第2章-物联网架构技术2
物联网复习
考试题型●1。
单项选择题（本大题共24小题，每小题1分，共24分）●2。
判断题(本大题共12空，每空1分，共12分）● 3. 名词解释（本大题共6小题,每小题4分，共24分）●4。
问答题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）● 5. 论述题（本大题共1小题，每小题16分，共16分）●考试范围:第1章——第10章第1章物联网概述●简述物联网的定义。
●简述物联网的三个特征。
●简述对物联网的认识有哪些误区？●简述物联网的关键技术。
物联网定义：通过射频识别RFID装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定协议,把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网的三大特征●全面感知:利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体信息●可靠传递：通过无线网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递给用户●智能处理：利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制物联网数据特点是：海量、多态、动态、关联物联网认识方面的误区●误区之一，把传感器网络或RFID网等同于物联网●误区之二，把物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全部共享的互联网平台●误区之三，认为物联网就是物物互联的无所不在的网络，因此认为物联网是空中楼阁，是目前很难实现的技术.●误区之四，把物联网当成个筐，什么都往里装;基于自身认识，把仅仅能够互动、通信的产品都当成物联网应用。
●物联网的发展主要面临五个主要技术问题：●技术标准问题●安全问题●协议问题●IP地址问题●终端问题第2章物联网架构技术●简述物联网的框架结构。
●物联网感知识别层的主要作用是什么?●物联网网络构建层通常使用的网络形式有哪几种？●物联网管理服务层的主要技术有哪些？物联网结构：感知识别层、网络构建层、管理服务层、综合应用层●感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、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●网络构建层存在各种网络形式，通常使用的网络形式有：互联网、无线宽带网、无线低速网、移动通信网●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。
物联网概论-2版-第2章
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2.4
应用层
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应用层
2.4.1 应用层的功能
2.4.2 物联网中间件
2.4.3 物联网应用场景
2.4.4 物联网应用所需的环境 2.4.5 物联网面临的挑战 2.4.6 物联网前景展望
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2.4.1 应用层的功能
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2.4.6 物联网前景展望
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信息不是单向传递的，也有交互或控制。
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物 联 网 体 系 架 构
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2.3.3 互联网
3．互联网的基本功能 互联网的功能主要有三个：数据通信、资源共享和分布处 理。数据通信是计算机最基本的功能，能够实现快速传送计算机与 终端、计算机与计算机之间的各种信息。计算机互联网络的目的就 是实现网络资源共享。互联网数据通信能力强，网上的计算机是相 对独立的，它们各自相互联系又相互独立。
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2.4.2 物联网中间件
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2.4.2 物联网中间件
第2章物联网体系结构PPT课件
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2016.8
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2.1 物联网的功能 2.1.1 物联网的功能特征
从物联网的功能上来说，它应该具备以下四个特征。 第一个特征是全面感知能力，可以利用RFID、传感器、 二维条形码等获取被控/被测物体的信息。
第二个特征是数据信息的可靠传递，可以通过各种 电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地 传递出去。
