第2章物联网体系结构.ppt

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2022/11/10物联网应用技术与实践物联网应用技术与实践2016.82022/11/102.1物联网的功能物联网的功能2.1.1物联网的功能特征物联网的功能特征从物联网的功能上来说，它应该具备以下四个特征。

从物联网的功能上来说，它应该具备以下四个特征。

第一个特征是全面感知能力，可以利用第一个特征是全面感知能力，可以利用RFID、传感器、传感器、二维条形码等获取被控二维条形码等获取被控/被测物体的信息。

被测物体的信息。

第二个特征是数据信息的可靠传递，可以通过各种第二个特征是数据信息的可靠传递，可以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。

传递出去。

2022/11/10第三个特征是可以智能处理，利用现代控制技术提第三个特征是可以智能处理，利用现代控制技术提供的智能计算方法，对大量数据和信息进行分析和处供的智能计算方法，对大量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。

理，对物体实施智能化的控制。

第四个特征是可以根据各个行业、各种业务的具体第四个特征是可以根据各个行业、各种业务的具体特点形成各种单独的业务应用，或者整个行业及系统特点形成各种单独的业务应用，或者整个行业及系统的建成应用解决方案。

的建成应用解决方案。

2022/11/102.1.2物联网的基本功能物联网的基本功能物联网功能在于能基于云计算的物联网功能在于能基于云计算的SPI等营运模式，等营运模式，在内网（在内网（Intranet）、专网（）、专网（Extranet/VPN）或互联网）或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控（隐私保护）乃至个性化的实时在线监测、提供安全可控（隐私保护）乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、进程控制、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、进程控制、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（Dashboard）等管理和服务功能，实现对）等管理和服务功能，实现对“万物万物”（Things）的）的“高效、节能、安全、环保高效、节能、安全、环保”的的“管、管、控、营控、营”一体化服务。

一体化服务。

2022/11/102.2物联网的体系结构物联网的体系结构2.2.1物联网的组成物联网的组成物联网作为一种形式多样的聚合性复杂系统，物联网作为一种形式多样的聚合性复杂系统，涉及了信息技术自上而下的每一个层面，其体涉及了信息技术自上而下的每一个层面，其体系架构一般可分为感知层、网络层、应用层三系架构一般可分为感知层、网络层、应用层三个层面。

其中公共技术不属于物联网技术的某个层面。

其中公共技术不属于物联网技术的某个特定层面，而是与物联网技术架构的三层都个特定层面，而是与物联网技术架构的三层都有关系，它包括标识与解析、安全技术、网络有关系，它包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量管理和服务质量QoS（QualityofService，QoS）管理等内容。

物联网体系结构图如图）管理等内容。

物联网体系结构图如图2.1所示。

所示。

2022/11/10物联网体系结构图物联网体系结构图2022/11/102.2.2物联网感知层物联网感知层第一层是感知层，物联网中由于要实现物与物和人与第一层是感知层，物联网中由于要实现物与物和人与物的通信，感知层是必须的。

感知层主要实现物体的信物的通信，感知层是必须的。

感知层主要实现物体的信息采集、捕获和识别。

即以二维码、息采集、捕获和识别。

即以二维码、RFID、传感器为主，、传感器为主，实现对实现对“物物”的识别与信息采集。

的识别与信息采集。

感知层是物联网发展和应用的基础。

例如，张贴安装感知层是物联网发展和应用的基础。

例如，张贴安装在设备上的在设备上的RFID标签和用来识别标签和用来识别RFID信息的扫描仪、感信息的扫描仪、感应器都属于物联网的感知层。

现在的高速公路不停车收应器都属于物联网的感知层。

现在的高速公路不停车收费系统、超市仓储管理系统等都是基于这一类结构的物费系统、超市仓储管理系统等都是基于这一类结构的物联网。

联网。

2022/11/10感知层示意图感知层示意图2022/11/102.2.3物联网网络层物联网网络层第二层是网络层。

网络是物联网最重要的基础设施之一。

第二层是网络层。

网络是物联网最重要的基础设施之一。

网络层在物联网模型中连接感知层和应用层，具有强大的纽网络层在物联网模型中连接感知层和应用层，具有强大的纽带作用，高效、稳定、及时、安全地传输上下层的数据。

带作用，高效、稳定、及时、安全地传输上下层的数据。

网络层，即异构融合的泛在通信网络，它包括了现有的互联网络层，即异构融合的泛在通信网络，它包括了现有的互联网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网，通信网络对网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网，通信网络对采集到的物体信息进行传输和处理。

采集到的物体信息进行传输和处理。

2022/11/10网络层是物联网的神经系统，主要进行信息的传递。

网络层是物联网的神经系统，主要进行信息的传递。

网络层要根据感知层的业务特征，优化网络特性，更好网络层要根据感知层的业务特征，优化网络特性，更好地实现物与物之间、物与人之间以及人与人之间的通信，地实现物与物之间、物与人之间以及人与人之间的通信，这就要求建立一个端到端的全局物联网络。

任何终端节这就要求建立一个端到端的全局物联网络。

任何终端节点在物联网中都应能实现泛在互联。

由节点组成的网络点在物联网中都应能实现泛在互联。

由节点组成的网络末端网络，例如传感器网、末端网络，例如传感器网、RFID、家居网、个域网、局、家居网、个域网、局域网、体域网、车域网等，连接到物联网的异构融合网域网、体域网、车域网等，连接到物联网的异构融合网络上，从而形成一个广泛互联的网络。

