第2章-物联网架构技术--《物联网技术基础教程》ppt课件.ppt

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1、第2章物联网架构技术学习任务物联网结构未来的物联网架构技术案例:上海嘉定物联网工程示范项目123本章主要涉及：2.1物联网结构从物联网的功能上来说，应该具备四个特征：一是全面感知能力，可以利用RFID、传感器、二维条形码等获取被控/被测物体的信息;二是数据信息的可靠传递，可以通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去;2.1物联网结构三是可以智能处理，利用现代控制技术提供的智能计算方法，对大量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。四是可以根据各个行业、各种业务的具体特点形成各种单独的业务

2、应用，或者整个行业及系统的建成应用解决方案。2.1物联网结构2.1物联网结构而按照更为科学及严谨的表述，物联网结构应分成:①感知识别层②网络构建层③管理服务层④综合应用层2.1.1感知识别层感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层的主要技术。例如张贴安装在设备上的RFID标签和用来识别RFID信息的扫描仪、感应器都属于物联网的感知层。现在的高速公路不停车收费系统、超市仓储管理系统等都是基于这一类结构的物联网。2.1.1感知识别层感知层由传感器节点接入网关组成，智能节点感知

3、信息（温度、湿度、图像等），并自行组网传递到上层网关接入点，由网关将收集到的感应信息通过网络层提交到后台处理。当后台对数据处理完毕，发送执行命令到相应的执行机构完成对被控/被测对象的控制参数调整或发出某种提示信号以实现对其的一个远程监控。2.1.1感知识别层由传感器组成的感知结构2.1.2网络构建层网络是物联网最重要的基础设施之一。网络构建层在物联网四层模型中连接感知识别层和管理服务层，具有强大的纽带作用，高效、稳定、及时、安全地传输上下层的数据。物联网在网络构建层存在各种网络形式，通常使用的网络形式有如下几种：2.1

4、.2网络构建层①互联网：互联网/电信网是物联网的核心网络、平台和技术支持。IPv6的使用扫清了可接入网络的终端设备在数量上的限制。②无线宽带网：WiFi/WiMAX等无线宽带技术的覆盖范围较广，传输速度较快，为物联网提供高速可靠廉价且不受接入设备位置限制的互联手段。2.1.2网络构建层③无线低速网：ZigBee/蓝牙/红外等低速网络协议能够适应物联网中能力较低的节点的低速率、低通信半径、低计算能力和低能量来源等特征。④移动通信网：移动通信网络将成为“全面、随时、随地”传输信息的有效平台。高速、实时、高覆盖率、多元化处理

5、多媒体数据，为“物品触网”创造条件。2.1.2网络构建层网络构建层2.1.3管理服务层管理服务层位于感知识别和网络构建层之上，综合应用层之下，人们通常把物联网应用冠以“智能”的名称，如智能电网、智能交通、智能物流等，其中的智慧就来自这一层。当感知识别层生成的大量信息经过网络层传输汇聚到管理服务层，管理服务层解决数据如何存储（数据库与海量存储技术）、如何检索（搜索引擎）、如何使用（数据挖掘与机器学习）、如何不被滥用（数据安全与隐私保护）等问题。2.1.3管理服务层1.数据库物联网数据特点是海量性，多态性，关联性及语义性。

6、适应这种需求，在物联网中主要使用的是关系数据库和新兴数据库系统。①关系数据库系统作为一项有着近半个世纪历史的数据处理技术，仍可在物联网中使用，为物联网的运行提供支撑。②新兴数据库系统（NoSQL数据库）针对非关系型、分布式的数据存储，并不要求数据库具有确定的表模式，通过避免连接操作提升数据库性能。2.1.3管理服务层2.海量信息存储海量信息存储早期采用大型服务器存储，基本都是以服务器为中心的处理模式，使用直连存储（DAS，DirectAttachedStorage），存储设备（包括磁盘阵列，磁带库，光盘库等）作为服务器

7、的外设使用。2.1.3管理服务层随着网络技术的发展，服务器之间交换数据或向磁盘库等存储设备备份时，都是通过局域网进行，这是主要应用网络附加存储（NAS，NetworkAttachedStorage）技术来实现网络存储，但这将占用大量的网络开销，严重影响网络的整体性能。2.1.3管理服务层为了能够共享打容量，高速度存储设备，并且不占用局域网资源的海量信息传输和备份，就需要专用存储区域网络（SAN,StorageAreaNetwork）来实现。2.1.3管理服务层3.数据中心数据中心不仅包括计算机系统和配套设备（如通信/存

8、储设备），还包括冗余的数据通信连接/环境控制设备/监控设备及安全装置，是一大型的系统工程。通过高度的安全性和可靠性提供及时持续的数据服务，为物联网应用提供良好的支持。典型的数据中心如Google/Hadoop数据中心。2.1.3管理服务层4.搜索引擎Web搜索引擎是一个能够在合理响应时间内，根据用户的查询关键词，返回一个包含相关信