物联网工程实践资料：单元01 物联网工程概述与架构.doc

1、单元 01 物联网工程概述与架构单元目标 掌握物联网工程的概念 掌握物联网工程的体系结构学习任务1.任务描述要深入研究物联网的体系架构，必须首先了解物联网有哪些应用，为了实现丰富多彩的应用，物联网在技术上有哪些需求。本节首先列举了物联网的典型应用场景， 并且在分析物联网应用需求的基础上，引出了通用的物联网体系结构，使读者能够对物联网体系架构有一个形象而宏观的认识。知识准备1.1 物联网相关概念物联网的基本思想出现于 20 世纪 90 年代。 1995 年 Bill Gates 在未来之路 中提出物物互联；2005 年国际电信联盟发布 ITU互联网报告 2005：物联网 ，指出无所不在的“物联网

2、”通信时代即将来临； 2008 年 IBM 提出“智慧地球” ； 2009 年温家宝总理提出 “感知中国” 。目前较为公认的物联网的定义是：通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。按照 ITU (国际电信联盟)的定义, 物联网主要解决物品到物品、人到物品、人到人之间的互连。我们可以这样认为，物联网是使物体会“说话” 、会“思考” 、会“行动” 。一个普遍接受的重要观点：计算模式每隔 15 年发生一次变革。人们把它称为“十五年周期定律” ，这一判

3、断就像摩尔定律一样准确。1965 年以后是以系统性为特征的大型机时代。1980 年以后是以独立性为特征的个人机时代。1995 年以后是以共同性为特征的互联网时代。2010 年以后将以拟人性为特征的物联网时代。物联网工程概念的提出。随着物联网技术不断走向应用，对各种物联网技术进行综合集成与创新研究及应用应当在一个整体框架下进行，这个框架就是物联网。物联网工程系统（物联网应用系统）开发阶段可分可行性论证与分析、需求分析、总体方案设计、系统功能设计、设备选型、系统集成、单元测试、管理与维护。1.2 物联网体系架构物联网的价值在于让物体也拥有了“智慧” ，从而实现人与物、物与物之间的沟通，物联网的特征

4、在于感知、互联和智能的叠加。因此，物联网由三个部分组成：感知部分，即以二维码、RFID、传感器为主，实现对“物”的识别；传输网络，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输；智能处理，即利用云计算、数据挖掘、中间件等技术实现对物品的自动控制与智能管理等。目前在业界，物联网体系架构也大致被公认为有三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层，如图所示。图 1：物联网体系架构示意图所以，本书将分 别从这三个层次，对物联网的相关概念和关键技术进行介绍。在物联网体系架构中，三层的关系可以这样理解：感知层相当于人体的皮肤和五官；网络层相当于人体的神经中

5、枢和大脑；应用层相当于人的社会分工，具体描述如下。 感知层是物联网的皮肤和五官识别物体，采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS 等，主要作用是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。网络层是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理。 网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心和信息处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理， 类似于人体结构中的神经中枢和大脑。应用层是物联网的“社会分工”与行业需求结合，实现广泛智能化。 应用层是物联网与行业专业技术的深度融合， 与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。在各层之间，信息不是单向传递的，也有交互、控制等，所传递的信息多种多样，这其中关键是物品的信息，包括在特定应用系统范围内能唯一标识物品的识别码和物品的静态与动态信息。