1.3 應用技術系統與物聯網技術構架

在實際工程中，當對象明確后就可構架出物聯網的應用系統。最基本的應用系統包括物品命名管理系統、物品身份真偽驗證系統、物聯網系統管理等，特定應用系統包括倉儲管理系統、樓宇監控系統、環境監測系統等。

物聯網應用系統需要區分物聯網端和互聯網端。通常物聯網端部署在有源CPS結點上，可以作為應用系統的客戶端（客戶機/服務器），也可作為應用系統的對等端應用模式（P2P，Peer-to-Peer，對等）。應用系統互聯網端部署在互聯網CPS結點上，可以作為應用系統的服務器端（客戶機/服務器），也可以作為應用系統的P2P應用模式，但都需要提供較為強大的存儲和后端處理能力，滿足物聯網應用需求。

目前國內外普遍認為物聯網是一項綜合性的技術，是一個服務和應用系統，沒有哪家公司可以全面獨立完成物聯網的整個系統規劃和建設。理論研究方面各行各業都在展開，而實際應用很少能跨出行業。物聯網的規劃和設計與推廣發展是物聯網技術生命的關鍵，運用好現有的器件（RFID、傳感器）和軟件（嵌入式軟件）以及傳輸數據計算等資源是推動物聯網技術的普及和用發展的核心。物聯網構成主要有三個步驟：

1）對物體屬性進行標識，屬性包括靜態和動態的屬性，靜態屬性可以直接存儲在標簽中，動態屬性需要先由傳感器實時探測。

2）需要識別設備完成對物體屬性的讀取，并將信息轉換為適合網絡傳輸的數據格式。

3）將物體信息通過網絡傳輸到信息處理中心（可能是分布式中心，如家里的計算機或者手機，也可能是集中式的，如中國移動的IDC），由處理中心完成物體通信的相關計算。

在國內物聯網應用案例中，具有代表性的案例是：上海浦東國際機場防入侵與世博會安防系統、蘇州高鐵物聯網、濟南園博園路燈控制系統、清華易程公司票務系統等。

上海浦東國際機場防入侵系統鋪設了3萬多個傳感結點，覆蓋了地面、柵欄和低空探測，可以防止用戶的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵；濟南園博園采用ZigBee技術的路燈控制系統，是無線技術的路燈照明節能環保技術的應用典型，園區所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術達成的無線路燈控制；國內首家高鐵物聯網技術應用中心為高鐵物聯網產業發展提供科技支撐。以往購票、檢票的單調方式，將在這里升級為人性化、多樣化的新體驗。刷卡購票、手機購票、電話購票等新技術的集成使用，讓旅客可以擺脫擁擠的車站購票；與地鐵類似的檢票方式，則可實現持有不同票據旅客的快速通行。

智能交通系統（ITS的應用），更是將通信、計算機、自動控制、傳感器技術融合到一起，實現對交通的實時控制與指揮管理。在這個物聯網系統中，交通運營信息的采集，為交通控制和交通違章管理等提供了基本的保證。

從以上物聯網的幾個典型應用系統可以看出，人們通常把物聯網的技術架構按照功能分為三層：感知層、網絡層和應用層。這三層的結構體系關系如圖1-6所示。

感知層：主要功能是感知和識別物體，采集并捕獲信息。產品的形式有二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、各種傳感器、傳感器結點組成的自治網絡、M2M（Machine to Machine）終端和傳感器網關等，實現“全面感知”。

網絡層：是指普遍的通信網絡和服務的基礎設施，包括各種通信網絡與互聯網形成的融合網絡，還包括物聯網管理中心、信息中心、云計算支撐平臺、專家系統等對海量信息進行智能處理的部分。網絡層不但要具備網絡運營的能力，還要提升信息運營的能力，實現可靠的傳送、交互和共享。

應用層：是將物聯網技術與行業專業技術相結合，實現廣泛智能化應用的解決方案集。利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術，對海量的跨地域、跨行業、跨部門的數據和信息進行分析處理，提升對物理世界、經濟社會各種活動和變化的洞察力，實現智能化的決策和控制。

在物聯網構架中，感知層是實現對物體信息及標識的感知，傳感器是一種基本的嵌入設備。將來物體不僅自己專有各種基本的傳感器，可以感知周圍的各種信息，也可在有限的范圍內相互感知。如在人進來房屋后，室內的燈自動打開，人離開之后燈會自動關閉。在智能家居環境中，基本設施中配有Wi-Fi、WiMAX、蜂窩網絡等，各種設備可以隨時接入到互聯網上，人們可隨時享受到互聯網、傳感網、物聯網的服務。