物联网对网络层的技术要求
物联网的技术架构详解
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。
网络层技术在物联网中的应用及局限性(系列一)
物联网是指通过互联网将各种物体互相连接，实现信息的交流和共享。
随着物联网技术的不断发展，网络层技术在物联网中起着重要的作用。
本文将探讨网络层技术在物联网中的应用，并讨论其面临的局限性。
一、网络层技术在物联网中的应用1. IP协议IP协议是网络层中最为重要的协议之一。
它为物联网中的设备提供了唯一的标识码，使得设备可以通过互联网进行通信。
通过IP协议，物联网中的设备可以实现远程监控、远程管理等功能。
例如，我们可以通过智能手机上的应用程序，远程控制家中的智能设备，如智能灯泡、智能电视等。
2. 路由技术在物联网中，设备数量庞大且分布广泛。
为了实现设备之间的通信，需要采用高效的路由技术。
路由技术可以根据网络拓扑结构和传输质量选择合适的路径，将数据包传输到目标设备。
例如，当我们通过智能手表向智能家居发送指令时，路由技术可以将指令快速传递给目标设备，实现智能家居的控制。
3. IPv6技术随着物联网设备数量的迅速增长，IPv4地址已经不足以支持物联网中的设备连接。
IPv6技术为物联网提供了更大的地址空间，解决了地址不足的问题。
通过IPv6技术，物联网可以支持更多的设备连接，并提供更大的灵活性和可扩展性。
二、网络层技术在物联网中的局限性1. 安全性问题由于物联网设备众多且分布广泛，网络层技术在物联网中的应用往往面临较大的安全挑战。
网络层技术可能面临数据泄露、设备入侵等安全问题。
为了解决这些问题，需要加强网络层技术的安全机制，例如加密技术、认证机制等。
2. 通信延迟在物联网中，设备之间需要实时地进行通信和交互。
然而，由于网络层技术的复杂性，数据包在传输过程中可能会出现延迟。
通信延迟对于某些应用场景来说是不可接受的，如智能交通系统、远程医疗等。
因此，需要研究和改进网络层技术，以减小通信延迟。
3. 能耗问题物联网中的设备通常是通过电池供电。
网络层技术在传输数据时会消耗设备的能量，导致设备寿命的缩短。
为了解决这个问题，可以探索低能耗的网络层技术，如低功耗无线传感器网络技术，以延长物联网设备的寿命。
物联网的关键要素
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物联网的感知层
感知层概述
定义：感知层是指物联网中能够获取各种信息的层级。
功能：通过各种传感器、RFID标签、摄像头等设备，感知层能够实现对物品、环境等信息的 采集和识别。
特点：感知层具有广泛性、实时性和智能性等特点，能够根据不同的需求和场景，提供可靠、 高效的数据支持。
应用：感知层在智能家居、智能交通、智慧城市等领域都有广泛的应用，为人们的生活和工 作带来了便利和效益。
智能医疗：通过物联网技术实现远程监控、健康数据收集与分析等， 提高医疗保健效率和质量。
智能工业：通过物联网技术实现生产过程优化、设备监测与维护等， 提高生产效率和降低成本。
智能城市：通过物联网技术实现城市设施监测、公共安全保障等，提 高城市管理和公共服务水平。
物联网应用层的关键技术
智能感知技术：包括传感器、RFID等，用于数据采集和识别
物联网面临的挑战和问题
安全性：保护数据和隐私，防止黑客攻击和病毒入侵 兼容性：实现不同设备之间的互联互通，解决不同协议和标准之间的兼容问题 稳定性：保证物联网设备的稳定运行，降低故障率和维护成本 可靠性：提高物联网设备的可靠性和稳定性，确保数据的准确性和可信度
推动物联网发展的策略和措施
提升网络安全与隐私保护水 平
推进物联网标准化工作
加强网络基础设施建设
发挥政府引导作用，加大政 策支持力度
未来物联网的发展方向和趋势
5G技术的普及将 进一步推动物联网 的发展
人工智能和机器学 习的应用技术将为物 联网的安全性和可 追溯性提供更好的 解决方案
边缘计算将进一步 提高物联网设备的 处理效率和响应速 度
保障物联网安全的策略和措施
身份验证：对设备、用户进 行身份验证，防止非法访问 和攻击
物联网技术标准
物联网技术标准•物联网描画了人类以后全新的信息活动场景：让所有的物品都与网络实现任何时刻和任何地点的无处不在的连接。
人们能够通过对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件，形成信息化解决方案。
目前专门多全球要紧国家都制订了开发物联网的长期进展打算。
中国差不多把物联网明确列入«国家中长期科学技术进展规划〔2006—2020年〕»和«2050年国家产业进展路线图»。
物联网作为一个新的领域有些什么关键技术？物联网领域标准化方面进展如何？本文将对此进行初步探讨。
1 物联网关键技术物联网技术不是对现有技术的颠覆性革命，而是通过对现有技术的综合运用。
物联网技术融合现有技术实现全新的通信模式转变，同时，通过融合也必定会对现有技术提出改进和提升的要求，催生出一些新的技术。
在通信业界，物联网通常被公认为有3个层次，从下到上依次是感知层、传送层和应用层，如图1所示。
假如拿人来比喻的话，感知层就像皮肤和五官，用来识别物体，采集信息；传送层那么是神经系统，将信息传递到大脑进行处理；应用层类似人们从事的各种复杂的情况，完成各种不同的应用。
物联网涉及的关键技术专门多，从传感器技术到通信网络技术，从嵌入式微处理节点到运算机软件系统，包含了自动操纵、通信、运算机等不同领域，是跨学科的综合应用。
〔1〕感知层物联网的感知层要紧完成信息的采集、转换和收集。
感知层包含两个部分：传感器〔或操纵器〕、短距离传输网络。
传感器〔或操纵器〕用来进行数据采集及实现操纵，短距离传输网络将传感器收集的数据发送到网关或将应用平台操纵指令发送到操纵器。
