将物理世界中各种信息采集到物联网系统中。
传感器技术应用于温度、湿度、压力、光照、一氧化碳等各种环境因素的检测和控制，为物联网的实现提供了基础。
《物联网技术概论》物联网体系架构
四、应用层
业务模式和流程
业务订制过程
用户
物联网 应用系统
业务订制 业务订制确认 返回业务相关消息
受理业务 订制
建立用户与 业务的关联
四、应用层
业务退订过程
用户
物联网 应用系统
业务退订 业务退订确认
受理业务 退订
解除用户与 业务的关联
四、应用层
物联网公共服务业务平台系统结构
其他组织 (100000-15999999)
四、应用层
IPv6地址的初始分配情况
二进制前缀
0000 0000 0000 0001 0000 001 0000 010 0000 011 0000 1 0001 001 010 011 100 101 110 1110 1111 0 1111 10 1111 110 1111 1110 0 1111 1110 10 1111 1110 11 1111 1111
二、感知层
传感器网络
单一的传感器节点通常在通信、能量、处理和存储等多个方面受到 限制，多个传感器节点通过组网连接后，具备应对复杂计算和协同 信息处理能力，它能够更加灵活、以更强的鲁棒性来完成感知的功 能。
由于无线传感器网络布设具有高度灵活、低功耗和低成本等特点， 所以无线传感器网络的研究一直是国际上无线通信研究的热点问题 之一。
2.3 网络层
2.3.1 互联网 2.3.2 电信网 2.3.3 广播电视网 2.3.4 三网融合与多网融合 2.3.5 电信网与传感网的融合
三、网络层
互联网
IPv6报头格式：
0
4
12 16
24
31
版本
流量类别
物联网的基本结构
加强物联网基础设施建设，提高网 络覆盖率和稳定性。
加强物联网安全保障，保护用户隐 私和数据安全。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
降低物联网设备和服务的成本，提 高可负担性，促进普及和应用。
加强物联网应用场景的探索和创新， 推动物联网技术在各个领域的深度 融合和应用。
物联网的感知技 术
传感器技术：用于获取物联网中的各种信息 RFID技术：射频识别技术，实现非接触式的自动识别与信息共享 视频识别技术：通过摄像头捕捉目标，实现智能监控和安全管理 红外感应技术：利用红外线感应原理，实现智能感知和自动控制
定义：RFID是无线射频识别技术的缩写
作用：用于自动识别和跟踪目标 工作原理：通过无线电波传输信息，实现快速、远距离、非接触式的自动 识别 应用场景：物联网中的物流管理、库存管理、智能交通等领域
用户层：负责展示数据，包括 各种智能设备、移动终端等
定义：感知层是物联网的底层，主要负责信息的采集和数据的传输。
组成：由各种传感器、RFID标签、GPS等设备组成。
作用：通过这些设备采集各种物理量，如温度、湿度、压力等，实现物联网对物理世界的感 知。
传输方式：感知层的信息可以通过有线或无线的方式传输。
智能家居的概 念
智能家居的优 缺点
智能家居的应 用场景
智能家居的未 来发展趋势
交通信号优化
交通拥堵缓解
智能车辆管理
交通安全隐患降低
远程医疗：通过物联网技术实现远程诊断、治疗和监控
智能医疗设备：利用物联网技术实现智能化控制和监测
医疗数据管理：通过物联网技术实现医疗数据的收集、存储和管理 物联网在智能医疗中的应用将提高医疗效率、改善患者体验并降低医疗成 本
物联网的结构体系
物联网的结构体系1 物联网概述物联网（Internet of Things，IoT）是一个描述互联物体的新兴网络技术。
