物联网体系结构

1、物联网架构，目录，1 .物联网的定义，2 .物联网技术系统，3 .物联网的应用，目录，1 .物联网技术系统，3 .物联网的应用，1.1物联网的概念从这个名称可以看出，物体网络是“物体相连的互联网”。 从网络结构来看，物联网是经由互联网将许多信息感测设备与应用系统相连接，并识别广域网中物的身份的分布式系统。 1.1物质网络的概念、物质网络的概念是由麻省理工大学Auto-ID研究中心在1999年提出的。 当时，基于互联网、RFID技术、EPC标准，基于计算机互联网，利用射频识别技术、无线数据通信技术等来构建实现全球物品信息实时共享的实物互联网。 1.2物质网络的定义，目前被公认的物质网络的定义，是

2、通过射频识别(RFID )装置、红外线传感器、全球定位系统GPS、激光扫描仪等信息传感器设备，根据所约定的协议，将任何物质连接到互联网上一旦唯一地识别了单独的而非独立的东西，则使用诸如识别、通信、计算等技术构建在因特网上连接各种东西的网络。 “物联网”的“物”的意思是满足可以包含在“物网络”的范围内的条件。 需要对应的信息接收器需要数据传输线路需要一定的存储功能需要CPU需要1.2物理网络的定义需要操作系统需要特殊的应用程序需要数据发射器需要遵循网络通信协议的世界网络1.2物联网的定义、1.3物联网的发展和形成、物联网的发展和互联网分不开的两个主要层次的含义：第一，物联网的核心和基础依然是互联

3、网，它是基于互联网的扩展和扩展物联网是比因特网更巨大的网络，网络连接扩展至各种物件和物件之间，这些物件可通过各种信息传感器设备与因特网连接，来进行更复杂的信息交换和通信。 物联网被认为是以下三个特征：1 )通过使用RFID、传感器、二维码等，随时随地获取和收集物体信息。 2 )通过无线网络和互联网的融合，实时正确地向用户传达物体信息。 1.4物联网的三个特征：3)智能处理利用人工智能技术，如云计算、数据挖掘和模糊识别，分析和处理庞大的数据和信息，并智能控制物体。 物联网概念模型，1.4物联网的三个特征，目录，1 .物联网的定义，2 .物联网技术体系，3 .物联网的应用，2.1物联网技术概论，物

4、联网是典型的交叉学科，与其相关的核心因此，在技术上，物联网专业主要有计算机科学和工程、电子和电气工程、电子信息和通信、自动控制、遥感和遥测、精密仪器、电子商务等。 欧盟于2009年9月公布了欧盟物联网战略研究路线图白皮书，其中包括识别技术、物联网体系结构技术、通信和网络技术、数据和信号处理技术、软件和算法、检测和搜索引擎技术、电源和能源专家2.1物联网技术概论，2.2物联网分层结构，2.2物联网分层结构，感知层实现了对物理世界的智能识别，信息收集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。 网络层主要提供包括增强网络、接入网、核心网络的信息的递送、路由、控制，并且网络层可以依

5、赖公共通信网络和互传感器网络。应用层类似于人类社会的“分工”，包括应用基础设施中间件和各种物联网应用，应用基础设施中间件向物联网应用提供信息处理、计算等通用基础设施、服务设施。 2.2物联网的分层结构，2.3物联网感知层的关键技术，1.RFID技术2 .条形码3 .传感器技术4 .无线传感器网络技术5 .产品电子代码EPC，2.3.1RFID技术，RFID (radiofrequencyident RFID射频识别是非接触式的自动识别技术，可以识别高速移动体和同时识别多个标签，操作简单方便。 通过射频信号自动识别对象，获取相关数据完成信息的自动采集，RFID是物联网最重要的技术，在物体上贴上电

6、子标签，实现高效灵活的管理。 RFID基本上由三个部分组成：耦合元件和芯片，每个标签具有唯一的电子代码，附着在物体上识别目标对象2 )读取器或读取器/写入器：读取标签信息(有时写入2.3.1RFID技术、RFID标签打印机、2.3.1RFID技术、感应式读写器、2.3.1RFID技术、RFID工作原理标签进入磁场后，从读取器接收射频信号，以通过感应电流得到的能量存储在芯片中的产品信息(pa 或者积极发送某频率的信号(ActiveTag、有源标签或者有源标签)的解读器读取信息并解码后，发送到中央信息系统进行相关数据处理。 2.3.1RFID技术，条形码是信息的图形显示方法，可以将信息制成条形码，