感知层的关键技术要紧为传感器技术和短距离传输网络技术，例如射频标识〔RFID〕标签与用来识别RFID信息的扫描仪、视频采集的摄像头和各种传感器中的传感与操纵技术、短距离无线通信技术〔包括由短距离传输技术组成的无线传感网技术〕。
在实现这些技术的过程中，又涉及到芯片研发、通信协议研究、RFID材料研究、智能节点供电等细分领域。
物联网网络层技术
Ad hoc网络技术
Ad hoc网络是一种特殊的无线移动网络。网络中所有结点的地位平等，无 需设置任何的中心控制结点。网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功 能，而且具有报文转发能力。 Ad hoc网络特点： 1、无中心
Ad hoc网络没有严格的控制中心。所有结点的地位平等，即是一个对等 式网络。结点可以随时加入和离开网络。任何结点的故障不会影响整个网络 的运行，具有很强的抗毁性。 2、自组织 网络的布设或展开无需依赖于任何预设的网络设施。结点通过分层协议和分 布式算法协调各自的行为，结点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的 网络。 3、多跳路由
当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时，需要中间结点的多跳转 发。与固定网络的多跳不同，Ad hoc网络中的多跳路由是由普通的网络结点 完成的，而不是由专用的路由设备（如路由器）完成的。
4、 动态拓扑 Ad hoc网络是一个动态的网络。网络结点可以随处移动，也可以随时开
机和关机，这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。 这些特点使得Ad hoc网络在体系结构、网络组织、协议设计等方面都与普通的蜂窝移动通信网 络和固定通信网络有着显著的区别。
M2M示意图
蓝牙组网方式 ：
无线个域网技术还有UWB超宽带技术、Z－wave技术、RFID通讯技术、 NFC和IrDA等。
Wi－Fi技术
Wi－Fi技术是一种将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无 线方式互相连接的技术。 Wi－Fi技术具有五大技术优势：无线电波覆盖范围 广、传输速度相当快、厂商进入该领域的门槛较低、健康安全、目前Wi－Fi 技术应用现在已经非常普遍。
4、个人通信 个人局域网（PAN,Personal Area Network）是Ad hoc网络技术的另一应用
物联网中的网络协议与通信技术
物联网中的网络协议与通信技术物联网（Internet of Things，简称IoT）作为信息科技的重要领域之一，已经深入到我们生活的方方面面。
它是通过各种物体与互联网相连接并实现信息交换的网络系统。
在物联网中，网络协议和通信技术扮演着重要的角色，它们确保了设备之间的通信顺畅，并支持物联网系统的各项功能。
一、网络协议的作用与分类网络协议是物联网设备之间进行通信的基础，它规定了数据传输的格式、方式和过程等规则。
物联网中常用的网络协议包括传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）、超文本传输协议（HTTP）等。
TCP是一种面向连接的协议，确保了数据的可靠传输。
它通过在数据包中添加头部信息来跟踪数据的发送和接收，同时还支持流量控制和拥塞控制等功能，保证了设备之间传输的稳定性。
UDP则是一种无连接的协议，相比于TCP的可靠性，UDP更注重传输的效率。
它不对数据进行检查和确认，适用于对数据传输时延要求较高的应用场景，例如语音通话和视频流媒体。
HTTP是一种应用层协议，主要用于Web应用中客户端和服务器之间的通信。
在物联网中，HTTP主要用于设备与云平台的数据传输，通过HTTP接口可以实现设备的注册、查询、控制等功能。
二、物联网通信技术的特点与应用物联网通信技术是指用于物联网中设备之间或设备与云平台之间进行数据传输和通信的技术手段。
它涵盖了无线通信、有线通信和移动通信等多种技术。
1. 无线通信技术无线通信技术是物联网中最常用的通信手段之一，它具有灵活性高、覆盖面广的特点。
其中包括蓝牙、Wi-Fi、Zigbee和LoRa等技术。
蓝牙技术广泛应用于手机、智能家居等领域，通过短距离无线通信实现设备之间的数据交互。
Wi-Fi技术则是通过无线局域网实现设备之间的数据传输，具有传输速度快、覆盖范围广的优势。
Zigbee和LoRa则是无线传感器网络中常用的通信技术，它们具有低功耗、长距离传输等特点，适用于对传输距离和能耗要求较高的场景。
物联网的网络架构
物联网的网络架构随着互联网技术的迅猛发展，物联网已经成为了一个炙手可热的话题。
物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过各种无线通信技术将传感器、执行器和其他设备连接到互联网，从而实现设备之间的信息交互和远程监控。
在物联网中，网络架构起到了至关重要的作用，它决定着物联网的规模、性能和安全性。
本文将介绍物联网的网络架构，分析其中的关键技术和挑战。
一、物联网的基本网络架构物联网的基本网络架构主要由三个层次组成：感知层、网络层和应用层。
1. 感知层感知层是物联网的基础，它包括各种传感器、执行器和其他设备。
传感器负责收集环境中的各种数据，如温度、湿度、压力等。
执行器则负责根据网络指令控制物理设备的运行。
感知层设备使用各种无线通信技术，如RFID、蓝牙、Zigbee等，将收集到的数据传输到网络层。
2. 网络层网络层是物联网的核心，它负责处理感知层传输过来的数据，并将其转发到上层或其他设备。
在物联网中，网络层通常采用IP协议，通过无线或有线网络进行数据传输。
为了满足物联网对低功耗、广域覆盖和大规模连接的需求，还需要采用适合物联网的网络技术，如LoRaWAN、NB-IoT等。
3. 应用层应用层是物联网的最顶层，它包括各种应用软件和平台。
