物联网层次结构以及与互联网的关系

第I章物联网基础

物联网层次结构以及与互联网关系物联网层次结构以及与互联网的关系第1页学习任务物联网层次结构物联网与互联网关系122物联网层次结构以及与互联网的关系第2页物联网层次结构在研究物联网层次结构之前，我们先来了解一下我们对客观物理世界感知和处理过程：依据感知器官来感知信息；由神经系统传递给大脑；大脑综合感知信息和存放知识来做出判断，以选择最正确方案。3物联网层次结构以及与互联网的关系第3页物联网层次结构假如将人对问题智慧处理能力形式与物联网工作过程做一个比较，不难看出二者也有惊人相同之处。人感官用来获取信息，人神经用来传输信息，人大脑用来处理信息，使人含有智慧处理各种问题能力。物联网处理问题一样也要经过三个过程：全方面感知、可靠传输、智能应用（处理）4物联网层次结构以及与互联网的关系第4页物联网层次结构物联网工作过程与人智能处理问题过程比较5物联网层次结构以及与互联网的关系第5页物联网层次结构设计一个复杂、庞大系统必定要采取“化整为零，分而治之”“分层结构”思想。物联网是一个形式多样、包括社会生活各个领域复杂系统。从实现技术角度看，物联网特点是：网络异构性，规模差异性，接入多样性。6物联网层次结构以及与互联网的关系第6页物联网层次结构物联网应用系统规划、设计和实现包括各种技术，属于交叉学科范围。尽管物联网系统结构复杂，不一样物联网应用系统功效、规模差异很大，不过它们之间必定存在着很多内在共性特征。依据物联网技术架构，结合互联网分层模型，也能够对物联网进行分层。7物联网层次结构以及与互联网的关系第7页物联网层次结构模型物联网可分为感知层、网络层、应用层85物联网层次结构以及与互联网的关系第8页物联网感知层感知层位于物联网层次结构中最底层，主要用于采集物理世界中发生物理事件和数据，包含各类物理量、标识、音频、视频数据等。感知层作用相当于人眼、耳、鼻、喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息起源，其主要功效是识别物体、采集信息。数据采集技术有各种，主要包含传感器、RFID、多媒体信息采集、实时定位等。9物联网层次结构以及与互联网的关系第9页物联网感知层感知层实现对物理世界智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并经过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层，是实现互联网全方面感知基础。感知层中关键技术包含传感器技术、RFID技术和传感器网络等。10物联网层次结构以及与互联网的关系第10页感知层-传感器在物联网中传感器主要负责接收物品“讲话”内容。传感器技术是从自然信源获取信息并对获取信息进行处理、变换、识别一门多学科交叉当代科学与工程技术，它包括传感器、信息处理和识别规划设计、开发、制造、测试、应用及评价改进活动等内容。11物联网层次结构以及与互联网的关系第11页感知层-传感器传感器(Transducer/Sensor)是一个检测装置，能感受到被测量信息或自动控制执行工作，并按一定规律转换为电信号或其它所需形式信息输出，是物联网采集信息终端工具。传感器能够看成物联网“眼睛”、“鼻子”、“耳朵”和“指尖”，经过传感器可实现自动检测和自动控制。12物联网层次结构以及与互联网的关系第12页感知层-RFID技术是物联网中“让物品开口说话”关键技术，物联网中RFID标签上存着规范而含有互通性信息，经过无线数据通信网络把他们自动采集到中央信息系统中实现物品识别。13物联网层次结构以及与互联网的关系第13页感知层-RFID技术RFID是一个非接触式自动识别技术，它利用射频方式进行非接触双向通信，以到达自动识别目标对象并获取相关数据。优点：精度高、适应环境能力强、抗干扰能力强、操作快捷等。从本质上看，RFID是一个特殊传感器技术。14物联网层次结构以及与互联网的关系第14页感知层-传感器网络传感器网络是由众多传感器节点组成、经过无线通信方式形成多跳自组织网络。传感器网络将大量独立传感器连接起来，实现采集信息传输。15物联网层次结构以及与互联网的关系第15页感知层-发展方向感知层主要由遍布各种建筑、楼宇、街道、公路桥梁、车辆、地表和管网中各类传感器、二维条形码、RFID标签和RFID识读器、摄像头、GPS、M2M（MachinetoMachine）设备以及各种嵌入式终端等组成传感器网络。是物联网基础。感知层发展方向是具备更敏感、更全方面感知能力，处理传感器设备低功耗、小型化和低成本问题。16物联网层次结构以及与互联网的关系第16页物联网网络层网络层处于物联网网络结构模型中第二层，使用感知层并向上为应用层服务。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取信息。17物联网层次结构以及与互联网的关系第17页物联网网络层感知层信息经由网关转化为网络能够识别信息后就传到了网络层，网络层再进行信息传递与处理。网络层包含2G通信网络、3G通信网络、Wi-Fi、互联网等，信息能够经由任何一个网络或几个网络组合形式进行传输。18物联网层次结构以及与互联网的关系第18页物联网网络层网络层还包含物联网管理中心及物联网信息中心。以提升对信息传输和运行能力。