物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu).pdf

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1、第2章物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.1概述2.2感知層2.3網(wǎng)絡(luò)層2.4應(yīng)用層2.5小結(jié)2.1概述2.1.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景2.1.2物聯(lián)網(wǎng)需求分析2.1.3物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.1.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景物聯(lián)網(wǎng)到底是什么？究竟能做什么？2.1.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用豐富多彩2.1.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用場(chǎng)景一當(dāng)你早上拿車鑰匙出門(mén)上班，在電腦旁待命的感應(yīng)器檢測(cè)到之后就會(huì)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)發(fā)起一系列事件，比如通過(guò)短信或者喇叭自動(dòng)播報(bào)今天的天氣，在電腦上顯示快捷通暢的開(kāi)車路徑并估算路上所花時(shí)間，同時(shí)通過(guò)短信或者即時(shí)聊天工具告知你的同事，你將馬上

2、到達(dá)等。2.1.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用場(chǎng)景二想象一下，聯(lián)網(wǎng)冰箱可以監(jiān)視冰箱里的食物，在我們?nèi)コ械臅r(shí)候，家里的冰箱會(huì)告訴我們?nèi)鄙傩┦裁矗矔?huì)告訴我們食物什么時(shí)候過(guò)期。它還可以跟蹤常用的美食網(wǎng)站，為你收集食譜并在你的購(gòu)物單里添加配料。這種冰箱知道你喜歡吃什么東西，依據(jù)的是你給每頓飯做出的評(píng)分。它可以照顧你的身體，因?yàn)樗朗裁词澄飳?duì)你有好處。2.1.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用場(chǎng)景三用戶開(kāi)通了家庭安防業(yè)務(wù)，可以通過(guò)PC或手機(jī)等終端遠(yuǎn)程查看家里的各種環(huán)境參數(shù)、安全狀態(tài)和視頻監(jiān)控圖像。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)接入速度較快時(shí)，用戶可以看到一個(gè)以三維立體圖

3、像顯示的家庭實(shí)景圖，并且采用警示燈等方式顯示危險(xiǎn)；用戶還可以通過(guò)鼠標(biāo)拖動(dòng)從不同的視角查看具體情況；在網(wǎng)絡(luò)接入速度較慢時(shí)，用戶可以通過(guò)一個(gè)文本和簡(jiǎn)單的圖示觀察家庭安全狀態(tài)和危險(xiǎn)信號(hào)。2.1.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用?智能物流?智能視頻監(jiān)控?智能家居?智能交通?智能消防?環(huán)境保護(hù)?政府工作?…2.1.2物聯(lián)網(wǎng)需求分析?“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世，打破傳統(tǒng)觀念和地域限制，實(shí)現(xiàn)物物之間按需進(jìn)行的信息獲取、傳遞、存儲(chǔ)、融合、使用等服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。?在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施。?物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)

4、就是物理世界和數(shù)字世界的融合。?物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該具備如下3個(gè)能力：全面感知、可靠傳遞、智能處理2.1.2物聯(lián)網(wǎng)需求分析（1）全面感知利用RFID、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息，包括用戶位置、周邊環(huán)境、個(gè)體喜好、身體狀況、情緒、環(huán)境溫度、濕度，以及用戶業(yè)務(wù)感受、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等。2.1.2物聯(lián)網(wǎng)需求分析（2）可靠傳遞通過(guò)各種通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)融合、終端融合、運(yùn)營(yíng)管理融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。2.1.2物聯(lián)網(wǎng)需求分析（3）智能處理利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體進(jìn)行實(shí)時(shí)智

5、能化控制。2.1.2物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)?底層感知層感知數(shù)據(jù)?第二層網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?頂層是應(yīng)用層承載各種物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)和應(yīng)用2.1.2物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)感知層?感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官—識(shí)別物體，采集信息。?感知層包括二維碼標(biāo)簽和識(shí)讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器、攝像頭、GPS等技術(shù)，主要作用是識(shí)別物體，采集信息，與人體結(jié)構(gòu)中皮膚和五官的作用相似。2.1.2物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層?網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦—將感知層獲取的信息進(jìn)行傳遞和處理。?網(wǎng)絡(luò)層建立在Internet和移動(dòng)通信網(wǎng)等現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，利用Bluetooth、2

6、G/3G、Wi-Fi、光纖等通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)有線與無(wú)線的結(jié)合，寬帶與窄帶的結(jié)合，感知網(wǎng)與通信網(wǎng)的結(jié)合。2.1.2物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)應(yīng)用層?應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的“社會(huì)分工”—與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣泛智能化。?應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合，與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)行業(yè)智能化，這類似于人的社會(huì)分工，最終構(gòu)成人類社會(huì)。2.2感知層2.2.1感知層功能2.2.2感知層關(guān)鍵技術(shù)2.2.1感知層功能?物聯(lián)網(wǎng)感知層解決的就是人類世界和物理世界的數(shù)據(jù)獲取問(wèn)題。?感知層處于三層架構(gòu)的最底層，是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，具有物聯(lián)網(wǎng)全面感知的核心能

7、力。?感知層一般包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)短距離傳輸兩部分。2.2.2感知層關(guān)鍵技術(shù)?感知層所需要的關(guān)鍵技術(shù)包括檢測(cè)技術(shù)、中低速無(wú)線或有線短距離傳輸技術(shù)等。?傳感器是攝取信息的關(guān)鍵器件，它是物聯(lián)網(wǎng)中不可缺少的信息采集手段，也是采用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的重要方法。?短距離傳輸技術(shù)，是指像RFID，藍(lán)牙、ZigBee這類傳輸距離小于100m，速率低于1Mbit/s的中低速無(wú)線短距離傳輸技術(shù)。2.3網(wǎng)絡(luò)層2.3.1網(wǎng)絡(luò)層功能2.3.2網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)2.3.1網(wǎng)絡(luò)層功能?網(wǎng)絡(luò)層主要承擔(dān)著數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?物聯(lián)網(wǎng)要求網(wǎng)絡(luò)層能夠把感知層感

8、知到的數(shù)據(jù)無(wú)障礙、高可靠性、高安全性地進(jìn)行傳送，它解決的是感知層所獲得的數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)，尤其是遠(yuǎn)距離傳輸問(wèn)題。2.3.1網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)?Internet?移動(dòng)通信網(wǎng)?無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)Internet?物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是Internet的進(jìn)一步延伸。?Internet將作為物聯(lián)網(wǎng)主要的傳輸網(wǎng)絡(luò)之一，它將使物聯(lián)網(wǎng)無(wú)所不在、無(wú)處不在地深入