物联网的体系架构和技术路线
物联网结构
物联网结构对于物联网结构,我们可以从物联网的体系结构与物联网技术体系结构两个角度去认识。
1.物联网的体系结构物联网的体系结构如图1-12所示。
图1-12 物联网体系结构图物联网的体系结构可以分为三个层次: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。
人们也经常将它们称为感知层、网络层、应用层[2]。
(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。
理解泛在化末端感知网络需要注意以下几个问题:1)如何理解“泛在化”的概念。
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。
2)如何理解“末端感知网络”的概念。
“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作用。
因此我们可以将“末端感知网络”类比为物联网的末梢神经。
3)如何理解感知手段的“泛在化”。
泛在化末端感知网络的第三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。
我们目前讨论的物联网主要针对基于大规模、造价低的RFID、传感器的应用问题,这在物联网发展的第一阶段是非常自然的和必须的。
但是作为信息技术研究人员,我们不能不注意到世界各国正在大力研究的智能机器人技术的发展,以及智能机器人在军事、防灾救灾、安全保卫、航空航天及其他特殊领域的应用问题。
通过网络来控制装备有各种传感器、由大量具备协同工作能力的智能机器人结点组成的机器人集群的研究,正在一步步展示出其有效扩大人类感知世界的能力的应用前景。
物联网标准体系架构
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。
物联网系统技术方案
物联网系统技术方案南京绛门通讯科技股份有限公司2016年12月目录一.前言..........................................................................................................1.1.建设背景...........................................................................................1.2.设计原则...........................................................................................1.3.系统分析...........................................................................................系统说明 ...................................................................................运行环境与开发模式的选择 ......................................................可行性分析 ...............................................................................四大特点 ...................................................................................二.解决方案...................................................................................................2.1.总体方案设计....................................................................................系统框架结构............................................................................总体系统架构............................................................................系统组网图 ...............................................................................物理组网图 ...............................................................................系统总体功能构架.....................................................................2.2.应用层功能需求详细设计..................................................................登陆 ..........................................................................................采集设备管理............................................................................