物聯(lián)網(wǎng)概論報告3569

物聯(lián)網(wǎng)概論報告學院：計算機科學與通信學院班級：軟件工程1202班學號：**********姓名：***一．物聯(lián)網(wǎng)簡介1.1什么是物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)實際是中國人的發(fā)明，整合了美國CPS(Cyber-PhysicalSystems)、歐盟IoT（InternetofThings)和日本U-Japan等概念。它是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息載體，讓所有能被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。普通對象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化是其三個重要特征。1.2物聯(lián)網(wǎng)的主要內(nèi)容根據(jù)信息生成、傳輸、處理和應(yīng)用可將物聯(lián)網(wǎng)分為感知識別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、【管理服務(wù)層和綜合應(yīng)用層】。1.2.1核心技術(shù)：感知識別層：通過感知識別技術(shù)，讓物品“開口說話、發(fā)布信息”是融合物理世界和信息世界的重要一環(huán)，是物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于其他網(wǎng)絡(luò)的最獨特的部分。物聯(lián)網(wǎng)的“觸手”是位于感知識別層的大量信息生成設(shè)備，既包括采用自動生成方式的RFID、傳感器、定位系統(tǒng)等，也包括采用人工生成方式的各種智能設(shè)備，例如智能手機、PDA、多媒體播放器、上網(wǎng)本、筆記本電腦等等。信息生成方式多樣化是物聯(lián)網(wǎng)的重要特征之一。感知識別層位于物聯(lián)網(wǎng)三/四層模型的最底端，是所有上層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。1.2.2感知識別層的應(yīng)用技術(shù)：RFID基本組成：工業(yè)界經(jīng)常將RFID系統(tǒng)分為標簽，閱讀器和天線三大組件。工作原理：閱讀器通過天線發(fā)送電磁信號，標簽接收到信號后發(fā)射內(nèi)部存儲的標識信息，閱讀器再通過天線接收并識別標簽發(fā)回的信息，最后閱讀器再將識別結(jié)果發(fā)送給主機。1.2.31.2.3網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層在物聯(lián)網(wǎng)三/四層模型中連接感知識別層和管理服務(wù)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)。1.2.4各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的方式互聯(lián)網(wǎng)：IPv6掃清了可接入網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備在數(shù)量上的限制。互聯(lián)網(wǎng)/電信網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)、平臺和技術(shù)支持。無線寬帶網(wǎng)：WiFi/WiMAX等無線寬帶技術(shù)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。無線低速網(wǎng)：ZigBee/藍牙/紅外等低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能夠適應(yīng)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。移動通信網(wǎng)：移動通信網(wǎng)絡(luò)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。1.2.5管理服務(wù)層管理服務(wù)層位于感知識別和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層之上，綜合應(yīng)用層之下，是物聯(lián)網(wǎng)智慧的源泉。人們通常把物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(luò)層傳輸匯聚到管理服務(wù)層，如果不能有效地整合與利用，那無異于入寶山而空返，望“數(shù)據(jù)的海洋”而興嘆。管理服務(wù)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。1.2.6綜合應(yīng)用層“實踐出真知”，無論任何技術(shù)，應(yīng)用是決定成敗的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)豐富的內(nèi)涵催生出更加豐富的外延應(yīng)用。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(yīng)用包括文件傳輸、電子郵件、萬維網(wǎng)、電子商務(wù)、視頻點播、在線游戲和社交網(wǎng)絡(luò)等；而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(yīng)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。