这些互联物体具有多个感测器、小型处理器和联网芯片，可以自动收集和分析周围环境的数据，从而实现自动化控制和自动传输数据。
物联网运用先进技术，如无线、网络传输和分发技术，就可以将远程物体与互联网相连接，实现联网控制和服务。
2 物联网结构体系物联网结构体系是指通过物联网技术，组建不同物体之间的连接和交互架构，目的是进行全面的智能连接和智能管理，实现智慧生活和智能安保的发展。
物联网结构体系由多个物联网组件构成。
物联网组件包括传感器模块、网络接口、无线传输模块，以及物联网设备的维护系统等。
传感器模块的设计包括各种传感器和处理器，可以实现自主采集和分析环境信息。
网络接口是物联网互联网的中心，可以实现跨设备间的数据、命令传输，及分布式网络访问等功能。
无线传输模块可以实现高速、大容量的传输，包括无线传感器网络和蜂窝网络等。
3 物联网的优点物联网结构提供了一种由物体互联而形成的数字化和智能化的开放系统，它能够实现智能控制、流程自动化和追踪监控等功能、实现无线射频识别、智能改造和大数据分析等效果。
物联网具有许多优势，首先，物联网能够实时获取和传输物体之间的数据，从而可以便捷的实现物体或领域的联网。
其次，它允许众多设备之间形成一种共性的网络，从而使得用户可以通过这种网络进行全面的控制、传输数据和信息。
此外，物联网还可以实现智能安保，可大大提高企业的生产管理效率和节约经济成本。
4 物威网安全问题物联网安全是一个复杂和敏感的问题，有几个因素可能影响物联网的安全性。
首先，无线传输技术是物联网实现无线控制和传输信息的关键技术，它面临着被攻击者窃取、拒绝服务和其他类型的威胁，因此物联网系统应考虑有效的安全保护技术。
其次，物联网设备的安全性也是一个值得考虑的问题，物联网设备上可能会安装恶意软件，因此应当采取高级的防护措施。
物联网体系结构及其标准化
2、网络化：未来的物联网技术将更加网络化，实现各种设备的无缝连接和协 同工作。例如，智能制造系统可以通过网络连接各种设备和机器，实现生产过 程的自动化和优化。
3、平台化：未来的物联网技术将更加平台化，以云平台为基础，实现各种应 用的集成和融合。例如，智慧城市可以将各种智能化设备和系统连接在一起， 实现城市管理的全面智能化。
4、安全性更加强化：针对安全和隐私问题，未来的物联网技术将采用更加先 进的技术手段和方法，加强数据保护和隐私保护能力。例如，采用先进的加密 技术和访问控制技术，保护用户数据的安全和隐私。
总之，物联网技术作为推动社会发展的重要力量，将在未来发挥更加重要的作 用。我们应积极面对并解决物联网技术在应用实践中面临的挑战与问题，不断 推进这一领域的技术进步和应用拓展。
参考内容
物联网（IoT）技术正日益成为推动全球数字经济发展的重要引擎。在这个万 物互联的时代，物联网技术应用于各个领域，如智慧农业、智能制造、智慧医 疗和智慧城市等，为实现数字化、网络化、智能化的目标奠定了基础。本次演 示将深入探讨物联网技术的应用实践及其体系结构，以期为相关领域的研究和 实践提供有益的参考。
3、智慧医疗物联网技术在智慧医疗领域的应用也日益广泛。例如，通过可穿 戴设备对病人进行实时健康监测，实现远程医疗和个性化治疗。此外，物联网 技术还应用于医疗废弃物跟踪和处理，为医疗安全保驾护航。
4、智慧城市物联网技术在智慧城市建设中发挥了重要作用。通过部署传感器 和智能化设备，实现对城市环境的实时监控和管理。例如，智能交通系统可以 通过感知设备获取交通状况，为市民提供更加便捷的出行服务。
