物联网体系架构
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。
物联网体系架构总结汇报
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。
工业物联网的体系架构
典型的物联网系统架构共有3个层次。
一是感知层，即利用射频识别（radio frequency identification, 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。
在工业环境的应用中，工业物联网面临着与传统的物联网系统架构两个主要的不同点：一是在感知层中，大多数工业控制指令的下发以及传感器数据的上传需要有实时性的要求。
在传统的物联网架构中，数据需要经由网络层传送至应用层，由应用层经过处理后再进行决策，对于下发的控制指令，需要再次经过网络层传送至感知层进行指令执行过程。
由于网络层通常采用的是以太网或者电信网，这些网络缺乏实时传输保障，在高速率数据采集或者进行实时控制的工业应用场合下，传统的物联网架构并不适用。
二是在现有的工业系统中，不同的企业有属于自己的一套数据采集与监视控制系统（supervisory control and data acquisition，SCADA，在工厂范围内实施数据的采集与监视控制。
SCADA系统在某些功能上会与物联网的应用层产生重叠，如何把现有的SCADA系统与物联网技术进行融合，例如哪些数据需要通过网络层传送至应用层进行数据分析；哪些数据需要保存在SCADA的本地数据库中；哪些数据不应该送达应用层，它们往往会涉及到部分传感器的关键数据或者系统的关键信息，只由工厂内部进行处理。
工业物联网的系统架构需要在传统的物联网架构的基础上增加现场管理层。
其作用类似于一个应用子层，可以在较低层次进行数据的预处理，是实现工业应用中的实时控制、实时报警以及数据的实时记录等功能所不可或缺的层次，如图1所示。
图1 工业物联网体系架构1. 感知层感知层的主要功能是识别物体，采集信息和自动控制，是物联网识别物体、采集信息的来源；它由数据采集子层、短距离通信技术和协同信息处理子层组成。
物联网体系结构(共74张PPT)
1.2 物联网定义
• 物联网中的“物〞的涵义要满足以下条件才能够被纳 入“物联网〞的范围：
一个Zigbee网络由一个协调器节点、多个路由器和多个终端设备 节点组成。
WIFI无线网络
• Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备〔如PDA、 〕 等终端以无线方式互相连接的技术。
•WIFI突出优势：
•其一，无线电波的覆盖范围广 •其二，传输速度非常快
•其三，厂商进入该领域的门槛比较低
WIFI无线网络
1.1 物联网概念
• 物联网的概念是由麻省理工学院Auto-ID研究中心于 1999年提出的。当时基于互联网、RFID技术、EPC 标准，在计算机互联网的根底上，利用射频识别技 术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物 品信息实时共享的实物互联网。
1.2 物联网定义
目前较为公认的物联网的定义是： 通过射频识别〔RFID〕装置、红外感应器、 全球定位系统GPS、激
2.3 物联网感知层关键技术
1. RFID技术 2. 条形码
3. 传感器技术 4. 无线传感器网络技术 5. 产品电子代码EPC
RFID技术
• RFID(Radio Frequency Identification)， 即射频识别，俗称电 子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，可识
具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象； • 2〕阅读器(Reader)或读写器：读取(有时还可以写入
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
物联网标准体系框架
WF-IoT 融合物联网技术及应用
~ 1 ~
物联网标准体系框架
物联网标准体系划分为基础类、感知类、网络传输类、服务支撑类、业务应用类、共性技术类等六个大类，见图1所示。
图1 物联网标准体系框架示意图
其中：
● 基础类标准。
统一物联网术语、体系架构、参考模型和需求等总体标准。
● 共性技术类标准。
针对物联网新的需求，研制安全、标识等新的物联网
共性标准。
● 感知类标准。
感知类的技术和标准是物联网标准工作的核心和重点。
● 网络传输类标准。
针对物联网未来需求，优化网络传输技术及标准。
