物联网层次结构
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–物联网管理中心负责物品的统一标识编码 管理、认证、鉴权、计费等；
–物联网信息中心则负责物品信息的存储和 统一分析计算处理。
网络层-关键技术
• 网络层关键技术包括高/低速近/远距离无 线通信技术、低功耗路由、自组织通信、 无线接入M2M通信增强、IP承载技术、网 络传送技术、异构网络融合接入技术以及 认知无线电技术。
判断，以选择最佳方案。
物联网的层次结构
• 如果将人对问题智慧处理的能力形式与物 联网工作过程做一个比较，不难看出两者 也有惊人的相似之处。ห้องสมุดไป่ตู้
• 人的感官用来获取信息，人的神经用来传 输信息，人的大脑用来处理信息，使人具 有智慧处理各种问题的能力。
• 物联网处理问题同样也要经过三个过程： 全面感知、可靠传输、智能应用（处理）
物联网应用层
网络层-发展方向
• 网络层的发展方向为多网络融合以及它与 感知层和应用层的更好结合。
• 理想中的物联网中，网络层可以把感知层 感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全 性地传输。
物联网应用层
• 应用层位于物联网的最上层，其使用网络层 为用户提供智能应用。
• 应用层是物联网的核心和灵魂，是物联网和 用户(包括人、组织和其他系统)的接口，它 包括物联网应用基础设施、中间件、运行环 境和集成框架、通用的基础构件库和行业化 的应用套件等，它与行业需求相结合，实现 物联网的智能应用。
• 感知层的作用相当于人的眼、耳、鼻、喉 和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体 、采集信息的来源，其主要功能是识别物 体、采集信息。
• 数据采集技术有多种，主要包括传感器、 RFID、多媒体信息采集、实时定位等。
物联网感知层
• 感知层实现对物理世界智能感知识别、信 息采集处理和自动控制，并通过通信模块 将物理实体连接到网络层和应用层，是实 现互联网全面感知的基础。
• 感知层的发展方向是具备更敏感、更全面 的感知能力，解决传感器设备低功耗、小 型化和低成本的问题。
物联网网络层
• 网络层处于物联网网络结构模型中的第二 层，使用感知层并向上为应用层服务。
• 网络层由各种私有网络、互联网、有线和 无线通信网、网络管理系统和云计算平台 等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负 责传递和处理感知层获取的信息。
农业
应用层
工业监测 公共安全
城市管理
智能家电
智能交通
GSM CDMA
CDMA2000 WCDMA TDSCDMA
LTE LTE-Advanced
网络层 2G网络
3G网络
4G网络
感知层 传感器
RFID
汽车
汽车
WSN
WSN
物联网感知层
• 感知层位于物联网层次结构中的最底层， 主要用于采集物理世界中发生的物理事件 和数据，包括各类物理量、标识、音频、 视频数据等。
• 优点：精度高、适应环境能力强、抗干扰 能力强、操作快捷等。
• 从本质上看，RFID是一种特殊的传感器技 术。
感知层-传感器网络
• 传感器网络是由众多传感器节点组成、通 过无线通信方式形成的多跳自组织网络。 传感器网络将大量独立的传感器连接起来 ，实现采集信息的传输。
感知层-发展方向
• 感知层主要由遍布各种建筑、楼宇、街道 、公路桥梁、车辆、地表和管网中的各类 传感器、二维条形码、RFID标签和RFID 识读器、摄像头、GPS、M2M（Machine to Machine）设备以及各种嵌入式终端等 组成的传感器网络。是物联网的基础。
感知层-RFID技术
• 是物联网中“让物品开口说话”的关键技 术，物联网中RFID标签上存着规范而具有 互通性的信息，通过无线数据通信网络把 他们自动采集到中央信息系统中实现物品 的识别。
感知层-RFID技术
• RFID是一种非接触式的自动识别技术，它 利用射频方式进行非接触双向通信，以达 到自动识别目标对象并获取相关数据。
物联网网络层
• 感知层的信息经由网关转化为网络能够识 别的信息后就传到了网络层，网络层再进 行信息的传递与处理。
