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海洋物联网以多维海洋感知网络、岸海跨域融合通信网络、海洋大数据中心等海洋信息化设施为基础，融合运用云计算、大数据、人工智能、数字孪生、区块链等信息技术，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的海洋应用，具有海洋综合感知、异构互联、虚实融合可视、信息安全共享、云计算与边缘计算相结合等特征。
海洋物联网信息感知网络包括岸基对海观测信息节点，海基多功能浮台、浮标、潜标、岛礁、钻井平台等固定信息节点以及航运船、渔船、养殖工船、无人船艇、水下潜航器等机动信息节点，空基无人机与天基卫星等空/天海洋遥感信息节点等各种形态信息节点。在每一个信息节点上都按需部署了多种海洋目标监视与海洋环境观测设备，实现对海洋空间空中、海面、水下的综合感知。
与广泛使用互联网的陆地物联网不同，海洋物联网更多地利用卫星通信、公网通信、专网通信、海面组网通信、水声通信等异构网络，提供水下与海面、陆地与海洋的跨域通信，为实现信息有效传输，需针对异构通信网络建立跨域通信网关，以适应各种异构网络的互联。
在海洋物联网应用系统中，利用数字孪生、二维/三维GIS等技术，开展设备/目标/环境等海洋数据建模、大数据分析预测、人工智能决策支持，为海洋信息服务提供虚拟融合可视化展现与远程智能化管控，实现海洋装备健康管理，海洋目标态势监控、海洋环境多物理场可视化等。
目前区块链与物联网的融合已经成为热点，区块链技术定义了机器与机器之间的信任机制和合作协议，在不引入第三方中介机构的前提下，为物联网应用提供防篡改、可追溯、数据加密等安全性保障。海洋物联网应用系统针对海洋数据安全问题，采用区块链技术，提供海洋物联网跨信息节点域的信任互联和数据安全共享。
海洋物联网采用岸基集中式云计算、海基信息节点分布式边缘计算以及智能感传终端相结合的方式，为用户提供低时延、高安全和灵活运用的云边端协同服务。通常，海洋物联网在岸基云计算中心或岸基海洋业务应用中心为海洋物联网应用系统提供计算、存储、网络等基础服务。边缘计算被部署在靠近实时数据源头端，进行原始数据分类提取、清洗去噪、打包压缩、加密传输等预处理，形成分布式边缘计算能力，减轻云中心负荷，为应用提供更快的响应。海洋物联网广泛采用多种类型的智能化感传终端，远程实时接入边缘计算或云计算。