在应用层，物联网数据被处理和分析，从而实现各种功能和服务。
例如，智能家居应用可以通过感知层收集环境数据，然后通过网络层将数据发送到应用层进行分析，实现远程控制和自动化管理。
二、物联网网络架构的关键技术1. 无线通信技术在物联网中，感知层设备主要通过无线通信技术进行数据传输。
选择适合物联网的无线通信技术至关重要。
例如，对于长距离传输和广域覆盖，可以采用LoRaWAN技术；对于低功耗和大规模连接，可以采用NB-IoT技术。
同时，还需要考虑通信安全和频谱资源的管理等问题。
2. 云计算和大数据分析物联网产生的海量数据需要进行存储和处理，云计算成为了物联网的重要支撑技术。
物联网的架构和关键技术
物联网的架构和关键技术物联网（Internet of Things, IoT）是指将各种物理设备与传感器通过互联网连接，实现信息的传输与交互。
它的出现使得各种设备可以实现相互联通，不再是孤立的存在。
本文将介绍物联网的架构和关键技术。
一、物联网的架构1.感知层：感知层是物联网的基础，它包括各种传感器、执行器和物理设备。
这些设备负责感知环境中的信息，并将数据采集传输给物联网平台。
2.网络层：网络层负责将感知层中采集到的数据进行传输并连接各个设备。
其中包括无线传输技术、有线传输技术和卫星通信等。
3.平台层：平台层是物联网的核心部分，它负责数据的处理和存储，并提供给上层应用使用。
常见的物联网平台包括云计算平台、大数据平台等。
4.应用层：应用层是物联网最终对用户提供服务的一层，它通过对物联网平台的访问，实现各种应用功能。
比如智能家居、智慧物流、智慧城市等。
二、物联网的关键技术1.传感技术：物联网依赖于各种传感器来获取环境中的信息。
传感技术包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
这些传感器能够将环境中的参数转化为电信号，并通过无线或有线传输技术传输给其他设备。
2.通信技术：物联网中各个设备之间需要进行数据的传输和通信。
常见的通信技术包括蓝牙、WiFi、ZigBee等。
这些技术能够实现设备之间的无线连接，使得数据能够快速地传输和交互。
3.云计算技术：云计算技术在物联网中起到了重要的作用。
它能够提供数据的存储和处理能力，使得物联网中的大量数据能够被有效地处理和存储。
同时，云计算技术还可以为上层应用提供强大的计算能力。
4.安全技术：由于物联网中涉及到的设备和数据非常庞大，因此安全问题成为物联网发展的重要考虑因素。
安全技术包括身份认证、数据加密、物理安全等。
这些技术能够保护物联网中的数据和设备不受到恶意攻击和非法访问。
5.大数据技术：物联网中产生的数据非常庞大，对数据的处理和分析成为了一个重要的问题。
大数据技术能够对物联网中的数据进行高效的存储、分析和挖掘，从中发现有价值的信息，为决策提供支持。
物联网基础
物联网技术与运用基础个人总结第一章物联网的定义：2005年 11月17日,国际电信联盟ITU正式提出了“物联网”的概念,即“通过无线传感、射频识别、全球定位系统,激光扫描等信息感知设备,按约定协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、转移、监控和管理的一种网络”,物联网就是“物物相连的互联网”,具有感知层、网络层、应用层的物理架构;第二章物联网应该具备的3个能力：1.全面感知：利用RFID、传感器、二维码等随时随地地获取物体信息,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的传递出去;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;物联网体系架构：1.感知层：物联网的皮肤和五官;2.网络层：物联网的神经中枢和大脑;3.应用层：物联网的“社会分工”;感知层关键技术：1.传感器技术2.RFID技术3.二维码技术4.ZigBee5.蓝牙网络层关键技术：1.Internet2.移动通信网3.无线传感器网络应用层关键技术：1.M2M2.云计算3.人工智能4.数据挖掘5.中间件第三章嵌入式系统：以应用位中心,软件硬件可以裁剪的,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格综合性需要的计算机系统;它由嵌入式硬件和嵌入式软件两部分组成;嵌入式操作系统位于硬件和应用软件之间,为上层应用提供基础服务,是嵌入式系统的核心和灵魂;嵌入式技术是让物具有“智慧”的一种关键技术;嵌入式系统由嵌入式处理器和嵌入式操作系统组成;传感器被定义为“能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号的输出器件活装置”;传感器的组成一般包括3大部分：敏感元件；转换元件；信号调节与转换电路;RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别技术,也称为电子标签技术,是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,对目标对象加以识别并获取相关数据;RFID系统包括三部分：RFID读写器、RFID电子标签、中央信息系统;RFID系统的特点：1.非触式操作,长距离识别,因此完成识别工作时无须人工干预,应用便利;2.无机械磨损,寿命长,并可工作于各种油渍、灰尘污染等恶劣的环境;3.形状和大小多样化4.可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签;5.数据记忆容量大;6.读写器具有不直接对最终用户开放的物理接口,保证其自身的安全性;7.数据安全方面除电子标签的密码保护外,数据部分可以用一些加宽算法实现安全性管理;8.在部分安全性要求较高时场合,读写器与标签之间存在互相认证的过程,实现通信和存储;RFID电子标签由耦合元件及内置芯片组成,一般附着在物体目标对象上;RFID电子标签通常具有以下功能：1.