• 网络层包括2G通信网络、3G通信网络、WiFi、互联网等，信息可以经由任何一种网 络或几种网络组合的形式进行传输。
物联网网络层
• 网络层还包括物联网的管理中心及物联网 的信息中心。以提升对信息的传输和运营 能力。
• 感知层中的关键技术包括传感器技术、 RFID技术和传感器网络等。
感知层-传感器
• 在物联网中传感器主要负责接收物品“讲 话”的内容。
• 传感器技术是从自然信源获取信息并对获 取的信息进行处理、变换、识别的一门多 学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及 传感器、信息处理和识别的规划设计、开 发、制造、测试、应用及评价改进活动等 内容。
第 I 章 物联网基础
物联网层次结构 以及与互联网的关系
学习任务
1 物联网层次结构 物联网与互联网的关系
物联网的层次结构
• 在研究物联网的层次结构之前，我们先来 了解一下我们对客观物理世界的感知和处 理过程：
– 依据感知器官来感知信息； – 由神经系统传递给大脑； – 大脑综合感知的信息和存储的知识来做出
感知层-传感器
• 传感器(Transducer/Sensor)是一种检测 装置，能感受到被测量的信息或自动控制 执行工作，并按一定规律转换为电信号或 其他所需形式的信息输出，是物联网采集 信息的终端工具。
• 传感器可以看成物联网的“眼睛”、“鼻 子”、“耳朵”和“指尖”，通过传感器 可实现自动检测和自动控制。
物联网的层次结构
• 物联网应用系统的规划、设计和实现涉及 多种技术，属于交叉学科的范畴。
• 尽管物联网系统结构复杂，不同物联网应 用系统的功能、规模差异很大，但是它们 之间必然存在着很多内在的共性特征。
• 根据物联网的技术架构，结合互联网的分 层模型，也可以对物联网进行分层。
物联网层次结构模型
• 物联网可分为感知层、网络层、应用层
物联网的层次结构
物联网工作过程与人的智能处理问题过程比较
物联网的层次结构
• 设计一个复杂的、庞大的系统必然要采用 “化整为零，分而治之”的“分层结构” 思想。
• 物联网是一个形式多样、涉及社会生活各 个领域的复杂系统。从实现技术角度看， 物联网的特点是：网络的异构性，规模的 差异性，接入的多样性。
–物联网信息中心则负责物品信息的存储和 统一分析计算处理。
网络层-关键技术
• 网络层关键技术包括高/低速近/远距离无 线通信技术、低功耗路由、自组织通信、 无线接入M2M通信增强、IP承载技术、网 络传送技术、异构网络融合接入技术以及 认知无线电技术。
判断，以选择最佳方案。
物联网的层次结构
• 如果将人对问题智慧处理的能力形式与物 联网工作过程做一个比较，不难看出两者 也有惊人的相似之处。ห้องสมุดไป่ตู้
• 人的感官用来获取信息，人的神经用来传 输信息，人的大脑用来处理信息，使人具 有智慧处理各种问题的能力。
• 物联网处理问题同样也要经过三个过程： 全面感知、可靠传输、智能应用（处理）
物联网应用层
网络层-发展方向
• 网络层的发展方向为多网络融合以及它与 感知层和应用层的更好结合。
• 理想中的物联网中，网络层可以把感知层 感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全 性地传输。
物联网应用层
• 应用层位于物联网的最上层，其使用网络层 为用户提供智能应用。
• 应用层是物联网的核心和灵魂，是物联网和 用户(包括人、组织和其他系统)的接口，它 包括物联网应用基础设施、中间件、运行环 境和集成框架、通用的基础构件库和行业化 的应用套件等，它与行业需求相结合，实现 物联网的智能应用。
• 感知层的作用相当于人的眼、耳、鼻、喉 和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体 、采集信息的来源，其主要功能是识别物 体、采集信息。
• 数据采集技术有多种，主要包括传感器、 RFID、多媒体信息采集、实时定位等。
物联网感知层
• 感知层实现对物理世界智能感知识别、信 息采集处理和自动控制，并通过通信模块 将物理实体连接到网络层和应用层，是实 现互联网全面感知的基础。
• 感知层的发展方向是具备更敏感、更全面 的感知能力，解决传感器设备低功耗、小 型化和低成本的问题。
