物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)課件

第2章物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)

第2章物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)學習任務物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)

案例:上海嘉定物聯(lián)網(wǎng)工程示范項目123本章主要涉及：學習任務物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)案例:上海嘉定物聯(lián)2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)從物聯(lián)網(wǎng)的功能上來說，應該具備四個特征：一是全面感知能力，可以利用RFID、傳感器、二維條形碼等獲取被控/被測物體的信息;二是數(shù)據(jù)信息的可靠傳遞，可以通過各種電信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去;2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)從物聯(lián)網(wǎng)的功能上來說，應該具備四個特征：2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)三是可以智能處理，利用現(xiàn)代控制技術(shù)提供的智能計算方法，對大量數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制。四是可以根據(jù)各個行業(yè)、各種業(yè)務的具體特點形成各種單獨的業(yè)務應用，或者整個行業(yè)及系統(tǒng)的建成應用解決方案。2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)三是可以智能處理，利用現(xiàn)代控制技術(shù)提供的智2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

而按照更為科學及嚴謹?shù)谋硎?，物?lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)應分成:①感知識別層②網(wǎng)絡構(gòu)建層③管理服務層④綜合應用層2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)而按照更為科學及嚴謹?shù)谋硎觯锫?lián)網(wǎng)2.1.1感知識別層感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應用的基礎(chǔ)，RFID技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、短距離無線通信技術(shù)是感知層的主要技術(shù)。例如張貼安裝在設(shè)備上的RFID標簽和用來識別RFID信息的掃描儀、感應器都屬于物聯(lián)網(wǎng)的感知層?，F(xiàn)在的高速公路不停車收費系統(tǒng)、超市倉儲管理系統(tǒng)等都是基于這一類結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)。2.1.1感知識別層感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應用的基礎(chǔ)，RFI2.1.1感知識別層感知層由傳感器節(jié)點接入網(wǎng)關(guān)組成，智能節(jié)點感知信息（溫度、濕度、圖像等），并自行組網(wǎng)傳遞到上層網(wǎng)關(guān)接入點，由網(wǎng)關(guān)將收集到的感應信息通過網(wǎng)絡層提交到后臺處理。當后臺對數(shù)據(jù)處理完畢，發(fā)送執(zhí)行命令到相應的執(zhí)行機構(gòu)完成對被控/被測對象的控制參數(shù)調(diào)整或發(fā)出某種提示信號以實現(xiàn)對其的一個遠程監(jiān)控。2.1.1感知識別層感知層由傳感器節(jié)點接入網(wǎng)關(guān)組成，智能節(jié)2.1.1感知識別層由傳感器組成的感知結(jié)構(gòu)

2.1.1感知識別層由傳感器組成的感知結(jié)構(gòu)2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層網(wǎng)絡是物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。網(wǎng)絡構(gòu)建層在物聯(lián)網(wǎng)四層模型中連接感知識別層和管理服務層，具有強大的紐帶作用，高效、穩(wěn)定、及時、安全地傳輸上下層的數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡構(gòu)建層存在各種網(wǎng)絡形式，通常使用的網(wǎng)絡形式有如下幾種：2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層網(wǎng)絡是物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層①互聯(lián)網(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)/電信網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡、平臺和技術(shù)支持。IPv6的使用掃清了可接入網(wǎng)絡的終端設(shè)備在數(shù)量上的限制。②無線寬帶網(wǎng)：WiFi/WiMAX等無線寬帶技術(shù)的覆蓋范圍較廣，傳輸速度較快，為物聯(lián)網(wǎng)提供高速可靠廉價且不受接入設(shè)備位置限制的互聯(lián)手段。2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層①互聯(lián)網(wǎng)：2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層③無線低速網(wǎng)：ZigBee/藍牙/紅外等低速網(wǎng)絡協(xié)議能夠適應物聯(lián)網(wǎng)中能力較低的節(jié)點的低速率、低通信半徑、低計算能力和低能量來源等特征。④移動通信網(wǎng)：移動通信網(wǎng)絡將成為“全面、隨時、隨地”傳輸信息的有效平臺。高速、實時、高覆蓋率、多元化處理多媒體數(shù)據(jù)，為“物品觸網(wǎng)”創(chuàng)造條件。2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層③無線低速網(wǎng)：2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層網(wǎng)絡構(gòu)建層