监控管理 ...................................................................................告警管理 ...................................................................................统计分析 ...................................................................................系统管理 ...................................................................................2.3.基础层功能设计 ................................................................................身份认证 ...................................................................................账户管理 ...................................................................................权限管理 ...................................................................................提醒机制 ...................................................................................日志管理 ...................................................................................三.关键性技术 ...............................................................................................3.1.系统技术架构方面的技术路线...........................................................3.2.Mysql集群部署................................................................................3.3.Nginx负载均衡................................................................................3.4.地图接口/工作流引擎集成/报表工具 ................................................四.性能配置...................................................................................................4.1.业务指标...........................................................................................4.2.性能指标...........................................................................................五.软硬件配置清单........................................................................................5.1.软件方案...........................................................................................5.2.硬件方案...........................................................................................六.项目资金预估............................................................................................七.项目实际计划............................................................................................一. 前言1.1.建设背景物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。
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
物联网的体系架构和技术路线
标准组由信标委支持,无锡物联网研究院和电子技术标准化研究所主 导成立,主要面向ISO/IEC JTC1进行中国的国际标准提案输出 该标准组下设立2个研究组和6个标准组,分别为国际标准化项目组、 行业应用调研组、标准体系与系统架构组、通信与信息交互组、协同 信息处理组、标识组、接口组、安全组 参加单位众多,主要以高校、科研机构和IT企业为主,包括中国电子 技术标准化研究所、中国科学院、华为、西电捷通、深圳天智、杭州 家和、清华、北大、展讯、中兴、大唐、北邮、工信部研究院、中国 移动、中国联通、中国电信等上百家单位 该标准组提出的物联网信息汇聚、协同感知、泛在聚合三阶段演进路 线,已经被ISO/IEC JTC1传感网总体技术文档采纳。目前已明确在 JTC1下成立工作组(WGSN),系统推进传感网国际标准的制定