● 服务支撑类标准。
针对物联网应用的支撑标准。
● 业务应用类标准。
解决物联网行业应用领域标准。
物联网体系架构课件
要点一
TCP/IP
要点二
MQTT
一种通用的互联网协议族，为物联网设备提供可靠的传输 层协议。
一种轻量级的发布/订阅消息传输协议，为物联网设备提供 数据传输服务。
物联网网络层技术的比较和应用场景
应用场景
不同的物联网应用场景需要选择合适的网络 层技术，以满足数据传输的可靠性、实时性 和安全性等要求。
技术比较
各种网络层技术具有不同的特点，应根据应 用场景的需求进行选择。例如，对于需要低 功耗的设备，应选择LoRa或Zigbee等技术 ；对于需要高速数据传输的设备，应选择 Wi-Fi或以太网等技术。
05 物联网应用层技术
数据处理与分析技术
01
数据清洗
去除重复、无效、错误数据，保证 数据质量。
数据可视化
07 物联网案例分析
智能家居案例：智能音箱与智能灯泡的控制
01
智能音箱
智能音箱作为家庭语音控制中心，可以与智能家居设备连接，实现语音
控制。例如，可以通过语音指令控制智能灯泡的开关、调节亮度等。
02 03
智能灯泡
智能灯泡可以与智能音箱连接，实现通过语音指令控制开关、调节亮度 等功能。同时，还可以根据用户的习惯和需求，自动调整亮度和开关时 间。
无线通信技术
Zigbee
一种低速、低功耗的无线通信技术，适用于智能家居 、环境监测等物联网应用场景。
LoRa
一种长距离、低功耗的无线通信技术，适用于物联网 设备的远程数据传输。
Wi-Fi
高速、高带宽的无线通信技术，适用于物联网设备与 局域网之间的连接。
网络协议与标准（如TCP/IP、MQTT等）
总结
智能交通案例展示了如何通过物联网技术实现车联网和智能交通信号控制，提高道路安全 性和交通效率。
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。
物联网体系架构及关键技术
第2章 物联网体系架构
它提供整个网络信息
物联网的这种自主体系结构由数据面、的控完制整面视、图知，并识且面提和
炼成为网络系统的知
管理面四个面组成。
识，控用制于面指通导过控向制数面 的适据应面性发控送制配置信
息，优化数据面
的吞吐量，提高
可靠性
数据面主要用于
管理面用于协调数 图2.1 物联网的一种自主体系结构数据分组的传送
第2章 物联网体系架构 图2.3 EPC物联网体系架构示意图
第2章 物联网体系架构
由图2.3可以看到一个企业物联网应用系统的基本架构。 该应用系统由三大部分组成，即RFID识别系统、中间件系统 和计算机互联网系统。
RFID识别系统包含EPC标签和RFID读写器，两者通过 RFID空中接口通信，EPC标签贴于每件物品上。
EPC Global对于物联网的描述是，一个物联网主要由 EPC编码体系、射频识别系统及EPC信息网络系统三部分组 成。
第2章 物联网体系架构
1．EPC编码体系 物联网实现的是全球物品的信息实时共享。显然，首先 要做的是实现全球物品的统一编码，即对在地球上任何地方 生产出来的任何一件物品，都要给它打上电子标签。 这种电子标签带有一个电子产品代码，并且全球唯一。 电子标签代表了该物品的基本识别信息，例如，表示“A公 司于B时间在C地点生产的D类产品的第E件”。目前，欧美 支持的EPC编码和日本支持的UID编码是两种常见的电子产 品编码体系。
第2章 物联网体系架构
EPC信息发现服务(Discovery Service)包括对象名解析服 务(Object Name Service，ONS)以及配套服务，它基于电子产 品代码，获取EPC数据访问通道信息。目前，根ONS系统和 配套的发现服务系统由EPC Global委托VeriSign公司进行运
物联网体系架构及关键技术
应用层
应用层的主要功能是将感知层和网络层的数据 转化为有价值的信息，并实现与用户的交互。
应用层通常包括各种物联网应用，如智能家居、 智能农业、智能工业、智能交通等，这些应用 通过各种终端设备和软件系统来实现。
应用层的关键技术包括数据处理与分析、云计 算与大数据技术、人工智能技术等。
无线通信技术
无线通信协议
如ZigBee、WiFi、蓝牙等，用于实现设备间的 数据传输和通信。
无线通信网络拓扑结构
包括星型、树型、网状等结构，以满足不同应 用场景的需求。
无线通信传输质量
要求数据传输速度快、误码率低，以保证通信的可靠性和实时性。
数据处理与分析技术
数据预处理
对原始数据进行清洗、过滤、去噪等操作，提高数据质量。
农业物联网
通过物联网技术，可以实现农业生产的智能化管理，提高 农业生产效率和农产品质量。例如智能灌溉、智能施肥、 智能养殖等。
02
物联网体系架构
感知层