2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層網(wǎng)絡構(gòu)建層2.1.3管理服務層管理服務層位于感知識別和網(wǎng)絡構(gòu)建層之上，綜合應用層之下，人們通常把物聯(lián)網(wǎng)應用冠以“智能”的名稱，如智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流等，其中的智慧就來自這一層。當感知識別層生成的大量信息經(jīng)過網(wǎng)絡層傳輸匯聚到管理服務層，管理服務層解決數(shù)據(jù)如何存儲（數(shù)據(jù)庫與海量存儲技術(shù)）、如何檢索（搜索引擎）、如何使用（數(shù)據(jù)挖掘與機器學習）、如何不被濫用（數(shù)據(jù)安全與隱私保護）等問題。2.1.3管理服務層管理服務層位于感知識別和網(wǎng)絡構(gòu)建層之上2.1.3管理服務層1.數(shù)據(jù)庫

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)特點是海量性，多態(tài)性，關(guān)聯(lián)性及語義性。適應這種需求，在物聯(lián)網(wǎng)中主要使用的是關(guān)系數(shù)據(jù)庫和新興數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。①關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為一項有著近半個世紀歷史的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，仍可在物聯(lián)網(wǎng)中使用，為物聯(lián)網(wǎng)的運行提供支撐。②新興數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（NoSQL數(shù)據(jù)庫）針對非關(guān)系型、分布式的數(shù)據(jù)存儲，并不要求數(shù)據(jù)庫具有確定的表模式，通過避免連接操作提升數(shù)據(jù)庫性能。2.1.3管理服務層1.數(shù)據(jù)庫2.1.3管理服務層2.海量信息存儲

海量信息存儲早期采用大型服務器存儲，基本都是以服務器為中心的處理模式，使用直連存儲（DAS，DirectAttachedStorage），存儲設(shè)備（包括磁盤陣列，磁帶庫，光盤庫等）作為服務器的外設(shè)使用。2.1.3管理服務層2.海量信息存儲2.1.3管理服務層隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，服務器之間交換數(shù)據(jù)或向磁盤庫等存儲設(shè)備備份時，都是通過局域網(wǎng)進行，這是主要應用網(wǎng)絡附加存儲（NAS，NetworkAttachedStorage）技術(shù)來實現(xiàn)網(wǎng)絡存儲，但這將占用大量的網(wǎng)絡開銷，嚴重影響網(wǎng)絡的整體性能。2.1.3管理服務層隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，服務器之間交換數(shù)據(jù)2.1.3管理服務層為了能夠共享打容量，高速度存儲設(shè)備，并且不占用局域網(wǎng)資源的海量信息傳輸和備份，就需要專用存儲區(qū)域網(wǎng)絡（SAN,StorageAreaNetwork）來實現(xiàn)。2.1.3管理服務層2.1.3管理服務層3.數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心不僅包括計算機系統(tǒng)和配套設(shè)備（如通信/存儲設(shè)備），還包括冗余的數(shù)據(jù)通信連接/環(huán)境控制設(shè)備/監(jiān)控設(shè)備及安全裝置，是一大型的系統(tǒng)工程。通過高度的安全性和可靠性提供及時持續(xù)的數(shù)據(jù)服務，為物聯(lián)網(wǎng)應用提供良好的支持。典型的數(shù)據(jù)中心如Google/Hadoop數(shù)據(jù)中心。2.1.3管理服務層3.數(shù)據(jù)中心2.1.3管理服務層4.搜索引擎

