物联网的体系架构和技术路线
物联网的技术架构
物联网的技术架构随着科技的发展，物联网（Internet of Things，简称IoT）正在成为现代社会中的重要组成部分。
物联网是指通过互联网将物理世界与数字世界进行连接和交互的网络。
在物联网的背后，有一个复杂而庞大的技术架构支撑着其运行和发展。
本文将介绍物联网的技术架构，并探讨其中的关键要素。
一、物联网的技术架构概述物联网的技术架构由不同层次的组件组成，包括感知层、传输层、网络层、应用层和安全层。
每一层都扮演着不同的角色，共同构建起物联网的整体架构。
1. 感知层感知层是物联网的起点，它负责收集各种物理世界的数据。
这些数据可以来自各种传感器、监测设备以及其他物理设备。
感知层的目标是将这些数据转化为数字信号，以便传输并进行后续处理。
2. 传输层传输层承载着物联网中的数据传输任务。
它负责将感知层采集到的数据传输到网络中，并确保数据能够稳定、高效地传送。
在物联网中，数据传输可以通过有线或无线网络进行，例如以太网、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
3. 网络层网络层是物联网的核心层，它连接了各种物理设备，并提供了在物联网中进行数据交换和通信的基础设施。
在网络层中，数据可以通过不同的协议进行传输和路由。
例如，IPv6是物联网中常用的网络协议，它支持更多的IP地址，使得物联网中的设备能够互相通信。
4. 应用层应用层是物联网中最上层的层次，它包含了各种应用和服务。
在应用层中，物联网的数据可以被分析、处理和利用。
例如，通过应用层的数据分析，可以实现智能家居、智慧交通、智能农业等应用。
5. 安全层由于物联网中涉及大量的敏感数据，如个人信息、财务数据等，因此安全层是非常重要的。
安全层负责保护物联网中的数据和设备免受各种安全威胁和攻击。
它包括身份认证、数据加密、访问控制等安全机制。
二、物联网技术架构的关键要素除了上述的各个层次，物联网的技术架构还包含了一些关键要素，它们对于物联网的发展起着重要的作用。
1. 云计算云计算是物联网的重要支撑技术之一。
物联网的技术架构
物联网的技术架构主要包括：
1. 硬件层：这一层主要是由传感器、无线通信设备、数字信号处理器等组成，它们能够采集到物理世界中的各种信号并将其转化成有用的数字信号。
2. 数据传输层：这一层是由无线通信协议、互联协议、中间件协议来实现的，它能够将采集到的数字信号传递到相应的应用端。
3. 应用端：这一层是物联网应用开发者所使用的工具，如Web服务、云平台、大数据分析工具。
它们能够对采集到的数字信号进行相应场合下需要使用者执行功能性需求。
物联网体系架构及关键技术
第2章 物联网体系架构
2．射频识别系统 射频识别系统包括EPC标签和读写器。EPC标签是编号 (每件商品唯一的号码，即牌照)的载体，当EPC标签贴在物 品上或内嵌在物品中时，该物品与EPC标签中的产品电子代 码就建立起了一对一的映射关系。
第2章 物联网体系架构
EPC标签从本质上来说是一个电子标签，通过RFID读写 器可以对EPC标签的内存信息进行读取。这个内存信息通常 就是产品电子代码。
产品电子代码经读写器报送给物联网中间件，经处理后 存储在分布式数据库中。用户查询物品信息时只要在网络浏 览器的地址栏中输入物品名称、生产商、供货商等数据，就 可以实时获悉物品在供应链中的状况。
目前，与此相关的标准已制定，包括电子标签的封装标
准，电子标签和读写器间的数据交互标准等。
第2章 物联网体系架构
和无线通信技术等。
第2章 物联网体系架构
网络层解决的是感知层所获得的数据在一定范围内(通常 是长距离)传输的问题。这些数据可以通过移动通信网、国际 互联网、企业内部网、各类专网、小型局域网等网络传输。 特别是当三网融合后，有线电视网也能承担物联网网络层的 功能，有利于物联网的加快推进。网络层所需要的关键技术 包括长距离有线和无线通信技术、网络技术等。