感知层的主要功能是收集各种数据和 信息，包括温度、湿度、压力、光照、 声音等物理量，以及物品的位置、移 动速度等状态信息。
感知层的关键技术包括传感器技术、 RFID技术、无线通信技术等。
边缘计算与云计算的融合
总结词
为了满足物联网应用对实时性和低延迟的需求，边缘计算和云计算的融合成为发展趋势。
详细描述
通过将数据处理和分析的任务转移到设备边缘或靠近设备的地方，可以降低延迟，提高 响应速度。同时，云计算提供强大的计算资源和数据存储能力，支持大规模数据处理和
分析。
物联网安全与隐私保护的挑战
概念
物联网的本质是互联网的延伸和扩展，它将互联网的基础设 施与智能感知、识别技术相结合，实现人、机、物三者之间 的智能交互。
物联网体系结构
物联网体系结构韩腾1. 概述物联网(IInternetofThings)是“传感网”在国际上的通称，是传感网在概念上的一次拓展。
通俗地讲，物联网就是万物都接入到互联网，物体通过装入射频识别设备、红外感应器、GPS或其他方式进行连接，然后通过移动通信网络或其他方式接入到互联网，最终形成智能网络，通过电脑或手机实现对物体的智能化管理和信息采集分析。
作为下一代信息浪潮的新热点，国内外政府公司和研究机构对物联网投入了极大的关注，IBM公司提出“智慧地球”，日本和韩国分别提出了“U-japan”和“U-Korea”战略，这都是从国家工业角度提出的重大信息发展战略。
中国针对物联网到来的信息浪潮，提出了“感知中国”的发展战略。
2009年8月7日，国务院总理温家宝视察中科院嘉兴无线传感网工程中心无锡研发分中心，提出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并且明确要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。
移动、电信、联通三大运营商纷纷在无锡成立物联网研究中心，以无锡为首的国内大中城市也争相建设智能城市，争取成为感知中国示范城市。
本文就物联网的体系架构和对应的技术产业链进行讲解分析。
2. 体系架构物联网应该具备三个特征，一是全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递，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；三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。
在业界，物联网大致被公认为有三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。
图1 物联网体系架构2.1 感知层感知层包括传感器等数据采集设备，包括数据接入到网关之前传感器网络。
对于目前关注和应用较多的RFID网络来说，张贴安装在设备上的RFID标签和用来识别RFID信息的扫描仪、感应器属于物联网的感知层。
物联网技术体系架构
物联网技术体系架构一、引言物联网技术体系架构是指构建物联网系统所需的技术、标准和协议等的整体架构。
随着物联网的快速发展，其在各个领域的应用也越来越广泛。
在实际应用中，为了实现物联网系统的高效、可靠和安全运行，需要建立一个完善的技术体系架构。
本文将介绍物联网技术体系架构的基本概念、关键技术和应用场景等内容。
二、物联网技术体系架构概述1.1 物联网技术体系架构定义物联网技术体系架构是指将各种传感器、终端设备、网络通信设备以及数据处理平台等有机地结合在一起，形成一个完整且高效运行的系统框架。
它包括了从数据采集到数据传输再到数据处理和应用等各个环节。
1.2 物联网技术体系架构特点（1）分布式结构：由于涉及到大量终端设备和传感器节点，因此物联网系统具有分布式结构特点。
各个节点之间需要进行有效地通信和协作。
（2）大规模连接：由于物联网系统涉及到大量的终端设备和传感器节点，因此需要支持大规模的设备连接和管理。
（3）异构性：物联网系统中的终端设备和传感器节点来自不同的厂商，因此需要支持不同设备之间的互联互通。
（4）安全性：物联网系统中涉及到大量的敏感数据，因此需要采取有效的安全措施来保护数据的安全性。
三、物联网技术体系架构关键技术3.1 传感器技术传感器是物联网系统中数据采集的重要组成部分。
通过传感器可以实时采集到各种环境信息，如温度、湿度、压力等。
目前，各种类型的传感器已经得到了广泛应用，并且不断发展出更加先进和高效的传感器技术。
3.2 通信技术通信技术是实现物联网系统各个节点之间信息交互和协作的关键。
目前，常用于物联网通信的技术包括无线通信、蓝牙、ZigBee等。
这些通信技术具有高效、低功耗等特点，并且可以满足不同应用场景下对于带宽和延迟的要求。