集层。物联网的核心功能是对信息资源进行采集、开发和利 用。
服务支撑层的主要功能是根据底层采集的数据，形成与 业务需求相适应、实时更新的动态数据资源库。
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应用层将为各类业务提供统一的信息资源支撑， 通过建立、实时更新可重复使用的信息资源库和应用 服务资源库，使得各类业务服务根据用户的需求随需 组合，使得物联网的应用系统对于业务的适应能力明 显提高。该层能够提升对应用系统资源的重用度，为 快速构建新的物联网应用奠定基础，满足在物联网环 境中复杂多变的网络资源应用需求和服务。
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短距离有线通信 （双绞线、同轴电 缆和光纤等）
长距离有线通信（广 电网、电信网等）
数据传输技 术
短距离无线通信 （Zigbee、蓝牙 和红外等）
长距离无线通信 （2G、3G 和 4G 等
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物联网中常用的数据传输技术
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2.2.4 物联网应用层 第三层是应用层。应用层主要包括服务支撑层和应用子
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网络层是物联网的神经系统，主要进行信息的传递。 网络层要根据感知层的业务特征，优化网络特性，更好 地实现物与物之间、物与人之间以及人与人之间的通信， 这就要求建立一个端到端的全局物联网络。任何终端节 点在物联网中都应能实现泛在互联。由节点组成的网络 末端网络，例如传感器网、RFID、家居网、个域网、局 域网、体域网、车域网等，连接到物联网的异构融合网 络上，从而形成一个广泛互联的网络。
物联网-第2章 物联网体系架构-物联网——体系结构、协议标准与无线通信-高泽华-清华大学出版社
2.2 网络传输层
➢ IPv6
➢ 地址空间巨大 ➢ 地址层次丰富 实现 IP 层网络安全 无状态自动配置
2.2 网络传输层
➢ 传输网与传感网的融合
2.3 应用层
➢ 应用层是物联网运行的驱动力，提供服务是物联网建设的价值所在。应用 层的核心功能在于站在更高的层次上管理、运用资源。感知层和传输层将 收集到的物品参数信息，汇总在应用层进行统一分析、挖掘、决策，用于 支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、控制、共享、互通，提升 信息的综合利用度。应用层是对物联网的信息进行处理和应用,面向各类 应用,实现信息的存储、数据的分析和挖掘、应用的决策等,涉及到海量信 息的智能分析处理、分布式计算、中间件等多种技术。 网络传输层 2.3 应用层 2.4 物联网体系构架
第2章 物联网体系架构
➢ 物联网是互联网向世界万物的延伸和扩展， 是以实现万物互联的一种网络。万物互联是 实现物与物、人与人、物与人之间的通信。 物联网系统架构和标准的技术体系包括：感 知层、传输层、应用层。
（1）感知网用于采集与传输环境信息 （2）接入网由一些网关或汇聚节点组成，为感知网与外部网络或控制中心之间的通信提
供基础通信接入设施 （3）网络基础设施是指下一代互联网NGN （4）中间件由负责大规模数据采集与处理的软件组成 （5）应用平台涉及未来各个行业，它们将有效使用物联网提供服务以提高生产和生活的
➢ 业务模式和流程
➢ 1.业务模式
➢ 业务定制模式 ➢ 公共服务模式 ➢ 灾害应急模式
➢ 2.业务描述语言
➢ XML ➢ UML ➢ BPEL
➢ 3.业务流程
2.3 应用层
➢ 服务资源
➢ 1.标识
物联网体系架构
泛在服务
• 泛在服务以无所不在、无所不包、无所不 为为基本特征，以实现在任何时间、任何 地点、任何人、任何物都能畅通地通信为 目标，是人类通信服务的极致。
物联网体系架构
• 1、泛在网体系框架 • ITU-T在Y.2002中分为： • 底层传感网络、泛在传感网接入网络、泛
在传感网络中间件、泛在传感网络基础骨 干网络、泛在传感网络应用平台。如下图：
• 半导体、陶瓷、复合材料、金属材料、高 分子材料、超导体材料、光纤材料、纳米 材料传感器
• 5、按能量分 • 能量转换型、能量控制型传感器 • 6、按制造工艺 • 集成传感器、薄膜传感器、厚膜、陶瓷
• 基于双绞线铜缆的xDSL技术 • 1、电话网铜线(DSL)
• 2、高比特率数字用户线(HDSL)
• BOSS：统一管理客户集团信息，业务受理、
物联网的体系架构
• 通用物联网体系结构：感知层、网络层、 数据智能处理层和应用层。
• 感知层就像人的皮肤和五官，用来识别物 体，采集信息；包括信息采集和末梢网络 两个子层，传感器、二维码、条形码、RFID、 智能装置等作为数据采集设备，将采集到 的数据通过末梢网络上传给网络层。末梢 网络包括传感网、无线传感网、工业控制 网络、无线个域网、家庭网以及各种短距 离无线通信网络。
• 用户隐私安全包括对用户个人资料等信息 进行有效保障，不能泄露用户隐私信息。