7、并将其中的信息用适当的扫描设备输入计算机中。 条形码扫描仪、一维条形码、2.3.2条形码、条形码被分成一维条形码和二维条形码，一维条形码是将宽度不同的多个黑色条形码和空白以一定的代码规则排列，用于表现一组信息的模式识别符。 二维条形码是在二维空间的水平方向和垂直方向上存储信息的条形码。 其优点是信息容量大，解码可靠性高，纠错能力强，制作成本低，保密和防伪性能好。 2.3.2条形码、传感器是可以感知预定测量指标并根据一定规则转换成可使用的信号的设备和装置，通常由传感器和转换元件构成。 传感器是检测测定的信息，将感测到的信息按照一定的规则转换为电信号和其他必要形式的信息输出，满足信息的传送、处理、

8、存储、显示、记录和控制等要求的检测装置。 2.3.3传感器技术，物网络传感器节点与传感器协同，增加了计算、通信功能，构成了具有感知能力、计算能力和通信能力的传感器节点。 智能化是传感器的重要特征，嵌入式智能技术是实现传感器智能化的重要手段。 2.3.3传感器技术、无线传感器网络(WSN，无线传感器网络)是集成分布式信息采集、信息传输和信息处理技术的网络信息系统，具有低成本、小型化、低功耗和灵活的网络方式、铺设方式和移动目标等特性2.3.4无线传感器网络、EPC系统(单网络)基于计算机互联网和射频技术RFID，使用全球统一标识系统的代码技术为每个实体对象提供独特的代码，以实现全局物体信息的真实2

9、.3.5产品的电子代码EPC、EPC系统主要由以下6个方面构成： (1)EPC代码标准(2)EPC标签(3)阅读器(4)Savant (神经网络软件) (5)对象名解析服务(objectnami 实体标记语言(physicalmarkuplanguagepml )2.3. 5产品电子代码EPC，1.ZigBee2.WIFI无线网络3 .蓝牙技术4.GPS技术，2.4物质网络层的关键技术，ZigBee 这个名称来源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂通过飞翔和“嗡嗡”地摆动翅膀的“舞蹈”与伙伴传递花粉的位置信息，因此蜜蜂以这种方式构成集团中的通信网络。 ZigBee网络的主要特征是功耗低、成本低、延迟短、网络容

10、量大、可靠性高、安全。 主要适用于自动控制和远程控制领域，可以组装各种设备。 2.4.1ZigBee、ZigBee设备类型、2.4.1ZigBee、1.ZigBee协调器、1.ZigBee路由器、1.ZigBee终端设备、终端设备、ZigBee网络包括2.4.2WIFI无线网络、Wi-Fi是可无线连接个人电脑、手持设备(PDA、手机等)等终端的技术。 WIFI的优势：其中之一是电波垄断范围广，传输速度非常快，制造商进入这个领域的阈值低，2.4.2WIFI无线网络，Wi-Fi是无线网络通信技术的品牌，Wi-Fi联盟(wi-fi Alli 目的是改善基于IEEE802.11标准的无线网络产品之间的

11、互操作性。 802.11是IEEE (电子技术协会)最初制定的无线LAN标准，主要是办公室LAN和校园网，用于解决用户和用户终端的无线访问，业务主要仅限于数据访问。 蓝牙是支持装置短距离通信(一般在10m以内)的无线技术。 可以在手机、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外围设备等多种设备之间进行无线信息交换。 蓝牙技术的优点：稳定性、全球可用性、多种设备、易用性和通用规格。 2.4.3蓝牙技术、全球定位系统(GPS )是一种利用GPS定位卫星在全世界进行实时定位和导航的系统。 全球四大卫星导航系统：美国全球定位系统(GPS )、俄罗斯“格罗纳斯”系统、欧洲“伽利略”系统、中国“北斗”系统。 2