Web搜索引擎是一個能夠在合理響應時間內(nèi)，根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞，返回一個包含相關(guān)信息的結(jié)果列表（hitslist）服務的綜合體。傳統(tǒng)的Web搜索引擎是基于查詢關(guān)鍵詞的，對于相同的關(guān)鍵詞，會得到相同的查詢結(jié)果。而物聯(lián)網(wǎng)時代的搜索引擎必須是從智能物體角度思考搜索引擎與物體之間的關(guān)系，主動識別物體并提取有用信息。從用戶角度上的多模態(tài)信息利用，使查詢結(jié)果更精確，更智能，更定制化。2.1.3管理服務層4.搜索引擎2.1.3管理服務層5.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)需要對海量的數(shù)據(jù)進行更透徹的感知要求對海量數(shù)據(jù)多維度整合與分析，更深入的智能化需要普適性的數(shù)據(jù)搜索和服務，需要從大量數(shù)據(jù)中獲取潛在有用的且可被人理解的模式，基本類型有關(guān)聯(lián)分析，聚類分析，演化分析等。這些需求都使用了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。2.1.3管理服務層5.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)2.1.3管理服務層例如用于精準農(nóng)業(yè)可以實時監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)，挖掘影響產(chǎn)量的重要因素，獲得產(chǎn)量最大化配置方式。而用于市場營銷則可以通過數(shù)據(jù)庫行銷和貨籃分析等方式獲取顧客購物取向和興趣。2.1.3管理服務層2.1.4綜合應用層傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)歷了以數(shù)據(jù)為中心到以人為中心的轉(zhuǎn)化，典型應用包括文件傳輸、電子郵件、萬維網(wǎng)、電子商務、視頻點播、在線游戲和社交網(wǎng)絡等；而物聯(lián)網(wǎng)應用以“物”或者物理世界為中心，涵蓋物品追蹤、環(huán)境感知、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)等等。物聯(lián)網(wǎng)應用目前正處于快速增長期，具有多樣化、規(guī)?；⑿袠I(yè)化等特點。2.1.4綜合應用層傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)歷了以數(shù)據(jù)為中心到以人為中2.1.4綜合應用層①智能物流：現(xiàn)代物流系統(tǒng)希望利用信息生成設(shè)備，如RFID設(shè)備、感應器或全球定位系統(tǒng)等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡，并能夠在這個物聯(lián)化的物流網(wǎng)絡中實現(xiàn)智能化的物流管理。②智能交通：通過在基礎(chǔ)設(shè)施和交通工具當中廣泛應用信息、通訊技術(shù)來提高交通運輸系統(tǒng)的安全性、可管理性、運輸效能同時降低能源消耗和對地球環(huán)境的負面影響。

2.1.4綜合應用層①智能物流：2.1.4綜合應用層③綠色建筑：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為綠色建筑帶來了新的力量。通過建立以節(jié)能為目標的建筑設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡，將各種設(shè)備和系統(tǒng)融合在一起，形成以智能處理為中心的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)，有效的為建筑節(jié)能減排提供有力的支撐。④智能電網(wǎng)：以先進的通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以電網(wǎng)設(shè)備間的信息交互為手段，以實現(xiàn)電網(wǎng)運行的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全為目的的先進的現(xiàn)代化電力系統(tǒng)。2.1.4綜合應用層③綠色建筑：2.1.4綜合應用層⑤環(huán)境監(jiān)測：通過對人類和環(huán)境有影響的各種物質(zhì)的含量、排放量、以及各種環(huán)境狀態(tài)參數(shù)的檢測，跟蹤環(huán)境質(zhì)量的變化，確定環(huán)境質(zhì)量水平，為環(huán)境管理、污染治理、防災減災等工作提供基礎(chǔ)信息、方法指引和質(zhì)量保證。2.1.4綜合應用層⑤環(huán)境監(jiān)測：2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)

