物联网工程设计与实施第1章 设计与实施过程
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第1章 物联网工程设计与实施工程
• 物联网工程的主要内容 • 物联网工程设计的目标与约束条件 • 物联网工程设计应遵循的原则 • 物联网工程的设计方法 • 物联网工程的设计步骤与主要文档
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1.1 物联网工程的主要内容
物联网工程的概念 • 物联网工程是研究物联网系统的规划、设计、实
施、管理与维护的工程科学 • 要求物联网工程技术人员根据既定的目标，依照
国家、行业或企业规范，制定物联网建设的方案， 协助工程招投标，开展设计、实施、管理与维护 等工程活动。
• 委托方（称为甲方）与承建方（称为乙方）工作 任务有区别
2 /Fra Baidu bibliotek9
1.1 物联网工程的主要内容（续）
特殊性 • 应全面了解物联网的原理、技术、系统、安全等
知识，了解物联网技术的现状、发展趋势、产品。 • 应熟悉物联网工程设计与实施的步骤、流程、相
目标。 (6)协助用户进行测试和验收。
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1.2物联网工程设计的目标与约束条件
物联网工程设计的目标 • 在系统工程科学方法指导下，根据用户需求，设
计完善的方案，优选各种技术和产品，科学组织 工程实施，保证建设成一个可靠性高、性价比高、 易于使用、满足用户需求的系统。
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1.2物联网工程设计的目标与约束条件
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物联网工程设计的约束条件
约束 • 政策约束 • 预算约束 • 时间约束 • 技术约束 折中 • 取消不能实现的需求 • 暂缓执行相关需求，等待设备或技术出现 • 组织力量或委托第三方研发，但存在失败的风险 • 作为双方的课题进行试验性探讨
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1.3物联网工程设计应遵循的原则
关标准与规范，熟悉物联网设备及其发展趋势， 具有设备选型与集成的经验和能力。 • 应掌握信息系统开发的主流技术，具有基于无线 通信、Web服务、海量数据处理、信息发布与信 息搜索等要素进行综合开发的经验和能力。 • 应熟悉物联网工程的实施过程，具有协调评审、 监理、验收等各环节的经验和能力。
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四阶段周期
构思与规划阶段
分析与设计阶段
实施与构建阶段
时间轴
运行与维护阶段
• 成本较低、灵活性高 • 适用于网络规模较小、需求较为明确、网络结构
简单的物联网工程
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五阶段周期
需求分析
通信分析
逻辑网络设计
物理网络设计
实施
• 下一个阶段开始之前，前面的每个阶段的工作必须已经完 成，不允许返回到前面的阶段
否
否
再利用成本是否 大于新建成本
是
生命周 期结束
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网络生命周期的迭代模型
迭代周期的构成 • 每一个迭代周期，都是一个网络重构的过程 • 不同的网络设计方法，迭代周期的划分方式不同 • 各种方式的侧重点不同，拥有不同的网络文档模
板 • 没有一个可以完美描述所有项目的开发 主要有三种 : • 四阶段周期 • 五阶段周期 • 六阶段周期
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物联网工程的组织
工程监理
• 物联网工程监理是指在物联网建设过程中， 为用户提供建设方案论证、系统承建商确 定、物联网工程质量控制等服务，其核心 职责是工程质量控制，包括工程材料的质 量、设备的质量、施工的质量等。
• 监理单位为具有资质的第三方，通常由甲 方通过招标确定；不隶属于甲、乙方。
不同系统的目标差异 • 在设计之初，就应该制定明确、具体的设计目标，
用以指导、约束和评估设计的全过程及最终结果。 • 目标应具体，尽可能量化，用具体的参数表示出
来，比如带宽、数据丢失率、差错率、数据传输 延迟、感知数据量及响应时间、存储空间大小、 可扩展的范围（节点数、距离、数据量）等。 • 在总体目标之下，在每个阶段有具体的目标。
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物联网工程的组织
监理人员进行质量监控的主要工作： (1)审查建设方案是否合理，所选设备质量是否合格。 (2)审查基础建设是否完成，通信线路布设是否合理。 (3)审查信息系统硬件平台是否合理，是否具有可扩
