物联网架构技术PPT推荐.pptx

1、统的建成应用解决方案。2.1物联网结构物联网结构2.1物联网结构物联网结构v而按照更为科学及严谨的表述，物联网结构而按照更为科学及严谨的表述，物联网结构应分成应分成:感知识别层感知识别层网络构建层网络构建层管理服务层管理服务层综合应用层综合应用层2.1.1感知识别层感知识别层v感知层是物联网发展和应用的基础，感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层的主要技术。的主要技术。v例如张贴安装在设备上的例如张贴安装在设备上的RFID标签和用来识别标签和用来识别RFID信息的扫描仪、信息的扫描仪、感应器都属于

2、物联网的感感应器都属于物联网的感知层。知层。v现在的高速公路不停车收费系统、超市仓储管理现在的高速公路不停车收费系统、超市仓储管理系统等都是基于这一类结构的物联网。系统等都是基于这一类结构的物联网。2.1.1感知识别层感知识别层v感知层由传感器节点接入网关组成，智能节点感感知层由传感器节点接入网关组成，智能节点感知信息（温度、湿度、图像等），并自行组网传知信息（温度、湿度、图像等），并自行组网传递到上层网关接入点，由网关将收集到的感应信递到上层网关接入点，由网关将收集到的感应信息通过网络层提交到后台处理。息通过网络层提交到后台处理。v当后台对数据处理完毕，发送执行命令到相应的当后台对数据处理完

3、毕，发送执行命令到相应的执行机构完成对被控执行机构完成对被控/被测对象的控制参数调整被测对象的控制参数调整或发出某种提示信号以实现对其的一个远程监控。或发出某种提示信号以实现对其的一个远程监控。2.1.1感知识别层感知识别层由传感器组成的感知结构由传感器组成的感知结构2.1.2网络构建层网络构建层v网络是物联网最重要的基础设施之一。网络是物联网最重要的基础设施之一。v网络构建层在物联网四层模型中连接感知识别网络构建层在物联网四层模型中连接感知识别层和管理服务层，具有强大的纽带作用，高效、层和管理服务层，具有强大的纽带作用，高效、稳定、及时、安全地传输上下层的数据。稳定、及时、安全地传输上下层的

4、数据。v物联网在网络构建层存在各种网络形式，通常物联网在网络构建层存在各种网络形式，通常使用的网络形式有使用的网络形式有如下几种如下几种：2.1.2网络构建层网络构建层互联网：互联网：v互联网互联网/电信网是物联网的核心网络、平台和电信网是物联网的核心网络、平台和技术支持。技术支持。IPv6的使用扫清了可接入网络的的使用扫清了可接入网络的终端设备在数量上的限制。终端设备在数量上的限制。无线宽带网：vWiFi/WiMAX等无线宽带技术的覆盖范围较等无线宽带技术的覆盖范围较广，传输速度较快，为物联网提供高速可靠廉广，传输速度较快，为物联网提供高速可靠廉价且不受接入设备位置限制的互联手段。价且不受接

5、入设备位置限制的互联手段。2.1.2网络构建层网络构建层无线低速网：无线低速网：vZigBee/蓝牙蓝牙/红外等低速网络协议能够适应物红外等低速网络协议能够适应物联网中能力较低的节点的低速率、低通信半径、联网中能力较低的节点的低速率、低通信半径、低计算能力和低能量来源等特征。低计算能力和低能量来源等特征。移动通信网：v移动通信网络将成为移动通信网络将成为“全面、随时、随地全面、随时、随地”传输传输信息的有效平台。高速、实时、高覆盖率、多元信息的有效平台。高速、实时、高覆盖率、多元化处理多媒体数据，为化处理多媒体数据，为“物品触网物品触网”创造条件。创造条件。2.1.2网络构建层网络构建层网络构

6、建层网络构建层2.1.3管理服务层管理服务层v管理服务层位于感知识别和网络构建层之上，综管理服务层位于感知识别和网络构建层之上，综合应用层之下，人们通常把物联网应用冠以合应用层之下，人们通常把物联网应用冠以“智智能能”的名称，如智能电网、智能交通、智能物流的名称，如智能电网、智能交通、智能物流等，其中的智慧就来自这一层。等，其中的智慧就来自这一层。v当感知识别层生成的大量信息经过网络层传输汇当感知识别层生成的大量信息经过网络层传输汇聚到管理服务层，管理服务层解决数据如何存储聚到管理服务层，管理服务层解决数据如何存储（数据库与海量存储技术）、如何检索（搜索引（数据库与海量存储技术）、如何检索（搜

7、索引擎）、如何使用（数据挖掘与机器学习）、如何擎）、如何使用（数据挖掘与机器学习）、如何不被滥用（数据安全与隐私保护）等问题。不被滥用（数据安全与隐私保护）等问题。2.1.3管理服务层管理服务层1.数据库数据库v物联网数据特点是海量性，多态性，关联性及语义物联网数据特点是海量性，多态性，关联性及语义性。适应这种需求，在物联网中主要使用的是关系性。适应这种需求，在物联网中主要使用的是关系数据库和新兴数据库系统。数据库和新兴数据库系统。v关系数据库系统作为一项有着近半个世纪历史的关系数据库系统作为一项有着近半个世纪历史的数据处理技术，仍可在物联网中使用，为物联网的数据处理技术，仍可在物联网中使用，