物联网已广泛应用于各个领域，如智慧家居、智慧医疗、智慧城市等。在智慧 家居领域，物联网技术可以将各种智能设备连接在一起，实现智能化控制和管 理，提高生活的便利性和舒适度；在智慧医疗方面，物联网技术可以实现远程 监控、健康管理、智能化诊断等功能，提高医疗效率和精度；在智慧城市领域， 物联网技术可以实现对城市各种资源的智能化管理和优化配置，提高城市的管 理水平和可持续发展能力。
物联网体系结构及关键技术
点，能够满足物联网对数据处理和存储的要求。
云计算应用架构
02 通常采用分布式架构，包括基础设施层、平台层和软
件层三个层次。
云计算应用场景
03
广泛应用于大数据处理、实时分析、智能决策等领域
。
大数据处理与分析技术
大数据处理技术
包括数据采集、清洗、整合、存储等技术，能够处 理海量数据并保证数据质量。
数据分析技术
无线通信技术
无线通信技术类型
包括ZigBee、WiFi、蓝牙、LoRa等无线通 信技术。
无线通信技术特点
具有灵活组网、低功耗、高速率等优点，能 够满足物联网对数据传输的要求。
无线通信应用场景
广泛应用于智能交通、智能城市、智能制造 等领域。
云计算技术
云计算技术特点
01
具有高可用性、高扩展性、高安全性、高可靠性等优
农业物联网应用场景
精准农业
利用物联网技术，实现对农田土壤、气象等环境 的实时监测，为农业生产提供科学依据。
智能农业机械
通过物联网技术，实现农业机械的远程控制和自 动化作业，提高农业生产效率。
农产品质量追溯
利用物联网技术，实现农产品质量的全程追溯， 保障食品安全。
医疗物联网应用场景
远程医疗
01
通过物联网技术，实现远程诊断、远程会诊等功能，提高医疗
物联网体系结构及关键技术
汇报人： 日期:
目录
• 物联网概述 • 物联网体系结构 • 物联网关键技术 • 物联网应用场景与案例分析 • 物联网安全与隐私保护挑战及
解决方案 • 未来发展趋势与展望
01
物联网概述
物联网定义与发展
物联网定义
物联网是指通过信息传感设备、网络传输、云计算等技术，实现物体与物体、物体与互联网之间的信息交换和通 信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一个网络。
物联网体系结构
物联网体系结构
物联网体系结构由终端设备、数据处理平台、通信支持服务和应用层服务组成。
终端设备是物联网系统中最基本的部分，其功能是采集环境变量，如温度、湿度、压力、电流等，并把相应的信息处理成数据发送给数据处理平台或直接与应用端通信。
我们
可以使用传感器获取实时信息并将其发送给终端设备，终端设备负责收集、处理和发送信息。
数据处理平台的功能是存储和管理来自物联网系统的数据，一般使用数据库技术去进
行储存和处理工作。
同时，它还提供软件接口供下游应用端调用。
通信支持服务为物联网系统提供连接，包括宽带技术、无线技术等。
它主要负责提供
下行和上行数据通信服务，以及服务订阅，数据流控制，安全传输，等技术支持服务。
应用层服务是物联网系统最高层，它是系统的最终使用者和物联网系统的操作者。
应
用服务提供的功能包括数据可视化、数据分析、设备管理等，以及应用程序开发平台。
应用层服务提供了一个统一的界面，用户可以通过界面交互控制物联网系统中的设备，并获取设备的实时数据，进行自动化控制和管理。
另外，应用层还提供了一个开放平台，
开发者可以在平台上快速开发，部署和发布他们的应用程序，创造了丰富的应用场景。
上述是物联网体系结构的基本架构，它提供了系统的实时控制能力和数据分析能力，
为物联网的发展和研究提供了可能和帮助。
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目录 CONTENTS
一
物联网概述 — 郭亚锐