具有一定的存储容量;2.电子标签存储的数据能够被读出或写入;3.维持对识别物品的识别及相关信息的完整;4.数据信息编码后,及时传输给读写器;5.可写入,并且在写入以后,永久性数据不能修改;6.具有确定的使用期限,使用期限内不需要维修;7.对于有源标签,通过读写器能够显示电池的工作状况;RFID电子标签的特性包括以下几点：1.存储物体数据信息;2.对物品进行唯一标示;3.电子标签可以被读写器识别和读写;4.具有较长的使用寿命;从功能上来说,RFID电子标签一般由天线、射频模块、控制模块、存储器、电池等组成;RFID读写器又称为阅读器、读头、扫描器、查询器等,其主要任务是向RFID电子标签发射读取或写入信号,并接受RFID电子标签的应答,对电子标签的对象标识信息进行解码,并将对象标识信息连带标签上其他相关信息传输到中央信息系统以供处理;RFID读写器的基本组成包括射频模块、天线、读写模块以及其他一些基本功能单元;第四章移动通信就是移动物体之间的通信,或移动物体与固定物体之间的通信;传播的开放性、接收环境的复杂性和通信用户的随机移动性,这三个特点共同构成了移动通信的主要特点;三代移动通信系统的功能：1.能实现全球漫游;2.能提供多种业务;3.能适应多种环境;4.足够的系统容量;LTE：第三代移动通信系统普遍采用的事码分多址CDMA技术；此技术能支持的最大系统宽带为5MHZ,因此3G系统难以达到较高的通信速率,进而对无线多媒体业务的提供能力和质量无法满足人们参与网络、享受网络生活的通信需求;LTE的关键技术：1.多址技术;2.多天线技术;3.干扰抑制技术;短距离无线通信的主要特点为通信距离短,覆盖距离一般在10~200M;成本低、低功耗和对等通信,是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势;Zigbee是基于标准的低功耗个域网协议;根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术;ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术;ZigBee技术具有以下优势：1.低功耗;2.工作可靠;3.成本低;4.网络容量大;5.有效范围大;6.时延短;7.优良的拓扑能力;8.安全性较好;9.工作频段灵活ZigBee的3中拓扑结构：1.星形 2.网状形 3.簇树形ZigBee在物联网中的应用：1.家庭自动化;2.无线定位;3.工业领域;蓝牙,是一种支持设备短距离通信一般10m内的无线电技术;能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换;利用“蓝牙”技术,能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化设备与因特网Internet 之间的通信,从而数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路;蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的 ISM即工业、科学、医学频段;其数据速率为1Mbps;采用时分双工传输方案实现全双工传输;无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息,并报告给用户; 它的英文是Wireless Sensor Network, 简称WSN; 大量的传感器节点将探测数据,通过汇聚节点经其它网络发送给了用户;在这个定义中,传感器网络实现了数据采集、处理和传输的三种功能,而这正对应着现代信息技术的三大基础技术,即传感器技术、计算机技术和通信技术;无线传感器网络的特点：1.动态性网络;2.硬件资源有限;3.能量受限;4.大规模网络;5.以数据为中心;6.广播方式通信;7.无人值守;8.易受物理环境影响;传感器网络系统通常包括传感器节点sensor、汇聚节点sink node和管理节点;大量传感器节点随机部署在监测区域sensor field内部或附近,能够通过自组织方式构成网络;传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点;用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据;传感器网络节点的组成和功能包括如下四个基本单元：传感单元由传感器和模数转换功能模块组成、处理单元由嵌入式系统构成,包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等、通信单元由无线通信模块组成、以及电源部分;此外,可以选择的其它功能单元包括：定位系统、运动系统以及发电装置等;S-MAC的主要机制:1.周期监听和睡眠机制;2.冲突和串音避免机制;3.消息传递机制;4.流量自适应监听机制;第五章中间件是一种独立的系统软件或服务程序,中间件应用于客户机、服务器的操作系统之上,主要用于管理计算机资源和网络通信;中间件是连接两个独立应用程序或独立系统的软件,主要功能是使得相连接的系统即使具有不同的接口,利用中间件仍然能相互交换信息;执行中间件的一个关键途径是信息传递;中间件主要特点包括：满足大量应用的需要；运行于多种硬件和OS平台；支持分布计算,提供跨网络、硬件和OS平台的透明的应用或服务的交互；支持标准的协议；支持标准的接口;物联网中间件就是在物联网中采用中间件技术,以实现多个系统和多种技术之间的资源共享,最终组成一个资源丰富、功能强大的服务系统;中间件的分类：1.远程过程调用中间件Remote Procedure Call；2.面向消息的中间件Message-Oriented Middleware；3.