8、为物联网的运行提供支撑。运行提供支撑。v新兴数据库系统（新兴数据库系统（NoSQL数据库）针对非关系数据库）针对非关系型、分布式的数据存储，并不要求数据库具有确定型、分布式的数据存储，并不要求数据库具有确定的表模式，通过避免连接操作提升数据库性能。的表模式，通过避免连接操作提升数据库性能。2.1.3管理服务层管理服务层2.海量信息存储海量信息存储v海量信息存储早期采用大型服务器存储，基本海量信息存储早期采用大型服务器存储，基本都是以服务器为中心的处理模式，使用直连存都是以服务器为中心的处理模式，使用直连存储（储（DAS，DirectAttachedStorage），），存储设备（包括磁盘阵列，

9、磁带库，光盘库等）存储设备（包括磁盘阵列，磁带库，光盘库等）作为服务器的外设使用。作为服务器的外设使用。2.1.3管理服务层管理服务层v随着网络技术的发展，服务器之间交换数据或随着网络技术的发展，服务器之间交换数据或向磁盘库等存储设备备份时，都是通过局域网向磁盘库等存储设备备份时，都是通过局域网进行，这是主要应用网络附加存储（进行，这是主要应用网络附加存储（NAS，NetworkAttachedStorage）技术来实）技术来实现网络存储，现网络存储，v但这将占用大量的网络开销，严重影响网络的但这将占用大量的网络开销，严重影响网络的整体性能。整体性能。2.1.3管理服务层管理服务层v为了能够共

10、享打容量，高速度存储设备，并且为了能够共享打容量，高速度存储设备，并且不占用局域网资源的海量信息传输和备份，就不占用局域网资源的海量信息传输和备份，就需要专用存储区域网络（需要专用存储区域网络（SAN,StorageAreaNetwork）来实现。）来实现。2.1.3管理服务层管理服务层3.数据中心数据中心v数据中心不仅包括计算机系统和配套设备（如数据中心不仅包括计算机系统和配套设备（如通信通信/存储设备），还包括冗余的数据通信连存储设备），还包括冗余的数据通信连接接/环境控制设备环境控制设备/监控设备及安全装置，是一监控设备及安全装置，是一大型的系统工程。通过高度的安全性和可靠性大型的系统工

11、程。通过高度的安全性和可靠性提供及时持续的数据服务，为物联网应用提供提供及时持续的数据服务，为物联网应用提供良好的支持。良好的支持。v典型的数据中心如典型的数据中心如Google/Hadoop数据数据中心。中心。2.1.3管理服务层管理服务层4.搜索引擎搜索引擎vWeb搜索引擎是一个能够在合理响应时间内，根搜索引擎是一个能够在合理响应时间内，根据用户的查询关键词，返回一个包含相关信息的结据用户的查询关键词，返回一个包含相关信息的结果列表（果列表（hitslist）服务的综合体。）服务的综合体。v传统的传统的Web搜索引擎是基于查询关键词的，对于搜索引擎是基于查询关键词的，对于相同的关键词，会得

12、到相同的查询结果。相同的关键词，会得到相同的查询结果。v而物联网时代的搜索引擎必须是从智能物体角度思而物联网时代的搜索引擎必须是从智能物体角度思考搜索引擎与物体之间的关系，主动识别物体并提考搜索引擎与物体之间的关系，主动识别物体并提取有用信息。从用户角度上的多模态信息利用，使取有用信息。从用户角度上的多模态信息利用，使查询结果更精确，更智能，更定制化。查询结果更精确，更智能，更定制化。2.1.3管理服务层管理服务层5.数据挖掘技术数据挖掘技术v物联网需要对海量的数据进行更透彻的感知要物联网需要对海量的数据进行更透彻的感知要求对海量数据多维度整合与分析，更深入的智求对海量数据多维度整合与分析，更

13、深入的智能化需要普适性的数据搜索和服务，能化需要普适性的数据搜索和服务，v需要从大量数据中获取潜在有用的且可被人理需要从大量数据中获取潜在有用的且可被人理解的模式，解的模式，v基本类型有关联分析，聚类分析，演化分析等。基本类型有关联分析，聚类分析，演化分析等。这些需求都使用了数据挖掘技术。2.1.3管理服务层管理服务层v例如用于精准农业可以实时监测环境数据，挖例如用于精准农业可以实时监测环境数据，挖掘影响产量的重要因素，获得产量最大化配置掘影响产量的重要因素，获得产量最大化配置方式。方式。v而用于市场营销则可以通过数据库行销和货篮而用于市场营销则可以通过数据库行销和货篮分析等方式获取顾客购物取

14、向和兴趣。分析等方式获取顾客购物取向和兴趣。2.1.4综合应用层综合应用层v传统互联网经历了以数据为中心到以人为中心的传统互联网经历了以数据为中心到以人为中心的转化，典型应用包括文件传输、电子邮件、万维转化，典型应用包括文件传输、电子邮件、万维网、电子商务、视频点播、在线游戏和社交网络网、电子商务、视频点播、在线游戏和社交网络等；等；v而物联网应用以而物联网应用以“物物”或者物理世界为中心，涵或者物理世界为中心，涵盖物品追踪、环境感知、智能物流、智能交通、盖物品追踪、环境感知、智能物流、智能交通、智能电网等等。物联网应用目前正处于快速增长智能电网等等。物联网应用目前正处于快速增长期，具有多样化、规模化、行业化等特点。期，具有多样化、规模化、行业化等特点。2.1.4综合应用层综合应用层智能物流：智能物流：v现代物流系统希望利用信息生成设备，如现代物流系统希望利用信息生成设备，如RFID设备、感应器或全球定位系统等种种装置与互联设备、感应器或全球定位系统等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，并能够在这网结合起来而形成的一个巨大网络，并能够在这个物联化的物流网络中实现智能化的物流管理。个物联化的物流网络中实现智能化的物流管理。智能交通：v通过在基础设施和交通工具当中广泛应用信息、通过在基础设施和