物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用-體系架構(gòu)

1、 朱淑真朱淑真 2.1.1 l 物聯(lián)網(wǎng)是近年來的熱點，人人都在提物聯(lián)網(wǎng)，但物聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)是近年來的熱點，人人都在提物聯(lián)網(wǎng)，但物聯(lián)網(wǎng)到底是什么？究竟能做什么？本節(jié)將對幾種與普通用戶關(guān)系底是什么？究竟能做什么？本節(jié)將對幾種與普通用戶關(guān)系緊密的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)行介紹。緊密的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)行介紹。 l 應(yīng)用場景一：當(dāng)你早上拿車鑰匙出門上班，在電腦旁待命應(yīng)用場景一：當(dāng)你早上拿車鑰匙出門上班，在電腦旁待命的感應(yīng)器檢測到之后就會通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)自動發(fā)起一系列事的感應(yīng)器檢測到之后就會通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)自動發(fā)起一系列事件，比如通過短信或者喇叭自動播報今天的天氣，在電腦件，比如通過短信或者喇叭自動播報今天的天氣，在電腦上顯示快捷

2、通暢的開車路徑并估算路上所花時間，同時通上顯示快捷通暢的開車路徑并估算路上所花時間，同時通過短信或者即時聊天工具告知你的同事你將馬上到達(dá)等。過短信或者即時聊天工具告知你的同事你將馬上到達(dá)等。 l 應(yīng)用場景二：聯(lián)網(wǎng)冰箱也將是最常見的物聯(lián)網(wǎng)物品之一。應(yīng)用場景二：聯(lián)網(wǎng)冰箱也將是最常見的物聯(lián)網(wǎng)物品之一。想象一下，聯(lián)網(wǎng)冰箱可以監(jiān)視冰箱里的食物，在我們?nèi)コ胂笠幌?，?lián)網(wǎng)冰箱可以監(jiān)視冰箱里的食物，在我們?nèi)コ械臅r候，家里的冰箱會告訴我們?nèi)鄙傩┦裁矗矔嬖V市的時候，家里的冰箱會告訴我們?nèi)鄙傩┦裁矗矔嬖V我們食物什么時候過期。它還可以跟蹤常用的美食網(wǎng)站，我們食物什么時候過期。它還可以跟蹤常用的美食網(wǎng)站，為收

3、集食譜并在你的購物單里添加配料。這種冰箱知道你為收集食譜并在你的購物單里添加配料。這種冰箱知道你喜歡吃什么東西，依據(jù)的是你給每頓飯做出的評分。它可喜歡吃什么東西，依據(jù)的是你給每頓飯做出的評分。它可以照顧你的身體，因為它知道什么食物對你有好處。以照顧你的身體，因為它知道什么食物對你有好處。2.1.1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景 右圖右圖形象地表示了物聯(lián)網(wǎng)在我們?nèi)粘Ｐ蜗蟮乇硎玖宋锫?lián)網(wǎng)在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用。圖中只是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用生活中的應(yīng)用。圖中只是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的很小一部分，實際的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更的很小一部分，實際的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更加豐富多彩，還有待于人們不斷地開加豐富多彩，還有待于人們不斷地開發(fā)實現(xiàn)。發(fā)實現(xiàn)

4、。 目前已經(jīng)有不少物聯(lián)網(wǎng)范疇目前已經(jīng)有不少物聯(lián)網(wǎng)范疇的應(yīng)用，譬已經(jīng)投入試點運營的高速的應(yīng)用，譬已經(jīng)投入試點運營的高速公路不停車收費系統(tǒng)（公路不停車收費系統(tǒng)（ETCETC），基于），基于 RFID RFID 的手機錢包付費應(yīng)用等。等各類的手機錢包付費應(yīng)用等。等各類感知節(jié)點遍布中國之后，即使坐在家感知節(jié)點遍布中國之后，即使坐在家中，你也能感知黃果樹瀑布流速和水中，你也能感知黃果樹瀑布流速和水量的大??；通過物聯(lián)網(wǎng)，能了解到你量的大小；通過物聯(lián)網(wǎng)，能了解到你中意的樓盤的噪聲情況、甲醛是否超中意的樓盤的噪聲情況、甲醛是否超標(biāo)，等等，生活方式會有很多意想不標(biāo)，等等，生活方式會有很多意想不到的改變。不僅是大