二维码/RFID应与集团
重点产品和运营部门需求结合
• 移动支付
• 校园一卡通 • 二维码小额支付 • 与号百结合 •做后向凭证
•三订 •折扣/优惠券 •做业务标识 •号百自营业务 •天翼伴游 •终端是瓶颈 •支持RFID标签/阅读器功能的手机 •二维码识读功能手机 • 特定行业、特殊传感器的智能终端(不仅限于二维码和RFID)
主要特征 (1)基于多种组网技术融合的 无处不在的协同感知能力 (2)信息资源使用模式突破以 单一应用服务为目标,通过聚 合海量信息聚合不断衍生新的 应用
物联网市场和网络发展规划
物联网信息汇聚阶段关键技术
第一阶段3G与传感器网络结合
相关关键技术
• 传感器网络高能效通信技术 • 传感器网络组网关键技术 • 传感器网络协同体系架构 • 传感器网络专用操作系统 • 传感器网络测试验证平台 • 传感器网络低功耗技术 • 传感器网络电磁兼容技术 • 传感器网络网关设备
物联网工程中的网络拓扑与架构设计
物联网工程中的网络拓扑与架构设计在当今数字化和智能化飞速发展的时代,物联网(Internet of Things,IoT)已经成为了引领科技创新和改变生活方式的重要力量。
物联网工程涵盖了众多领域,从智能家居到工业自动化,从智能交通到医疗保健,其应用范围广泛且不断扩展。
而在物联网工程中,网络拓扑与架构设计是构建高效、可靠和安全的物联网系统的关键环节。
网络拓扑,简单来说,就是指网络中各个节点和链路的连接方式。
不同的网络拓扑结构具有不同的特点和适用场景。
在物联网中,常见的网络拓扑结构包括星型、总线型、环型、树型和网状型等。
星型拓扑结构是一种以中心节点为核心,其他节点与之相连的结构。
这种结构的优点是易于管理和控制,中心节点可以集中处理数据和分配资源。
然而,其缺点也较为明显,如果中心节点出现故障,整个网络可能会瘫痪。
在一些小型的物联网系统中,如家庭智能设备网络,星型拓扑结构常常被采用。
总线型拓扑结构则是所有节点都连接在一条总线上。
它的优点是成本较低,布线简单。
但缺点是如果总线出现故障,会影响到多个节点的通信。
这种拓扑结构在一些简单的工业控制网络中仍有应用。
环型拓扑结构中,节点通过首尾相连的方式形成一个环形链路。
数据在环中单向传输,具有较强的确定性和实时性。
不过,一旦环中的某个节点出现故障,可能会导致整个环的通信中断。
树型拓扑结构类似于一棵倒置的树,具有层次分明的特点。
它可以有效地扩展网络覆盖范围,但对上层节点的性能要求较高。
网状型拓扑结构是最为复杂但也是最可靠的一种,节点之间存在多条路径相连。
即使部分链路出现故障,数据仍可以通过其他路径传输,保证了网络的可靠性和稳定性。
但这种结构的成本较高,管理难度大,通常用于对可靠性要求极高的物联网应用,如军事、航空航天等领域。
在实际的物联网工程中,往往不是单纯地采用某一种拓扑结构,而是根据具体的需求和应用场景,将多种拓扑结构组合使用,以达到最优的效果。
接下来,让我们来探讨一下物联网的架构设计。
工业设备管理物联网解决方案
工业设备管理物联网解决方案在当今高度工业化的时代,工业设备的高效运行和管理对于企业的生产效率、质量控制以及成本管理至关重要。
传统的设备管理方式往往依赖人工巡检、纸质记录和定期维护计划,这种方式不仅效率低下,而且容易出现疏漏和延误,导致设备故障、生产停滞以及不必要的成本增加。
随着物联网技术的迅速发展,一种全新的工业设备管理解决方案应运而生——工业设备管理物联网解决方案。
工业设备管理物联网解决方案是将物联网技术应用于工业设备管理领域,通过传感器、网络通信、数据分析和智能控制等手段,实现对设备的实时监测、远程控制、故障预警和智能维护,从而提高设备的运行效率、可靠性和使用寿命。
一、系统架构工业设备管理物联网解决方案通常由感知层、网络层和应用层组成。
感知层是整个系统的基础,主要由各类传感器组成,如温度传感器、压力传感器、振动传感器、电流传感器等。
这些传感器安装在设备的关键部位,实时采集设备的运行参数和状态信息,如温度、压力、振动频率、电流电压等。
网络层负责将感知层采集到的数据传输到应用层。
常见的网络通信技术包括 WiFi、蓝牙、Zigbee、NBIoT 等。
根据设备的分布范围、数据量大小和实时性要求等因素,可以选择不同的网络通信方式。
应用层是整个系统的核心,主要包括数据存储、分析和处理平台以及设备管理软件。
通过对采集到的数据进行分析和处理,应用层能够实现设备状态监测、故障诊断、预测性维护、远程控制等功能,并为管理人员提供可视化的设备管理界面和决策支持。
二、功能特点1、实时监测通过传感器实时采集设备的运行参数和状态信息,管理人员可以随时随地通过电脑或手机端查看设备的运行情况,及时发现异常情况。
2、故障预警基于数据分析和机器学习算法,系统能够对设备的运行数据进行实时分析,提前预测可能出现的故障,并及时发出预警信号,以便管理人员采取相应的措施,避免设备故障造成的生产损失。
3、智能维护根据设备的运行状况和历史维护数据,系统能够制定个性化的维护计划,提醒管理人员进行定期维护和保养。
工业物联网的架构和技术特点
工业物联网的架构和技术特点随着科技的不断进步和工业生产方式的不断升级,工业物联网在新技术、新模式的推动下被广泛应用。
工业物联网是指通过传感器、物联网网关和云平台等技术手段,实现智能互联和可视化的工业生产模式。
这篇文章将从实际应用和技术特点两个角度,介绍工业物联网的架构和技术特点。
一、工业物联网的架构工业物联网的整体架构可以分为三层,分别是感知层、网络层和应用层。
1. 感知层感知层负责采集物理信号,即将生产设备中产生的各类数据汇聚到一起,通过各种传感器、执行器和测量设备等实现数据采集和采集结果的处理。