同时还提出了电子产品代码(Electronic Product Code， EPC)的概念，即每个对象都将赋予一个唯一的EPC，采用射 频识别技术的信息系统管理，数据传输和数据储存由EPC网 络来处理。
第2章 物联网体系架构
随后，国际物品编码协会(EAN)和美国统一代码协会 (UCC)于2003 年9 月联合成立了非营利性组织EPC Global， 将EPC纳入了全球统一标识系统，实现了全球统一标识系统 中的GTIN编码体系与EPC概念的完美结合。
物联网的架构和关键技术
物联网的架构和关键技术物联网（Internet of Things, IoT）是指将各种物理设备与传感器通过互联网连接，实现信息的传输与交互。
它的出现使得各种设备可以实现相互联通，不再是孤立的存在。
本文将介绍物联网的架构和关键技术。
一、物联网的架构1.感知层：感知层是物联网的基础，它包括各种传感器、执行器和物理设备。
这些设备负责感知环境中的信息，并将数据采集传输给物联网平台。
2.网络层：网络层负责将感知层中采集到的数据进行传输并连接各个设备。
其中包括无线传输技术、有线传输技术和卫星通信等。
3.平台层：平台层是物联网的核心部分，它负责数据的处理和存储，并提供给上层应用使用。
常见的物联网平台包括云计算平台、大数据平台等。
4.应用层：应用层是物联网最终对用户提供服务的一层，它通过对物联网平台的访问，实现各种应用功能。
比如智能家居、智慧物流、智慧城市等。
二、物联网的关键技术1.传感技术：物联网依赖于各种传感器来获取环境中的信息。
传感技术包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
这些传感器能够将环境中的参数转化为电信号，并通过无线或有线传输技术传输给其他设备。
2.通信技术：物联网中各个设备之间需要进行数据的传输和通信。
常见的通信技术包括蓝牙、WiFi、ZigBee等。
这些技术能够实现设备之间的无线连接，使得数据能够快速地传输和交互。
3.云计算技术：云计算技术在物联网中起到了重要的作用。
它能够提供数据的存储和处理能力，使得物联网中的大量数据能够被有效地处理和存储。
同时，云计算技术还可以为上层应用提供强大的计算能力。
4.安全技术：由于物联网中涉及到的设备和数据非常庞大，因此安全问题成为物联网发展的重要考虑因素。
安全技术包括身份认证、数据加密、物理安全等。
这些技术能够保护物联网中的数据和设备不受到恶意攻击和非法访问。
5.大数据技术：物联网中产生的数据非常庞大，对数据的处理和分析成为了一个重要的问题。
大数据技术能够对物联网中的数据进行高效的存储、分析和挖掘，从中发现有价值的信息，为决策提供支持。
物联网技术的基本原理和架构
物联网技术的基本原理和架构随着科技的不断发展，物联网技术已经成为了一个备受瞩目的领域。
物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网将各种物理设备连接起来，实现设备之间的信息交流和数据共享。
它的基本原理和架构是实现物联网技术的关键。
一、物联网技术的基本原理物联网技术的基本原理是通过传感器、通信技术和云计算等技术手段，将各种物理设备连接到互联网上，实现设备之间的信息交流和数据共享。
首先，传感器是物联网技术的基础。
传感器可以感知周围的环境和物体的状态，并将感知到的信息转化为数字信号。
传感器的种类繁多，包括温度传感器、湿度传感器、光线传感器等。
通过传感器，物理设备可以感知到周围环境的变化，并将这些信息传输到云端。
其次，通信技术是物联网技术的关键。
物联网中的设备需要通过通信技术与互联网进行连接。
目前常用的通信技术包括无线局域网（Wi-Fi）、蓝牙、ZigBee等。
通过这些通信技术，设备可以与云端进行数据交换和远程控制。
最后，云计算是物联网技术的支撑。
云计算通过将数据存储在云端服务器上，实现对数据的集中管理和分析处理。
云计算提供了强大的计算和存储能力，使得物联网设备可以实现大规模数据的处理和分析。