5、家的日常生活，到的改變。不僅是大家的日常生活，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用遍及智能交通、公共安物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用遍及智能交通、公共安全等多個領(lǐng)域，必將擁有巨大市場。全等多個領(lǐng)域，必將擁有巨大市場。2.1.2 物聯(lián)網(wǎng)需求分析物聯(lián)網(wǎng)需求分析 物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是物理世界和數(shù)字世界的融合。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是物理世界和數(shù)字世界的融合。 物聯(lián)網(wǎng)是為了打破地域限制，實現(xiàn)物物之間按需進(jìn)行的信物聯(lián)網(wǎng)是為了打破地域限制，實現(xiàn)物物之間按需進(jìn)行的信息獲取、傳遞、存儲、融合、使用等服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。因此，息獲取、傳遞、存儲、融合、使用等服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。因此，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該具備如下物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該具備如下 3 3 個能力。個能力。 （1 1）全面感知：利用）全面感知

6、：利用 RFIDRFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息，包括用戶位置、周邊環(huán)境、個體喜好、身取物體的信息，包括用戶位置、周邊環(huán)境、個體喜好、身體狀況、情緒、環(huán)境溫度、濕度，以及用戶業(yè)務(wù)感受、網(wǎng)體狀況、情緒、環(huán)境溫度、濕度，以及用戶業(yè)務(wù)感受、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等。絡(luò)狀態(tài)等。 （2 2）可靠傳遞：通過各種網(wǎng)絡(luò)融合、業(yè)務(wù)融合、終端融合）可靠傳遞：通過各種網(wǎng)絡(luò)融合、業(yè)務(wù)融合、終端融合、運營管理融合，將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。、運營管理融合，將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。 （3 3）智能處理：利用云計算、模糊識別等各種智能計算技）智能處理：利用云計算、模糊識別等各種智

7、能計算技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對物體進(jìn)行實時術(shù)，對海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對物體進(jìn)行實時智能化控制。智能化控制。 2.1.3 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 物聯(lián)網(wǎng)的特征在于感知、互聯(lián)和智能的疊加。因此，物物聯(lián)網(wǎng)的特征在于感知、互聯(lián)和智能的疊加。因此，物聯(lián)網(wǎng)由三個部分組成：感知部分，即以二維碼、聯(lián)網(wǎng)由三個部分組成：感知部分，即以二維碼、RFIDRFID、傳、傳感器為主，實現(xiàn)對感器為主，實現(xiàn)對“物物”的識別；傳輸網(wǎng)絡(luò)，即通過現(xiàn)有的識別；傳輸網(wǎng)絡(luò)，即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；智能的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；智能處理，即利用云計算、數(shù)據(jù)

8、挖掘、中間件等技術(shù)實現(xiàn)對物處理，即利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘、中間件等技術(shù)實現(xiàn)對物品的自動控制與智能管理等。品的自動控制與智能管理等。 目前在業(yè)界物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)也大致被公認(rèn)為有這三個層目前在業(yè)界物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)也大致被公認(rèn)為有這三個層次，底層是用來感知數(shù)據(jù)的感知層，第二層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇危讓邮怯脕砀兄獢?shù)據(jù)的感知層，第二層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層，最上面則是內(nèi)容應(yīng)用層，如下圖所示。所以，下網(wǎng)絡(luò)層，最上面則是內(nèi)容應(yīng)用層，如下圖所示。所以，下面將分別從三個層次進(jìn)行介紹。面將分別從三個層次進(jìn)行介紹。2.1.3 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.1.3 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 在物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中，可以這樣理解：感