在这一层中,数据处理技术性要求较高,需要对数据进行多次采集、传输和处理,以确保数据的准确性和可靠性。
而且,在感知层中,需要考虑数据的性能和安全性。
特别是在工业生产的场景下,大量的数据需要采集、处理和传输,往往需要花费大量的带宽和高速网络。
因此,感知层必须具备高速、高稳定性的网络连接和储存能力。
2. 网络层网络层是连接感知层和应用层的中间件,对接感知层的数据管理和应用层的数据传输。
在网络层中,需要运用各种通讯协议、数据格式进行数据传输、处理和存储等操作。
同时,作为数据传输的枢纽,网络层需要具备灵活性和安全性,以应对各种网络异常与安全威胁。
为了达到这个目标,网络层部署了安全协议、防火墙和虚拟专用网络等网络安全技术手段。
因此,网络层的架构和技术手段极为重要。
3. 应用层应用层是工业物联网的应用集成层,也是工业物联网中最核心的部分。
在应用层中,采用各种技术手段,将安全的数据流、运行日志和操作流水等数据与企业管理的相关信息进行整合。
这样,无论是制造业、物流业还是仓库业都可以快速实现数字化管理,提高生产效率。
因此,应用层对工业物联网的完善和实用的关系极为紧密,必须采用先进的技术手段和在此基础上不断地进行尝试和更新。
二、工业物联网的技术特点工业物联网在应用层面上,实现了对工业设备、人员和环境的实时监测和管理。
这种模式,无论是在设备的自动化控制效率、资源利用率和生产运营效率方面都有全面的提升。
物联网的技术原理与实现方式
物联网的技术原理与实现方式物联网(Internet of Things,简称IoT)是指通过互联网将各种物理设备连接起来,实现设备之间的信息交互和数据共享的网络系统。
物联网的发展已经深入到各个领域,包括家居、工业、农业、医疗等。
本文将介绍物联网的技术原理和实现方式。
一、物联网的技术原理物联网的技术原理主要包括传感器技术、通信技术和数据处理技术。
1. 传感器技术传感器是物联网的基础,它能够感知和采集环境中的各种信息,如温度、湿度、光照等。
传感器可以将采集到的信息转化为电信号,并通过物联网系统传输到云端进行处理和分析。
传感器的种类繁多,包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、压力传感器等。
2. 通信技术物联网需要通过通信技术实现设备之间的连接和数据传输。
目前常用的通信技术包括无线通信技术和有线通信技术。
无线通信技术包括蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等,它们可以实现设备之间的短距离通信。
有线通信技术包括以太网、RS485等,它们适用于长距离通信和大数据传输。
3. 数据处理技术物联网中产生的数据量庞大,需要进行有效的处理和分析。
数据处理技术包括数据存储、数据挖掘、数据分析等。
云计算技术可以提供强大的计算和存储能力,使得物联网系统能够处理大规模的数据。
同时,人工智能和机器学习等技术可以对数据进行分析和预测,提供更智能的服务。
二、物联网的实现方式物联网的实现方式主要包括边缘计算和云计算。
1. 边缘计算边缘计算是指将计算和存储的能力放在离设备更近的地方,减少数据传输的延迟和带宽消耗。
边缘计算可以在设备本身或设备附近的网关上进行,实现对数据的实时处理和分析。
边缘计算可以提高物联网系统的响应速度和安全性。
2. 云计算云计算是指将计算和存储的能力集中在云端服务器上,通过互联网提供服务。
物联网中的设备可以将采集到的数据上传到云端进行存储和处理。
云计算可以提供强大的计算和存储能力,使得物联网系统能够处理大规模的数据,并提供智能化的服务。
物联网的技术路线及属性形成
路凯歌, 而是争议与追捧共存、 炒作与批评同在, 究其根源 是不同研究者彼此的理解以及不同社会利益集团利益趋 向的差异。通过对物联网技术发展思路的梳理, 从信息技 术 自身的发展规律和社会信息化发展需求等方面认识物 联网的本质属性, 从而还原物联网的真实面目。
网等被认为是有效的解决方案, 这些技术正是构成
物联网的基本要素。
・
段, 目前有关物联网的概念都具有一定的产业倾向
性、 学科局限性和特定情结。
・
物联网是一个大科技概念 , 是依靠嵌人式系统延伸
・
物联网是一个由信息物品、 自主网络和智能应用技
术构成的综合应用系统。 迄今尚未研究和开发完整
的物联网技术同 物联网技术还处于研究和开发阶 ,
物联 网是互联网发展到高级阶段并在发展 中遇到
阻力时的产物。互联网发展到现在, 在技术和应用
中都遇到了瓶颈, 下一代网络( G )云计算 、 N N、 传感
在 网络 , 具体体现在泛在互联 、 泛在技术支持 和泛在应用 整合等方面 。
1 引 言
自计算机技术、 互联网和移动通信技术产生划时代 影响以及创造 丰厚价值之后 , 物联网( t e o tns ie t fh g , nm i l )- o 【被期待成为全球信息产业的又一次浪潮f 受到全 TI 2 】 3 _ , 球许多国家政府、 企业、 科研机构的高度关 [ , 4 业界分别 , 5 1
通过通信网络进行互联与管理, 利用互联网这一成熟的信 息平台为社会各行各业提供面向物体的各类服务。
2 物联网的特征 . 2
学术界和工业界立足各 自的研究和应用领域, 对物联
物联网工程毕业论文开题报告
物联网工程毕业论文开题报告一、研究背景和意义物联网(Internet of Things,简称IoT)作为信息技术与现实世界的深度融合,正在呈现出广阔的应用前景和持续的市场增长。
物联网技术的迅猛发展,以及对物联网工程专业人才的需求,使得研究物联网工程的科学问题和技术挑战成为当今最具前沿性、实践性和应用性的课题之一。
二、研究目标和内容本论文旨在探索物联网工程领域中的关键问题,解决物联网系统开发、部署和管理等方面的难题,提出相应的技术方案,以推动行业创新和发展。
