《物联网课件》课件-第二章 物联网架构

物联网概论第二章物联网架构目录

2.1物联网的参考系统架构

2.2物联网参考系统架构

2.3物联网的技术体系

2.4物联网的标准体系架构

2.5物联网的测试体系架构

2.6物联网的参考架构需求

2.1物联网的参考系统架构

2.1.1物联网的参考架构概述

2.1.2物联网的系统架构规范

建立物联网架构的作用2.1.1物联网的参考系统架构概述为各领域应用开发提供规范的顶层设计构架为有效地集成新设备、软件和服务到现存物联网中提供统一的技术规范建立不同应用系统融合的桥梁使物联网的设计和应用更高效与规范可与其他机构和应用领域的共享系统数据可进一步实现异构系统间的数据交换与互操作物联网架构的规范的建立系统架构对系统分析与系统设计具有基础性与指导性的作用，故系统架构的统一性和规范性就有重要意义。代表性的机构有国际标准化组织（ISO），国际电工委员会（IEC）、国际电子与电气工程师协会（IEEE）、国际电信联盟（ITU）、欧洲电信标准化协会（ETSI）、全球第一标准机构（GS1）等。2.1.2物联网的参考系统架构规范2.2物联网参考系统架构

2.2.1物联网四层参考架构

2.2.2传感网实体模型

2.2.1物联网的四层参考架构应用层中间件层接入层感知层2.2.1物联网的四层参考架构《新时期我国信息技术产业的发展》2.2.2传感网实体模型图2-2ISO/IEC29182-3传感器网络的设备与服务参考体系架构2.2.2传感网实体模型传感网功能体系的3个组成部分网络域服务域感知域2.2.2传感网实体模型图2-3ISO/IEC29182-4传感网参考体系架构实体模型2.2.2传感网实体模型传感网跨层管理垂直服务体系传感器节点硬件层基础功能层服务层应用层跨层管理2.2.2传感网实体模型图2-4ITU-T的物联网参考系统模型2.3物联网的技术体系物联网涉及感知、控制、通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统、微机电系统等技术领域，这些技术要体系化地反映到物联网系统参考架构中。2.3物联网的技术体系图2-5物联网技术体系框架2.3物联网的技术体系物联网涉及感知、控制、通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统、微机电系统等技术领域，这些技术要体系化地反映到物联网系统参考架构中。与图2-1架构相比，图2-5从技术角度给出了支撑技术与公共技术框架。2.3物联网的技术体系支撑技术嵌入式技术嵌入式系统可满足物联网对设备功能、可靠性、成本、体积、功耗等的综合要求，可按不同应用定制的嵌入式计算机技术，是实现物体智能的重要基础微机电系统微机电系统可实现对传感器、执行器、处理器、通信模块、电源系统等的高度集成，是支撑传感器节点微型化、智能化的重要技术软件算法软件算法是实现物联网功能、决定物联网行为的主要技术，重点包括各种物联网计算系统的感知信息处理、交互与优化软件和算法、计算系统体系结构与软件平台研发等2.3物联网的技术体系支撑技术电源和储能电源和储能是物联网关键支撑技术之一，包括电池技术、能量储存、能量捕获、恶劣情况下的发电、能量循环、新能源等技术新材料新材料主要是指应用于传感器的敏感材料实现的技术。传感器敏感材料包括湿敏材料、气敏材料、热敏材料、压敏材料、光敏材料等。新敏感材料的应用可以使传感器的灵敏度、尺寸、精度、稳定性等特性获得改善2.3物联网的技术体系公共技术架构技术物联网需具有统一的架构、清晰的分层，支持不同系统的互操作性，适应不同类型的物理网络及物联网的业务特性标识解析对物理实体、通信实体和应用实体赋予的或其本身固有的一个或一组属性，并能实现正确解析的技术。物联网标识和解析技术涉及不同的标识体系、不同体系的互操作、全球解中斤或区域解析、标识管理等安全隐私安全和隐私技术包括安余体系架构、网络安全技术、智能物件的广泛部署对社会生活带来的潜在安全威胁、隐私保护技术、安全管理机制和保证措施等网络管理网络管理技术重点包括管理需求、管理模型、管理功能、管理协议等。为实现对物联网广泛部署的智能物件的管理，需要进行网络功能和适用性分析，开发适合的管理协议2.3物联网的技术体系公共技术数据融合物联网要对传感数据进行动态汇聚、分解、合并等处理，在虚拟空间内创建物理世界所对应的动态视图，即需要对海量数据提供存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的基础服务等数据存储与挖掘数据存储与挖掘分别要解决从巨量感知设备中采集数据的存储，以及从大量的数据中通过算法分析并找出隐藏于其中信息与知识的过程，具体技术涉及统计、在线分析、海量检索、机器学习、专家系统和模式识别等云计算云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、高可用性等传统计算机和网络技术发展融合的产物。云计算将大量计算资源、存储资源和软件资源融合在一起，形成巨大规模的共享虚拟IT资源池，为远程终端用户提供随时可用、规模随意变化、能力无限的多种计算服务物联网的系统架构和标准体系是一个紧密关联的整体，引领着物联网研究和产业发展方向。我国物联网产业和应用还处于起步阶段，缺少完善的标准体系，在产品设计、系统构建与集成时无统一标准，这些因素会制约技术应用和产业发展。为此，要对物联网的定义、特点、范围、技术架构、应用规则等关键问题进行研究，并制定相应的标准。这些需求反映到标准制定过程中，既要从横向上考虑，做好各行业和部门间的协调合作，保证各自标准相互衔接，满足跨行业、跨地区的应用需求，又要从纵向上考虑，确保网络架构层面的互联互通，做好信息获取、传输、处理、服务等环节标准的配套。2.4物联网的标准体系架构2.4物联网的标准体系架构图2-6物联网标准体系架构示意2.5物联网测试体系架构图2-7物联网测试体系架构示意2.6物联网参考系统架构需求物联网与生活多领域的发展需求相关（只罗列部分）自治功能自动适配可扩展性可发现