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2023-11-04
物联网体系的三层结构及实训教程
【摘要】：物联网体系结构一般划分为三个层次，即感知层、网络层、应用层。网络层位于物联网三层结构中的第二层，其功能为“传送”，即通过通信网络进行信息传输。物联网的网络层基本上是综合了已有的全部网络形式来构建更加广泛的“互联”。由于物联网的网络层承担着巨大的数据量，并且面临更高的服务质量要求，物联网需要对现有网络进行融合和扩展，利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。
物联网体系结构一般划分为三个层次，即感知层、网络层、应用层。
1.感知层。感知层解决的是人类世界和物理世界的数据获取问题，由各种传感器以及传感器网关构成。
该层被认为是物联网的核心层，主要进行物品标识和信息的智能采集，它由基本的感应器件（如RFID标签和读写器、各类传感器、摄像头、GPS、二维码标签和识读器等基本标识和传感器件）以及感应器组成的网络（如RFID网络、传感器网络等）两大部分组成。该层的核心技术包括射频技术、新兴传感技术、无线网络组网技术、现场总线控制技术（FCS）等，涉及的核心产品包括传感器、电子标签、传感器节点、无线路由器、无线网关等。
2.网络层。网络层位于物联网三层结构中的第二层，其功能为“传送”，即通过通信网络进行信息传输。网络层作为纽带连接着感知层和应用层，它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息安全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。
物联网网络层包含接入网和传输网，分别实现接入功能和传输功能。传输网由公网与专网组成，典型传输网络包括电信网（固网、移动通信网）、广电网、互联网、电力通信网、专用网（数字集群）。接入网包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式，用于实现底层的传感器网络、RFID网络最后一公里的接入。
物联网的网络层基本上是综合了已有的全部网络形式来构建更加广泛的“互联”。每种网络都有自己的特点和应用场景，互相组合才能发挥出最大的作用。因此，在实际应用中，信息往往经由任何一种网络或几种网络组合的形式进行传输。(www.chuimin.cn)
由于物联网的网络层承担着巨大的数据量，并且面临更高的服务质量要求，物联网需要对现有网络进行融合和扩展，利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。物联网的网络层自然也成了各种新技术的舞台，如3G／4G通信网络、IPv6、Wi－Fi和WiMAX、蓝牙、ZigBee等等。
3.应用层。应用层也可称为处理层，解决的是信息处理和人机界面的问题。网络层传输而来的数据在这一层里进入各类信息系统进行处理，并通过各种设备与人进行交互。
处理层由业务支撑平台（中间件平台）、网络管理平台（如M2M管理平台）、信息处理平台、信息安全平台、服务支撑平台等组成，完成协同、管理、计算、存储、分析、挖掘以及提供面向行业和大众用户的服务等功能。其典型技术包括中间件技术、虚拟技术、高可信技术，云计算服务模式、SOA系统架构方法等，其先进技术和服务模式可被广泛采用。
在各层之间，信息不是单向传递的，可有交互、控制等，各层所传递的信息多种多样，包括在特定应用系统范围内能唯一标识物品的识别码和物品的静态与动态的信息。尽管物联网在智能工业、智能交通、环境保护、公共管理、智能家庭、医疗保健等经济和社会各个领域的应用特点千差万别，但是每个应用的基本架构都包括感知、传输和应用三个层次，各种行业和各种领域的专业应用子网都是基于三层基本架构构建的。
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