络上，从而形成一个广泛互联的网络。

2022/11/10物物联网中常用的数据网中常用的数据传输技技术2022/11/102.2.4物联网应用层物联网应用层第三层是应用层。

应用层主要包括服务支撑层和应用子第三层是应用层。

应用层主要包括服务支撑层和应用子集层。

物联网的核心功能是对信息资源进行采集、开发和利集层。

物联网的核心功能是对信息资源进行采集、开发和利用。

用。

服务支撑层的主要功能是根据底层采集的数据，形成与服务支撑层的主要功能是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。

业务需求相适应、实时更新的动态数据资源库。

2022/11/10应用层将为各类业务提供统一的信息资源支撑，应用层将为各类业务提供统一的信息资源支撑，通过建立、实时更新可重复使用的信息资源库和应用通过建立、实时更新可重复使用的信息资源库和应用服务资源库，使得各类业务服务根据用户的需求随需服务资源库，使得各类业务服务根据用户的需求随需组合，使得物联网的应用系统对于业务的适应能力明组合，使得物联网的应用系统对于业务的适应能力明显提高。

该层能够提升对应用系统资源的重用度，为显提高。

该层能够提升对应用系统资源的重用度，为快速构建新的物联网应用奠定基础，满足在物联网环快速构建新的物联网应用奠定基础，满足在物联网环境中复杂多变的网络资源应用需求和服务。

境中复杂多变的网络资源应用需求和服务。

2022/11/102.3物联网关键技术物联网关键技术物联网作为一种形式多样的聚合性复杂系统，在感知层物联网作为一种形式多样的聚合性复杂系统，在感知层主要涉及传感器、主要涉及传感器、RFID、硬件技术、电源和能量储存技术等、硬件技术、电源和能量储存技术等关键技术，在网络层主要涉及网络与通信、信息处理等关键关键技术，在网络层主要涉及网络与通信、信息处理等关键技术，在应用层主要涉及发现与搜索引擎技术、软件和算法技术，在应用层主要涉及发现与搜索引擎技术、软件和算法技术、数据和信号处理技术等关键技术。

还包括物联网公共技术、数据和信号处理技术等关键技术。

还包括物联网公共技术。

在物联网的应用开发过程中，每个层面所涉及的技术，技术。

在物联网的应用开发过程中，每个层面所涉及的技术，也有交叉，并不是绝对的。

也有交叉，并不是绝对的。

2022/11/10经过近几年的快速发展，各国不同的单位和机构经过近几年的快速发展，各国不同的单位和机构均初步建立了各自的物联网技术方案。

例如，欧盟于均初步建立了各自的物联网技术方案。

例如，欧盟于2009年年9月发布的月发布的欧盟物联网战略研究路线图欧盟物联网战略研究路线图白白皮书中列出了皮书中列出了13类物联网关键技术，它包括物联网体类物联网关键技术，它包括物联网体系结构技术、标识技术、通信技术、网络技术、发现系结构技术、标识技术、通信技术、网络技术、发现与搜索引擎技术、软件和算法技术、硬件技术、数据与搜索引擎技术、软件和算法技术、硬件技术、数据和信号处理技术、关系网络管理技术、电源和能量储和信号处理技术、关系网络管理技术、电源和能量储存技术、安全与隐患技术、标准化与相关技术等。

物存技术、安全与隐患技术、标准化与相关技术等。

物联网的关键技术如图联网的关键技术如图2.5所示。

所示。

2022/11/10物物联网的关网的关键技技术2022/11/102.4物联网产业结构物联网产业结构2.4.1物联网行业产业链结构物联网行业产业链结构物联网产业实际上是一条贯穿传感器物联网产业实际上是一条贯穿传感器/芯片厂商、芯片厂商、通信模块提供商、中间件及应用开发商、系统集成商、通信模块提供商、中间件及应用开发商、系统集成商、服务提供商以及电信运营商的完整产业链，整个物联服务提供商以及电信运营商的完整产业链，整个物联网的产业链几乎覆盖了社会经济领域的各个角落。

物网的产业链几乎覆盖了社会经济领域的各个角落。

物联网行业产业链结构如图联网行业产业链结构如图2.6所示。

所示。

2022/11/10目前，我国产业链各环节的发展存在不均衡性特点，目前，我国产业链各环节的发展存在不均衡性特点，产业链中的硬件设备制造环节企业数量较多，而芯片设产业链中的硬件设备制造环节企业数量较多，而芯片设计制造、软件应用及开发环节相对薄弱，相关技术研发计制造、软件应用及开发环节相对薄弱，相关技术研发水平和标准制定工作比较落后，集成商多选择的是国外水平和标准制定工作比较落后，集成商多选择的是国外软件、芯片等产品。

物联网所涉及范围很广，其未来发软件、芯片等产品。

物联网所涉及范围很广，其未来发展重任远不是一个企业或是一个行业能够担当的。

物联展重任远不是一个企业或是一个行业能够担当的。

物联网在城市公共安全、工业安全生产、环境监控、智能交网在城市公共安全、工业安全生产、环境监控、智能交通、智能家居、公共卫生、健康监测等多个领域的广泛通、智能家居、公共卫生、健康监测等多个领域的广泛用途也意味着需要各行各业的通力合作，跨行业之间的用途也意味着需要各行各业的通力合作，跨行业之间的合作成为物联网发展的必然趋势。

合作成为物联网发展的必然趋势。

2022/11/102.4.2中国物联网产业的基本架构中国物联网产业的基本架构2022/11/10思考与练习题思考与练习题一、简答题一、简答题1、简述物联网的功能特征与基本功能。

、简述物联网的功能特征与基本功能。

2、简述物联网感知层的组成与作用。

、简述物联网感知层的组成与作用。

3、物联网在传输网络层存在各种网络形式，通常使、物联网在传输网络层存在各种网络形式，通常使用的网络形式有哪几种？

用的网络形式有哪几种？

4、简述应用层相关技术、简述应用层相关技术?

2022/11/10谢谢