对象请求代理中间件Object Request Brokers；Web服务Web Services就是一种可以通过Web描述、发布、定位和调用的模块化应用;嵌入式系统就是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统;嵌入式中间件是在嵌入式应用程序和操作系统、硬件平台之间嵌入的一个中间层,通常定义成一组较为完整的、标准的应用程序接口;嵌入式Web服务器的关键技术主要有HTTP协议和通用网关接口CGI;嵌入式Web 是利用Web框架建立物联网中间件的重要技术,嵌入式Web 服务主要具有以下优点：1.统一的客户界面;2.平台独立性;3.高可扩展性;4.并行性与分布性;CGI是通过网关接口Common Gateway Interface的缩写;它是Web服务器主机与外部扩展应用程序交互的一种标准接口;它提供了讲参数传递给程序并将结果返回浏览器的一种机制;Web服务器可以通过CGI读取客户端所需要的动态信息;5W：WhoWhatWhereWhenWhy第六章M2M的全称是机器对机器Machine-to-Machine,提供了设备实时数据在系统之间、远程设备之间、机器与人之间建立无线连接的简单手段,旨在通过技术来实现人、机器、系统三者之间的智能化、交互式无缝连接,从而实现人与机器、机器与机器之间畅通无阻、随时随地地通信;M2M终端类型主要包括行业专用终端、无线调制解调器、手持设备三种类型;M2M的支撑技术：1.机器2.M2M硬件1.嵌入式硬件 2.可改装硬件3.调制解调器4.传感器5.识别标识3.通信网络广域网、局域网、个域网4.中间件：中间件包括两部分 M2M网关,数据收集,集成部件云计算中的“云”主要是指能够提供无穷资源的一种全新计算模式,通过云可以将计算能力、网络基础设施、商业处理平台、存储空间、带宽资源等按照约定的服务水平协议有偿地提供给云客户,无论身处何处,何时使用;云计算的基本属性：1.按需自助服务2.广泛的网络接入3.资源池4.快速弹性5.按量计费服务云计算的部署模式：1.公共云2.社区云3.专用云4.混合云云计算的组成：1.应用程序2.云客户端3.基础结构4.云平台5.业务6.存储7.计算能力经典云计算应用实例：1.微软公司的Windows Azure.2.IBM公司的"蓝云"3.亚马逊公司的云4.谷歌公司的云物联网与云计算的关系:云计算是实现物联网的核心;运用云计算模式,使物联网中数以兆计的各类物品的实时动态管理,智能分析变得可能;物联网通过将射频识别技术、传感器技术、纳米技术等新技术充分运用在各行各业之中,将各种物体充分连接,并通过无线等网络将采集到的各种实时动态信息送达计算处理中心,进行汇总、分析和处理;从物联网的结构看,云计算将成为物联网的重要环节;物联网与云计算的结合必将通过对各种能力资源共享、业务快速部署、人物交互新业务扩展、信息价值深度挖掘等多方面的促进带动整个产业链和价值链的升级与跃进;物联网强调物物相连,设备终端与设备终端相连,云计算能为连接到云上设备终端提供强大的运算处理能力,以降低终端本身的复杂性;二者都是为满足人们日益增长的需求而诞生的;第7章息安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科;ISO对信息安全的定义是:在技术上和管理上为数据处理系统建立的安全保护,保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和而已的原因而遭到破坏、更改和泄露;信息安全的基本属性：1.可用性2.可靠性3.完整性4.保密性5.不可抵赖性保障网络安全使用的核心和关键,主要包括密码算法、密码协议的设计与分析、密钥管理和密钥托管等技术物联网安全特点:1.安全事件导致的危害具有新的特点2.复杂性带来的新的安全挑战3.平台、固件、应用软件的多样化带来新的安全挑战4.成本和效率的挑战,量变到质变的挑战5.可伸缩性、灵活性要求带来的新挑战6.安全管理的新挑战7.来自物联网技术人员的挑战。
物联网工程师的技术要求与岗位职责
物联网工程师的技术要求与岗位职责作为物联网时代的新兴职业，物联网工程师承担着构建、管理和维护物联网系统的关键任务。
物联网工程师不仅需要具备扎实的技术背景，还需要具备全面的技术要求与岗位职责。
本文将详细介绍物联网工程师所需的技术要求和岗位职责。
一、技术要求1. 物联网相关技术的掌握物联网工程师需要深入了解物联网相关技术，包括传感器技术、通信技术、数据处理与分析技术等。
掌握物联网的底层协议和通信标准，如CoAP、MQTT等，对物联网中常用的传感器和设备有深入了解。
2. 熟悉云计算和大数据技术物联网系统产生的海量数据需要进行高效的存储和分析，物联网工程师需要熟悉云计算和大数据处理技术，能够利用云平台进行数据存储和计算，并掌握数据挖掘和分析方法。
3. 熟练掌握编程语言与开发工具物联网工程师需要熟练掌握一种或多种编程语言，如C/C++、Java、Python等，以及各种开发工具和框架。
熟悉嵌入式系统开发和网络编程，能够进行物联网系统的软件开发与调试。
4. 网络安全和隐私保护能力物联网系统面临着网络攻击和隐私泄露的风险，物联网工程师需要具备网络安全和隐私保护的能力，能够设计和实施有效的安全机制，确保物联网系统的安全可靠性。
5. 团队合作与沟通能力物联网工程师通常需要与多个团队协作，需要具备良好的团队合作和沟通能力，能够有效地与项目经理、硬件工程师、软件工程师等协同工作，推动项目的顺利进行。
二、岗位职责1. 设计和开发物联网系统物联网工程师负责设计和开发物联网系统的硬件部分和软件部分，包括嵌入式设备的开发、传感器的选型与配置，以及云平台和移动应用的开发。
2. 构建和维护物联网平台物联网工程师负责构建和维护物联网平台，包括数据管理和分析平台、设备管理平台等，确保物联网系统的正常运行和高效管理。