具体的研究目标和内容包括以下几个方面:1. 物联网工程体系结构设计与优化:研究物联网工程的体系结构,包括硬件平台、通信网络、数据存储和处理等,优化物联网工程的整体性能和可靠性。
2. 物联网设备和传感器技术:探索新一代物联网设备和传感器技术,提高数据采集、传输和处理的精度和效率,实现对复杂环境中各类物体的智能感知。
3. 物联网数据管理与分析:研究大规模数据的存储、检索和分析方法,挖掘物联网数据中蕴含的有价值的信息,为物联网工程的智能决策和优化提供支持。
4. 物联网系统安全与隐私保护:分析物联网面临的安全和隐私风险,研究安全认证、数据加密、身份验证等关键技术,构建安全可靠的物联网系统。
三、研究方法和技术路线为了实现上述研究目标,本论文将采用以下研究方法和技术路线:1. 文献综述与问题定义:首先对物联网工程领域的相关文献进行梳理和分析,明确目前存在的问题和挑战,并明确本论文的研究范围和目标。
2. 理论分析与模型构建:基于已有的理论基础和研究成果,对物联网系统的关键问题进行理论分析,并构建相应的模型和算法。
3. 实验设计与数据采集:通过设计合理的实验方案,搭建实际的物联网系统,对关键技术方案进行验证和性能评估,采集相关的数据。
4. 数据处理与结果分析:对实验采集的数据进行预处理和分析,提取有用的信息,验证理论模型的有效性,并进行结果的可视化展示与分析。
最新物联网的体系架构和技术路线
企业应用系统
控制器
WMMP-T
WMMP-A
物联网平台
摄像头 读码器
物联网平台是业务运营和管理的关键设备 WMMP协议是物联网通信的基础 物联网网关是传感网与电信网融合的关键基础设备 通信模组是终端标准化的重要部分 无线传感网是感知客观世界有效手段和物联网基础
我们从那里切入?
• 乱花渐欲迷人眼,浅草才能没马蹄
物联网的体系架构和技术路线
提纲
1 物联网的体系架构和技术路线 2 物联网的标准进展
3 物联网网络发展关键问题 4 发展建议
物联网市场和网络发展规划
物联网信息汇聚阶段关键技术
第一阶段3G与传感器网络结合
相关关键技术
• 传感器网络高能效通信技术 • 传感器网络组网关键技术 • 传感器网络协同体系架构 • 传感器网络专用操作系统 • 传感器网络测试验证平台 • 传感器网络低功耗技术 • 传感器网络电磁兼容技术 • 传感器网络网关设备
行业融合是要面对的深层次问题
示范效应不强 当前的应用以监控为主,不 能给企业带来显著的经济效 益,且需要考虑机器替换人 员的问题
需求挖掘不足 企业技术人员不了解信息技 术的最新进展,从事信息化 的人员不掌握各行各业的业 务流程
行业开放不够 行业内部利益相关机构对 于信息化服务提供商进入 行业具有天然的抵触
涉及企业流程改变、系统对接、设备改造、岗位调整
提纲
1 物联网的体系架构和技术路线 2 物联网的标准进展体系
3 物联网网络发展关键问题 4 发展建议
物联网系统架构
无线传感器网络
物联网终端
承载网络
运营支撑系统
应用系统
个人及家庭用户
物联网的体系结构
物联网技术物联网的体系结构主讲:叶品菊问题引入物联网的体系结构主要研究哪些内容?如何描述物联网的体系结构呢?物联网技术概论网路体系结构主要研究网络的组成部件以及这些部件之间的关系,与传统网络系统结构一样,也可采用分层网络体系结构来进行描述。
云计算技术RFID智能识别技术无线通信技术传感技术IPV612 43 5从技术角度讲,物联网专业主要涉及的专业有:1524 3遥感与遥测物联网 涉及 专业电子与电气工程电子信息与通讯自动控制计算机科学与工程物联网透过感测和通讯等相关技术,实现人、机器和系统三者之间的智能化连结,解决城市化所带来的各种生活问题,未来如汽车、家电等各种物品都将连上网络,相关创意应用也将有庞大的商机。
物联网是在2005年由国际电信联盟(ITU)正式提出,涵盖“人与人”、“物与物”及“人与物”三大范畴。
物联网体系架构物联网的架构可分为感知层、网络层、应用层三个主要部分。
由传感器(sensor)、影像监视装置、 无线射频识别技术(RFID)等组成, 是物联网架构的基础。
是异构融合的泛在通信网络,包括现有的互联网、通信网、广电网以及各种接人网和专用网,通信网络对采集到的物体信息进行传输和处理。
为手机、pc 等各种终端设备 提供感知信息的应用服务。
应用层网络层 感知层主要实现 关键技术感知层:全面感知,无处不在感知层位于物联网三层结构中的最底层,其功能为“感知”,即通过传感网络获取环境信息。
感知层是物联网的核心,是信息采集的关键部分。
主要实现物体的信息采集、 捕获和识别。
关键技术包括传感器、RFID 、GPS、自组织网络、传感器网络、短距离无线通信等。
物联网体系架构案例:条码识别技术以超市里推广使用的条码识别技术为例,店员通过扫描仪扫一下就能准确了解物品是什么。
结合传感器技术发展,我们不仅知道物品是什么,还能知道它处在什么环境下,如温度、湿度等。
如今,许多科学家在研究将自动识别技术与传感器相结合,让物品具备自主发言能力,通过识别物品,物体就会告诉人们,它是什么,在哪里,温度是多少,湿度是多少,压力是多少等一系列数据。
图解物联网---物联网的架构
图解物联⽹---物联⽹的架构⼆、物联⽹架构1、物联⽹的作⽤ 实现物联⽹时,物联⽹服务⼤体上发挥着两个作⽤。
第⼀是把从设备收到的数据保存到数据库,并对采集的数据进⾏分析。
第⼆是向设备发送指令和信息。
本章将会为⼤家介绍如何构建物联⽹服务,以及⽤于实现物联⽹的重要要素。
2、整体结构 物联⽹⼤体上有3 个构成要素,如图2.1 所⽰。
⼀个是设备,另⼀个是⽹关,再来就是服务器。
⽹关指的是能连接多台设备,并具备直接连接到互联⽹的功能的机器和软件(图2.2)。
如今,市⾯上有很多种⽹关。
在多数情况下,⽹关凭借Linux 操作系统来运⾏。
选择⽹关时有⼏项重要的标准,我们来⼀起看⼀下。
接⼝ 第⼀重要的是⽤于连接⽹关和设备的接⼝。
⽹关的接⼝决定了能连接的设备,因此重点在于选择⼀个适配设备的接⼝。