3.3 数据处理技术物联网系统中产生的数据量非常庞大，因此需要采用高效的数据处理技术来对数据进行分析和处理。
目前，常用的数据处理技术包括大数据分析、人工智能等。
这些技术可以对大量的数据进行有效地挖掘和分析，从而提取出有价值的信息。
物联网体系架构及应用
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。
3.物联网体系架构解析
3.物联网体系架构解析3、物联网体系架构解析在当今科技飞速发展的时代，物联网已经成为了一个热门话题。
它正在逐渐改变我们的生活方式和社会运作模式。
那么，究竟什么是物联网体系架构呢？让我们一起来深入了解一下。
物联网，简单来说，就是让各种物品通过网络连接起来，实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理。
而物联网的体系架构就像是一个复杂的拼图，由多个关键部分组成，它们相互协作，共同实现物联网的各种功能。
首先，感知层是物联网体系架构的最基础部分。
这就好比是我们的五官，负责感知和收集各种信息。
感知层包含了各种各样的传感器，比如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光线传感器等等。
这些传感器被安装在不同的物品上，实时地采集环境和物品的状态数据。
比如说，在智能家居中，温度传感器可以感知室内的温度变化，当温度过高或过低时，就会自动启动空调进行调节；在智能农业中，湿度传感器可以监测土壤的湿度，从而决定是否需要灌溉。
除了传感器，感知层还包括了一些执行器。
执行器的作用是根据接收到的指令，对物品进行相应的操作。
比如，在智能交通系统中，交通信号灯就是一种执行器，它根据系统的控制指令来改变颜色，指挥交通。
接下来是网络层。
网络层就像是人体的神经系统，负责将感知层采集到的信息快速、准确地传输到应用层。
它主要包括了各种通信网络，如移动通信网络、卫星通信网络、蓝牙、WiFi 等等。
在物联网中，由于需要连接的物品数量众多，而且分布广泛，因此对网络的要求也很高。
不仅要保证数据传输的速度和稳定性，还要考虑到网络的覆盖范围和成本。
比如，对于一些远距离、移动性强的物品，可能会采用卫星通信网络；而对于室内的一些物品，WiFi 则是更合适的选择。
再往上就是平台层。
平台层可以看作是物联网的大脑，它负责对海量的数据进行存储、分析和处理。
这是一个非常关键的环节，因为只有通过对数据的深入分析，才能挖掘出有价值的信息，为应用层提供决策支持。
平台层通常包括了数据库、数据处理软件、数据分析算法等。
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。
3物联网体系架构解析
3物联网体系架构解析物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网连接各种物理设备、传感器和其他智能设备，实现设备之间的数据交流和信息共享的网络系统。
随着物联网技术的发展，越来越多的设备和传感器被连接到互联网上，在各个领域发挥着重要的作用。
为了实现物联网的高效运作和管理，需要建立合理的物联网体系架构。
物联网体系架构是指物联网系统的组织结构和模块化分布方式。
它包含了物联网的四个关键组成部分：感知层、网络层、应用层和支撑层。
1.感知层感知层是物联网中最底层的基础设施，包含各种传感器、执行器等设备，用于收集现实世界中的物理信号和数据。
感知层的设备可以是各种传感器，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光传感器等；也可以是执行器，如电机、开关、执行器等。
感知层的主要功能是将物理信号转换为数字信号，并进行初步的数据处理和分析。
2.网络层网络层是物联网中连接感知层设备和应用层设备的核心部分，主要包括无线传感器网络、嵌入式网关和网络通信协议。
无线传感器网络是一种低功耗、低带宽的网络，用于连接感知层设备并收集其数据。
嵌入式网关是连接物联网和传统互联网的桥梁，通过网关可以将感知层设备的数据传输到云服务器或其他应用设备。
网络通信协议是实现感知层和应用层之间通信的规定方法，常用的网络协议有HTTP、TCP/IP、MQTT等。
3.应用层应用层是物联网中对感知层数据进行处理和应用的部分，包括数据处理、数据存储、数据分析和应用服务。
数据处理指的是对从感知层收集到的原始数据进行清洗、预处理和标准化，以便后续的分析和应用。
数据存储是将处理后的数据进行存储，通常使用云服务器、数据库等进行长期的数据存储和管理。
数据分析是对大量的数据进行处理和分析，提取有价值的信息和知识。