3. 进行系统测试与故障排查物联网工程师进行系统测试，验证系统的功能和性能，并进行故障排查和修复，确保系统的稳定性和可靠性。
物联网网络层技术
协议性能分析 各种协议的性能对比 协议选择的重要性
通信协议的优劣 蓝牙、Wi-Fi、LoRa等协议对比 适用场景和优劣分析
未来应用场景
智能家居
01 家庭设备联网，实现智能控制
智慧城市
02 城市基础设施智能化，提升生活质量
工业物联网
03 生产环节自动化，提高生产效率
结束语
在物联网快速发展的时代，物联网网络层技术 作为关键部分，将持续演化和创新，为各行业 带来更多可能性和便利。
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总结内容
物联网网络层技术介绍
详细介绍物联网网络层 的相关技术
研究现状分析
分析物联网网络层技 术当前的研究状况
关键技术点
列举物联网网络层技术 的重要技术特点
未来展望
未来物联网网络层技术将迎来更多创新，应用 场景将不断扩展和深化，为物联网技术的发展 带来新的可能性。
研究方向比较
AI在网络层的应用 AI技术将如何影响物联网网络层 AI对网络层性能的优化
边缘计算优势分析
02 降低数据传输成本
边缘计算在物联网中的应用案例
03 智能家居系统
智能物联网系统
智能感知技术 传感器技术 环境监测 数据采集
智能控制技术 远程控制 自动化调节 智能执行
智能推荐与优化算法
个性化推荐 自适应算法 智能优化
未来发展趋势与展望
物联网网络层技术将继续发展，随着5G和6G的 普及，物联网将变得更加快速和稳定。人工智 能与物联网的合作将更加紧密，共同推动各行 各业的发展。物联网网络层技术的应用前景广 阔，涉及到生活、绝服务攻击
网络资源可能受到拒绝 服务攻击
物联网5大关键技术及其体系结构
物联网5大关键技术及其体系结构一、物联网的体系结构现在智能家居已经深入人心，而智能家居的实现离不开物联网技术。
那么什么是物联网呢？物联网简单的概括为：物联网利用无线射频识别(电子标签系统)、红外传感器、汽车卫星导航系统、激光扫描仪和其他传感器数据，根据约定的连接协议将各种对象连接到网际网络，交换信息并相互通讯、识别、定位、跟踪、监视和管理的网络。
物联网中的“物”并不只是单纯的我们生活中的物品，这里的“物”需要满足很多条件，比如：1.能够接收适当的信息2.需要数据传输路径3.需要一定的存储功能4.需要处理运算单元5.有执行操作系统6.需要专用的应用程序7.数据信号发送器是必要的8.服从物联网的通讯协议9.能够在世界网络中识别唯一的号码。
二、物联网的体系结构物联网体系结构主要由三个层次组成：感知层（感知控制层）、网络层和应用层组成。
其中网络层又称为传输层，包括接入层、汇聚层和核心交换层，应用层又分为管理服务层和行业应用层。
三、物联网五大核心技术物联网的核心关键技术主要包括RFID技术、传感器技术、无线网络技术、人工智能技术、云计算技术等。
1.RFID技术RFID技术是物联网“让物说话”的关键技术。
物联网中的RFID标签存储标准化的、可互操作的信息，并通过无线数据通信网络自动采集到中心信息系统中，实现物品的识别。
2.传感器技术传感器技术在物联网中，传感器主要负责接收对象的“语音”内容。
传感器技术是从自然源中获取信息并对其进行处理、转换和识别的多学科现代科学与工程技术。
它涉及传感器的规划、设计、开发、制造和测试，信息处理和识别，改进活动的应用和评估。
3.无线网络技术在物联网中，要与人无障碍地通信，必然离不开能够传输海量数据的高速无线网络。
无线网络不仅包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，还包括短距离蓝牙技术、红外线技术和Zigbee技术。
4.人工智能技术人工智能是一种用计算机模拟某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考和规划等)的技术。
物联网安全设备的技术要求
物联网安全设备的技术要求物联网安全设备的技术要求随着物联网技术的快速发展，各种物联网设备正在迅速普及和应用于各行各业，为人们的生活和工作带来了诸多便利和创新。
然而，物联网也带来了新的安全风险和挑战，例如网络攻击、数据泄露、设备篡改等，这些威胁使得物联网安全成为一项迫切需要解决的问题。
为了保障物联网设备的安全性，物联网安全设备需要具备以下技术要求：1. 身份验证和访问控制技术：物联网设备应支持多种身份验证方式，如密码、指纹、静脉等，以确保只有授权用户可以访问设备。
同时，设备还应该支持细粒度的访问控制，例如通过角色或权限的方式对用户的操作进行限制，以防止未经授权的操作和数据访问。
2. 数据加密技术：物联网设备传输的数据应该进行加密，以保护数据的机密性和完整性。
设备需要支持强大的加密算法，并能够实现数据的端到端加密，即从设备到云端的整个传输过程都应该是加密的，以防止数据在传输过程中被窃取或篡改。
3. 安全协议和通信技术：物联网设备应支持安全的通信协议，例如HTTPS、TLS等，以确保通信过程中的数据安全。
设备还应该能够检测和防御常见的网络攻击，例如拒绝服务攻击、中间人攻击等，以保障通信的安全性和可靠性。
4. 异常检测和入侵防御技术：物联网设备需要具备异常检测和入侵防御的能力，可以监测设备的运行状况，及时发现可能存在的安全威胁，并采取相应的防御措施。
这包括对设备进行漏洞扫描和安全评估，定期更新设备的安全补丁和固件，以及实时监测设备的网络流量和行为，及时发现和遏制可能的入侵行为。
5. 安全管理和追溯技术：物联网设备需要支持全面的安全管理和追溯机制，包括设备的注册和认证、安全日志的记录和分析、异常事件的报警和响应等。
设备还应该能够实现远程管理和控制，方便管理员对设备的安全配置和运维，以及快速响应和处理安全事件。
6. 物理安全和防护技术：物联网设备应采用物理安全和防护技术，例如设备的加固设计、硬件防护模块、传感器和摄像头的封装等，以确保设备在物理环境中的安全性和稳定性。
