物联网体系的构建
物联网体系结构
物联网体系结构物联网（Internet of Things）是指通过各种传感器和通信设备连接物体，使之能够互相沟通和交互，从而实现信息的收集、传输和处理。
物联网的核心组成部分是其体系结构，即通过各个层次和组件的有机组合，构建一个完整的物联网系统。
本文将介绍物联网体系结构的基本架构和主要组成部分。
一、边缘层边缘层是物联网体系结构的最底层，也是最接近物体的一层。
它包括各类传感器、执行器以及相关的通信、存储和处理设备。
传感器负责感知环境中的各种参数和状态，并将其转化为数字信号；执行器则负责根据指令执行相应的操作。
边缘设备通过无线或有线网络与上层网关进行通信，传输采集到的数据和接收控制指令。
二、网关层网关层是连接边缘设备和核心网络的桥梁，在整个物联网体系结构中起到重要的作用。
它负责实现不同通信协议之间的转换和数据格式的处理，以便边缘设备能够与上层的网络进行交互。
网关层还可以具备一定的存储和计算能力，用于边缘数据的缓存和预处理。
同时，网关层也承担着数据安全和隐私保护的责任，通过身份验证和加密等手段保护物联网系统的安全。
三、核心网络层核心网络层是物联网的中间层，负责连接各个网关和云平台、应用程序等核心组件。
它采用各种通信协议和网络技术，实现不同设备之间的互联互通。
核心网络层也具备一定的路由和转发能力，用于数据的分发和传输。
此外，核心网络层还要满足物联网系统对带宽、延迟和可靠性等性能指标的要求，保证数据的快速和可靠传输。
四、云平台层云平台层是物联网的上层，负责数据的存储、处理和分析。
它提供了丰富的云服务和应用程序接口（API），使开发者可以基于物联网数据进行应用开发和创新。
云平台层具备强大的计算和存储能力，可以处理和分析海量的数据，并提供实时的决策支持。
同时，云平台还提供了对物联网系统进行远程管理和监控的功能，方便用户对设备进行集中控制和维护。
五、应用层应用层是物联网体系结构的最顶层，是向用户提供服务和功能的界面。
第2章物联网的体系结构ppt课件全
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
3. 人工智能
人工智能(Artificial Intelligence，简称AI)是研究人类智 能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如 何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作， 也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智 能行为的基本理论、方法和技术。
2.2 网络层
2.2.2 网络层关键技术 3. 无线短距离通信技术
（1）ZigBee （2）蓝牙 （3）Wi-Fi
2.3 应用层
2.3.1 应用层主要功能
应用层包括各类用户界面显示设备以及其他管理设备 等，这也是物联网体系结构的最高层。应用层根据用户 的需求可以面向各类行业实际应用的管理平台和运行平 台，并根据各种应用的特点集成相关的内容服务。
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
1. 云计算 云计算概念是由Google提出的，其核心思想是将大量用 网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资 源池向用户提供相应服务。
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
2. 中间件 中间件是一类连接软件组件和应用的计算机软件，它包 括一组服务，以便运行在一台或多台机器上的多个软件 通过网络进行交互。
课后练习参考答案
一、单项选择题 1～5:DBBCD 6～10:BCDCC 11～15:D AAA 二、简答题 略
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
4. 数据挖掘 数据挖掘(Data Mining)，就是从存放在数据库、数据仓 库或其他信息库中的大量的数据中获取有效的、新颖的、 潜在有用的、最终可理解的模式的非平凡过程。
2.3 应用层
2.3.2 应用层关键技术
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。
物联网体系结构(共74张PPT)
1.2 物联网定义
• 物联网中的“物〞的涵义要满足以下条件才能够被纳 入“物联网〞的范围：
一个Zigbee网络由一个协调器节点、多个路由器和多个终端设备 节点组成。
WIFI无线网络
• Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备〔如PDA、 〕 等终端以无线方式互相连接的技术。