应用服务是通过物联网提供的各种应用服务，如智能家居、智能工厂等。
4.支撑层支撑层是物联网中提供支持和保障的部分，主要包括安全保障、设备管理和标准规范等。
物联网体系架构知识总结
物联网体系架构知识总结物联网作为当前科技领域的热门话题，是指通过互联网连接和通信技术，将各种物理设备和对象实现互联互通的一种技术体系。
在物联网的建设中，物联网体系架构扮演着重要的角色，它是整个物联网系统的基础和框架。
本文将对物联网体系架构的基本概念、关键特点以及各层次的具体内容进行总结和探讨。
一、物联网体系架构的基本概念物联网体系架构是指建立在互联网和物联网技术基础上，构成物联网系统的各个组成部分、功能模块和技术要素的结构化组织。
物联网体系架构主要包括物理层、感知层、网络层、应用层四个层次。
1. 物理层：物理层是物联网体系架构的最底层，包括一系列的传感器、设备和物理连接。
它负责将各种物理物体连接到网络中，实现信息的采集、传输和存储。
2. 感知层：感知层是对物理层信息的处理和解析，能够将物理世界的信息转化为数字信号。
感知层的核心是传感器技术，它可以对环境、设备和对象进行感知和监测。
3. 网络层：网络层是连接物联网中各个设备、服务器和节点的综合网络，它负责信息的传递和转发。
网络层采用IP协议，使得不同设备之间可以相互通信和交互。
4. 应用层：应用层是物联网体系架构的最高层，承载着各种物联网应用和服务。
它通过数据的处理和分析，为用户提供相应的功能和服务，实现物联网的智能化和人性化。
二、物联网体系架构的关键特点1. 开放性：物联网体系架构具有开放性，能够适应不同的应用需求和技术发展。
它采用开放标准和协议，使得不同设备和平台可以相互兼容和扩展。
2. 可靠性：物联网体系架构具有高可靠性，能够实现信息的安全传输和存储。
它采用多重备份和冗余设计，保证数据的完整性和稳定性。
3. 扩展性：物联网体系架构具有良好的扩展性，能够适应大规模的设备连接和数据处理。
它采用分布式架构和云计算技术，实现资源的共享和优化。
4. 实时性：物联网体系架构具有高实时性，能够实时响应和处理各种物联网应用和服务。
它采用实时数据采集和传输技术，提供即时的信息反馈和控制能力。
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场景一：
• 当你早上拿车钥匙出门上班，在电脑旁待命的 感应器检测到之后就会通过互联网络自动发起一 系列事件，比如通过短信或者喇叭自动播报今天 的天气，在电脑上显示快捷通畅的开车路径并估 算路上所花时间，同时通过短信或者即时聊天工 具告知你的同事你将马上到达等。
RFID主要频段标准及特性
• 在对物联网的构想中，RFID标签中存储着规 范而具有互用性的信息，通过有线或无线 的方式把它们自动采集到中央信息系统， 实现物品（商品）的识别，进而通过开放 式的计算机网络实现信息交换和共享，实 现对物品的“透明”管理。
2.2.2 网络层
• 网络层主要承担着数据传输的功能。 • 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。
物联网体系架构
制作人：梁亚飞 张 伟 马 晓
1
概述
感知层 网络层
2
3
4
应用层
• 顾名思义，“物联网就是物物相连的互联 网”。这有两层意思：第一，物联网的核 心和基础仍然是互联网，是在互联网基础 上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端 延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进 行信息交换和通信。
物联网应用场景
网络层关键技术
•· Internet •· 移动通信网 •· 无线传感器网络
Internet
• 物联网也被认为是Internet的进一步延伸。 • Internet将作为物联网主要的传输网络之一， 它将使物联网无所不在、无处不在地深入 社会每个角落。
移动通信
• 移动通信网由无线接入网、核心网和骨干 网三部分组成。无线接入网主要为移动终 端提供接入网络服务，核心网和骨干网主 要为各种业务提供交换和传输服务。 • 移动通信网为人与人之间通信、人与网络 之间的通信、物与物之间的通信提供服务。
感知层关键技术
• 感知层所需要的关键技术包括传感器技术 和RFID(射频技术)等，其中RFID是核心技术。 • 计算机类似于人的大脑，而仅有大脑而没 有感知外界信息的“五官”显然是不够的， 计算机也还需要它们的“五官”—传感器。 • RFID是一种能够让物品“开口说话”的技 术，也是物联网感知层的一个关键技术。