通過專業(yè)人員對物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的長期討論，目前可以明確以下幾點：首先，未來的物聯(lián)網(wǎng)需要一個開放的架構(gòu)來最大限度的滿足各種不同系統(tǒng)和分布式資源之間的互操作性需求。這些系統(tǒng)和資源既可能是來自于信息和服務的提供者，也可能來自于信息和服務的使用者或者客戶。2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)通過專業(yè)人員2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)其次，未來的物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)還需要有良好的、明確定義的、呈現(xiàn)為粒度形式的層次劃分。物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)應該促進用戶豐富的選擇權(quán)，而不應該將用戶鎖定到必須使用某一家或者某幾家大的、處于壟斷地位的解決方案服務提供商所發(fā)布的各種應用上。2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)其次，未來的物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)還需要2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)同時，物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)需要設(shè)計為可以抵御物理網(wǎng)絡中各種中斷以及干擾的形式，盡可能將這些情況所帶來的影響降低到最小程度。而且，未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)還需要考慮到這樣一個事實：即，以后網(wǎng)絡中的很多節(jié)點和網(wǎng)絡設(shè)備將是移動的。2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)同時，物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)需要設(shè)計2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)最后，從對于未來物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)來說，要理解下列幾件事情：第一，對于身處未來物聯(lián)網(wǎng)中的各種節(jié)點，他們中的大多數(shù)將需要有能力與其他節(jié)點一起動態(tài)的、自主的組建各式各樣的本地或者遠程對等網(wǎng)絡。

2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)最后，從對于未來物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)第二，可以預料到，未來的物聯(lián)網(wǎng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將是海量的。物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)一定要同時支持移動的“智能”與、自主的信息過濾、自主模式識別、自主機器學習以及自主判斷決策能力，要讓這些能力能夠達到各種物聯(lián)網(wǎng)子網(wǎng)絡的邊緣地帶，而無需考慮數(shù)據(jù)是在附近產(chǎn)生的還是遠程生成的。2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)第二，可以預料到，未來的物聯(lián)網(wǎng)2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)第三，在未來物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的設(shè)計過程中，我們要一方面使得基于事件的處理、路由、存儲、檢索以及引用能力成為可能，另一方面還要允許這些能力可以在離線的、非連接情況（比如，那些網(wǎng)絡連接是時斷時續(xù)的，或者根本沒有網(wǎng)絡覆蓋的地方）下進行操作。

2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)第三，在未來物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的設(shè)計過2.3案例:上海嘉定物聯(lián)網(wǎng)工程示范項目按照上海嘉定物聯(lián)網(wǎng)工程示范項目規(guī)劃，到2013年年底，基本建成研發(fā)、產(chǎn)業(yè)、應用三個層次的載體，即以上海物聯(lián)網(wǎng)中心為核心技術(shù)研發(fā)平臺，以上海物聯(lián)網(wǎng)中心產(chǎn)業(yè)化基地作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展支撐，以上?！爸腔鄢鞘小奔味ㄊ痉秴^(qū)引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)廣泛應用。從而，使嘉定區(qū)成為國內(nèi)最具競爭力、具有國際影響力的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)源地。

2.3案例:上海嘉定物聯(lián)網(wǎng)工程示范項目按照上海嘉定物聯(lián)網(wǎng)工2.3案例:上海嘉定物聯(lián)網(wǎng)工程示范項目1、智慧社區(qū)（建設(shè)時間：2011-2013）

2、智能家居（建設(shè)時間：2011-2013）

3、智能環(huán)境監(jiān)測（建設(shè)時間：2011）4、智能樓宇（建設(shè)時間：2011-2013）

5、智能電網(wǎng)（建設(shè)時間：2011-2013）

2.3案例:上海嘉定物聯(lián)網(wǎng)工程示范項目1、智慧社區(qū)（建設(shè)時2.3案例:上海嘉定物聯(lián)網(wǎng)工程示范項目6、智能交通（建設(shè)時間：2011-2013）

7、智能監(jiān)控（建設(shè)時間：2011）

8、特種車輛監(jiān)控（建設(shè)時間：2011）

9、精準農(nóng)業(yè)

（建設(shè)時間：2011）

10、重點污染源監(jiān)（建設(shè)時間：2011-2012）

2.3案例:上海嘉定物聯(lián)網(wǎng)工程示范項目6、智能交通（建設(shè)時ThankYou!ThankYou!第2章物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)

第2章物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)學習任務物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)