1.3物聯(lián)網(wǎng)的主要特點1.3.1感知識別普適化無所不在的感知和識別，將傳統(tǒng)上分離的物理世界和信息世界高度融合。1.3.2異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)化各種異構(gòu)設(shè)備利用無線通信模塊和協(xié)議自組成網(wǎng)，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通過“網(wǎng)關(guān)”互通互聯(lián)。1.3.3聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)?；锫?lián)網(wǎng)時代每一件物品均具有通信功能，成為網(wǎng)絡(luò)終端，5-10年內(nèi)聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)模有望突破百億。1.3.4管理調(diào)控智能化物聯(lián)網(wǎng)高效、可靠地組織大規(guī)模數(shù)據(jù)，與此同時，運籌學、機器學習、數(shù)據(jù)挖掘、專家系統(tǒng)等決策手段將廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。1.3.5應(yīng)用服務(wù)鏈條化以工業(yè)生產(chǎn)為例，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)覆蓋從原材料引進、生產(chǎn)調(diào)度、節(jié)能減排、倉儲物流到產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)等各個環(huán)節(jié)。1.3.6經(jīng)濟發(fā)展跨越化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有望成為從勞動密集型向知識密集型，從資源浪費型向環(huán)境友好型國民經(jīng)濟發(fā)展過程中的重要動力。二．認識物聯(lián)網(wǎng)2.1典型的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)2.1.1基于RFID的供應(yīng)鏈物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)框架如下：WMSWMS業(yè)務(wù)流程處理層OMSTMSPML服務(wù)器ONS服務(wù)器EPC編碼服務(wù)器數(shù)據(jù)層RFID物理層邊緣服務(wù)器RFID中間件讀寫器讀寫器有源標簽RF標簽倉儲配送應(yīng)用集成倉儲配送優(yōu)化模型智能分析決策數(shù)據(jù)處理流程處理引擎2.1.2智能家居物聯(lián)網(wǎng)智能家居市場特點：需求旺盛，產(chǎn)業(yè)鏈長，帶動性強，滲透性廣2.1.3煤礦安防物聯(lián)網(wǎng)煤礦安防物聯(lián)網(wǎng)的分層系統(tǒng)如下：應(yīng)用層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層感知層……省級監(jiān)控中心煤礦企業(yè)市級分控中心礦井監(jiān)控中心傳感器傳感器傳感器礦井監(jiān)控中心傳感器傳感器傳感器煤礦安全事故應(yīng)急指揮遠程監(jiān)測與控制數(shù)據(jù)上報與信息共享2.1.4智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的控制結(jié)構(gòu)：大區(qū)電網(wǎng)智能調(diào)度中心智能輸電變電站大區(qū)電網(wǎng)智能調(diào)度中心智能輸電變電站智能輸電變電站特高壓交直流主干網(wǎng)架智能控制中心層智能輸電網(wǎng)層智能配電網(wǎng)和智能控制終端層智能配電變電站智能配電變電站智能配電變電站智能采集終端智能采集終端智能采集終端智能采集終端智能采集終端智能采集終端鏈式或環(huán)式連接2.2物聯(lián)網(wǎng)的共性特征物聯(lián)網(wǎng)具有其共性特征，如前所述，我們可以歸納為三個層次：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層結(jié)構(gòu)如下：2.2.1感知層感知層主要負責數(shù)據(jù)采集與感知，獲取物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類物理量、標識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術(shù)，通過傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術(shù)實現(xiàn)傳感器、RFID等數(shù)據(jù)采集，獲取數(shù)據(jù)的短距離傳輸、自組織組網(wǎng)以及多個傳感器對數(shù)據(jù)的協(xié)同信息處理。2.2.2網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能，把感知到的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳送。需要傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合。