展性，软件平台是否统一、合理。 (4)审查应用软件的功能、使用方式是否满足需求。 (5)审查培训计划是否完整，培训效果是否达到预期
• 优点：所有的计划在较早的阶段完成，该系统的所有负责 人对系统的具体情况以及工作进度都非常清楚，更容易协 调工作。
物联网工程的内容
设计、实施下述子系统与工程：
(1)数据感知系统 (2)数据接入与传输系统 (3)数据存储系统 (4)数据处理系统 (5)应用系统 (6)控制系统 (7)安全系统 (8)机房/数据中心 (9)物联网管理系统
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物联网工程的组织
组织方式 两种组织方式： • 政府工程：招标、直接指定或审批承担单位和负
责人，组织工程管理机构，自上而下组织实施。 • 普通商业工程：项目经理制，通过投标等方式获
取工程承建权，组织施工队伍，按照商业合同组 织项目实施。
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物联网工程的组织
组织机构 多种形式 例1：三层机构： • 领导小组 • 总体组 • 技术开发组 例2：三层机构： • 领导小组 • 技术组 • 实施组（包括施工队）
(1)应围绕设计目标开展设计工作 (2)应充分考虑应用性要求 (3)应在需求、成本、时间、技术等多种因素之间寻
求最好的平衡和折中 (4)应优先选用最简单、最可行的解决方案 (5)应避免简单照抄其它设计方案的做法 (6)应具有可预见性和可扩展性 (7)应使用有设计经验的人员主导设计工作
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1.4物联网工程的设计方法
网络的生命周期
• 从构思开始，到最后被淘汰的过程
• 至少包括网络系统的构思计划、分析设计、实时运行和维 护的过程。
• 对于大多数网络系统来说，需要不断重复设计、实施、维 护的过程。
• 是一个循环迭代的过程，每次循环迭代的动力都来自于网 络应用需求的变更；每次循环过程中，都存在需求分析、 规划设计、实施调试和运营维护等阶段。
• 有些网络仅仅经过一个周期就被淘汰，而有些网络在存活 过程中经过多次循环周期。
• 网络规模越大、投资越多，则其可能经历的循环周期也越 多。
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网络生命周期的迭代模型
核心思想是网络应用驱动理论和成本评价机制
生命周 期开始
迭代周期 开始
迭代周期 维持
迭代周期 结束
是 网络系统是 否满足应用
• 物联网工程的主要内容 • 物联网工程设计的目标与约束条件 • 物联网工程设计应遵循的原则 • 物联网工程的设计方法 • 物联网工程的设计步骤与主要文档
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1.1 物联网工程的主要内容
物联网工程的概念 • 物联网工程是研究物联网系统的规划、设计、实
施、管理与维护的工程科学 • 要求物联网工程技术人员根据既定的目标，依照
国家、行业或企业规范，制定物联网建设的方案， 协助工程招投标，开展设计、实施、管理与维护 等工程活动。
• 委托方（称为甲方）与承建方（称为乙方）工作 任务有区别
2 /Fra Baidu bibliotek9
1.1 物联网工程的主要内容（续）
特殊性 • 应全面了解物联网的原理、技术、系统、安全等
知识，了解物联网技术的现状、发展趋势、产品。 • 应熟悉物联网工程设计与实施的步骤、流程、相
目标。 (6)协助用户进行测试和验收。
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1.2物联网工程设计的目标与约束条件
物联网工程设计的目标 • 在系统工程科学方法指导下，根据用户需求，设
计完善的方案，优选各种技术和产品，科学组织 工程实施，保证建设成一个可靠性高、性价比高、 易于使用、满足用户需求的系统。
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1.2物联网工程设计的目标与约束条件
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物联网工程设计的约束条件
约束 • 政策约束 • 预算约束 • 时间约束 • 技术约束 折中 • 取消不能实现的需求 • 暂缓执行相关需求，等待设备或技术出现 • 组织力量或委托第三方研发，但存在失败的风险 • 作为双方的课题进行试验性探讨
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1.3物联网工程设计应遵循的原则
关标准与规范，熟悉物联网设备及其发展趋势， 具有设备选型与集成的经验和能力。 • 应掌握信息系统开发的主流技术，具有基于无线 通信、Web服务、海量数据处理、信息发布与信 息搜索等要素进行综合开发的经验和能力。 • 应熟悉物联网工程的实施过程，具有协调评审、 监理、验收等各环节的经验和能力。
