物联网体系结构

无线技术
频率
Fra Baidu bibliotek
距离/m
功耗
传输速率/kbps
Bluetooth
2.4GHz
10
低
10000
物联网在传统网络的基础上，从原有 网络用户终端向“下”延伸和扩展，扩大 通信的对象范围，即通信不仅仅局限于人 与人之间的通信，还扩展到人与现实世界 的各种物体之间的通信。
感知层是IOT的基础，解决的就是人类 世界和物理世界的数据获取问题。
主要通过各类信息采集、执行设备和识 别设备，采用多种网络通信技术、信息处理 技术、物化安全可信技术、中间件及网关技 术等。实现物理空间与信息空间的感知互动。
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。
感知层由具有感知、识别、控制和执行 等能力的多种设备组成，一般包括数据采集、 数据短距离传输与数据编码两部分
此处的短距离传输技术，尤指像蓝牙、 ZigBee这类传输距离小于100m，速率低于 1Mbit/s的中低速无线短距离传输技术。数据 编码关键技术为RFID、条形码等。
可扩展性——不仅可以适用当前的环境，而 且能够少量修改后为将来使用。
互操作性——支持相互异构的信息能够相互 访问。
IOT的体系架构将包含以下内容： 从各种物联网的应用中总结出的元件、组
件、模块和功能的共性与区别。 构建出的分层结构、接口、数据类型、连
接关系等。 在物联网领域中需要统一的和已经存在的
标准。 物联网的共性要求和经营理念。 不同应用的共同点。 现在通用物联网架构和未来通用的物联网
架构。 根据开发者的兴趣提供设计、分析与裁剪
物联网的体系结构
行业应用导向，完整解决方案交付
智能家居 智能交通 智能城管 智能电力
网
络
连
物联网
接
应用层
统
一
IP
物联网
协
网络层
议
关
注
物联网
IP
感知层
v6
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。
测量电路(measuring circuit)： 将转换元件 输出的电信号进行进一步转换和处理的部 分，如放大、滤波、线性化、补偿等，以 获得更好的品质特性，便于后续电路实现 显示、记录、处理及控制等功能。
——是一个组件模型，它将应用程序的不同功 能单元（称为服务）通过这些服务之间定义 良好的接口和契约联系起来。
——是一种粗粒度、松耦合服务架构。
松耦合系统的好处有两点，一点是它的 灵活性，另一点是，当组成整个应用程序的 每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变 时，它能够继续存在。
服务请求者不需要知道服务提供者实现 的技术细节，例如程序语言、底层平台等等。
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。
智能医疗
行业应用 系统
行业应用 平台
业务支撑 平台
核心网络 接入网络
定位授时 摄像监控 传感器网 M2M终端 RFID读写
IT 和 应 用 统 产业链 一 各环节 架 定位， 构 通用产 品提供 关 注 云 计 算
物联网是一个以应用为导向，分工日渐清晰的产业，IPv6和云计算是核心基础架构发展方向
2.2 感知层
物联网使用SOA的优势
可以使物联网上的各项服务之间通过简 单、精确定义的接口进行通信，可以不涉及 底层编程接口和通信模型，使用户在不触及 复杂的物联网本身的情况下，就能够真正实 现随时、随地的与任何人、任何物进行有效 的感知、互联与协调控制。
IOT体系架构设计的要点
模块化——可重复使用，对不同的环境都适 用。
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）
4、电源模块
5、无线通信模块
无线通信模块由无线射频电路和天线组成，目前采用的传 输介质主要包括无线电、空气、红外、激光和超声波等，它 是传感器节点中最主要的耗能模块，是传感器节点的设计重 点。
传感器网络应用的无线通信技术通常包括IEEE 802.11b、 IEEE 802.15.4(ZigBee)、Bluetooth、RFID等，还有很多 芯片双方通信的协议由用户自己定义，这些芯片一般工作在 ISM免费频段。
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
2.2.1、感知现实物理世界
感知层通过RFID、WSNs、GPS、M2M、 二维码等采集到人们所需要的现实物理世界 的信息，通过处理后获得人们所需要的信息 与知识。
如实时的监测城区干、支路道路的车速、 车流量等信息，判断各条道路的交通畅通、 拥堵情况等。
1、传感器与环境感知
传感器（Transducer/Sensor）是一种能 感受规定的被测量并按照一定的规律转换成 可用量的器件和装置。