1.3 物联网体系架构

1.3 物联网体系架构

物联网通常被认为有3个层次，从下到上依次是感知层、网络层和应用层。物联网体系架构示意图如图1-3所示。如果拿人来比喻的话，感知层就像人的皮肤和五官，用来识别物体，采集信息；网络层则像人的神经系统，将信息传递到大脑进行处理；应用层类似人们从事的各种复杂的事情，完成各种不同的应用。物联网涉及的关键技术非常多，从传感器技术到通信网络技术，从嵌入式微处理节点到计算机软件系统，包含了自动控制、通信、计算机等不同领域，是跨学科的综合应用。

图1-3 物联网体系架构示意图

1.3.1 感知层

物联网的感知层主要完成信息的采集、转换和收集。感知层包含两部分，即传感器（或控制器）和短距离传输网络。传感器（或控制器）用来进行数据采集及实现控制，短距离传输网络将传感器收集的数据发送到网关，或将应用平台的控制指令发送到控制器。感知层的关键技术主要为传感器技术和短距离传输网络技术，例如RFID标签与用来识别RFID信息的扫描仪、视频采集的摄像头和各种传感器中的传感与控制技术、短距离无线通信技术（包括由短距离传输技术组成的无线传感网技术）。在实现这些技术的过程中，又涉及芯片研发、通信协议研究、RFID材料研究、智能节点供电等细分领域。

1.3.2 网络层

物联网的网络层主要完成信息传递和处理。网络层包含两部分，即接入单元和接入网络。接入单元是联接感知层的网桥，它汇聚从感知层获得的数据，并将数据发送到接入网络。接入网络即现有的通信网络，包括移动通信网、有线电话网及有线宽带网等。通过接入网络，人们将数据最终传入互联网。传送层是基于现有通信网和互联网建立起来的层。网络层的关键技术既包含现有的通信技术，如移动通信技术、有线宽带技术、公共交换电话网（PSTN）技术及无线联网（WiFi）通信技术等，又包含终端技术，如实现传感网与通信网结合的网桥设备、为各种行业终端提供通信能力的通信模块等。

1.3.3 应用层

物联网的应用层主要完成数据的管理和数据的处理，并将这些数据与各行业应用相结合。应用层也包含两部分，即物联网中间件和物联网应用。物联网中间件是一种独立的系统软件或服务程序。中间件将许多可以公用的能力进行统一封装，提供给丰富多样的物联网应用。统一封装的能力包括通信的管理能力、设备的控制能力、定位能力等。物联网应用是用户直接使用的各种应用，种类非常多，包括家庭物联网应用（如家用电器智能控制、家庭安防等），也包括很多企业和行业应用（如石油监控应用、电力抄表、车载应用及远程医疗等）。应用层主要基于软件技术和计算机技术实现，其关键技术主要是基于软件的各种数据处理技术。此外，云计算技术作为海量数据的存储、分析平台，也将是物联网应用层的重要组成部分。应用是物联网发展的目的，各种行业和家庭应用的开发是物联网普及的原动力，将给整个物联网产业链带来巨大利润。