9、知層相當(dāng)于人體的皮膚和五官；網(wǎng)絡(luò)層相當(dāng)于人體的神經(jīng)中樞和大腦；應(yīng)用層相當(dāng)于人的社會分工。 感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官識別物體，采集信息。感知層包括二維碼標(biāo)簽和識讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS等，作用是識別物體，采集信息。 網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦信息傳遞和處理。網(wǎng)絡(luò)層包括通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心和信息處理中心等。網(wǎng)絡(luò)層將感知層獲取的信息進(jìn)行傳遞和處理。 應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的“社會分工”與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)廣泛智能化。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合，與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)行業(yè)智能化，這類似于人的社會分工，最終構(gòu)成人類社會。2.2 感知層感知層 物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的主

10、要區(qū)別在于，物聯(lián)網(wǎng)擴大了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別在于，物聯(lián)網(wǎng)擴大了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通信范圍，即物聯(lián)網(wǎng)不僅僅局限于人與人之間的通信，還的通信范圍，即物聯(lián)網(wǎng)不僅僅局限于人與人之間的通信，還擴展到人與物、物與物之間的通信。在物聯(lián)網(wǎng)具體實現(xiàn)過程擴展到人與物、物與物之間的通信。在物聯(lián)網(wǎng)具體實現(xiàn)過程中，如何完成對物的感知這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)？中，如何完成對物的感知這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)？ 物聯(lián)網(wǎng)感知層解決的就是人類世界和物理世界的數(shù)據(jù)獲取問物聯(lián)網(wǎng)感知層解決的就是人類世界和物理世界的數(shù)據(jù)獲取問題，包括各類物理量、標(biāo)識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。感知層處于題，包括各類物理量、標(biāo)識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。感知層處于三層架構(gòu)的最底層，是物聯(lián)網(wǎng)

11、發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，具有物聯(lián)三層架構(gòu)的最底層，是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，具有物聯(lián)網(wǎng)全面感知的核心能力。作為物聯(lián)網(wǎng)的最基本一層，感知層網(wǎng)全面感知的核心能力。作為物聯(lián)網(wǎng)的最基本一層，感知層具有十分重要的作用。具有十分重要的作用。 感知層一般包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)短距離傳輸兩部分，即首先感知層一般包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)短距離傳輸兩部分，即首先通過傳感器、攝像頭等設(shè)備采集外部物理世界的數(shù)據(jù)，通過通過傳感器、攝像頭等設(shè)備采集外部物理世界的數(shù)據(jù)，通過藍(lán)牙、紅外、藍(lán)牙、紅外、ZigBeeZigBee、工業(yè)現(xiàn)場總線等短距離有線或無線傳、工業(yè)現(xiàn)場總線等短距離有線或無線傳輸技術(shù)進(jìn)行協(xié)同工作或者傳遞數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)設(shè)備。也可以只有

12、輸技術(shù)進(jìn)行協(xié)同工作或者傳遞數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)設(shè)備。也可以只有數(shù)據(jù)的短距離傳輸這一部分，特別是在僅傳遞物品的識別碼數(shù)據(jù)的短距離傳輸這一部分，特別是在僅傳遞物品的識別碼的情況下。的情況下。 2.2 感知層感知層感知層關(guān)鍵技術(shù)：傳感器技術(shù) 物品標(biāo)識技術(shù)： RFID技術(shù) 二維碼技術(shù)短距離無線傳輸技術(shù)： Zigbee 藍(lán)牙（Bluetooth）2.2 感知層感知層-傳感器技術(shù)傳感器技術(shù) 傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測的信息，并能將檢測感受到的信傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式