•WIFI突出优势：
•其一，无线电波的覆盖范围广 •其二，传输速度非常快
•其三，厂商进入该领域的门槛比较低
WIFI无线网络
1.1 物联网概念
• 物联网的概念是由麻省理工学院Auto-ID研究中心于 1999年提出的。当时基于互联网、RFID技术、EPC 标准，在计算机互联网的根底上，利用射频识别技 术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物 品信息实时共享的实物互联网。
1.2 物联网定义
目前较为公认的物联网的定义是： 通过射频识别〔RFID〕装置、红外感应器、 全球定位系统GPS、激
2.3 物联网感知层关键技术
1. RFID技术 2. 条形码
3. 传感器技术 4. 无线传感器网络技术 5. 产品电子代码EPC
RFID技术
• RFID(Radio Frequency Identification)， 即射频识别，俗称电 子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，可识
具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象； • 2〕阅读器(Reader)或读写器：读取(有时还可以写入
物联网安全体系构建与实践
物联网安全体系构建与实践在当今数字化时代，物联网（Internet of Things，简称 IoT）已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能家居设备到工业控制系统，物联网的应用范围不断扩大，为我们带来了极大的便利和效率提升。
然而，随着物联网的快速发展，安全问题也日益凸显。
构建一个强大的物联网安全体系，并在实践中有效实施，已经成为保障物联网健康发展的关键。
一、物联网安全面临的挑战物联网的复杂性和多样性使得其面临着诸多安全挑战。
首先，物联网设备数量庞大，类型繁多，且分布广泛，这使得安全管理变得极为困难。
许多物联网设备的计算能力和存储资源有限，难以支持复杂的安全机制。
其次，物联网中的通信协议多样，包括 Zigbee、蓝牙、WiFi 等，这些协议在安全性方面存在着不同程度的漏洞。
例如，一些协议可能存在加密强度不足、身份认证机制不完善等问题。
再者，物联网数据的采集、传输和存储过程中也存在着安全风险。
数据可能被窃取、篡改或滥用，从而导致用户隐私泄露和财产损失。
此外，物联网的供应链安全也是一个不容忽视的问题。
设备在生产、运输、销售等环节中都可能被植入恶意软件或遭受攻击。
二、物联网安全体系的构建为了应对上述挑战，构建一个全面的物联网安全体系至关重要。
这个体系应涵盖设备安全、网络安全、数据安全和应用安全等多个层面。
1、设备安全硬件安全：在设备设计阶段，应考虑采用安全的芯片和硬件组件，防止物理攻击和篡改。
软件安全：确保设备的操作系统和应用程序经过安全测试和更新，修复已知的漏洞。
身份认证：为设备设置唯一的身份标识，并采用强认证机制，如密码、生物识别等。
安全启动：确保设备在启动过程中进行完整性校验，防止恶意软件的加载。
2、网络安全加密通信：采用高强度的加密算法对网络传输的数据进行加密，保障数据的机密性和完整性。
访问控制：建立严格的网络访问控制策略，只允许授权的设备和用户接入网络。
网络监测：实时监测网络流量，及时发现异常的网络活动和攻击行为。
物联网的结构体系
物联网的结构体系物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过将传感器、无线通信技术、云计算、大数据等技术与物体连接起来，实现物理世界与数字世界的互联互通。
物联网的快速发展使得各行各业都纷纷应用其技术，从而构建起复杂而庞大的结构体系。
本文将从物联网的组成部分、网络架构、数据处理和应用层面等方面进行论述，揭示物联网的结构体系。
一、物联网的组成部分物联网的组成部分包含物体、传感器、网络和应用四个主要方面。
1. 物体物体是指连接到网络中的实体，包括各类设备、传感器、智能终端等。
这些物体能够感知、收集和处理数据，并通过网络与其他物体进行通信。
2. 传感器传感器是物联网中的关键技术之一，用于感知物理世界的各种信息，如温度、湿度、光强等。
传感器能够将感知到的数据转换成可传输的数字信号，并通过网络发送到其他设备进行处理。
3. 网络物联网的网络是实现物体之间互联互通的基础设施。
它包括传输介质、通信协议和网络拓扑结构等要素。
常用的物联网网络包括无线传感网、蜂窝网络、以太网等。
4. 应用物联网应用是物联网的核心价值所在，它通过对感知数据的分析和处理，实现对物体的远程监控、智能控制和数据分析。
物联网应用广泛应用于智慧城市、智能交通、农业环保等领域。
二、物联网的网络架构物联网的网络架构是指物体之间的连接方式和关系。
常见的物联网网络架构有集中式架构、边缘计算架构和分布式架构。