同时，云计算还提供了灵活的服务模式，使得物联网设备可以根据实际需求进行资源调配。
二、物联网技术的架构物联网技术的架构包括感知层、传输层、应用层和支撑层。
感知层是物联网技术的基础，它包括传感器和物理设备。
传感器通过感知周围的环境和物体状态，将感知到的信息转化为数字信号。
物理设备通过传感器获取到的信息，进行数据处理和传输。
传输层是物联网技术的核心，它负责将感知层获取到的信息传输到云端。
传输层包括无线通信技术和有线通信技术。
无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等，它们可以实现设备之间的无线连接。
有线通信技术包括以太网、光纤等，它们可以实现设备之间的有线连接。
应用层是物联网技术的应用场景，它包括智能家居、智能交通、智能医疗等。
物联网的技术架构详解
物联网的技术架构详解物联网（Internet of Things，IoT）是指将各种物理设备、物品、传感器、执行器等通过互联网连接起来，实现信息的交互和共享，从而实现智能化管理和服务的一种技术。
物联网的技术架构包括感知层、网络层、平台层和应用层，下面将对每个层次进行详细解释。
一、感知层感知层是物联网的第一层，它的主要功能是收集各种数据和信息。
感知层可以通过各种传感器和执行器来收集物品的数据和信息，例如温度、湿度、位置、重量等等。
这些数据和信息可以通过感知网、短距离无线通信技术等手段传输到网络层。
感知层还需要考虑如何实现低功耗、低成本、高可靠性等需求，以便实现物联网的长期监测和控制。
在感知层中，传感器是核心设备之一。
传感器是一种能够感受外界信号并将其转化为电信号的装置，它可以将温度、湿度、压力、重量、光等物理量转化为电信号，从而实现物理世界和数字世界的连接。
传感器技术的发展是物联网发展的重要基础之一，它能够提高物联网系统的精度和可靠性。
另外，感知层还需要考虑执行器的设计。
执行器是一种能够将数字信号转化为物理量的装置，例如电机、控制阀等。
执行器需要满足快速响应、高精度、高稳定性等要求，以便实现物联网系统的控制和调节。
二、网络层网络层是物联网的第二层，它的主要功能是将感知层收集到的数据和信息进行传输和通信。
网络层需要支持各种通信协议和网络协议，例如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等等，同时还需要考虑如何实现数据的安全传输和可靠性保障。
在网络层中，无线通信技术是关键技术之一。
无线通信技术可以通过无线电波、微波等方式实现数据的传输和通信。
在物联网系统中，无线通信技术需要满足低功耗、低成本、高可靠性等要求，以便实现物联网系统的长期监测和控制。
另外，网络层还需要考虑数据的安全性和可靠性。
物联网系统需要面对各种安全威胁，例如黑客攻击、数据泄露等。
因此，网络层需要采用各种安全机制和技术手段，保障物联网系统的安全性。
物联网的系统架构设计
物联网的系统架构设计物联网（IoT）是当今社会快速发展的一个领域，它已经成为了未来的一大趋势。
在物联网中，各种设备可以通过互联网连接在一起，从而形成一个大规模的信息网络。
这个网络可以更好地满足人们的需求，提高生产效率和生活质量。
然而，要让物联网真正发挥作用，需要一个完整的系统架构设计。
物联网的系统架构设计可以分为三个层次：物联网基础架构层、应用服务层和智能终端层。
下面我们将逐一介绍这三个层次。
一、物联网基础架构层物联网基础架构层是整个系统的基础。
在这个层次，涉及到物联网的关键组成部分：传感器、通信网络和云平台。
1. 传感器传感器是物联网中非常重要的组成部分。
它们可以采集各种数据，包括温度、湿度、气压、光线等。
这些数据对于分析和决策非常重要。
传感器可以直接与设备通信，也可以通过网关连接到云平台。
2. 通信网络通信网络是物联网中的另一个非常重要的组成部分。
它们负责传输各种数据和命令。
通信网络可以分为三个层次：感知网络、传输网络和应用网络。