經(jīng)過十余年的快速發(fā)展，移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已比較成熟，基本能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?.2.3應(yīng)用層應(yīng)用層主要負責物聯(lián)網(wǎng)在有關(guān)行業(yè)的拓展應(yīng)用，目前典型的應(yīng)用行業(yè)有環(huán)境監(jiān)測、綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共安全、城市管理、遠程醫(yī)療、智能家居、智能物流和智能交通等。2.3物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)2.3.1感知技術(shù)2.3.2傳輸技術(shù)2.3.3應(yīng)用支撐技術(shù)三．物聯(lián)網(wǎng)感知與數(shù)據(jù)采集3.1感知節(jié)點與傳感芯片3.1.1特定傳感器節(jié)點平臺 側(cè)重于節(jié)點的超低功耗和體積微型化設(shè)計，但同時也決定了其處理能力和傳輸能力非常有限。UCBerkeley大學的Spec節(jié)點就是在2.5mm×2.5mm的硅片上集成了處理器、RAM、通信接口和傳感器的一種節(jié)點，它依靠一個附帶的微型電池供電可以連續(xù)工作幾年。另外，由UCBerkeley研發(fā)的SmartDust也是一種超微型的節(jié)點，其體積的設(shè)計目標是1mm3左右。為了減少體積和功耗，SmartDust放棄了傳統(tǒng)的射頻通信方式，而是采用光通信作為它的通信方式，由于采用了光通信的主動和被動兩種工作模式，其功耗可以進一步降低。SmartDust節(jié)點采用了微機電系統(tǒng)（MicroElectroMechanicalSystems，MEMS）技術(shù)。3.1.2通用傳感器節(jié)點平臺UCBerkeley的Mica系列節(jié)點為典型代表，主要包括Rene、Mica、Mica2、Mica2dot和MicaZ等不同版本，還包括性能增強版本IRIS節(jié)點。另外，還包括SUN公司生產(chǎn)的SUNSPOT節(jié)點，我國中科院計算技術(shù)研究所寧波分部設(shè)計生產(chǎn)的GAINSJ系列節(jié)點。3.1.3高性能傳感器節(jié)點平臺Imote2是一款先進的無線傳感器節(jié)點平臺，集成了Intel公司低功耗的PXA271XScaleCPU和兼容IEEE802.15.4的CC2420射頻芯片。IntelPXA271處理器可工作于低電壓（0.85V）、低頻率（13MHz）的模式，可進行低功耗操作，該處理器支持幾種不同的低功耗模式，如睡眠和深度睡眠模式。Imote2節(jié)點使用動態(tài)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)，頻率范圍可從13MHz達到416MHz。Imote2的正反兩面都設(shè)計有擴展接口等標準組件，正面提供標準I/O接口，用于擴展基本的芯片；反面附加高速接口，用于特殊I/O。正反兩面都可以連接的電池板為系統(tǒng)提供電源。Imote2可用于數(shù)字圖象處理、狀態(tài)維修、工業(yè)監(jiān)控和分析和地震及振動監(jiān)控等領(lǐng)域。3.1.4網(wǎng)關(guān)節(jié)點平臺網(wǎng)關(guān)平臺是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中不可缺少的部分，通常，它的處理能力和接口帶寬比其他幾類更高。它實現(xiàn)的是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與其他類型網(wǎng)絡(luò)之間，或者是不同無線傳感器網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換，由通用接口使用協(xié)議轉(zhuǎn)換功能實現(xiàn)。3.1.5節(jié)點組織結(jié)構(gòu)傳感器節(jié)點一般由：微控制器模塊、無線通信模塊、傳感器模塊和電源管理模塊四個部分組成。模擬模擬傳感器AD存儲器處理器網(wǎng)絡(luò)電源管理模塊收發(fā)器傳感器模塊微控制器模塊無線通信模塊3.1.6傳感器傳感器是指能感受規(guī)定的被測量，并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器種類繁多，具體應(yīng)用時，必須根據(jù)實際需求選擇合適的傳感器。傳感器有多種分類標準。敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換電路敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換電路3.2RFID讀寫系統(tǒng)3.2.1RFID讀寫系統(tǒng)概念主要由電子標簽和讀寫器構(gòu)成，但也需要結(jié)合使用許多其他組件，例如，計算機、通信網(wǎng)絡(luò)和軟件系統(tǒng)。電子標簽、讀寫器和所有這些組件共同工作，組成了完整的解決方案。3.2.2RFID標簽的組成RFID電子標簽一般由天線、調(diào)制器、編碼發(fā)生器、時鐘及存儲器等模塊組成。 天線電源天線電源調(diào)制器控制器(CPU)編碼發(fā)生器時鐘存儲器3.2.3RFID標簽的組成時鐘把所有電路功能時序化（timing），以使存儲器中的數(shù)據(jù)在精確的時間內(nèi)被傳送到讀寫器。存儲器中的數(shù)據(jù)是應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)定的唯一性編碼，在電子標簽被安裝在識別對象上以前已經(jīng)被寫入。