有线连接⽅式包括串⾏通信和USB 连接。
串⾏通信中经常⽤的是⼀种叫作D-SUB 9 针(pin)的连接器,⽽USB 连接中⽤到的USB 连接器则种类繁多。
⽆线连接中⽤的接⼝是蓝⽛和Wi-Fi(IEEE 802.11)。
此外,还有采⽤920 MHz 频段的Zigbee 标准,以及各制造商们的专属协议。
⽹络接⼝ 我们⽤以太⽹或是Wi-Fi、3G/LTE/5G 来连接外部⽹络硬件 相对于⼀般计算机⽽⾔,⽹关在CPU 和内存这些硬件的性能⽅⾯⽐较受限。
我们需要确定让⽹关做哪些事情,也需要考虑到它的硬件性能。
软件 使⽤Linux 操作系统来运⾏⽹关,还有⼀个叫作BusyBox 的软件,它运⾏起来占⽤内存少,集成了标准的Linux 命令⼯具。
电源 ⽹关基本上都是使⽤AC 适配器当电源的,有些⽹关本⾝会搭载电池3、服务器的结构 在功能⽅⾯,物联⽹服务⼤体上可分为3 个部分,为前端部分、处理部分,以及数据库部分(图2.3) ⾸先,前端部分包括数据接收服务器和数据发送服务器。
数据接收服务器接收设备和⽹关发来的数据,转交给后续的处理部分。
物联网技术与应用之物联网技术架构
按照不同得方式,射频识别系统有以下几种分类:
按供电方式分为有源和无源射频识别系统。有源是指标签内有电 池提供电源,其作用距离较远,但寿命有限、体积较大、成本高,且 不适合在恶劣环境下工作;无源标签内无电池,它利用波束供电技术 将接收到的射频能量转化为直流电源为卡内电路供电,其作用距离相 对有源卡较短,但寿命长且对工作环境要求不高。
早期传感网
自组织网络
分布式节点自组织 组成的网络,用于 战场侦察。
泛在传感器网络
ITU研究报告
可以以“任何地点、任何 时间、任何人、任何物” 的形式被部署,由智能传 感节点组成的网络。
泛在网络
江泽民主席文章
由智能网络、最先进的计算技 术以及其他领先的数字技术基 础设施武装而成的技术社会形 态,将以“无所不在”、“无 所不包”、“无所不能”为基 本特征,帮助人类实现“4A” 化通信。
物联网系统有三个层次。一是感知层,即利 用 RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体 的信息;二是网络层,通过各种电信网络与互联 网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去; 三是应用层,把感知层的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。
9、要学生做的事,教职员躬亲共做 ;要学 生学的 知识, 教职员 躬亲共 学;要 学生守 的规则 ,教职 员躬亲 共守。2 1.7.11 21.7. 11Sun day, July 11, 2021
15、一年之计,莫如树谷;十年之计 ,莫如 树木; 终身之 计,莫 如树人 。202 1年7月 上午1 2时55 分21.7. 1100: 55Jul y 11, 2021
16、提出一个问题往往比解决一个更 重要。 因为解 决问题 也许仅 是一个 数学上 或实验 上的技 能而已 ,而提 出新的 问题, 却需要 有创造 性的想 像力, 而且标 志着科 学的真 正进步 。202 1年7月 11日 星期日1 2时55 分35秒 00:55 :3511
物联网技术架构以及物联网应用典型案例(PPT 84页)
物联网概念发展和融合
RFID
早期物联网
RFID+互联网
把所有物品通过射频识 别(RFID)和条码等 信息传感设备与互联网 连接起来,实现智能化 识别和管理。
物联网
ITU和欧盟对概念扩展
提出任何时刻,任何地点,任意物体之 间的互联,无所不在的网络和无所不在 计算的发展愿景,除RFID技术外,传 感器技术,纳米技术,智能终端等技术 将得到更加广泛的应用。
网络感知层
一般的,人们按照结构将条码分为一维条码和二维 条码。一维条码是通常我们所说的传统条码,按照应用 又可将其分为商品条码和物流条码。其中,商品条码包 括EAN条码和UPC条码等,物流条码包括128条码、ITF 条码、39条码、库德巴条码等。二维条码根据构成原理、 结构形状的差异,一般可分为两大类型:一类是行排式 或层排式二维条码(2D Stacked or Tiered Barcode),如PDF417、Code49、Code16K等;另 一类是棋盘式或矩阵式二维条码(2D Checkerboard or Dot Matrix Barcode),如汉信码、QR Code、 Data Matrix、Code One、Maxi Code等。关于条码 的简单分类如图4-3所示
最基本的RFID系统由三部分组成: i 标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,标签 含有内置天线,用于和射频天线间进行通信。 ii 识读器/读写器:读取(对可读写标签时可以 写入)标签信息的设备。 iii天线:在标签和读取器间传递射频信号。
网络感知层
系统的基本工作流程是:阅读器通过 发射天线发送一定频率的射频信号,当射 频标签进入发射天线工作区域时,射频标 签获得能量被激活,并将自身编码等信息 通过标签内置发送天线发送出去;系统接 收天线接收到从射频标签发送来的载波信 号,经天线调节器传送到识读器,识读器 对接收的信号进行解调和解码然后送到后 台主系统进行相关处理。
物联网智能交通系统架构
物联网智能交通系统架构随着物联网技术的快速发展,智能交通系统正在成为城市管理和交通运输领域的重要组成部分。
本文将介绍物联网智能交通系统的架构,包括其组成部分和工作原理。
一、物联网智能交通系统的组成部分1. 传感器和设备:物联网智能交通系统使用各种传感器和设备来收集交通数据。
这些数据可以包括车辆的位置、速度、方向等信息,以及道路状况、环境条件等。
