《物联网体系架构》.pdf

第 2 章 物联网体系架构 物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的信息产业新方向，其价值在于让物体也 拥有了 “智慧”，从而实现人与物、物与物之间的沟通。本章将从感知层、网络层、应用层对 物联网体系架构进行介绍。同时，本章也是本书的线索和灵魂，读者可以借助本章了解物联 网知识体系的基本框架。 2.1 要深入研究物联网的体系架构，必须首先了解物联网有哪些应用，为了实现丰富多彩的 应用，物联网在技术上有哪些需求。本节首先列举了物联网的典型应用场景，并且在分析物 联网应用需求的基础上，引出了通用的物联网体系结构，使读者能够对物联网体系架构有一 个形象而宏观的认识。 2.1.1 物联网是近年来的热点，人人都在提物联网，但物联网到底是什么？究竟能做什么？本 节将对几种与普通用户关系紧密的物联网应用进行介绍。 应用场景一：当你早上拿车钥匙出门上班，在电脑旁待命的感应器检测到之后就会通过互联 网络自动发起一系列事件，比如通过短信或者喇叭自动播报今天的天气，在电脑上显示快捷通畅 的开车路径并估算路上所花时间，同时通过短信或者即时聊天工具告知你的同事你将马上到达等。 应用场景二：联网冰箱也将是最常见的物联网物品之一。想象一下，联网冰箱可以监视 冰箱里的食物，在我们去超市的时候，家里的冰箱会告诉我们缺少些什么，也会告诉我们食 第 章 物联网体系架构 2 物什么时候过期。它还可以跟踪常用的美食网站，为你收集食谱并在你的购物单里添加配料。 这种冰箱知道你喜欢吃什么东西，依据的是你给每顿饭做出的评分。它可以照顾你的身体， 因为它知道什么食物对你有好处。 PC 应用场景三：用户开通了家庭安防业务，可以通过 或手机等终端远程查看家里的各 种环境参数、安全状态和视频监控图像。当网络接入速度较快时，用户可以看到一个以三维 立体图像显示的家庭实景图，并且采用警示灯等方式显示危险；用户还可以通过鼠标拖动从 不同的视角查看具体情况；在网络接入速度较慢时，用户可以通过一个文本和简单的图示观 察家庭安全状态和危险信号。 2-1 图 形象地表示了物联网在我们日常生活中的应用。图中只是物联网应用的很小一部 分，实际的物联网应用更加丰富多彩，并且还有待于 人们不断地开发实现。 目前已经有不少物联网范畴的应用，譬如已经投 入试点运营的高速公路不停车收费系统（ETC ），基 于RFID 的手机钱包付费应用等。等各类感知节点遍 布中国之后，即使坐在家中，你也能感知黄果树瀑布 流速和水量的大小；通过物联网，能了解到你中意的 楼盘的噪声情况、甲醛是否超标，等等，生活方式会 有很多意想不到的改变。不仅是大家的日常生活，物 联网的应用遍及智能交通、公共安全等多个领域，必 图2-1 物联网应用示意图 6 将拥有巨大市场。在第 章将详细描述物联网的具体应用。 3 综上所述，从体系架构角度可以将物联网支持的业务应用可分为 类： 1 （）具备物理世界认知能力的应用。根据物理世界的相关信息，如用户偏好、生理状态、 周边环境等，改善用户的业务体验。 2 （）在网络融合基础上的泛在化应用。不以业务类型划分，而是从网络的业务提供方式 划分，强调泛在网络区别于现有网络的业务提供方式。如异构网络环境的无缝接入，协同异 构网络的宽带业务提供，面向应用的终端能力协同等。 3 （）基于应用目标的综合信息服务应用，包括基于应用目标的信息收集、分发、分析、 网络和用户行为决策和执行。如以儿童安全为目标的定位、识别、监控、跟踪、预警，交互 式的GPS 导航等。 2.1.2 “物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和 IT 基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物；而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带 等。而在 “物