• 物联网的运营可以分成两大类：面向公众 提供的物联网服务和面向行业提供的物联 网专用服务。面向公众提供的物联网服务 是建设一张面向公众服务的广域物联网， 网络建设和网络维护需要长期投入人力和 物力，从集约化和节省全社会的角度看， 通信运营商凭借丰富的专业经验、较低的 人员维护成本、一体化维护优势，是最佳 的建设方和维护方。面向行业提供的物联 网专用服务主要指某些行业单独设立的通
《物联网技术》课程大纲-物联网技术基础教程(第3版)-李联宁-清华大学出版社
“物联网技术”课程教学大纲课程名称：物联网技术英文名称：The Internet of Things Technology课程编码：课程学时：48 学分：3适用对象：计算机专业和网络工程专业本科学生先修课程：计算机网络使用教材：李联宁主编，《物联网技术基础教程》，清华大学出版社，2012.6主要参考书：[1]刘云浩，《物联网导论》科学出版社出版[2]一、课程介绍从网络结构上看，物联网就是通过Internet将众多信息传感设备与应用系统连接起来并在广域网范围内对物品身份进行识别的分布式系统。
物联网的定义是：通过射频识别（RFID）装置、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相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
当每个而不是每种物品能够被唯一标识后，利用识别、通信和计算等技术，在互联网基础上，构建的连接各种物品的网络，就是人们常说的物联网。
二、教学基本要求1.本课程主要讲述物联网技术的基本概念和基本原理，使学生了解物联网工程技术基础的主要内容2.培养学生物联网工程的逻辑思维能力以及分析问题和解决问题的能力。
三、课程内容第1章“物联网概述”讲述物联网技术的基本知识第2章“物联网架构技术”讲述物联网的系统结构；第3章“标识技术”所讲述的各个特定领域的标识与自动识别技术、不同的标识体系、“物品”的统一标识体系、电子产品EPC编码；第4章“通信技术”主要讲述无线低速网络、移动通信网络、设备对设备（M2M）及工业领域的无线网络等方面通信技术基础；第5章“网络技术”主要讲述RFID非接触射频识别系统、无线传感器网络、宽带网络技术、无线网格网、云计算网络等技术；第6章网络定位和发现技术涉及GPS全球定位系统、蜂窝基站定位、新兴定位系统（AGPS）、无线室内环境定位、传感器网络节点定位及时间同步技术；第7章“软件、服务和算法技术”讲述环境感知型中间件、嵌入式软件、微型操作系统、面向服务架构、物联网海量数据存储与查询、物联网数据融合及路由等技术；第8章“硬件技术”讲述微电子机械系统（MEMS）、移动设备内置传感器硬件平台、数字化传感器及网络接口技术等。
物联网体系架构及关键技术
第2章 物联网体系架构
它提供整个网络信息
物联网的这种自主体系结构由数据面、的控完制整面视、图知，并识且面提和
炼成为网络系统的知
管理面四个面组成。
识，控用制于面指通导过控向制数面 的适据应面性发控送制配置信
息，优化数据面
的吞吐量，提高
可靠性
数据面主要用于
管理面用于协调数 图2.1 物联网的一种自主体系结构数据分组的传送
第2章 物联网体系架构 图2.3 EPC物联网体系架构示意图
第2章 物联网体系架构
由图2.3可以看到一个企业物联网应用系统的基本架构。 该应用系统由三大部分组成，即RFID识别系统、中间件系统 和计算机互联网系统。
RFID识别系统包含EPC标签和RFID读写器，两者通过 RFID空中接口通信，EPC标签贴于每件物品上。
EPC Global对于物联网的描述是，一个物联网主要由 EPC编码体系、射频识别系统及EPC信息网络系统三部分组 成。
第2章 物联网体系架构
1．EPC编码体系 物联网实现的是全球物品的信息实时共享。显然，首先 要做的是实现全球物品的统一编码，即对在地球上任何地方 生产出来的任何一件物品，都要给它打上电子标签。 这种电子标签带有一个电子产品代码，并且全球唯一。 电子标签代表了该物品的基本识别信息，例如，表示“A公 司于B时间在C地点生产的D类产品的第E件”。目前，欧美 支持的EPC编码和日本支持的UID编码是两种常见的电子产 品编码体系。
第2章 物联网体系架构
EPC信息发现服务(Discovery Service)包括对象名解析服 务(Object Name Service，ONS)以及配套服务，它基于电子产 品代码，获取EPC数据访问通道信息。目前，根ONS系统和 配套的发现服务系统由EPC Global委托VeriSign公司进行运
物联网导论
物联网导论物联网导论
第一章：物联网概述
1.1 物联网的定义
1.2 物联网的发展历程
1.3 物联网的应用领域
1.4 物联网的技术特点
第二章：物联网架构与体系结构2.1 物联网架构的基本模型
2.2 传感器层
2.3 网络层
2.4 应用层
2.5 物联网平台
第三章：物联网通信技术
3.1 无线通信技术
3.2 嵌入式系统与物联网通信
3.3 云计算与物联网通信
第四章：物联网安全与隐私保护4.1 物联网安全威胁
4.2 物联网隐私保护技术
4.3 物联网安全标准与规范
第五章：物联网数据分析与应用5.1 物联网数据收集与处理
5.2 物联网数据分析技术
5.3 物联网应用案例
第六章：物联网标准与法律法规6.1 物联网标准化组织
6.2 物联网相关法律法规
6.3 物联网隐私保护法律法规第七章：物联网发展趋势与挑战
7.1 物联网发展趋势
7.2 物联网面临的挑战