標簽數(shù)據(jù)被讀出時，編碼發(fā)生器對存儲器中的數(shù)據(jù)進行編碼，而調(diào)制器接收由編碼器編碼后的信息，并通過天線電路將此信息發(fā)射/反射到讀寫器。數(shù)據(jù)寫入時，由控制器控制，將天線接收到的信號解碼后寫入到存儲器。3.2.4RFID標簽的分類標簽供電方式標簽工作方式標簽讀寫方式標簽作用距離標簽工作頻率。3.2.5RFID讀寫系統(tǒng)的核心模塊核心模塊包括讀寫器和標簽，其基本組織模型： 數(shù)據(jù)讀寫器電子標簽讀寫器電子標簽天線天線能量時序3.3節(jié)點定位無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是用來監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)部署區(qū)域內(nèi)各種環(huán)境信息的，但是，在不知道節(jié)點位置的情況下，傳感器節(jié)點感知的許多數(shù)據(jù)往往沒有意義。3.3.1GPS與位置計算GPS全球定位系統(tǒng)定位原理GPS定位的基本原理是利用高速運動衛(wèi)星的瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測節(jié)點的位置。GPS定位適用于無遮擋的室外環(huán)境，用戶節(jié)點能耗高、體積大，成本也比較高，這使得GPS定位系統(tǒng)適用于低成本、自組織網(wǎng)絡(luò)時的困難比較大。3.3.2基于距離的節(jié)點定位 基于距離的定位機制是通過測量相鄰節(jié)點之間的實際距離或方位進行定位，具體過程通常分為如下三個階段：第一階段是測距階段，未知節(jié)點首先測量獲得到鄰居節(jié)點的距離或角度，然后，進一步計算到鄰近信標節(jié)點的距離或方位。第二階段是定位階段，未知節(jié)點在計算出到達三個或三個以上信標節(jié)點的距離或角度后，利用三邊測量法、三角測量法或極大似然估計法計算出未知節(jié)點的坐標。第三階段是修正階段，對求得的節(jié)點的坐標進行求精，提高定位精確度、減少誤差。3.3.3距離無關(guān)的節(jié)點定位雖然基于距離的定位能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位，但對節(jié)點的硬件要求往往很高。出于硬件成本、能耗等因素的考慮，人們提出了距離無關(guān)的定位技術(shù)。距離無關(guān)的定位技術(shù)就是無需測量節(jié)點間的絕對距離或方位的定位技術(shù)，降低了對節(jié)點硬件的要求，但定位誤差有所增加。目前，有一類距離無關(guān)的定位方法，它通過已經(jīng)完成定位的鄰居節(jié)點或信標節(jié)點確定包含未知節(jié)點的區(qū)域，然后把這個區(qū)域的質(zhì)心作為未知節(jié)點的坐標，而質(zhì)心算法正是運用這種思想來完成定位的。南加州大學Bulusu等人提出的質(zhì)心算法(centroidalgorithm)是一種典型的距離無關(guān)的定位算法，在自由室外環(huán)境中，利用未知節(jié)點與信標節(jié)點之間的連通性實現(xiàn)節(jié)點定位。3.4數(shù)據(jù)采集與A/D轉(zhuǎn)換3.4.1數(shù)據(jù)采集模塊組成在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，前端被控實體的信號可以是電量（如電流、電壓），也可以是非電量（如加速度、溫/濕度、磁力、水流量等），這些量在時間和幅值上都是連續(xù)變化的，我們把它們稱為模擬量。現(xiàn)在的計算機都是數(shù)字計算機，只能處理數(shù)字量，而傳感器節(jié)點作為一種特殊的計算機，也只能處理數(shù)字信號。因此，各種模擬量都必須通過傳感器變換成相應(yīng)的電信號，再通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送給傳感器節(jié)點處理。多路多路開關(guān)A/D轉(zhuǎn)換傳感器節(jié)點存儲模塊傳感器傳感器感知物體通信模塊3.4.2A/D轉(zhuǎn)換原理根據(jù)不同的轉(zhuǎn)換原理，A/D轉(zhuǎn)換器可以分為:計數(shù)式、雙積分式、并行式、逐次逼近式等。計數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡單，但轉(zhuǎn)換速度慢，且轉(zhuǎn)換時間隨輸入不同而變化。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器速度不夠理想，但其抗干擾能力強、轉(zhuǎn)換精度高。并行式A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度快，但因結(jié)構(gòu)復雜而成本較高。傳感器節(jié)點中廣泛采用逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器作為模數(shù)接口電路，它的轉(zhuǎn)換速度較高、轉(zhuǎn)換時間穩(wěn)定，且結(jié)構(gòu)不復雜。四．物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸4.1物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)4.1.1光纖通信光纖通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)主要包括三部分：發(fā)送端、接收端和光纖傳輸系統(tǒng)，如下圖所示。