1. 集中式架构集中式架构是指物联网中心节点负责接收、处理和分发感知数据。
这种架构适用于规模较小、数据量较少的场景，但缺点是中心节点容易成为单点故障。
2. 边缘计算架构边缘计算架构是指将计算任务从云端下沉到网络边缘，实现数据近端处理和响应。
这种架构具有低延迟、高可靠性的优势，并适用于物联网应用对实时性和隐私保护要求较高的场景。
3. 分布式架构分布式架构是指将计算和存储任务分发到多个节点中进行处理。
这种架构具有高可伸缩性和高容错性的特点，能够满足大规模物联网应用的需求。
物联网的结构体系
物联网的结构体系1 物联网概述物联网（Internet of Things，IoT）是一个描述互联物体的新兴网络技术。
这些互联物体具有多个感测器、小型处理器和联网芯片，可以自动收集和分析周围环境的数据，从而实现自动化控制和自动传输数据。
物联网运用先进技术，如无线、网络传输和分发技术，就可以将远程物体与互联网相连接，实现联网控制和服务。
2 物联网结构体系物联网结构体系是指通过物联网技术，组建不同物体之间的连接和交互架构，目的是进行全面的智能连接和智能管理，实现智慧生活和智能安保的发展。
物联网结构体系由多个物联网组件构成。
物联网组件包括传感器模块、网络接口、无线传输模块，以及物联网设备的维护系统等。
传感器模块的设计包括各种传感器和处理器，可以实现自主采集和分析环境信息。
网络接口是物联网互联网的中心，可以实现跨设备间的数据、命令传输，及分布式网络访问等功能。
无线传输模块可以实现高速、大容量的传输，包括无线传感器网络和蜂窝网络等。
3 物联网的优点物联网结构提供了一种由物体互联而形成的数字化和智能化的开放系统，它能够实现智能控制、流程自动化和追踪监控等功能、实现无线射频识别、智能改造和大数据分析等效果。
物联网具有许多优势，首先，物联网能够实时获取和传输物体之间的数据，从而可以便捷的实现物体或领域的联网。
其次，它允许众多设备之间形成一种共性的网络，从而使得用户可以通过这种网络进行全面的控制、传输数据和信息。
此外，物联网还可以实现智能安保，可大大提高企业的生产管理效率和节约经济成本。
4 物威网安全问题物联网安全是一个复杂和敏感的问题，有几个因素可能影响物联网的安全性。
首先，无线传输技术是物联网实现无线控制和传输信息的关键技术，它面临着被攻击者窃取、拒绝服务和其他类型的威胁，因此物联网系统应考虑有效的安全保护技术。
其次，物联网设备的安全性也是一个值得考虑的问题，物联网设备上可能会安装恶意软件，因此应当采取高级的防护措施。
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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智慧城市构成
智慧城市的构成
智慧技术
海量信息数据的搜集和存储、数
学模型优化分析和高性能计算技
中科怡海 物联网体系的构建
1
物联网技术的介绍
2
物联网的构建要素
3
云计算介绍
4
智慧城市介绍
物联网技术的介绍
物联网的一般特点
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联 网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名 思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两 层意思：
第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互 联网基础上的延伸和扩展的网络；
—2009年8月7日温总理无锡视察
党和国家领导关心物联网
胡锦涛主席在“两院”院士大会上 发表重要讲话时提出，当前，中国要重 点在信息网络的发展；建设由传感网络、 通信设施、网络超算、智能软件构成的 智能基础设施,按照可靠、低成本信息 化的要求，构建泛在的信息网络体系。
温家宝总理在《政府工作报告》中， 将“加快物联网的研发应用”明确纳入 重点产业振兴。物联网已跻身国家重点 发展的五大战略性新兴产业。
2009年11月7日，全国人大常委会副委员长华建敏来锡考察科技创 新工作。在锡期间，华建敏一行视察了中科微纳传感网研发中心。
2010年，工信部已将物联网规划纳入到“十二五”专题规划，正在 积极研究推进。
罗志军在物联网研究发展 中心揭牌仪式上致辞！
梁保华为物联网研究 发展中心揭牌！
“感知中国”中心地领导讲话
2009年8月7日，温家宝总理在无锡考察期间指示要加快物联网研究，利 用无锡已经形成的物联网研发及产业优势，加快在无锡建设国家物联网园区， 并明确提出3点要求：一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来；二是在国 家重大科技专项中，加快推进物联网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心， 或者叫“感知中国”中心。
