物聯(lián)網(wǎng)典型的四層架構(gòu)分析

　　什么是物聯(lián)網(wǎng)

　　物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱是“TheInternetofthings”。顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。

　　這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

　　在現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)是借助各種信息傳感技術(shù)和信息傳輸和處理技術(shù)，使管理的對象（人或物）的狀態(tài)能被感知、能被識別，而形成的局部應(yīng)用網(wǎng)絡(luò);在不遠(yuǎn)的將來，物聯(lián)網(wǎng)是將這些局部應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通過互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)連接在一起，形成的人與物、物與物相聯(lián)系的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，是感知中國、感知地球的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　物聯(lián)網(wǎng)組成部分

　　1、傳感器

　　傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。

　　傳感器在日常生活生產(chǎn)中很常見，它可以把一些物理量的變化變?yōu)殡娦盘柕淖兓?。例如話筒和喇叭就是一對語音傳感器。除日常會用到的傳感器之外，傳感器還有很多種類。這些傳感器很少被用到，因而它們的價格很高，正是這個原因阻礙了物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。傳感器可以是聲、光、壓力、震動、速度、重量、密度、硬度、濕度、溫度、圖像、語音、電波、化學(xué)；或者是氣體的流速、流量、氣壓、成分；或是液體的流速、流量、成分；或是固體的數(shù)量、重量、硬度等。

　　2、電子標(biāo)簽（ID）

　　電子標(biāo)簽是上個世紀(jì)新發(fā)展起來的技術(shù)，已經(jīng)獲得了很多應(yīng)用，例如超市用于標(biāo)識商品的條形碼?，F(xiàn)有的電子標(biāo)簽有條形碼、二維碼、磁卡、接觸式IC卡、非接觸卡、射頻識別（RFID）。

　　射頻識別即RFID（Radio Frequency IDentification）技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。

　　3、電信網(wǎng)絡(luò)

　　電信網(wǎng)絡(luò)是電信系統(tǒng)的公共設(shè)施，是指在兩個和多個規(guī)定的點(diǎn)間提供連接，以便在這些點(diǎn)間建立電信業(yè)務(wù)和信息的節(jié)點(diǎn)與鏈路的集合。

　　電信網(wǎng)絡(luò)早已為人類所使用，現(xiàn)在使用最多的有語音、文字、音樂、圖片、圖像等各種信息傳輸。物聯(lián)網(wǎng)的信息傳送有其獨(dú)特的地方，與日常使用的語音、文字、音樂、圖片、圖像傳輸相比，物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸更多的是小數(shù)據(jù)量的傳輸和特大數(shù)據(jù)量的傳輸。小到每月只發(fā)送幾個bit，如煤氣抄表；大到連續(xù)不間斷的發(fā)送大幅圖像，如交通監(jiān)視，而中等數(shù)據(jù)量的信息傳送卻比較少見。這對通信提出了新的要求，為實現(xiàn)高效率物聯(lián)網(wǎng)通信，需要通信行業(yè)做出新的標(biāo)準(zhǔn)和新型接入設(shè)備，以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)各種通信的需要。現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)有電纜、光纜、微波、藍(lán)牙、紅外、WiFi、WINMX、移動通信（2G、3G、4G）、衛(wèi)星。

　　4、數(shù)據(jù)處理

　　物聯(lián)網(wǎng)采集到的數(shù)據(jù)是為了各種不同的目的，為滿足不同需求這些數(shù)據(jù)需要經(jīng)過計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理。這些處理常常包括匯總求和、統(tǒng)計分析、閥值判斷、專業(yè)計算、數(shù)據(jù)挖掘。

　　5、顯示系統(tǒng)

　　物聯(lián)網(wǎng)采集到的圖像和信息常常需要直接顯示或是經(jīng)過計算后顯示到計算機(jī)或者大屏幕上，常見的顯示狀況有圖像、圖表、曲線。

　　6、報警系統(tǒng)