物联网网络层技术有哪些
（1）互联网互联网几乎包含了人类的所有信息，是人类信息资源的汇总，人们常说的因特网就是互联网的狭义称谓。
在相关网络协议的约束下，通过互联网相连的网络将海量的信息汇总、整理和存储，实现信息资源的有效利用和共享，这其实就是互联网最主要的功能。
互联网是由众多的子网连接而成，它是一个逻辑性网络，而每一个子网中都有一些主机，这些主机主要是由计算机构成，它们相互连接，共同控制着自己区域的子网。
互联网中存在两类最高层域名，分别是地理性域名和机构性域名，其中，机构性域名的数量有14个。
“客户机+服务器”模式是互联网的基础工作模式，在TCP/IP的约束下，如果一台计算机可以和互联网连接并相互通信，那么这台计算机就成了互联网的一部分。
这种不受自身类型和操作系统限制的联网形式，使互联网的覆盖范围十分广大。
从某种意义上来说，在互联网的基础上加以延伸便可形成物联网。
具体来说，互联网可以为人们提供以下几种服务：第一，高级浏览服务。
利用网页搜索，我们可以搜寻、检索并利用各种网络信息，同时，我们也可以将自己的信息以及外界环境信息等，通过网页编辑，发布到互联网上与他人共享。
利用互联网的高级浏览服务，我们不仅能进行非实时信息交流，还能进行实时信息交流。
第二，电子邮件服务。
电子邮件服务是最流行的网络通讯工具，可以帮助人们在任何时间、任何地点实现与朋友、亲人之间的互动交流。
第三，远程登录服务。
利用这种服务，人们可以远距离操作其他计算机系统。
通过远程登录服务，将本地计算机与远程计算机连接起来，实现通过操作本地计算机控制远程计算机系统的目的。
第四，文件传输服务。
最早的互联网文件传输程序是FTP，人们利用远程登录服务先登录到互联网的一台远程计算机上，然后再利用FTP文件传输程序将信息文件传输到远程计算机系统中。
同样，我们也可以从远程计算机系统中下载文件。
（2）移动通信网移动物体之间、移动物体与静态物体之间的通信需要利用移动通信网得以实现。
移动通信有两种方式，分别是有线通信和无线通信，在这两种方式的作用下，人们可以享受到语音通话、图片传输等服务。
物联网感知层设计的主要技术要点研究
物联网感知层设计的主要技术要点研究物联网感知层是物联网系统中最底层的部分，主要负责感知环境信息并将其传输给网络层。
在设计物联网感知层时，需要考虑以下技术要点：1. 传感器技术：传感器是物联网感知层的关键技术，负责将物理信息转化为数字信号。
传感器的选择要考虑传感器类型、精度、灵敏度、功耗等因素，以满足不同环境的需求。
2. 网络通信技术：物联网感知层需要将感知信息传输到网络层，因此需要选择合适的通信技术。
常用的通信技术包括有线通信、蓝牙、Wi-Fi、RFID等。
选择通信技术时要考虑通信距离、传输速率、耗能等因素。
3. 数据存储与处理技术：感知层需要对大量的感知数据进行存储和处理。
需要选择合适的存储设备和处理器。
存储设备可以使用硬盘、固态硬盘、闪存等，处理器的选择要考虑性能和功耗的平衡。
4. 能源管理技术：感知层通常需要长时间工作，并依靠电池供电。
能源管理技术的选择对感知层的稳定工作非常重要。
能源管理技术可以包括功耗优化、节能算法、能量回收等。
5. 安全与隐私保护技术：物联网感知层涉及大量的环境信息，因此需要采取相应的安全与隐私保护技术。
安全技术包括数据加密、身份认证等，隐私保护技术可以通过数据脱敏、数据匿名化等手段实现。
6. 自动化部署技术：由于物联网感知层通常包含大量的感知节点，手动配置和管理成本较高。
需要采用自动化部署技术来实现感知节点的集中管理和自动化配置，如批量配置工具、远程配置技术等。
7. 故障监测和维护技术：感知层的故障可能会导致整个物联网系统工作不正常。
需要采用故障监测和维护技术来实时监测感知节点的状态，及时发现和处理故障，保证系统的稳定性和可靠性。
物联网感知层设计的主要技术要点包括传感器技术、网络通信技术、数据存储与处理技术、能源管理技术、安全与隐私保护技术、自动化部署技术以及故障监测和维护技术。
这些技术要点的综合应用可以实现物联网感知层的高效、可靠和安全工作。
物联网网络层的主要技术
大家知道物联网网络层的关键技术是什么吗？下面小编为大家简单介绍一下。
在物联网应用中有三项关键技术：1、传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。
大家都知道，到为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。
自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。
2、RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。
经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。
嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。
如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。
这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是"信息化"时代的重要发展阶段。
其英文名称是:"Internet of things(IoT)"。
顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。
这有两层意思:其一，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;其二，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，也就是物物相息。