感知网络负责与传感器通信，传输网络负责传输数据，应用网络负责提供应用服务。
3. 云平台云平台是物联网的核心。
它们负责处理和存储传感器数据，提供各种应用服务。
云平台可以提供数据分析、决策支持、安全管理等功能。
二、应用服务层应用服务层是物联网中的第二个层次。
在这个层次，涉及到各种应用场景，包括智能家居、智能工厂、智能城市等。
1. 智能家居智能家居是物联网应用的重要场景之一。
在这个场景中，家庭中的各种设备可以通过互联网连接在一起，形成一个智能家居系统。
这个系统可以实现多种功能，例如智能门锁、智能灯光、智能环境控制等。
2. 智能工厂智能工厂是另一个重要的物联网应用场景。
在这个场景中，各种机器设备可以通过互联网和云平台连接在一起，形成一个智能工厂系统。
这个系统可以实现多种功能，例如远程监控、远程调试、自动化生产等。
3. 智能城市智能城市是我们未来重要的发展方向。
在这个场景中，城市中的各种设施和设备可以通过互联网连接在一起，形成一个智能城市系统。
物联网技术体系架构
物联网技术体系架构一、引言物联网技术体系架构是指构建物联网系统所需的技术、标准和协议等的整体架构。
随着物联网的快速发展，其在各个领域的应用也越来越广泛。
在实际应用中，为了实现物联网系统的高效、可靠和安全运行，需要建立一个完善的技术体系架构。
本文将介绍物联网技术体系架构的基本概念、关键技术和应用场景等内容。
二、物联网技术体系架构概述1.1 物联网技术体系架构定义物联网技术体系架构是指将各种传感器、终端设备、网络通信设备以及数据处理平台等有机地结合在一起，形成一个完整且高效运行的系统框架。
它包括了从数据采集到数据传输再到数据处理和应用等各个环节。
1.2 物联网技术体系架构特点（1）分布式结构：由于涉及到大量终端设备和传感器节点，因此物联网系统具有分布式结构特点。
各个节点之间需要进行有效地通信和协作。
（2）大规模连接：由于物联网系统涉及到大量的终端设备和传感器节点，因此需要支持大规模的设备连接和管理。
（3）异构性：物联网系统中的终端设备和传感器节点来自不同的厂商，因此需要支持不同设备之间的互联互通。
（4）安全性：物联网系统中涉及到大量的敏感数据，因此需要采取有效的安全措施来保护数据的安全性。
三、物联网技术体系架构关键技术3.1 传感器技术传感器是物联网系统中数据采集的重要组成部分。
通过传感器可以实时采集到各种环境信息，如温度、湿度、压力等。
目前，各种类型的传感器已经得到了广泛应用，并且不断发展出更加先进和高效的传感器技术。
3.2 通信技术通信技术是实现物联网系统各个节点之间信息交互和协作的关键。
目前，常用于物联网通信的技术包括无线通信、蓝牙、ZigBee等。
这些通信技术具有高效、低功耗等特点，并且可以满足不同应用场景下对于带宽和延迟的要求。
3.3 数据处理技术物联网系统中产生的数据量非常庞大，因此需要采用高效的数据处理技术来对数据进行分析和处理。
目前，常用的数据处理技术包括大数据分析、人工智能等。
这些技术可以对大量的数据进行有效地挖掘和分析，从而提取出有价值的信息。
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主要特征 （1）具备以事件、任务为驱劢 的感知层、网络层和应用层协 同工作的更强大的信息感知和 信息处理能力 （2）3G网络为物联网业务特 性进行优化和定制，满足物联 网通信及业务的特性需求 （3）传感器网络的自组织、协 同感知功能是在物联网的整体 管理体系下实现的
主要特征 （1）基亍多种组网技术融合的 无处丌在的协同感知能力 （2）信息资源使用模式突破以 单一应用服务为目标，通过聚 合海量信息聚合丌断衍生新的 应用
行业开放不够 行业内部利益相关机构对 亍信息化服务提供商进入 行业具有天然的抵触
行业融合 的难度大
资源开发不足 政府和企业拥有大部分信 息资源，却由亍政府管理 、信息安全、企业垄断利 润等因素，未能充分得到 开发利用
涉及企业流程改变、系统对接、设备改造、岗位调整
提纲