13、的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，對各種參量進(jìn)行信息采集和簡單加工處理的設(shè)備，被稱物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，對各種參量進(jìn)行信息采集和簡單加工處理的設(shè)備，被稱為物聯(lián)網(wǎng)傳感器。傳感器可以獨立存在，也可以與其他設(shè)備以一體方式為物聯(lián)網(wǎng)傳感器。傳感器可以獨立存在，也可以與其他設(shè)備以一體方式呈現(xiàn)，但無論哪種方式，它都是物聯(lián)網(wǎng)中的感知和輸入部分。在未來的呈現(xiàn)，但無論哪種方式，它都是物聯(lián)網(wǎng)中的感知和輸入部分。在未來的物聯(lián)網(wǎng)中，傳感器及其組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)將

14、在數(shù)據(jù)采集前端發(fā)揮重要的物聯(lián)網(wǎng)中，傳感器及其組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)將在數(shù)據(jù)采集前端發(fā)揮重要的作用。作用。 按是否具有信息處理功能來分，傳感器可分為一般傳感器和智能傳感器按是否具有信息處理功能來分，傳感器可分為一般傳感器和智能傳感器。一般傳感器采集的信息需要計算機進(jìn)行處理；智能傳感器帶有微處理。一般傳感器采集的信息需要計算機進(jìn)行處理；智能傳感器帶有微處理器，本身具有采集、處理、交換信息的能力，具備數(shù)據(jù)精度高、高可靠器，本身具有采集、處理、交換信息的能力，具備數(shù)據(jù)精度高、高可靠性與高穩(wěn)定性、高信噪比與高分辨力、強自適應(yīng)性、高性價比等特點。性與高穩(wěn)定性、高信噪比與高分辨力、強自適應(yīng)性、高性價比等特點。 2

15、.2 感知層感知層-RFID技術(shù)技術(shù) RFID RFID 是射頻識別（是射頻識別（Radio Frequency IdentificationRadio Frequency Identification）的英文縮寫）的英文縮寫，是，是 20 20 世紀(jì)世紀(jì) 90 90 年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，它利用射頻信年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，它利用射頻信號通過空間電磁耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通所傳遞的信息實現(xiàn)物體號通過空間電磁耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通所傳遞的信息實現(xiàn)物體識別。識別。 RFID RFID 系統(tǒng)主要由三部分組成：電子標(biāo)簽（系統(tǒng)主要由三部分組成：電子標(biāo)簽（TagTag）、讀寫器（

16、）、讀寫器（ReaderReader）和天線（和天線（AntennaAntenna）。其中，電子標(biāo)簽芯片具有數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用于存）。其中，電子標(biāo)簽芯片具有數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用于存儲待識別物品的標(biāo)識信息；讀寫器是將約定格式的待識別物品的標(biāo)識儲待識別物品的標(biāo)識信息；讀寫器是將約定格式的待識別物品的標(biāo)識信息寫入電子標(biāo)簽的存儲區(qū)中（寫入功能），或在讀寫器的閱讀范圍信息寫入電子標(biāo)簽的存儲區(qū)中（寫入功能），或在讀寫器的閱讀范圍內(nèi)以無接觸的方式將電子標(biāo)簽內(nèi)保存的信息讀取出來（讀出功能）；內(nèi)以無接觸的方式將電子標(biāo)簽內(nèi)保存的信息讀取出來（讀出功能）；天線用于發(fā)射和接收射頻信號，往往內(nèi)置在電子標(biāo)簽和讀寫器中。天線用于發(fā)射

17、和接收射頻信號，往往內(nèi)置在電子標(biāo)簽和讀寫器中。 RFID RFID 技術(shù)的工作原理是：電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器產(chǎn)生的磁場后，讀寫技術(shù)的工作原理是：電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器產(chǎn)生的磁場后，讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽），或者主動發(fā)送某一頻率的信號的產(chǎn)品信息（無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽），或者主動發(fā)送某一頻率的信號（有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽）；讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息（有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽）；讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。 廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域：物