案例:上海嘉定物聯(lián)網(wǎng)工程示范項目123本章主要涉及：學習任務物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)案例:上海嘉定物聯(lián)2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)從物聯(lián)網(wǎng)的功能上來說，應該具備四個特征：一是全面感知能力，可以利用RFID、傳感器、二維條形碼等獲取被控/被測物體的信息;二是數(shù)據(jù)信息的可靠傳遞，可以通過各種電信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去;2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)從物聯(lián)網(wǎng)的功能上來說，應該具備四個特征：2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)三是可以智能處理，利用現(xiàn)代控制技術(shù)提供的智能計算方法，對大量數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制。四是可以根據(jù)各個行業(yè)、各種業(yè)務的具體特點形成各種單獨的業(yè)務應用，或者整個行業(yè)及系統(tǒng)的建成應用解決方案。2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)三是可以智能處理，利用現(xiàn)代控制技術(shù)提供的智2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

而按照更為科學及嚴謹?shù)谋硎觯锫?lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)應分成:①感知識別層②網(wǎng)絡構(gòu)建層③管理服務層④綜合應用層2.1物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)而按照更為科學及嚴謹?shù)谋硎?，物?lián)網(wǎng)2.1.1感知識別層感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應用的基礎(chǔ)，RFID技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、短距離無線通信技術(shù)是感知層的主要技術(shù)。例如張貼安裝在設(shè)備上的RFID標簽和用來識別RFID信息的掃描儀、感應器都屬于物聯(lián)網(wǎng)的感知層。現(xiàn)在的高速公路不停車收費系統(tǒng)、超市倉儲管理系統(tǒng)等都是基于這一類結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)。2.1.1感知識別層感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應用的基礎(chǔ)，RFI2.1.1感知識別層感知層由傳感器節(jié)點接入網(wǎng)關(guān)組成，智能節(jié)點感知信息（溫度、濕度、圖像等），并自行組網(wǎng)傳遞到上層網(wǎng)關(guān)接入點，由網(wǎng)關(guān)將收集到的感應信息通過網(wǎng)絡層提交到后臺處理。當后臺對數(shù)據(jù)處理完畢，發(fā)送執(zhí)行命令到相應的執(zhí)行機構(gòu)完成對被控/被測對象的控制參數(shù)調(diào)整或發(fā)出某種提示信號以實現(xiàn)對其的一個遠程監(jiān)控。2.1.1感知識別層感知層由傳感器節(jié)點接入網(wǎng)關(guān)組成，智能節(jié)2.1.1感知識別層由傳感器組成的感知結(jié)構(gòu)

2.1.1感知識別層由傳感器組成的感知結(jié)構(gòu)2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層網(wǎng)絡是物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。網(wǎng)絡構(gòu)建層在物聯(lián)網(wǎng)四層模型中連接感知識別層和管理服務層，具有強大的紐帶作用，高效、穩(wěn)定、及時、安全地傳輸上下層的數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡構(gòu)建層存在各種網(wǎng)絡形式，通常使用的網(wǎng)絡形式有如下幾種：2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層網(wǎng)絡是物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層①互聯(lián)網(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)/電信網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡、平臺和技術(shù)支持。IPv6的使用掃清了可接入網(wǎng)絡的終端設(shè)備在數(shù)量上的限制。②無線寬帶網(wǎng)：WiFi/WiMAX等無線寬帶技術(shù)的覆蓋范圍較廣，傳輸速度較快，為物聯(lián)網(wǎng)提供高速可靠廉價且不受接入設(shè)備位置限制的互聯(lián)手段。2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層①互聯(lián)網(wǎng)：2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層③無線低速網(wǎng)：ZigBee/藍牙/紅外等低速網(wǎng)絡協(xié)議能夠適應物聯(lián)網(wǎng)中能力較低的節(jié)點的低速率、低通信半徑、低計算能力和低能量來源等特征。④移動通信網(wǎng)：移動通信網(wǎng)絡將成為“全面、隨時、隨地”傳輸信息的有效平臺。高速、實時、高覆蓋率、多元化處理多媒體數(shù)據(jù)，為“物品觸網(wǎng)”創(chuàng)造條件。2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層③無線低速網(wǎng)：2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層網(wǎng)絡構(gòu)建層