發(fā)送端的信源產(chǎn)生需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，并由電發(fā)射機轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴＝邮斩私邮諄碜怨饫w傳輸系統(tǒng)的電信號，由電接收機將其轉(zhuǎn)換為原始數(shù)據(jù)，再送達信宿。光纖傳輸系統(tǒng)輸入的是電信號，輸出是電信號。信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信信4.1.2射頻通信射頻（RadioFrequency，RF）通信是指該頻率的載波能通過天線發(fā)射出去（反之亦然），以交變的電磁場形式在自由空間以光速傳播，碰到不同介質(zhì)時傳播速率發(fā)生變化，也會發(fā)生電磁波的反射、折射、繞射、穿透等，從而引起各種損耗。進行射頻通信的電磁波頻率較高，一般常指幾十到幾百兆赫的頻段，即VHF-UHF頻段。更高的頻率，則稱為微波。在物聯(lián)網(wǎng)中廣泛采用的射頻識別（RFID）技術(shù)就是基于射頻通信。微軟、IBM、飛利浦和日立等巨頭企業(yè)，都對RFID技術(shù)傾注了巨大的熱情；TI、Intel等美國集成電路廠商都在RFID領(lǐng)域投入巨資進行RFID芯片開發(fā)，而IBM和微軟等企業(yè)已經(jīng)積極開發(fā)相應(yīng)的軟件及系統(tǒng)來支持RFID的應(yīng)用。射頻通信技術(shù)利用無線射頻方式在閱讀器和射頻卡之間進行非接觸、雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達到目標識別和數(shù)據(jù)交換的目的。與傳統(tǒng)的條型碼、磁卡及IC卡相比，射頻通信卡具有非接觸、閱讀速度快、無磨損、不受環(huán)境影響、壽命長、便于使用的優(yōu)點，而且具有防沖突功能，能夠在一張卡上分扇區(qū)同時處理多種信息，便于實現(xiàn)“一卡通”工程。在國內(nèi)外，基于射頻通信的識別技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制等眾多領(lǐng)域。4.1.3寬帶通信寬帶通信網(wǎng)絡(luò)是一種全數(shù)字化、寬帶、具有綜合業(yè)務(wù)能力的智能化通信網(wǎng)絡(luò)，寬帶通信網(wǎng)的顯著特點就是在數(shù)據(jù)傳輸上突破了速度、容量和時間空間的限制。寬帶通信網(wǎng)絡(luò)大致可分為寬帶骨干網(wǎng)絡(luò)和寬帶接入網(wǎng)絡(luò)。4.2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸是物聯(lián)網(wǎng)前端數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾渭夹g(shù)，通過無線介質(zhì)，前端節(jié)點將感知的數(shù)據(jù)在多節(jié)點協(xié)同下，以多跳（經(jīng)過多個中間節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)）方式傳遞到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點（無線和有線的橋接），再實現(xiàn)Internet的遠程數(shù)據(jù)采集和控制。包括四個方面的內(nèi)容：無線局域網(wǎng)無線自組網(wǎng)無線個域網(wǎng)無線傳感網(wǎng)4.3介質(zhì)訪問技術(shù)介質(zhì)訪問技術(shù)，用于解決不同網(wǎng)絡(luò)中共享信道的分配問題包括3個方面的內(nèi)容：基于預分配的介質(zhì)訪問技術(shù)基于競爭的介質(zhì)訪問技術(shù)無線個域網(wǎng)混合式介質(zhì)訪問技術(shù)4.4網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的核心環(huán)節(jié)，可靠的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)直接影響到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項目能否正確工作、完成相應(yīng)的功能。包括3個方面的內(nèi)容：互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)網(wǎng)關(guān)管理五．物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理5.1后臺數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫是一項專門研究如何科學地組織和存儲數(shù)據(jù)、如何高效地獲取和處理數(shù)據(jù)的技術(shù)。5.1.1關(guān)系型數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫（RelationalDataBase,RDB）是基于關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型的主要特點如下： (1)關(guān)系模型的概念單一，實體以及實體之間的聯(lián)系都用關(guān)系來表示； (2)以關(guān)系代數(shù)為基礎(chǔ)，易于形式化表示； (3)數(shù)據(jù)獨立性強，數(shù)據(jù)的物理存儲和存取路徑對用戶隱藏； (4)關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言是非過程化的，這樣可以將用戶從通過編程一步一步引導查詢操作執(zhí)行的過程中解脫出來，大大降低了用戶編程的難度。