物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。
因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。
物联网网络技术介绍
贡献的NB-IoT关键特性 (举例)
传统
NFV
50K~50M VM VM
GW
SPU
建设CIoT分组核心网的三种选择
Page32
C-SGN*vMME + vS/PGW
vHSS
轻量级CloudC-SGN All in One
传统SingleEPC
*C-SGN – 轻量级 IoT核心网，融合的EPC节点，包括MME, SGW & PGW功能, 定义与3GPP R13 - TS 23.401
Page24
物联网平台是管理平台：聚合和管理物联网终端、网络联接、应用服务物联网平台是使能平台：开放聚合行业应用和数据价值挖掘
30%终端
40%应用与服务
物联网平台 20% 平台
无处不在的网络
10101001010100101010100101
222000112060
MBB, FBB, NB-IoT 10% 管道
164dB
144dB
144dB
156dB
164dB
设备的功耗
Low
Low-Medium
Low
Medium
Medium
Low-Medium
Low
目前各物联网无线接入技术对比
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$30CAT4
$15CAT1
$15CAT0…
$10CAT-M…
$9Sigfox
$8GPRS
$8LoRa
$5NB-IoT
物联网网络架构和关键技术
IoT E2E网络架构
Page19
2G/3G/4G/eLTE/NB-IoT/5G
Agile IoT gatewaySmart home gateway
物联网的关键技术
云计算：将计算和 存储任务放在云端， 实现资源共享和按 需分配
边缘计算：将计算 和存储任务放在终 端设备上，提高响 应速度和降低网络 负载
物联网场景中的应 用：实时数据处理、 智能分析、远程监 控等
与其他技术的结合： 5G、大数据、人工 智能等技术的融合， 提升物联网系统的 性能和效率
物联网的应用场景
绿色环保：物联网技术在环保领域 的应用，促进可持续发展和创新型
绿色商业模式
物联网的产业链与生 态圈建设
物联网的产业链结构
感知层：负责数据的采集和传 输
网络层：负责数据的传输和通 信
应用层：负责数据的处理和应 用
平台层：负责数据的存储和管 理
物联网生态圈的建设模式
平台型：以平台为核心，整合产业链上下游资源，提供全方位的服务 开放型：开放平台API，允许第三方开发者进行二次开发，形成丰富的应用生态 联盟型：由行业内的龙头企业牵头，联合产业链上下游企业共同构建生态圈，共享资源和技术 创新型：以创新为驱动，鼓励产业链上下游企业进行合作创新，开拓新的市场和商业模式
物联网的关键技术
感知技术
定义：能够完成物联网中感知和识别物体、环境等功能的物联网技术 类型：传感器、RFID、定位技术等 应用：在物联网中实现智能感知和识别，为后续的数据处理和分析提供基础 优势：高灵敏度、高可靠性、高实时性等
网络通信技术
物联网中的网络通 信技术主要采用无 线通信技术
网络通信技术是物 联网中的关键技术 之一
智能制造
定义：利用物联 网技术对制造业 进行智能化改造， 提高生产效率和 质量
应用领域：工业 互联网、智能工 厂、智能物流等
实现方式：通过 传感器、物联网 平台和数据分析 等技术实现生产 过程的自动化、 信息化和智能化
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物联网对网络层的技术要求
物联网的三个层次
感知层——感知信息
作为物联网的核心，承担感知信息作用的传感器，一直是工业领域和信息技术领域发展的重点，传感器不仅感知信号、标识物体，还具有处理控制功能。
目前，在发达国家，其发展已芯片化、集成化和智能化。
如最早提出泛在网的加州大学（伯克利分校），已将压力、磁、光等传感单元集成在一个芯片中，而且芯片具备无线接入和自组网功能。
然而，传感器国产化程度较低，其成本、性能和寿命尚不能满足交通运输物联网信息感知的需求。
据了解，交通运输部正在和其他部门合作，研制满足交通需求、具有自主知识产权的传感器，并对市场产生了影响。
如专业生产感知气象信息设备的维萨拉公司，得知交通运输部正在组织相关研究后，主动要求加入，其产品在国内也应声降价。
网络层——传输信息
传感器感知到基础设施和物品信息后，需要通过网络传输到后台进行处理。
目前，传输信息应用的网络先进技术包括第6版互联网协议（IPv6）、新型无线通信网（3G、4G、ZIGBEE等）、自组网技术等，正在向更快的传输速度、更宽的传输带宽、更高的频谱利用率、更智能化的接入和网络管理发展。
据专家介绍，我国在道路建设中，沿路铺设了大量光纤，但利用程度不高。
物联网采集到的海量数据，可以使这些道路光纤物尽其用。
应用层——处理信息
物联网概念下的信息处理技术有分布式协同处理、云计算、群集智能等。
信息处理的目的是应用，交通物联网的信息处理是为了分析大量数据，挖掘对百姓出行和交通管理有用的信息。
此外，还需要建立信息处理和发送机制体制，保证信息发送到需要的人手中。
比如，把宏观的路网信息发送给管理决策人员，把局部道路通行情况发送给公众，把某条具体路段的事故信息发送给正行驶在上面的车辆。
海量的码号资源需求
面对物联网的海量码号需求，应当首先解决物联网用户号码数量和规划问题。
移动通信网络
在无线侧，满足大量终端接入的、更灵活的、更小颗粒度的无线资源分配技术，低移劢性的接入优化技术，低复杂度传辒优化技术以及与频组网技术等。
在网络侧，针对各类终端的统一的码号资源，优化的路由寻址技术，不安全服务策略等。
在应用侧，标准化的高敁应用开发技术，于计算不存储技术，信息共享不安全技术等。