下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
1．物联网的体系构架
目前对于物联网的体系构架，国际电信联盟给出了公认的三个层次，从下到上依次是感知层、网络层和应用层，如图2-4所示。
图2-4 物联网的体系构架 [2]
1）感知层
物联网的感知层主要完成物理世界中信息的采集和数据的转换与收集，主要由各种传感器（或控制器）和短距离传输网络组成。传感器（或控制器）用于对物体的各种信息进行全面感知、采集、识别并实现控制，短距离传输网络将传感器收集的数据发送到网关或将应用平台控制指令发送到控制器。感知层的关键支撑技术为传感器技术和短距离传输网络技术。
2）网络层
物联网的网络层主要完成信息的传递和处理，由接入单元和接入网络组成。接入单元是连接感知层的网桥，汇聚从感知层获得的数据，并将数据发送到接入网络。接入网络主要借助现有的通信网络，安全、可靠、快速地传递感知层信息，实现远距离通信。网络层的关键技术包含了现有的通信技术，如移动通信技术、有线宽带技术等，也包含了终端技术，如实现传感网与通信网结合的网桥设备等。
3）应用层
应用层是物联网和用户的接口，主要任务是对物理世界的数据进行处理、分析和决策，主要包括物联网中间件和物联网应用。物联网中间件是一种独立的系统软件或者服务程序，将公共的技术进行统一封装；而物联网应用是用户直接使用的各种应用，主要包括企业和行业应用、家庭物联网应用，如生态监控应用、车载应用等。应用层的主要技术是各类高性能计算与服务技术。
2．物联网的关键技术
国际电信联盟报告指出，射频识别（RFID）技术、传感技术、智能技术、纳米技术是物联网的四个关键性技术，其中，RFID技术被称为四大技术之首，是构建物联网的基础技术。 [3]
1）射频识别技术
RFID技术是一种高级的非接触式自动识别技术，它通过无线射频的方式识别目标对象和获取数据，可以在各种恶劣环境下工作，识别过程无需人工干预。RFID技术源于20世纪80年代，到了90年代进入应用阶段。与传统的条码相比，它具有数据存储量大、使用寿命长、无线无源、防水和安全防伪等特点，具有快速读写、长期跟踪管理等优势。
2）传感技术
传感技术是指从物理世界获取信息，并对所收集的信息进行处理和识别的技术，其在物联网中的主要功能是对物理世界进行信息的采集和处理，涉及传感器、信息的处理和识别。传感器是感受被测物理量并按照一定的规律将被测量转化成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成；信息处理主要是指对收集的信息进行存储、转化和传送，信息的总量保持不变；信息识别是对处理过的信息进行分辨和归类，根据提取的信息特征与对象的关联模型进行分类和识别。
3）智能技术
智能技术是指通过在物体中嵌入智能系统，使物体具备一定的智能化，能够和用户实现沟通，从而进行信息交换。目前主要的智能技术包括机器学习、模式识别、信息融合、数据挖掘及云计算等，本章后续将着重介绍机器学习与云计算。在物联网中，智能技术主要完成物品的“说话”功能。
4）纳米技术
纳米技术指在0.1～100nm微尺度上的一类高新技术。纳米技术可以使传感器尺寸更小、精确度更高，可以极大地改善传感器的性能。结合纳米技术与传感技术，可以将物联网中体积越来越小的物体进行连接，从而扩展物联网的边界范围。