5.1.2SQL查詢語言結(jié)構(gòu)化查詢語言（StructuredQueryLanguage,SQL）是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標準語言，它具有通用、功能性強等優(yōu)點，而且它的功能不僅僅局限于查詢。支持SQL的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都支持數(shù)據(jù)庫的三級模式（Schema）結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)如下所示:外模式模式SQL視圖1基SQL視圖1基本表2存儲文件1基本表1基本表3基本表4視圖2存儲文件5.2資源受限網(wǎng)絡(luò)的分級數(shù)據(jù)融合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種資源受限的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點僅提供有限的計算能力、通信能力和供電能力，而且，在這種網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點過多、分布較廣。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)節(jié)點間距離的遠近劃分成簇（Clustering），而基于簇的分層結(jié)構(gòu)具有天然的分布式處理能力，這樣可以提高受限網(wǎng)絡(luò)的資源利用率和數(shù)據(jù)處理的效率。5.2.1節(jié)點的分簇控制分簇的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)規(guī)模的擴大，節(jié)點鏈路處理開銷不斷加大，網(wǎng)絡(luò)對事件的響應(yīng)速度變慢，可以通過傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點分簇控制機制來解決這些問題。分簇是指將傳感器網(wǎng)絡(luò)中一定區(qū)域內(nèi)的節(jié)點組成稱為簇（cluster）的控制單元，每個簇成員（clustermember）都把自己感知的數(shù)據(jù)傳輸給簇頭（clusterhead）。簇頭是一個分布式處理中心，即無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個匯聚節(jié)點（sinknode）。簇頭作為小規(guī)模范圍內(nèi)的節(jié)點控制者，它負責收集和協(xié)調(diào)簇內(nèi)節(jié)點監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，再傳輸給基站（base-station）。5.2.2簇內(nèi)數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)融合的概念始于20世紀70年代初期，在80年代得到了長足發(fā)展。近幾年來，數(shù)據(jù)融合技術(shù)已經(jīng)引起世界范圍內(nèi)的普遍關(guān)注，且在一些重大研究項目上取得了突破性進展，不少數(shù)據(jù)融合技術(shù)的研究成果和實用系統(tǒng)已在1991年的海灣戰(zhàn)爭中得到實戰(zhàn)驗證，取得了理想效果。多傳感器數(shù)據(jù)融合的工作原理就像人腦綜合處理信息一樣，充分利用多個傳感器資源，通過對多傳感器及其觀測信息的合理支配和使用，把多傳感器在空間或時間上冗余或互補信息依據(jù)某種準則來進行組合，從而獲得被測對象的一致性解釋或描述。6.2.3分布式數(shù)據(jù)存儲與處理圖靈獎獲得者JimGray指出，隨著計算機處理能力的提高、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進步和存儲容量的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)處理、存儲、傳輸越來越廉價，數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)組織才是真正最有價值的東西。數(shù)據(jù)的存儲和處理經(jīng)歷了由集中式向分布式發(fā)展的歷程。1.集中式數(shù)據(jù)處理集中式計算機網(wǎng)絡(luò)是一個大型的中央計算系統(tǒng)，其終端是客戶機。數(shù)據(jù)全部存儲在中央系統(tǒng)內(nèi)，由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行管理，而且所有的處理都由該大型計算系統(tǒng)來完成，終端只是用來輸入和輸出。在這種計算模式里，終端自己不作任何數(shù)據(jù)處理，所有任務(wù)都在中央主機上進行處理。2.分布式數(shù)據(jù)處理個人計算機的性能不斷提高及其使用的普及使得處理能力分布到網(wǎng)絡(luò)上的所有計算機成為可能，分布式計算就是利用互聯(lián)網(wǎng)上計算機CPU的閑置處理能力來合力解決大型計算問題的一種計算科學。3.分布式數(shù)據(jù)存儲分布式數(shù)據(jù)