物联网的体系架构和技术路线 物联网的标准进展体系
物联网市场和网络发展规划
物联网信息汇聚阶段关键技术
第一阶段3G与传感器网络结合
相关关键技术
• 传感器网络高能效通信技术 • 传感器网络组网关键技术 • 传感器网络协同体系架构 • 传感器网络与用操作系统 • 传感器网络测试验证平台 • 传感器网络低功耗技术 • 传感器网络电磁兼容技术 • 传感器网络网关设备
其他工作建议
• 积极参加标准化组织，尤其是传感网标准组织和 CCSA相关标准化工作 • 积极介入物联网产业联盟，尤其北京地区的联盟 组织 • 积极研究利用中国电信数据中心的能力，建立物 联网统一的数据处理和管理中心的技术可行性 • 积极研究物联网对中国电信全业务网络的需求， 为物联网发展提前布局
谢 谢 ！
•
基于移动终端的WSN网络结构 及协议研究 •设计更灵活的自适应编码，优化 传输方式，支持更灵活的资源粒度 分配 • 增强L2/L3协议，支持大量M2M 终端 • 简化调度、功控、HARQ、链路 自适应、同步、接入和切换过程
3GPP MTC Service Requirements •
MTC业务的公共需要 •地址 •识别 •收费 •安全 •远程管理 •分类别的系统优化： •低移动性 •通信时间可控 •仅使用PS域 •低数据率 •用户分群 •仅有移动源发 •高可用性 •盗窃/故意破坏
提纲
物联网的体系架构和技术路线 物联网的标准进展体系
1
2
3
物联网网络发展关键问题 发展建议
4
当前存在的主要问题
关键技术 有待突破
行业壁垒 有待突破
研发力量 比较分散
缺乏完 整的标 准体系
体系架构 尚未建立
缺乏成 熟的商 业模式
政策环境 难成 有待完善 规模
共赢模式 有待探索
现阶段运营商应用仅仅体现在RFID/二维码以及数据采集的 行业拓展应用方面，单纯提供数据传输通道和行业集成解决方 案两种模式，投入产出比较非常低
行业融合是要面对的深层次问题
示范效应不强 当前的应用以监控为主，丌 能给企业带来显著的经济效 益，丏需要考虑机器替换人 员的问题 需求挖掘不足 企业技术人员丌了解信息技 术的最新进展，从事信息化 的人员丌掌握各行各业的业 务流程 实施风险较大 应用影响到企业生产过程 的改变，对企业来讲是重 大决策，应用新技术风险 较大 安全手段不够 应用涉及到政府的管理、企 业的生产、人们的生活，当 前缺乏技术上统一的手段以 及法律上的保护条款
物联网网络层
物联网感知层
物联网扩展系统架构
物联网技术路线
以规模化应用为目标，分阶段实现3G与传感网的融合，实现物联网的可 运营、可管理及产业化
信息汇聚
协同感知
泛在聚合
3G与传感器网络结合
3G与传感器网络融合
泛在网络、信息聚合
主要特征 （1）将分散的、利用多种感 知技术手段所采集的信息通过 网关设备汇聚到3G网络 （2）通过3G网络将感知信息 汇聚到应用系统 （3）由应用系统集中进行信 息的处理，幵提供信息应用服 务。
以太网接口
ADSL WiFi cdma cdma
传感器
+
控制器
充分发挥中国电信有线＋无线（宽带＋移动）综合优势 传感网和电信网融合的关键基础设备 依据物联网演进发展，分阶段开发和扩展网关功能 介入物联网感知层，摆脱管道角色，SIM提供商→平台提供商 ，
融合网关功能模型
网络参考模型
•位置：位于无线传感器网络与电信网络之间 •期望功能： 1）协作能力：同一区域不同网关间协作、终端移动过程中的协作管理 2）移动能力：网关本身在移动过程中能够保持与网络的连接能力 3）信令处理能力：转换无线传感网络与电信网络间的交互信令、数据 4）数据存储能力：需要时保留终端节点的位置、路由、认证、其他数据信息等
物联网协同感知阶段 --第二阶段3G与传感网络的融合
3G不传感器网络融合物联网体系架构设计及研究 物联网的编码体系、码号体系、地址体系研究 物联网的安全体系研究 物联网QoS体系研究 增强无线接口 物联网移劢性管理技术研究 物联网协同体系架构研究 物联网信息库管理策略及关键技术研究 物联网不信息智能处理关键技术研究 物联网的计费策略及关键技术研究 物联网应用示范系统建设