物联网网络层
• 网络层处于物联网网络结构模型中的第二 层，使用感知层并向上为应用层服务。
• 网络层由各种私有网络、互联网、有线和 无线通信网、网络管理系统和云计算平台 等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负 责传递和处理感知层获取的信息。
农业
应用层
工业监测 公共安全
城市管理
智能家电
智能交通
GSM CDMA
CDMA2000 WCDMA TDSCDMA
LTE LTE-Advanced
网络层 2G网络
3G网络
4G网络
感知层 传感器
RFID
汽车
汽车
WSN
WSN
物联网感知层
• 感知层位于物联网层次结构中的最底层， 主要用于采集物理世界中发生的物理事件 和数据，包括各类物理量、标识、音频、 视频数据等。
• 优点：精度高、适应环境能力强、抗干扰 能力强、操作快捷等。
• 从本质上看，RFID是一种特殊的传感器技 术。
感知层-传感器网络
• 传感器网络是由众多传感器节点组成、通 过无线通信方式形成的多跳自组织网络。 传感器网络将大量独立的传感器连接起来 ，实现采集信息的传输。
感知层-发展方向
• 感知层主要由遍布各种建筑、楼宇、街道 、公路桥梁、车辆、地表和管网中的各类 传感器、二维条形码、RFID标签和RFID 识读器、摄像头、GPS、M2M（Machine to Machine）设备以及各种嵌入式终端等 组成的传感器网络。是物联网的基础。
感知层-RFID技术
• 是物联网中“让物品开口说话”的关键技 术，物联网中RFID标签上存着规范而具有 互通性的信息，通过无线数据通信网络把 他们自动采集到中央信息系统中实现物品 的识别。
感知层-RFID技术
• RFID是一种非接触式的自动识别技术，它 利用射频方式进行非接触双向通信，以达 到自动识别目标对象并获取相关数据。
物联网网络层
• 感知层的信息经由网关转化为网络能够识 别的信息后就传到了网络层，网络层再进 行信息的传递与处理。
• 网络层包括2G通信网络、3G通信网络、WiFi、互联网等，信息可以经由任何一种网 络或几种网络组合的形式进行传输。
物联网网络层
• 网络层还包括物联网的管理中心及物联网 的信息中心。以提升对信息的传输和运营 能力。
• 感知层中的关键技术包括传感器技术、 RFID技术和传感器网络等。
感知层-传感器
• 在物联网中传感器主要负责接收物品“讲 话”的内容。
• 传感器技术是从自然信源获取信息并对获 取的信息进行处理、变换、识别的一门多 学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及 传感器、信息处理和识别的规划设计、开 发、制造、测试、应用及评价改进活动等 内容。
第 I 章 物联网基础
物联网层次结构 以及与互联网的关系
学习任务
1 物联网层次结构 物联网与互联网的关系
物联网的层次结构
• 在研究物联网的层次结构之前，我们先来 了解一下我们对客观物理世界的感知和处 理过程：
– 依据感知器官来感知信息； – 由神经系统传递给大脑； – 大脑综合感知的信息和存储的知识来做出
感知层-传感器
• 传感器(Transducer/Sensor)是一种检测 装置，能感受到被测量的信息或自动控制 执行工作，并按一定规律转换为电信号或 其他所需形式的信息输出，是物联网采集 信息的终端工具。
• 传感器可以看成物联网的“眼睛”、“鼻 子”、“耳朵”和“指尖”，通过传感器 可实现自动检测和自动控制。
物联网的层次结构
• 物联网应用系统的规划、设计和实现涉及 多种技术，属于交叉学科的范畴。
• 尽管物联网系统结构复杂，不同物联网应 用系统的功能、规模差异很大，但是它们 之间必然存在着很多内在的共性特征。
• 根据物联网的技术架构，结合互联网的分 层模型，也可以对物联网进行分层。
物联网层次结构模型
• 物联网可分为感知层、网络层、应用层
物联网的层次结构
物联网工作过程与人的智能处理问题过程比较
物联网的层次结构
• 设计一个复杂的、庞大的系统必然要采用 “化整为零，分而治之”的“分层结构” 思想。
• 物联网是一个形式多样、涉及社会生活各 个领域的复杂系统。从实现技术角度看， 物联网的特点是：网络的异构性，规模的 差异性，接入的多样性。