12、.4.4GPS技术、30-100美元(模块)、成本相对高、霸权宽、质量好、广泛的语音和数据传输应用程序、无线通信、约20美元、高功耗、协议超额、需要接入点、现有网络网络灵活性(向前、向后兼容)、web/email /视频等相关应用、WiFi(802.11b )、缺乏50美分左右安全性的规范和完善的标准，可靠性、电源和成本优势、网络便利性、家庭、大楼自动化和监视类的应用没有处理能力，单向，成本低，没有功耗，物流，军事，防伪等很多行业，被动RFID不到5美元，以手机为中心，每网最多8个节点，应用多，成本低，容易使用的替代有线：遥感测量，移动电子商务，dee 智能建筑，家庭和办公室自动化，电子商务，

13、无线公文包，军事，蓝牙，节点成本，缺点，优点，主要应用，主要技术：无线传输技术， *zigbee的实际售价在100元以上，1 .云计算技术2 .软件和算法3 .信息和隐私安全技术4 .识别和分析技术2.5物联网应用层的关键技术，对云计算具有灵活性具有按使用情况计费的功能，根据云计算的服务类型，可以将云分为三层：基础架构为服务，平台为服务，软件为服务。2.5.1云计算技术、2.5.1云计算技术、云计算相关的关键技术和基础架构服务提供了最基本的计算和存储能力。 其中，自动化和虚拟化是核心技术。平台是位于三层服务中间的服务，包括两种主要技术：基于云的软件开发、测试，以及操作技术和大规模分布式应用程序

14、操作环境。 作为软件的服务位于最上位，该层与Web2.0的Mashup、多租户技术的应用、虚拟化等技术有关。 2.5.1云计算技术、软件和算法在物联网信息处理和应用集成中发挥了重要作用，是物联网知识的集中表现。 其中关键技术主要包括面向服务的架构(SOA )和中间件技术，包括各种物联网计算系统的感知信息处理、交互和优化软件和算法、物联网计算系统的架构和软件平台的开发等2.5.2软件和算法、面向服务的体系结构(SOA )对应用程序的不同功能进行模块化，并通过标准化接口和调用方式进行协作，以快速且可重用中间件是独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件可以利用该软件在不同的技术之间共享资源. 2.5

15、.2软件和算法、安全和隐私技术、安全系统的体系结构、网络安全技术、“知识物体”的广泛部署给社会生活带来的安全威胁、隐私保护技术、安全管理机制为了实现对物联网广泛部署的智能物体的管理，需要进行网络功能和适用性分析，开发出合适的管理协议。 2.5.3信息和隐私安全技术是可以赋予物理实体、通信实体和应用实体或其自身固有的一种或一组属性，从而实现精确分析的技术。 物联网的显示主要包括物联网的显示和通信的显示，物联网的显示和解析技术与不同的显示体系、不同体系的相互操作、全球性的解析和地域的解析、显示管理等有关。 2.5.4标识和解析技术，目录，1 .物网的定义，2 .物网技术体系，3 .物网的应用，3.

16、1物网的应用领域， 物流管理、医疗管理、交通管理、食品安全动物识别图书管理、煤矿安全资产管理、门票管理、汽车管理、金融支付RFID防伪、航空管理、军事管理、环境保护政府的工作、公共安全智能、家庭智能、消防工业监视正确的农业智能交通老人对个人健康人的安全，目前，国外物品网络的研发、 应用主要集中在美国、欧洲、日、韩国等少数国家，其最初的研发方向主要是条形码、RFID等技术应用于商业零售、物流领域，随着RFID、传感器技术、近距离通信和计算技术等的发展，近年来其研发、应用涉及环境监视、生物医疗、 3.1物联网的应用领域，目前物联网的应用主要有智能交通中的电子车牌和电子不停车收费系统(ETC )、智能电网、智能医疗的医疗监控、智能城市、环保、智能农业等方面。 3.1物联网应用领域，电子车牌作为物联网智能交通的一种新的射频自动识别技术，具有快速识别、防拆、防磁、加密、保存等特点，公安交通管理部门应用该技术，准确、全面地获取交通信息， 规范车辆的使用和驾驶行为，抑制车辆拥挤、道路混乱、超速等违法行为，有效地打击事故逃脱、克隆、事件等违法车辆。 3.1物联网应用