物联网管理中心负责物品统一标识编码管理、认证、鉴权、计费等；物联网信息中心则负责物品信息存放和统一分析计算处理。19物联网层次结构以及与互联网的关系第19页网络层-关键技术网络层关键技术包含高/低速近/远距离无线通信技术、低功耗路由、自组织通信、无线接入M2M通信增强、IP承载技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认知无线电技术。20物联网层次结构以及与互联网的关系第20页网络层-发展方向网络层发展方向为多网络融合以及它与感知层和应用层更加好结合。理想中物联网中，网络层能够把感知层感知到信息无障碍、高可靠性、高安全性地传输。21物联网层次结构以及与互联网的关系第21页物联网应用层应用层位于物联网最上层，其使用网络层为用户提供智能应用。应用层是物联网关键和灵魂，是物联网和用户(包含人、组织和其它系统)接口，它包含物联网应用基础设施、中间件、运行环境和集成框架、通用基础构件库和行业化应用套件等，它与行业需求相结合，实现物联网智能应用。22物联网层次结构以及与互联网的关系第22页物联网应用层应用层在物联网感知层和网络层支撑下，将物联网技术与各类行业应用相结合，实现无所不在智能化应用。经典应用有：智能交通、绿色农业、工业监控、动物标识、远程医疗、智能家居、环境检测、公共安全、食品溯源、城市管理、智能物流等。这些应用包括内容能够是跨行业，也能够是某行业内部；用户可能是普通公众，也可能是政府机构、企业组织等。23物联网层次结构以及与互联网的关系第23页应用层-关键技术应用层关键技术包含云计算、数据挖掘和SOA等。云计算和数据挖掘是海量信息智能处理基础；SOA技术有利于实现快速可重用系统开发和布署，可提升物联网架构扩展性，提升应用开发效率，充分整合和复用信息资源。24物联网层次结构以及与互联网的关系第24页应用层-关键技术云计算是采取基于虚拟化、弹性规模扩展、分布式存放、分布式计算和多租户等技术，基于互联网实现一个虚拟化计算服务。云计算提供了一个巨大资源池，而不一样应用含有不一样需求，云计算能够依据需求对应用资源进行动态伸缩，从而显著提升资源利用率。25物联网层次结构以及与互联网的关系第25页应用层-关键技术数据挖掘普通是指从大量数据中经过算法搜索隐藏于其中信息过程。数据挖掘通常与计算机科学相关，并经过统计、在线分析处理、情报检索、机器学习、教授系统（依靠过去经验法则）和模式识别等很多方法来实现上述目标。26物联网层次结构以及与互联网的关系第26页应用层-关键技术SOA（Service-OrientedArchitecture）面向服务体系结构是一个组件模型，它将应用程序不一样功效单元（也叫服务）经过这些服务之间定义好接口和契约联络起来。可从企业外部访问随时可用可重用服务标准化服务接口支持各种消息模式准确定义服务契约27物联网层次结构以及与互联网的关系第27页物联网与互联网关系传统互联网结构-国际标准化组织制订开放系统互连参考模型(OSI)。自下而上分别为物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层28物联网层次结构以及与互联网的关系第28页物联网与互联网关系物联网与互联网有着显著区分，同时也存在着亲密联络。和传统互联网相比，物联网有其鲜明特征。物联网是各种感知技术广泛应用。物联网是一个建立在互联网上泛在网络。物联网不但仅提供了传感器连接，其本身也含有智能处理能力，能够对物体实施智能控制29物联网层次结构以及与互联网的关系第29页物联网上布署了海量各种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不一样类别传感器所捕捉信息内容和信息格式不一样。传感器取得数据含有实时性，按一定频率周期性地采集环境信息，不停更新数据。物联网与互联网关系30物联网层次结构以及与互联网的关系第30页物联网技术主要基础和关键依旧是互联网，经过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体信息实时准确地传递出去。物联网上传感器定时采集信息需要经过网络传输，因为其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。物联网与互联网关系31物联网层次结构以及与互联网的关系第31页物联网不但仅提供了传感器连接，其本身也含有智能处理能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域，从传感器取得海量信息中分析、加工和处理出有意义数据，以适应不一样用户不一样需求，发觉新应用领域和应用模式。物联网与互联网关系32物联网层次结构以及与互联网的关系第32页物联网是基于互联网之上一个高级网络形态，它们之间最显著不一样点是：物联网连接主体从人向“物”延伸，网络社会形态从虚拟向现实拓展，信息采集与处理从人工为主向智能化为主转化。物联网与互联网关系33物联网层次结构以及与互联网的关系第33页物联网与互联网通信模型物联网通信模型借鉴了“FlatIP”技术，将传统网络结构进行了扁平化处理，从而形成了三层网络结构。34物联网层次结构以及与互联网的关系第34页物联网与互联网通信模型35物联网层次结构以及与互联网的关系第35页物联网与互联网通信模型物联网通信模型借鉴了“FlatIP”技术，这么不但