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四阶段周期
构思与规划阶段
分析与设计阶段
实施与构建阶段
时间轴
运行与维护阶段
• 成本较低、灵活性高 • 适用于网络规模较小、需求较为明确、网络结构
简单的物联网工程
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五阶段周期
需求分析
通信分析
逻辑网络设计
物理网络设计
实施
• 下一个阶段开始之前，前面的每个阶段的工作必须已经完 成，不允许返回到前面的阶段
否
否
再利用成本是否 大于新建成本
是
生命周 期结束
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网络生命周期的迭代模型
迭代周期的构成 • 每一个迭代周期，都是一个网络重构的过程 • 不同的网络设计方法，迭代周期的划分方式不同 • 各种方式的侧重点不同，拥有不同的网络文档模
板 • 没有一个可以完美描述所有项目的开发 主要有三种 : • 四阶段周期 • 五阶段周期 • 六阶段周期
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物联网工程的组织
工程监理
• 物联网工程监理是指在物联网建设过程中， 为用户提供建设方案论证、系统承建商确 定、物联网工程质量控制等服务，其核心 职责是工程质量控制，包括工程材料的质 量、设备的质量、施工的质量等。
• 监理单位为具有资质的第三方，通常由甲 方通过招标确定；不隶属于甲、乙方。
不同系统的目标差异 • 在设计之初，就应该制定明确、具体的设计目标，
用以指导、约束和评估设计的全过程及最终结果。 • 目标应具体，尽可能量化，用具体的参数表示出
来，比如带宽、数据丢失率、差错率、数据传输 延迟、感知数据量及响应时间、存储空间大小、 可扩展的范围（节点数、距离、数据量）等。 • 在总体目标之下，在每个阶段有具体的目标。
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物联网工程的组织
监理人员进行质量监控的主要工作： (1)审查建设方案是否合理，所选设备质量是否合格。 (2)审查基础建设是否完成，通信线路布设是否合理。 (3)审查信息系统硬件平台是否合理，是否具有可扩
展性，软件平台是否统一、合理。 (4)审查应用软件的功能、使用方式是否满足需求。 (5)审查培训计划是否完整，培训效果是否达到预期
• 优点：所有的计划在较早的阶段完成，该系统的所有负责 人对系统的具体情况以及工作进度都非常清楚，更容易协 调工作。
物联网工程的内容
设计、实施下述子系统与工程：
(1)数据感知系统 (2)数据接入与传输系统 (3)数据存储系统 (4)数据处理系统 (5)应用系统 (6)控制系统 (7)安全系统 (8)机房/数据中心 (9)物联网管理系统
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物联网工程的组织
组织方式 两种组织方式： • 政府工程：招标、直接指定或审批承担单位和负
责人，组织工程管理机构，自上而下组织实施。 • 普通商业工程：项目经理制，通过投标等方式获
取工程承建权，组织施工队伍，按照商业合同组 织项目实施。
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物联网工程的组织
组织机构 多种形式 例1：三层机构： • 领导小组 • 总体组 • 技术开发组 例2：三层机构： • 领导小组 • 技术组 • 实施组（包括施工队）
(1)应围绕设计目标开展设计工作 (2)应充分考虑应用性要求 (3)应在需求、成本、时间、技术等多种因素之间寻
求最好的平衡和折中 (4)应优先选用最简单、最可行的解决方案 (5)应避免简单照抄其它设计方案的做法 (6)应具有可预见性和可扩展性 (7)应使用有设计经验的人员主导设计工作
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1.4物联网工程的设计方法
网络的生命周期
• 从构思开始，到最后被淘汰的过程
• 至少包括网络系统的构思计划、分析设计、实时运行和维 护的过程。
• 对于大多数网络系统来说，需要不断重复设计、实施、维 护的过程。
• 是一个循环迭代的过程，每次循环迭代的动力都来自于网 络应用需求的变更；每次循环过程中，都存在需求分析、 规划设计、实施调试和运营维护等阶段。
• 有些网络仅仅经过一个周期就被淘汰，而有些网络在存活 过程中经过多次循环周期。
• 网络规模越大、投资越多，则其可能经历的循环周期也越 多。
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网络生命周期的迭代模型
核心思想是网络应用驱动理论和成本评价机制
生命周 期开始
迭代周期 开始
迭代周期 维持
迭代周期 结束
是 网络系统是 否满足应用