18、流和供應(yīng)鏈管理、門禁安防系統(tǒng)、道路自動收費廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域：物流和供應(yīng)鏈管理、門禁安防系統(tǒng)、道路自動收費、航空行李處理、文檔追蹤、航空行李處理、文檔追蹤/ /圖書館管理、電子支付、生產(chǎn)制造和裝圖書館管理、電子支付、生產(chǎn)制造和裝配、物品監(jiān)視、汽車監(jiān)控、動物身份標(biāo)識等配、物品監(jiān)視、汽車監(jiān)控、動物身份標(biāo)識等 2.2 感知層感知層-二維碼技術(shù)二維碼技術(shù) 二維碼（2-dimensional bar code）也叫二維條碼或二維條形碼，是用某種特定的幾何形體按一定規(guī)律在平面上分布（黑白相間）的圖形來記錄信息的應(yīng)用技術(shù)。從技術(shù)原理來看，二維碼在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”和“1”比特流的

19、概念，使用若干與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示數(shù)值信息，并通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息的自動處理。 2.2 感知層感知層二維碼的特點歸納如下: （1）高密度編碼，信息容量大：可容納多達(dá) 1850 個大寫字母或節(jié)或 500 多個漢字，比普通條碼信息容量約高幾十倍。 （2）編碼范圍廣：二維碼可以把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數(shù)字化的信息進(jìn)行編碼，并用條碼表示。 （3）容錯能力強，具有糾錯功能：二維碼因穿孔、污損等引起局部損壞時，甚至損壞面積達(dá) 50%時，仍可以正確得到識讀。 （4）譯碼可靠性高：比普通條碼譯碼錯誤率百萬分之二要低得多，誤碼率不超過千萬分之一。 （5）可引入加

20、密措施：保密性、防偽性好。 （6）成本低，易制作，持久耐用。 （7）條碼符號形狀、尺寸大小比例可變。 （8）二維碼可以使用激光或 CCD 攝像設(shè)備識讀，十分方便。 與 RFID 相比，二維碼最大的優(yōu)勢在于成本較低，一條二維碼的成本僅為幾分錢，而 RFID標(biāo)簽因其芯片成本較高，制造工藝復(fù)雜，價格較高。 2.2 感知層感知層-Zigbee ZigBee 是一種短距離、低功耗的無線傳輸技術(shù)，是一種介于無線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)，它是 IEEE 802.15.4 協(xié)議的代名詞。ZigBee 的名字來源于蜂群使用的賴以生存和發(fā)展的通信方式，即蜜蜂靠飛翔和“嗡嗡”（Zig）地抖動翅膀與同伴傳遞新發(fā)現(xiàn)的食

21、物源的位置、距離和方向等信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。 ZigBee 采用分組交換和跳頻技術(shù)，并且可使用 3 個頻段，分別是 2.4GHz 的公共通用頻段、歐洲的 868MHz 頻段和美國的 915MHz 頻段。ZigBee 主要應(yīng)用在短距離范圍并且數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間。與藍(lán)牙相比，ZigBee 更簡單、速率更慢、功率及費用也更低。同時，由于 ZigBee 技術(shù)的低速率和通信范圍較小的特點，也決定了 ZigBee 技術(shù)只適合于承載數(shù)據(jù)流量較小的業(yè)務(wù)。 其目標(biāo)市場主要有 PC 外設(shè)（鼠標(biāo)、鍵盤、游戲操控桿）、消費類電子設(shè)備（電視機、CD、VCD、DVD 等

22、設(shè)備上的遙控裝置）、家庭內(nèi)智能控制（照明、煤氣計量控制及報警等）、玩具（電子寵物）、醫(yī)護(hù)（監(jiān)視器和傳感器）、工控（監(jiān)視器、傳感器和自動控制設(shè)備）等非常廣闊的領(lǐng)域。2.2 感知層感知層ZigBee 技術(shù)主要包括以下特點。 （1）數(shù)據(jù)傳輸速率低。只有 10250kbit/s，專注于低傳輸應(yīng)用。（2）低功耗。ZigBee 設(shè)備只有激活和睡眠兩種狀態(tài)，而且 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中通信循環(huán)次數(shù)非常少，工作周期很短，所以一般來說兩節(jié)普通 5 號干電池可使用 6 個月以上。 （3）成本低。因為 ZigBee 數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本。 （4）網(wǎng)絡(luò)容量大。ZigBee 支持星形、簇形和網(wǎng)狀網(wǎng)