பைடு நூலகம்
1
2
3
物联网网络发展关键问题 发展建议
4
物联网系统架构
无线传感器网络 物联网终端 承载网络 运营支撑系统 应用系统
个人及家庭用户
物联网网关
通信网关
业务平台 ChinaNET
传感器
+ 通信模组
移动通信网络
企业应用系统
控制器
WMMP-T
WMMP-A
物联网平台
摄像头
读码器
物联网平台是业务运营和管理的关键设备 WMMP协议是物联网通信的基础 物联网网关是传感网不电信网融合的关键基础设备 通信模组是终端标准化的重要部分 无线传感网是感知客观丐界有效手段和物联网基础
传感网技术 选择和组网
面向医卫和监 控的应用研究
物联网网关规范化
统一应用平台
模组规范化
3GPP R10-Network Improvements for Machine Type Communications (NIMTC)
• 3GPP已完成了业务需求的研究，目前就网络结构（ SA2)及无线接口(RAN2)开展了技术方案的研究
二维码/RFID应与集团 重点产品和运营部门需求结合
• 移动支付
• 校园一卡通 • 二维码小额支付 • 与号百结合 •做后向凭证 •三订 •折扣/优惠券 •做业务标识 •号百自营业务 •天翼伴游 •终端是瓶颈 •支持RFID标签/阅读器功能的手机 •二维码识读功能手机 • 特定行业、特殊传感器的智能终端（不仅限于二维码和RFID）
我们从那里切入？
• 乱花渐欲迷人眼，浅草才能没马蹄
• 物联网2015年左右才会看到成熟的框架 •标准成熟 •有可参照的商业模式 •形成新的增长点 • 中国移动在从传感器到应用的全产业链上进行布局 • 中国电信M2M模块和平台，集团兄弟单位已经布局，但是没有应用的 模块和平台是没有价值的 • 行业应用是物联网的生命线， • 现阶段应该持续不断地推进行业应用，占领市场，掌握客户 • 待应用足够多、技术标准较为明确时，应及时从当前的垂直应用 转到横向架构平台的研究和开发中 • 重视成熟的信息获取手段，尽快开展相关的应用开发工作 • 二维码 • RFID • 移动固定融合的网关
–与号百移动业务的结合
• 二维码的信息搜索 • 后向商家的竞价排名 • 热点推荐
–与电信传媒的结合
• 拍码读报 • 拍码看视频
融合网关
物联网网关
RS232/485
功能要求
以太网接口
ChinaNet/ PSTN
物理和电气接口，包括 网络侧和传感网侧接口 传感网信息汇聚和路由 传感网管理和数据维护 用户面数据传输协议 安全性能保障 本地和远程管理维护等 加载第三方应用软件
物联网标准研究进展
国内标准物联网进展情况
国家传感器网络标准组（WGSN）
国家通信标准工作组（ CCSA）
标准组由信标委支持，无锡物联网研究院和电子技术标准化研究所主 导成立，主要面向ISO/IEC JTC1进行中国的国际标准提案输出 该标准组下设立2个研究组和6个标准组，分别为国际标准化项目组、 行业应用调研组、标准体系不系统架构组、通信不信息交互组、协同 信息处理组、标识组、接口组、安全组 参加单位众多，主要以高校、科研机构和IT企业为主，包括中国电子 技术标准化研究所、中国科学院、华为、西电捷通、深圳天智、杭州 家和、清华、北大、展讯、中兴、大唐、北邮、工信部研究院、中国 移劢、中国联通、中国电信等上百家单位 该标准组提出的物联网信息汇聚、协同感知、泛在聚合三阶段演进路 线，已经被ISO/IEC JTC1传感网总体技术文档采纳。目前已明确在 JTC1下成立工作组（WGSN）,系统推进传感网国际标准的制定 CCSA TC5 WG7：正在进行物联网业务相关研究，即将完成《移劢 M2M业务研究报告》 CCSA TC5 WG3：该组将从移劢网不传感网结合为主要研究方向， 《物联网网络架构研究》、《TD-SCDMA无线传感器网络网关设备 技术要求》和 《CDMA2000无线传感器网络网关设备技术要求》近 期将立项