7.3 物联网发展前景展望
附件：
附件一、物联网相关术语解释
附件二、物联网相关图表
法律名词及注释：
1：《信息安全技术个人信息安全规范》：指针对个人信息安全管理的规范性文件，以确保个人信息的合法、正当、安全的处理和使用。
2：《网络安全法》：指国家颁布的法律文件，旨在加强我国网络空间安全，保护网络安全和个人信息安全。
3：《数据隐私保护法》：指保护个人信息和数据隐私的相关法律法规，以确保在信息时代个人信息不被滥用和泄露。
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这些系统和资源既可能是来自于信息和服务的 提供者，也可能来自于信息和服务的使用者或 者客户。
2.2 未来的物联网架构技术
其次，未来的物联网的架构还需要有良好的、
明确定义的、呈现为粒度形式的层次划分。
第 2 章 物联网架构技术
ห้องสมุดไป่ตู้
学习任务
本章主要涉及：
1
物联网结构 未来的物联网架构技术
2
3 案例:上海嘉定物联网工程示范项目
2.1.3 管理服务层
4. 搜索引擎 Web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 结果列表（hits list）服务的综合体。 传统的Web搜索引擎是基于查询关键词的，对于 相同的关键词，会得到相同的查询结果。 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。
物联网的架构技术应该促进用户丰富的选择权，
而不应该将用户锁定到必须使用某一家或者某
几家大的、处于垄断地位的解决方案服务提供
商所发布的各种应用上。
2.2 未来的物联网架构技术
同时，物联网的架构技术需要设计为可以抵御
物理网络中各种中断以及干扰的形式，尽可能
将这些情况所带来的影响降低到最小程度。
Thank You!
2.1.4 综合应用层
⑤ 环境监测：
通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、 排放量、以及各种环境状态参数的检测，跟踪 环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境 管理、污染治理、防灾减灾等工作提供基础信 息、方法指引和质量保证。
2.2 未来的物联网架构技术
通过专业人员对物联网体系结构的长期讨 论，目前可以明确以下几点：
2.2 未来的物联网架构技术
第二，可以预料到，未来的物联网中产生的数据
将是海量的。
物联网的架构技术一定要同时支持移动的“智能”
与、自主的信息过滤、自主模式识别、自主机器 学习以及自主判断决策能力，要让这些能力能够 达到各种物联网子网络的边缘地带，而无需考虑 数据是在附近产生的还是远程生成的。
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 方式。 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向和兴趣。
2.1.4 综合应用层
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 网、电子商务、视频点播、在线游戏和社交网络 等；
2.1.3 管理服务层
5.数据挖掘技术
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 能化需要普适性的数据搜索和服务，
需要从大量数据中获取潜在有用的且可被人理 解的模式，
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
而且，未来的物联网架构还需要考虑到这样一
个事实：即，以后网络中的很多节点和网络设
备将是移动的。
2.2 未来的物联网架构技术
最后，从对于未来物联网的架构技术来说，要 理解下列几件事情： 第一，对于身处未来物联网中的各种节点，他 们中的大多数将需要有能力与其他节点一起动 态的、自主的组建各式各样的本地或者远程对 等网络。
2.1.4 综合应用层
③ 绿色建筑： 物联网技术为绿色建筑带来了新的力量。通过建 立以节能为目标的建筑设备监控网络，将各种设 备和系统融合在一起，形成以智能处理为中心的 物联网应用系统，有效的为建筑节能减排提供有 力的支撑。 ④ 智能电网： 以先进的通信技术、传感器技术、信息技术为基 础，以电网设备间的信息交互为手段，以实现电 网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和 使用安全为目的的先进的现代化电力系统。
而物联网应用以“物”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、 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。
2.1.4 综合应用层
① 智能物流： 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 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。 ② 智能交通： 通过在基础设施和交通工具当中广泛应用信息、 通讯技术来提高交通运输系统的安全性、可管理 性、运输效能同时降低能源消耗和对地球环境的 负面影响。