2.1 物联网的基本组成
物联网的体系结构如图2.1所示,从下到上依次可以划分为感知层、网络层和应用层。各层之间,信息不是单向传递的,也有交互或控制。在所传递的信息中,主要是物的信息,包括物的识别码、物的静态信息和物的动态信息等。
图2.1 物联网的体系结构
1.感知层
物联网要实现物与物的通信,其中“物”的感知是非常重要的。感知层是物联网的感觉器官,用来识别物体、采集信息。
亚里士多德曾对“物”给出了解释:“物”即存在。“物”能够在空间和时间上存在和移动,可以被辨别,一般可以通过事先分配的数字、名字或地址进行编码,然后加以辨识。感知层利用最多的是射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统等技术,感知层的目标是利用上述诸多技术形成对客观世界的全面感知。在感知层中,物联网的终端是多样性的,现实世界中越来越多的物理实体需要实现智能感知,这就涉及众多的技术层面。在与物联网终端相关的多种技术中,核心是要解决智能化、低功耗、低成本和小型化的问题。
2.网络层
物联网当然离不开网络。物联网的价值主要在于网,而不在于物。网络层是物联网的神经系统,负责将感知层获取的信息进行处理和传输。
网络层是一个庞大的网络体系,用于整合和运行整个物联网。网络层包括接入网与互联网的融合网络、网络管理中心、信息处理中心等。接入网有无线接入网和有线接入网,通过接入网能将信息传入互联网。网络管理中心和信息处理中心是实现以数据为中心的物联网中枢,用于存储、查询和处理感知层获取的信息。
3.应用层
物联网建设的目标是为用户提供更好的应用和服务体验。应用层形成了物联网的“社会分工”,这类似于人类社会的分工。每行每业都需要进行各自的物联网建设,以不同的应用目的完成各自“分工”的物联网。物联网结合行业需求,与行业专业技术深度融合,可以实现所有行业的智能化,进而实现整个世界的智能化,这也是物联网的建设目的。
应用层把感知和传输来的信息进行分析,做出正确的控制和决策,解决信息处理和人机交互的问题。应用层主要基于软件技术和计算机技术实现,这其中大数据和云计算作为海量数据分析的平台,可以为用户提供丰富的特定服务。应用层涵盖了国民经济和社会生活的每一个领域,包括制造领域、物流领域、医疗领域、身份识别领域、军事领域、交通领域、食品领域、防伪安全领域、资产管理领域、图书领域、动物领域、农业领域、电力管理领域、电子支付领域、环境监测领域、智能家居领域等。应用层的不断开发将会带动物联网技术的研发,带动物联网产业的发展,最终带来物联网的普及。