常用的传感器有摄像头、雷达、挂载在交通信号灯上的传感器等。
2. 通信网络:物联网智能交通系统依赖于稳定可靠的通信网络,用于传输传感器和设备收集到的交通数据。
这些数据可以通过有线或无线网络传输,包括互联网、移动通信网络等。
通信网络的可用性和带宽对于系统的运行和响应速度至关重要。
3. 数据处理和存储:物联网智能交通系统需要对大量的交通数据进行处理和存储。
数据处理包括数据清洗、分析、抽取和推理等,以提供交通状况的实时和准确的信息。
数据存储可以采用云存储技术,以便于管理和访问。
4. 决策与控制中心:物联网智能交通系统的决策与控制中心是核心部分,负责整合、分析和处理交通数据,并根据数据提供的信息进行决策和控制。
决策与控制中心可以根据交通状况,调整交通信号灯的时序,优化路线规划,实现交通拥堵减少、信号优化等目标。
5. 用户终端:用户终端是物联网智能交通系统中的用户接口,包括手机应用、交通导航设备等。
用户可以通过这些终端获取实时的交通信息、道路状况和最佳的路线选择,以提高出行效率和安全性。
二、物联网智能交通系统的工作原理物联网智能交通系统通过将传感器和设备部署在道路、交通信号灯和车辆上,收集车辆和道路的交通数据。
传感器可以实时监测车辆的位置、速度和方向,同时也可以感知道路的状况,如湿滑、拥堵等。
这些数据通过通信网络传输到决策与控制中心,经过处理和分析后,提供实时的交通信息和决策建议。
决策与控制中心根据交通数据的分析结果,制定交通信号灯的时序,并通过通信网络将控制指令传输到交通信号灯。
IoT架构设计连接万物的智能系统
IoT架构设计连接万物的智能系统物联网(Internet of Things,简称IoT)是指通过物理设备、传感器、软件和网络等技术手段连接和交互的智能系统。
它通过无线通信、云计算、大数据等技术,实现了各种智能设备之间的互联互通。
本文将探讨IoT架构设计,展示如何连接万物的智能系统。
一、IoT架构概述IoT架构是指将各种物联网设备、物联网平台、网络通信和应用系统有机地结合起来,形成一个完整的系统。
一个典型的IoT架构包括以下几个关键组件:1. 物联网设备:包括各种传感器、执行器、智能设备等,用于采集环境数据、执行控制指令等。
2. 物联网平台:作为连接物联网设备和应用系统的媒介,负责数据传输、协议转换、设备管理等功能。
3. 网络通信:提供设备之间的通信通道,包括有线和无线通信技术,如WiFi、蓝牙、LoRa等。
4. 应用系统:基于物联网数据和功能,提供各种实时监测、远程控制和智能决策等功能的应用程序。
二、物联网设备的连接和交互物联网设备是IoT架构的基础,它们通过各种通信协议连接到物联网平台。
在连接和交互过程中,需要考虑以下几个方面:1. 设备身份认证:确保每个设备的身份和权限,防止未经授权的设备接入系统。
2. 数据采集和传输:设备通过传感器采集环境数据,并通过网络将数据传输到物联网平台。
3. 协议转换和解析:由于不同设备可能采用不同的通信协议,物联网平台需要进行协议转换和解析,实现设备之间的互操作性。
4. 设备管理和监控:对设备进行远程管理和监控,包括状态监测、固件升级、故障诊断等功能。
三、物联网平台的功能和特点物联网平台是连接物联网设备和应用系统的核心组件,它具有以下功能和特点:1. 数据管理和存储:物联网平台负责对从设备采集的数据进行管理和存储,支持实时处理和大数据分析。
2. 安全性和隐私保护:物联网平台需要确保数据在传输和存储过程中的安全性和隐私保护,采用加密和权限控制等技术手段。
3. 大规模设备管理:物联网平台需要支持管理大规模的设备,包括设备注册、配置管理、状态监测等。
3.物联网体系架构
3.1.4 综合应用层
③ 绿色建筑:
• 物联网技术为绿色建筑带来了新的力量。通过建 立以节能为目标的建筑设备监控网络,将各种设 备和系统融合在一起,形成以智能处理为中心的 物联网应用系统,有效的为建筑节能减排提供有 力的支撑。
3.1 物联网结构
• 而按照更为科学及严谨的表述,物联网结构 应分成: ① 感知识别层 ② 网络构建层 ③ 管理服务层 ④ 综合应用层
3.1.1 感知识别层
• 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 的主要技术。
• 例如张贴安装在设备上的 RFID 标签和用来识别 RFID信息的扫描仪、 感应器都属于物联网的感知 层。
3.1.2 网络构建层
网络构建层
3.1.3 管理服务层
• 管理服务层位于感知识别和网络构建层之上,综 合应用层之下,人们通常把物联网应用冠以“智 能”的名称,如智能电网、智能交通、智能物流 等,其中的智慧就来自这一层。
• 当感知识别层生成的大量信息经过网络层传输汇 聚到管理服务层,管理服务层解决数据如何存储 (数据库与海量存储技术)、如何检索(搜索引 擎)、如何使用(数据挖掘与机器学习)、如何 不被滥用(数据安全与隐私保护)等问题。
3.2 未来的物联网架构技术
• 第二,可以预料到,未来的物联网中产生的数据 将是海量的。
• 物联网的架构技术一定要同时支持移动的“智能” 与、自主的信息过滤、自主模式识别、自主机器 学习以及自主判断决策能力,要让这些能力能够 达到各种物联网子网络的边缘地带,而无需考虑 数据是在附近产生的还是远程生成的。
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行业融合是要面对的深层次问题
示范效应不强 当前的应用以监控为主,不 能给企业带来显著的经济效 益,且需要考虑机器替换人 员的问题
需求挖掘不足 企业技术人员不了解信息技 术的最新进展,从事信息化 的人员不掌握各行各业的业 务流程
研究目标
研究和制定物联网业务需求报告,聚焦传感网和移动网融合、商业模式 和最佳业务应用等
研究并规范端到端的物联网网络架构与相关接口
对其他标准组织中已有物联网相关规范进行修订
研究重点