二
三 四 五
感知层 — 李赛
网络层 — 杨浩宇 应用支撑层 — 高光 应用层 — 郭芳
感知层的作用
感知层是物联网的皮肤和五官-用于识别物体，采集信息。
感知层解决的是人类世界和物理世界的数据获取问题。
感知层的关键技术
传感器技术
射频识别（ RFID ）技术
4.物联网的体系结构
物联网来了
物联网的起源
1995 Bill Gates 未来之路 1999 Kevin Ashton MIT自动识别中心
2005
国际电信联盟 ITU互联网报告2005：物联网
2008
彭明盛 IBM“智慧地球”
物联网来了
1995年 Bill Gates
未来之路
描述“物联网”
射频技术（非接触识别） 实用性（电子收费、物流管理、行李分类等） 性能特点（快速扫描、体积小型化、抗污能力与耐久性、可重复使用、 穿透性和无屏障阅读、数据记忆容量大、安全性）
目录 CONTENTS
一
物联网概述 — 郭亚锐
二
三 四 五
感知层 — 李赛
网络层 — 杨浩宇 应用支撑层 — 高光 应用层 — 郭芳
的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。
传感器功能分类
一、根据输入物理量可分为：位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器及 气敏传感器等。 二、根据工作原理可分为：电阻式、电感式、电容式及电势式等。 三、根据输出信号的性质可分为：模拟式传感器和数字式传感器。即模拟式传感器输 出模拟信号，数字式传感器输出数字信号. 四、根据能量转换原理可分为：有源传感器和无源传感器。有源传感器将非电量转换 为电能量，如电动势、电荷式传感器等；源程序传感器不起能量转换作用，只是将被 测非电量转换为电参数的量，如电阻式、电感式及电容光焕发式传感器等。
物联网的定义
物联网是在互联网、移动通信网等通信网 络的基础上，针对不同应用领域的需求， 利用具有感知、通信与计算能力的智能物 体自动获取物理世界的各种信息，将所有 能够独立寻址的物理对象互联起来，实现 全面感知、可靠传输、智能处理，构建人 与物、物与物互联的智能信息服务系统。
物联网的定义
物联网是在互联网基础上发展起来的，它与互联 网在基础设施上有一定程度的重合，但是它不是 互联网概念、技术与应用的简单扩展
LOGO
物联网体系结构
—— 第四组：郭亚锐 高光
李赛 杨浩宇 郭芳
目录 CONTENTS
一
物联网概述 — 郭亚锐
二
三 四 五
感知层 — 李赛
网络层 — 杨浩宇 应用支撑层 — 高光 应用层 — 郭芳
物联网概述
1. 物联网来了
2.物联网的定义
3.物联网的主要技术特征
3.1 有线通信网络层
有线通信技术可分为：
中、长距离（WAN）的广域网络（包括PSTN、 ADSL和HFC数字电视Cable等） 短距离的现场总线（Field Bus，也包括PLC 电力线载波等技术）
35
3.1.1 三网融合
现有的电信网、有线电视网和计算机网 是物联网业务可以利用的中、长距离有 线网络。还有一些和这三大网络规模相 当的未公开的覆盖全国的专网，如公安 系统的专网，据说国家电网的专网比有 线电视网规模还要大。 三网融合是指电信网、计算机网和有线 电视网三大网络通过技术改造，能够提 供包括语音、数据、图像等综合多媒体 的通信业务。
物联网可以提供所有对象在任何时 间、任何地点的互联
任何时间连接
. . . .
移动中 室外和室内 夜晚 白天
. . . .
物与物
.
.
.
移动中
室外
室内（不用PC） 任何地点连接
使用PC
PC之间
人与人（不用PC）
.