2.1.2網(wǎng)絡構(gòu)建層網(wǎng)絡構(gòu)建層2.1.3管理服務層管理服務層位于感知識別和網(wǎng)絡構(gòu)建層之上，綜合應用層之下，人們通常把物聯(lián)網(wǎng)應用冠以“智能”的名稱，如智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流等，其中的智慧就來自這一層。當感知識別層生成的大量信息經(jīng)過網(wǎng)絡層傳輸匯聚到管理服務層，管理服務層解決數(shù)據(jù)如何存儲（數(shù)據(jù)庫與海量存儲技術(shù)）、如何檢索（搜索引擎）、如何使用（數(shù)據(jù)挖掘與機器學習）、如何不被濫用（數(shù)據(jù)安全與隱私保護）等問題。2.1.3管理服務層管理服務層位于感知識別和網(wǎng)絡構(gòu)建層之上2.1.3管理服務層1.數(shù)據(jù)庫

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)特點是海量性，多態(tài)性，關(guān)聯(lián)性及語義性。適應這種需求，在物聯(lián)網(wǎng)中主要使用的是關(guān)系數(shù)據(jù)庫和新興數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。①關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為一項有著近半個世紀歷史的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，仍可在物聯(lián)網(wǎng)中使用，為物聯(lián)網(wǎng)的運行提供支撐。②新興數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（NoSQL數(shù)據(jù)庫）針對非關(guān)系型、分布式的數(shù)據(jù)存儲，并不要求數(shù)據(jù)庫具有確定的表模式，通過避免連接操作提升數(shù)據(jù)庫性能。2.1.3管理服務層1.數(shù)據(jù)庫2.1.3管理服務層2.海量信息存儲

海量信息存儲早期采用大型服務器存儲，基本都是以服務器為中心的處理模式，使用直連存儲（DAS，DirectAttachedStorage），存儲設(shè)備（包括磁盤陣列，磁帶庫，光盤庫等）作為服務器的外設(shè)使用。2.1.3管理服務層2.海量信息存儲2.1.3管理服務層隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，服務器之間交換數(shù)據(jù)或向磁盤庫等存儲設(shè)備備份時，都是通過局域網(wǎng)進行，這是主要應用網(wǎng)絡附加存儲（NAS，NetworkAttachedStorage）技術(shù)來實現(xiàn)網(wǎng)絡存儲，但這將占用大量的網(wǎng)絡開銷，嚴重影響網(wǎng)絡的整體性能。2.1.3管理服務層隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，服務器之間交換數(shù)據(jù)2.1.3管理服務層為了能夠共享打容量，高速度存儲設(shè)備，并且不占用局域網(wǎng)資源的海量信息傳輸和備份，就需要專用存儲區(qū)域網(wǎng)絡（SAN,StorageAreaNetwork）來實現(xiàn)。2.1.3管理服務層2.1.3管理服務層3.數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心不僅包括計算機系統(tǒng)和配套設(shè)備（如通信/存儲設(shè)備），還包括冗余的數(shù)據(jù)通信連接/環(huán)境控制設(shè)備/監(jiān)控設(shè)備及安全裝置，是一大型的系統(tǒng)工程。通過高度的安全性和可靠性提供及時持續(xù)的數(shù)據(jù)服務，為物聯(lián)網(wǎng)應用提供良好的支持。典型的數(shù)據(jù)中心如Google/Hadoop數(shù)據(jù)中心。2.1.3管理服務層3.數(shù)據(jù)中心2.1.3管理服務層4.搜索引擎