　　物聯(lián)網(wǎng)采集到的信息常常需要直接報警或是經(jīng)過計算機(jī)處理后報警，常見的報警形式有聲、光、電（電話、短信）。當(dāng)所選參數(shù)偏離預(yù)先設(shè)定的限度值時能進(jìn)行報警的系統(tǒng)。

　　7、控制執(zhí)行系統(tǒng)

　　有一些物聯(lián)網(wǎng)不僅被要求采集信號、處理信號、存儲信號，還被要求發(fā)出控制指令，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)指揮指定的預(yù)設(shè)執(zhí)行裝置，通過指定預(yù)設(shè)執(zhí)行裝置的指令執(zhí)行行動以達(dá)到控制目的。

　　物聯(lián)網(wǎng)典型的四層架構(gòu)

　　物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架包括感知層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)和公共技術(shù)：

　　1.感知層

　　數(shù)據(jù)采集與感知主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類物理量、標(biāo)識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術(shù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術(shù)實現(xiàn)傳感器、RFID等數(shù)據(jù)采集技術(shù)所獲取數(shù)據(jù)的短距離傳輸、自組織組網(wǎng)以及多個傳感器對數(shù)據(jù)的協(xié)同信息處理過程。

　　2.網(wǎng)絡(luò)層

　　實現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能，能夠把感知到的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進(jìn)行傳送，需要傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合。經(jīng)過十余年的快速發(fā)展，移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已比較成熟，基本能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?/p>

　　3.應(yīng)用層

　　應(yīng)用層主要包含應(yīng)用支撐平臺子層和應(yīng)用服務(wù)子層。其中應(yīng)用支撐平臺子層用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能。應(yīng)用服務(wù)子層包括智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等行業(yè)應(yīng)用。

　　4.公共技術(shù)

　　公共技術(shù)不屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的某個特定層面，而是與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)的三層都有關(guān)系，它包括標(biāo)識與解析、安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和服務(wù)質(zhì)量（QoS）管理。

　　物聯(lián)網(wǎng)十大基本功能

　　物聯(lián)網(wǎng)的最基本功能特征是提供“無處不在的連接和在線服務(wù)”（Ubiquitous Connectivity）， 具備十大基本功能。

　　在線監(jiān)測：這是物聯(lián)網(wǎng)最基本的功能，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)一般以集中監(jiān)測為主、控制為輔。

　　定位追溯：一般基于GPS（或其他衛(wèi)星定位，如北斗）和無線通信技術(shù)，或只依賴于無線通信技術(shù)的定位，如基于移動基站的定位、RTLS等。

　　報警聯(lián)動：主要提供事件報警和提示，有時還會提供基于工作流或規(guī)則引擎（Rule’s Engine）的聯(lián)動功能。

　　指揮調(diào)度：基于時間排程和事件響應(yīng)規(guī)則的指揮、調(diào)度和派遣功能。

　　預(yù)案管理：基于預(yù)先設(shè)定的規(guī)章或法規(guī)對事物產(chǎn)生的事件進(jìn)行處置。

　　安全隱私：由于物聯(lián)網(wǎng)所有權(quán)屬性和隱私保護(hù)的重要性，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必須提供相應(yīng)的安全保障機(jī)制。

　　遠(yuǎn)程維保： 這是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠提供或提升的服務(wù)，主要適用于企業(yè)產(chǎn)品售后聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

　　在線升級：這是保證物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)本身能夠正常運(yùn)行的手段，也是企業(yè)產(chǎn)品售后自動服務(wù)的手段之一。

　　領(lǐng)導(dǎo)桌面： 主要指Dashboard或BI個性化門戶，經(jīng)過多層過濾提煉的實時資訊，可供主管負(fù)責(zé)人實現(xiàn)對全局的“一目了然”。

　　統(tǒng)計決策： 指的是基于對聯(lián)網(wǎng)信息的數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計分析，提供決策支持和統(tǒng)計報表功能。

　　物聯(lián)網(wǎng)用途范圍

　　物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、路燈照明管控、景觀照明管控、樓宇照明管控、廣場照明管控、老人護(hù)理、個人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等多個領(lǐng)域。