1.3 物聯網體系架構

1.3 物聯網體系架構

物聯網通常被認為有3個層次，從下到上依次是感知層、網絡層和應用層。物聯網體系架構示意圖如圖1-3所示。如果拿人來比喻的話，感知層就像人的皮膚和五官，用來識別物體，采集信息；網絡層則像人的神經系統，將信息傳遞到大腦進行處理；應用層類似人們從事的各種復雜的事情，完成各種不同的應用。物聯網涉及的關鍵技術非常多，從傳感器技術到通信網絡技術，從嵌入式微處理節點到計算機軟件系統，包含了自動控制、通信、計算機等不同領域，是跨學科的綜合應用。

圖1-3 物聯網體系架構示意圖

1.3.1 感知層

物聯網的感知層主要完成信息的采集、轉換和收集。感知層包含兩部分，即傳感器（或控制器）和短距離傳輸網絡。傳感器（或控制器）用來進行數據采集及實現控制，短距離傳輸網絡將傳感器收集的數據發送到網關，或將應用平臺的控制指令發送到控制器。感知層的關鍵技術主要為傳感器技術和短距離傳輸網絡技術，例如RFID標簽與用來識別RFID信息的掃描儀、視頻采集的攝像頭和各種傳感器中的傳感與控制技術、短距離無線通信技術（包括由短距離傳輸技術組成的無線傳感網技術）。在實現這些技術的過程中，又涉及芯片研發、通信協議研究、RFID材料研究、智能節點供電等細分領域。

1.3.2 網絡層

物聯網的網絡層主要完成信息傳遞和處理。網絡層包含兩部分，即接入單元和接入網絡。接入單元是聯接感知層的網橋，它匯聚從感知層獲得的數據，并將數據發送到接入網絡。接入網絡即現有的通信網絡，包括移動通信網、有線電話網及有線寬帶網等。通過接入網絡，人們將數據最終傳入互聯網。傳送層是基于現有通信網和互聯網建立起來的層。網絡層的關鍵技術既包含現有的通信技術，如移動通信技術、有線寬帶技術、公共交換電話網（PSTN）技術及無線聯網（WiFi）通信技術等，又包含終端技術，如實現傳感網與通信網結合的網橋設備、為各種行業終端提供通信能力的通信模塊等。

1.3.3 應用層

物聯網的應用層主要完成數據的管理和數據的處理，并將這些數據與各行業應用相結合。應用層也包含兩部分，即物聯網中間件和物聯網應用。物聯網中間件是一種獨立的系統軟件或服務程序。中間件將許多可以公用的能力進行統一封裝，提供給豐富多樣的物聯網應用。統一封裝的能力包括通信的管理能力、設備的控制能力、定位能力等。物聯網應用是用戶直接使用的各種應用，種類非常多，包括家庭物聯網應用（如家用電器智能控制、家庭安防等），也包括很多企業和行業應用（如石油監控應用、電力抄表、車載應用及遠程醫療等）。應用層主要基于軟件技術和計算機技術實現，其關鍵技術主要是基于軟件的各種數據處理技術。此外，云計算技術作為海量數據的存儲、分析平臺，也將是物聯網應用層的重要組成部分。應用是物聯網發展的目的，各種行業和家庭應用的開發是物聯網普及的原動力，將給整個物聯網產業鏈帶來巨大利潤。