Web搜索引擎是一個能夠在合理響應時間內(nèi)，根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞，返回一個包含相關(guān)信息的結(jié)果列表（hitslist）服務的綜合體。傳統(tǒng)的Web搜索引擎是基于查詢關(guān)鍵詞的，對于相同的關(guān)鍵詞，會得到相同的查詢結(jié)果。而物聯(lián)網(wǎng)時代的搜索引擎必須是從智能物體角度思考搜索引擎與物體之間的關(guān)系，主動識別物體并提取有用信息。從用戶角度上的多模態(tài)信息利用，使查詢結(jié)果更精確，更智能，更定制化。2.1.3管理服務層4.搜索引擎2.1.3管理服務層5.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)需要對海量的數(shù)據(jù)進行更透徹的感知要求對海量數(shù)據(jù)多維度整合與分析，更深入的智能化需要普適性的數(shù)據(jù)搜索和服務，需要從大量數(shù)據(jù)中獲取潛在有用的且可被人理解的模式，基本類型有關(guān)聯(lián)分析，聚類分析，演化分析等。這些需求都使用了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。2.1.3管理服務層5.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)2.1.3管理服務層例如用于精準農(nóng)業(yè)可以實時監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)，挖掘影響產(chǎn)量的重要因素，獲得產(chǎn)量最大化配置方式。而用于市場營銷則可以通過數(shù)據(jù)庫行銷和貨籃分析等方式獲取顧客購物取向和興趣。2.1.3管理服務層2.1.4綜合應用層傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)歷了以數(shù)據(jù)為中心到以人為中心的轉(zhuǎn)化，典型應用包括文件傳輸、電子郵件、萬維網(wǎng)、電子商務、視頻點播、在線游戲和社交網(wǎng)絡等；而物聯(lián)網(wǎng)應用以“物”或者物理世界為中心，涵蓋物品追蹤、環(huán)境感知、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)等等。物聯(lián)網(wǎng)應用目前正處于快速增長期，具有多樣化、規(guī)?；⑿袠I(yè)化等特點。2.1.4綜合應用層傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)歷了以數(shù)據(jù)為中心到以人為中2.1.4綜合應用層①智能物流：現(xiàn)代物流系統(tǒng)希望利用信息生成設(shè)備，如RFID設(shè)備、感應器或全球定位系統(tǒng)等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡，并能夠在這個物聯(lián)化的物流網(wǎng)絡中實現(xiàn)智能化的物流管理。②智能交通：通過在基礎(chǔ)設(shè)施和交通工具當中廣泛應用信息、通訊技術(shù)來提高交通運輸系統(tǒng)的安全性、可管理性、運輸效能同時降低能源消耗和對地球環(huán)境的負面影響。

2.1.4綜合應用層①智能物流：2.1.4綜合應用層③綠色建筑：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為綠色建筑帶來了新的力量。通過建立以節(jié)能為目標的建筑設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡，將各種設(shè)備和系統(tǒng)融合在一起，形成以智能處理為中心的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)，有效的為建筑節(jié)能減排提供有力的支撐。④智能電網(wǎng)：以先進的通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以電網(wǎng)設(shè)備間的信息交互為手段，以實現(xiàn)電網(wǎng)運行的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全為目的的先進的現(xiàn)代化電力系統(tǒng)。2.1.4綜合應用層③綠色建筑：2.1.4綜合應用層⑤環(huán)境監(jiān)測：通過對人類和環(huán)境有影響的各種物質(zhì)的含量、排放量、以及各種環(huán)境狀態(tài)參數(shù)的檢測，跟蹤環(huán)境質(zhì)量的變化，確定環(huán)境質(zhì)量水平，為環(huán)境管理、污染治理、防災減災等工作提供基礎(chǔ)信息、方法指引和質(zhì)量保證。2.1.4綜合應用層⑤環(huán)境監(jiān)測：2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)

通過專業(yè)人員對物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的長期討論，目前可以明確以下幾點：首先，未來的物聯(lián)網(wǎng)需要一個開放的架構(gòu)來最大限度的滿足各種不同系統(tǒng)和分布式資源之間的互操作性需求。這些系統(tǒng)和資源既可能是來自于信息和服務的提供者，也可能來自于信息和服務的使用者或者客戶。2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)通過專業(yè)人員2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)其次，未來的物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)還需要有良好的、明確定義的、呈現(xiàn)為粒度形式的層次劃分。物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)應該促進用戶豐富的選擇權(quán)，而不應該將用戶鎖定到必須使用某一家或者某幾家大的、處于壟斷地位的解決方案服務提供商所發(fā)布的各種應用上。2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)其次，未來的物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)還需要2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)同時，物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)需要設(shè)計為可以抵御物理網(wǎng)絡中各種中斷以及干擾的形式，盡可能將這些情況所帶來的影響降低到最小程度。而且，未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)還需要考慮到這樣一個事實：即，以后網(wǎng)絡中的很多節(jié)點和網(wǎng)絡設(shè)備將是移動的。2.2未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)同時，物聯(lián)網(wǎng)的