• （1）全面感知：利用RFID、传感器、二维码等 随时随地获取物体的信息，包括用户位置、周边 环境、个体喜好、身体状况、情绪、环境温度、 湿度，以及用户业务感受、网络状态等。 • （2）可靠传递：通过各种网络融合、业务融合、 终端融合、运营管理融合，将物体的信息实时准 确地传递出去。 • （3）智能处理：利用云计算、模糊识别等各种 智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处 理，对物体进行实时智能化控制。
• M2M是现阶段物联网普遍的 应用形式，是实现物联网的 第一步。 • M2M将多种不同类型的通信 技术有机地结合在一起，将 数据从一台终端传送到另一 台终端，也就是机器与机器 的对话。 • M2M技术的目标就是使所有 机器设备都具备联网和通信 能力，其核心理念就是网络 一切（Network Everything）。
小结
• 本章对物联网体系架构从感知层、网络层、 应用层分别进行了介绍。通过介绍各层的 关键技术和在物联网中的功能，帮助读者 更好地理解和研究物联网。
场景二：
• 想象一下，联网冰箱可以监视冰箱里的食物，在 我们去超市的时候，家里的冰箱会告诉我们缺少 些什么，也会告诉我们食物什么时候过期。它还 可以跟踪常用的美食网站，为你收集食谱并在你 的购物单里添加配料。这种冰箱知道你喜欢吃什 么东西，依据的是你给每顿饭做出的评分。它可 以照顾你的身体，因为它知道什么食物对你有好 处。
• 在移动通信网中，当前比较热门的接入技 术有3G、Wi-Fi和WiMAX。
无线传感器技术网络
• 无线传感器网络（WSN）的基本功能是将 一系列空间分散的传感器单元通过自组织 的无线网络进行连接，从而将各自采集的 数据通过无线网络进行传输汇总，以实现 对空间分散范围内的物理或环境状况的协 作监控，并根据这些信息进行相应的分析 和处理。
2.1 物联网体系架构
• 目前在业界物联网体系架构也大致被公认 为有这三个层次，底层是用来感知数据的 感知层，第二层是数据传输的网络层，最 上面则是内容应用层 。
物联网体系架构
• 目前在业界物联网体系架构也大致被公认 为有这三个层次，底层是用来感知数据的 感知层，第二层是数据传输的网络层，最 上面则是内容应用层 。
物联网三层图示
2.2.1 感知层
• 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。 • 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。
• 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。 • 感知层一般包括数据采集和数据短距离传 输两部分。 • 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。
场景三：
• 用户开通了家庭安防业务，可以通过PC或手机等 终端远程查看家里的各种环境参数、安全状态和 视频监控图像。当网络接入速度较快时，用户可 以看到一个以三维立体图像显示的家庭实景图， 并且采用警示灯等方式显示危险；用户还可以通 过鼠标拖动从不同的视角查看具体情况；在网络 接入速度较慢时，用户可以通过一个文本和简单 的图示观察家庭安全状态和危险信号。
• 物联网在我们日常生 活中的应用丰富多彩 。 • 同时物联网也为我们 的生活提供了更多的 方便。
1.2 物联网需求分析
• “物联网”概念的问世，打破了之前的传 统思维。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。物联网的本质就是物理世界和数字世 界的融合。
• 物联网是为了打破地域限制，实现物物之 间按需进行的信息获取、传递、存储、融 合、使用等服务的网络。因此，物联网应 该具备如下3个能力 ：全面感知、可靠传递、 智能处理。
2.2.3 应用层
• 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。
应用层关键技术
人工智能 •· 人工智能（Artificial Intelligence）是探索研究使 各种机器模拟人的某些思维 过程和智能行为（如学习、 推理、思考、规划等），使 人类的智能得以物化与延伸 的一门学科。 M2M
物联网三层构架
应用层
根据底层采集的数据，形成与业务需求相 适应、实时更新的动态数据资源库，为各 类业务提供统一的信息资源支撑，从而最 终实现物联网各个行业领域应用。
物联网
网络层
实现更加广阔的互联网功能，需要传 感器网络与移动通信技术、互联网技术 相融合。
感知层
完成数据采集、通信和协同信息处理。 涉及传感器、RFID、多媒体信息采集 二维码和实时定位等技术。