网络架构和统一协议
传感网技术 选择和组网
面向医卫和监 控的应用研究
物联网网关规范化
统一应用平台
模组规范化
3GPP R10-Network Improvements for Machine Type Communications (NIMTC)
国家传感器网络标准组(WGSN)
标准组由信标委支持,无锡物联网研究院和电子技术标准化研究所主 导成立,主要面向ISO/IEC JTC1进行中国的国际标准提案输出 该标准组下设立2个研究组和6个标准组,分别为国际标准化项目组、 行业应用调研组、标准体系与系统架构组、通信与信息交互组、协同 信息处理组、标识组、接口组、安全组 参加单位众多,主要以高校、科研机构和IT企业为主,包括中国电子 技术标准化研究所、中国科学院、华为、西电捷通、深圳天智、杭州 家和、清华、北大、展讯、中兴、大唐、北邮、工信部研究院、中国 移动、中国联通、中国电信等上百家单位 该标准组提出的物联网信息汇聚、协同感知、泛在聚合三阶段演进路 线,已经被ISO/IEC JTC1传感网总体技术文档采纳。目前已明确在 JTC1下成立工作组(WGSN),系统推进传感网国际标准的制定
让客户尽情享受信息新生活
物联网技术发展的思考
提纲
1 物联网的体系架构和技术路线 2 物联网的标准进展
3 物联网网络发展关键问题 4 发展建议
物联网(传感网)典型体系架构
物联网典型体系架构分层描述
物联网应用层 物联网网络层 物联网感知层
提供丰富的基于物联网的应用,是物联网发展的根本目标 将物联网技术与行业信息化需求相结合,实现广泛智能化应用的 解决方案集 关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决 方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发
3G与传感器网络融合
主要特征 (1)具备以事件、任务为驱动 的感知层、网络层和应用层协 同工作的更强大的信息感知和 信息处理能力 (2)3G网络为物联网业务特 性进行优化和定制,满足物联 网通信及业务的特性需求 (3)传感器网络的自组织、协 同感知功能是在物联网的整体 管理体系下实现的
泛在网络、信息聚合
物联网协同感知阶段 --第二阶段3G与传感网络的融合
提纲
1 物联网的体系架构和技术路线 2 物联网的标准进展
3 物联网网络发展关键问题 4 发展建议
物联网标准研究进展
物联网标准研究进展
ETSI
2008年成立TC M2M工作组,该工作组由FT-Orange发起,包括 运营商、设备商、集成商等几百个研究单位和组织加入
广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施 是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部 分 关键在于为物联网应用特征进行优化和改进,形成协同感知的网 络
感知层是实现物联网全面的感知的核心能力 是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的 部分 关键在于具备更精确、更全面的感知能力,并解决低功耗、小型 化和低成本的问题
3GPP MTC Service Requirem•识别 •收费 •安全 •远程管理 •分类别的系统优化: •低移动性 •通信时间可控 •仅使用PS域 •低数据率 •用户分群 •仅有移动源发 •高可用性 •盗窃/故意破坏
物联网标准研究进展
国内标准物联网进展情况
提纲
1 物联网的体系架构和技术路线 2 物联网的标准进展体系
3 物联网网络发展关键问题 4 发展建议
当前存在的主要问题
关键技术 有待突破
行业壁垒 有待突破
研发力量 比较分散
体系架构 尚未建立
缺乏完 整的标 准体系
缺乏成 熟的商 业模式
政难策成环境 有规待模完善
共赢模式 有待探索
现阶段运营商应用仅仅体现在RFID/二维码以及数据采集的 行业拓展应用方面,单纯提供数据传输通道和行业集成解决方 案两种模式,投入产出比较非常低
物联网扩展系统架构
物联网技术路线
以规模化应用为目标,分阶段实现3G与传感网的融合,实现物联网的可
运营、可管理及产业化
信息汇聚
协同感知
泛在聚合
3G与传感器网络结合
主要特征 (1)将分散的、利用多种感 知技术手段所采集的信息通过 网关设备汇聚到3G网络 (2)通过3G网络将感知信息 汇聚到应用系统 (3)由应用系统集中进行信 息的处理,并提供信息应用服 务。
• 3GPP已完成了业务需求的研究,目前就网络结构( SA2)及无线接口(RAN2)开展了技术方案的研究
• 基于移动终端的WSN网络结构
及协议研究 •设计更灵活的自适应编码,优化 传输方式,支持更灵活的资源粒度 分配 • 增强L2/L3协议,支持大量M2M 终端 • 简化调度、功控、HARQ、链路 自适应、同步、接入和切换过程
国家通信标准工作组( CCSA)
CCSA TC5 WG7:正在进行物联网业务相关研究,即将完成《移动 M2M业务研究报告》 CCSA TC5 WG3:该组将从移动网与传感网结合为主要研究方向, 《物联网网络架构研究》、《TD-SCDMA无线传感器网络网关设备 技术要求》和 《CDMA2000无线传感器网络网关设备技术要求》近 期将立项
主要特征 (1)基于多种组网技术融合的 无处不在的协同感知能力 (2)信息资源使用模式突破以 单一应用服务为目标,通过聚 合海量信息聚合不断衍生新的 应用
物联网市场和网络发展规划
物联网信息汇聚阶段关键技术
第一阶段3G与传感器网络结合
相关关键技术
• 传感器网络高能效通信技术 • 传感器网络组网关键技术 • 传感器网络协同体系架构 • 传感器网络专用操作系统 • 传感器网络测试验证平台 • 传感器网络低功耗技术 • 传感器网络电磁兼容技术 • 传感器网络网关设备