2.5 物联网体系架构

物联网的服务需求是设计和验证物联网体系架构设计的主要依据。物联网的服务需求包括三个方面的内容：一是全面感知，即利用相应技术随时、随地进行物体信息的获取；二是可靠传递，即通过多种通信网络与互联网的融合，将物体的信息实时、准确地传递出去；三是智能处理，即利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据、信息进行分析和处理，并对物体实施智能化控制和企业应用智能决策支持。

物联网体系架构可以分为三个层次：泛在化末端感知网络、融合化网络通信设施与普适化应用服务支撑体系，即感知层、网络层与应用层。其中，感知层包括RFID标签和RFID识别器、传感器、传感网络等，是物联网的皮肤和五官——识别物体，采集信息。网络层包括移动通信网、互联网和其他专网；物联网管理中心、物联网信息中心；标识解析、地址管理、信息发布、信息存储，是物联网的神经网络——信息汇集与传递。应用层是物联网的神经中枢和大脑——对网络层传递的信息进行处理和应用，实现物联网与行业技术的专业融合，实现行业智能化。物联网体系架构如图2-10所示。

物联网三层架构所实现的具体功能包括：感知层实现物联网全面智能化感知，网络层实现由信息管理及计算机网络和通信网络构成的承载网络，应用层实现集成应用服务和用户应用服务。

感知层主要实现物联网泛在化的末端智能感知，由各种类型的采集和控制模块组成，完成物联网应用的数据采集和设备控制功能。感知层泛在化的特征说明两个问题：第一，全面的信息采集是实现物联网的基础；第二，解决低功耗、小型化与低成本是推动物联网普及的关键。感知层只产生数据，并通过与它互联的网络将数据传输出去，而自身不承担转发其他网络数据的功能。

网络层一方面需要实现物联网感知层与应用层之间的信息通信功能，另一方面需要具有高度承载能力的通信网络来完成海量信息的、安全、高速度传输。多种通信网络的融合为物联网的发展提供了一个高水平的网络通信基础设施条件。物联网增加了末端感知网络与感知节点标识，对应于“标识解析系统”与“地址管理系统”，用于感知层信息的编码名称解析和信息资源的寻址管理等。同时“信息发布服务系统”将处理后的信息向承载网络进行发布。此外，网络层还需要具备专有的信息存储服务器，以备信息查询和信息发布应用等。

图2-10 物联网体系架构

应用层的集成应用子层由各种服务支撑平台和公共中间件等组成，其主要功能包括对采集数据的汇集、转换、分析，以及用户层呈现的适配和事件的触发等。集成应用子层是物联网的智能性的集中体现，如协同处理、决策支持，以及具有算法库和样本库的决策支持等。云计算平台规模化带来的经济性对实现物联网应用服务的普适化将起到重要推动作用。物联网已在公共管理和服务、企业、个人与家庭三大领域实现应用，并出现大批应用于生产物流、智慧交通、城市管理、精准农业等的物联网应用示范系统，体现了应用服务普适化的特点。