物联网的构建要素
中科院计算所的物联网
应用
运营平台
信息中心
内容服务
专家系统
…
支撑
智能 处理
分布式 并行计算
云计算 技术
海量存储与 数据挖掘
管理系统及 数据库
综合设 计验证
…
传输
移 动 网 络(如 TD)
I n te r n e t
无线网络
卫星
P ost -IP 网 络
…
感知
RFID
二维码
传感器网络
吴邦国来无锡调研期间强调：培育 发展新能源、新材料、物联网、低碳技 术、生物医药、信息技术、节能环保等 新兴产业。
党和国家领导关心物联网
2009年8月14日，中共中央政治局委员、中央书记处书记、中宣部 部长刘云山视察中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心，要求大家共 同努力、自主创新，把产业做大做强。
杨卫泽书记 强调，在无锡市建 设“感知中国”中 心是党中央、国务 院和省委、省政府 交给无锡市的一项 光荣任务。
综合规划
城市让生活更美好，物联让美好更智慧！
城市的结构分析
行政事务
规划 审批 监管 服务
决策部门 职能部门
政府
管理
民政事务
调研 公示 服务
企业 办事机构
运营
公共设施 城市环境 社会服务
IOT Expo China 2010 In Wuxi
物联网的理解
狭义定义：通过射频识别（RFID）、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，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和 通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监 控和管理的一种网络。
广义定义：通过物联网技术来实现的信息化系统。
第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之 间，进行信息交换和通信。
物联网的一般定义
物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、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，把任何物体与互联网相 连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智 能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 英文：(The Internet of Things) IOT
无锡市物联网产业发展规划纲要提出： 更大力度加快物联网应用示范项目建设。制定实施物联网应用示范工程建设三年行 动计划，举全市之力，加快物联网共性平台和应用子集建设，按照“自主创新、技 术突破，顶层设计、突出重点，政企互动、市场推进，统筹规划、分步实施”的原 则，在感知电力、感知交通、感知环保、感知健康、感知水利、感知工业、感知农 业、感知物流、感知家居、感知安保、感知园区、感知城管、感知校园等若干领域 实施一批应用示范工程，带动物联网技术突破和产业化，促进物联网产业的发展。
短距离 无线通信
实时定位
…
云计算
➢ 什么是云计算 ➢ 云计算的基本原理 ➢ 云计算原理示意 ➢ 云计算层次 ➢ 云的价值：资源利用率最大化 ➢ 云的案例 ➢ 分布式文件系统介绍 ➢ 网管应用 ➢ 什么不是云？ ➢ 云有什么问题？
智慧城市介绍
1
战略背景
2
综合规划
3
方案介绍
战略背景
温总理提出“感知中国”最强音
物联网技术：不是一种单纯的技术，是集合传感 设备、信息通讯、智能监控、智能管理的综合体。 将更多的注重于系统的集成。
物联网的现状
物联网目前没有规范 目前物联网项目范围不清 以中科院各所为主要技术输出对象 物联网标准联合工作组于2010年6月8日成立
无锡的物联网
2010年8月7日，温总理视察无锡提出在锡建立“感知中国中心”
智慧城市具有感知化、物联化、智能化这三大特点。 物联网是互联网的应用拓展，因此物联网是智慧城市的 重基本内涵
智慧城市是信息技术高度集成、信息应用深度整合的的网 络化、信息化和智能化城市。
智慧城市是信息化向更高阶段发展的表现,具有更强的集中 智慧发现问题、解决问题的能力，因而具有更强的创新发展 能力。
服务
商用领域
公共资源与环境
个人 社区 社会团体
民用领域
智慧城市是新一代信息技术变革的产物
智慧城市概念
用智能技术构建城市的关键基础设施，通过提供服务， 使城市的管理服务更有效，为市民提供人与社会、人与人、 人与物和谐共处的环境，智慧城市本身就是一个网络城市。
当各种各样的信息扑面而来，物联网可以帮助政府、企 业、个人更好地作出决策。而物联网发生的高级阶段就是智 慧城市。