任何物体连接
人与物（使用一般的设备）
物联网的目标是实现物理世界与信 息世界的融合
物联网应用涵盖了小到家庭网络，大到工业控制系统、智 能交通系统，甚至是国家级、世界级的应用 将催生很多具有“计算、通信、控制、协同和自治”特点 的智能设备与智能信息系统 帮助人类对物理世界具有“全面的感知能力、透彻的认知 能力和智慧的处理能力” 这种新的计算模式可以帮助人类在提高劳动生产力、生产 效率的同时，进一步改善人类社会发展与地球生态和谐、 可持续发展的关系
射频识别的组成
应答器：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应 答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。 阅读器：由天线，耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标 签信息的设备，可设计为手持式RFID读写器或固定式读写器。 应用软件系统 ：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并 为人们所使用。
1999年 Kevin Ashton
MIT自动识别中心 • 互联网基础 • RFID • WSN • 数据通信
构造“物联网”
物联网来了
2005 国际电信联盟 （ITU） 《ITU互联网报告2005：物联网》
– 何为物联网 – 物联网技术支持 – 市场机遇
– – – –
面临的挑战和存在的问题 发展中国家的机遇 展望2020年的某一天 一种新型生态系统
核 心 交 换 层 网 络 层 专用IP网络 汇 聚 层 接 入 层
新一代网络
互联网 VPN
互联网
ONS 虚拟专网（VPN） 互联网 无线移动通信网 专用无线通信网 ONS
无线个人区域网 无线局域网 无线城域网 局域网 无线移动通信网 无线通信网 电话交换网
802.15.4标准
6LowPAN 标准
蓝牙标准或 ZigBee标准
36
3.1.1 三网融合——基本概述
三网融合是一种广义的、社会化的说法，在现 阶段它并不意味着电信网、计算机网和有线电 视网三大网络的物理合一，而主要是指高层业 务应用的融合。其表现为技术上趋向一致，网 络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业 务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统 一的IP协议，在经营上互相竞争、互相合作， 朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服 务的同一目标逐渐交汇在一起，行业管制和政 策方面也逐渐趋向统一。三大网络通过技术改 造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多 媒体的通信业务。这就是所谓的三网融合。
射频识别的概念
从概念上来讲，RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将 已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将 信息由条形磁传送到扫描读写器；而RFID则使用专用的RFID读写器 及专门的可附着于目标物的RFID标签，利用频率信号将信息由RFID 标签传送至RFID读写器。 从结构上讲RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系 统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器和很多应答器组成。
37
37
3.1.1 三网融合——发展
如果按传统的办法处理三网融合将是一个长期而艰巨 的过程，如何绕过传统的三网来达到融合的目的，那 就是寻找通信体制革命的这条路，我们必须把握技术 的发展趋势，结合我国实际情况，选择我们自己的发 展道路。
38
3.1.1 三网融合——发展
我们的实际情况是数据通信与发达国家相比起步 晚，传统的数据通信业务规模不大，比起发达国 家的多协议、多业务的包袱要小得多，因此，可 以尽快转向以IP为基础的新体制，在光缆上采用 IP优化光网络，建设宽带IP网，加速我国 Internet网的发展，使之与我国传统的通信网长 期并存，既节省开支又充分利用现有的网络资源。 2010年1月13日国务院总理温家宝主持召开国务院 常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和 互联网三网融合。
物联网来了
2008 彭明盛 IBM “智慧地球” 物联网的内涵和应用模 式
• • •
更透彻的感知 更全面的互联 更深入的智能
物联网来了
“物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。 过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开： 一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是数据中心、 个人电脑、宽带等。 而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、 宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像 是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中 包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
射频识别工作原理
基本工作原理：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借 感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或 被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有 源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统 进行有关数据处理。
射频识别的特点
局域网或 无线局域网
移动通信或 M2M接入
电话线、光纤 或电力线接入
QoS
感 知 层 智能手机、GPS、 智能家电与智能测控设备
各种类型的传感器
RFID标签与读写设备
各种类型的智能机器人
物联网体系结构
物联网工作过程与人的智能处理问题过程比较
感
知
传
输
计
算
全面感知
可靠传输
智能计算
人的感官
人的神经
人的大脑
我们常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 光敏传感器——视觉
声敏传感器——听觉
气敏传感器——嗅觉 化学传感器——味觉 压敏、温敏、流体传感器——触觉
传感器的应用
在现代信息时代，传感器就如同人类的五官，可以对生产过程中的各个环节进行监视， 并获取各个参数，是设备处于正常的状态，使产品达到最好的质量。到目前为止，传 感器早已渗透到工业生产、宇宙开发、海洋探测、医疗诊断、生物工程等各个领域， 几乎每个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。