23、絡(luò)結(jié)構(gòu)，每個 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)最多可支持 255 個設(shè)備，也就是說每個 ZigBee 設(shè)備可以與另外 254 臺設(shè)備相連接。 （5）有效范圍小。有效傳輸距離 1075m，具體依據(jù)實際發(fā)射功率的大小和各種不同的應(yīng)用模式而定，基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環(huán)境。 （6）工作頻段靈活。使用的頻段分別為 2.4GHz、868MHz（歐洲）及 915MHz（美國），均為免執(zhí)照頻段。（7）可靠性高。采用了碰撞避免機制，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時隙，避免 了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突；節(jié)點模塊之 間具有自動動態(tài)組網(wǎng)的功能，信息在整 個ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中通過自動路由的方式進(jìn)行傳輸，從而保證了信

24、息傳輸?shù)目煽啃浴?（8）時延短。ZigBee 針對時延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短。（9）安全性高。ZigBee 提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒定功能，采用 AES-128 加密算法，同時根據(jù)具體應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。 2.2 感知層感知層-藍(lán)牙藍(lán)牙 藍(lán)牙（Bluetooth）是一種無線數(shù)據(jù)與話音通信的開放性全球規(guī)范，和 ZigBee 一樣，也是一種短距離的無線傳輸技術(shù)。其實質(zhì)內(nèi)容是為固定設(shè)備或移動設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的短距離無線接口，將通信技術(shù)與計算機技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合起來，是各種設(shè)備在無電線或電纜相互連接的情況下，能在短距離范圍內(nèi)實現(xiàn)相互通信或操作的一種技術(shù)

25、。 藍(lán)牙采用高速跳頻（Frequency Hopping）和時分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）等先進(jìn)技術(shù)，支持點對點及點對多點通信。其傳輸頻段為全球公共通用的 2.4GHz 頻段，能提供1Mbit/s 的傳輸速率和 10m 的傳輸距離，并采用時分雙工傳輸方案實現(xiàn)全雙工傳輸。 藍(lán)牙除具有和 ZigBee 一樣，可以全球范圍適用、功耗低、成本低、抗干擾能力強等特點外，還有許多它自己的特點。 （1）同時可傳輸話音和數(shù)據(jù)。藍(lán)牙采用電路交換和分組交換技術(shù)，支持異步數(shù)據(jù)信道、三路話音信道以及異步數(shù)據(jù)與同步話音同時傳輸?shù)男诺馈?（2）可以建立臨時性的對等連接（A

26、d hoc Connection)。（3）開放的接口標(biāo)準(zhǔn)。為了推廣藍(lán)牙技術(shù)的使用，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth SIG）將藍(lán)牙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全部公開，全世界范圍內(nèi)的任何單位和個人都可以進(jìn)行藍(lán)牙產(chǎn)品的開發(fā)，只要最終通過 Bluetooth SIG 的藍(lán)牙產(chǎn)品兼容性測試，就可以推向市場。2.3 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立起來的，它與目前主流的移物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立起來的，它與目前主流的移動通信網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、各類專網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)一樣，主要承動通信網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、各類專網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)一樣，主要承擔(dān)著數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，特別是當(dāng)三網(wǎng)融合后，有線電視網(wǎng)也能

27、承擔(dān)數(shù)擔(dān)著數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，特別是當(dāng)三網(wǎng)融合后，有線電視網(wǎng)也能承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?jù)傳輸?shù)墓δ堋?在物聯(lián)網(wǎng)中，要求網(wǎng)絡(luò)層能夠把感知層感知到的數(shù)據(jù)無障礙、高可靠在物聯(lián)網(wǎng)中，要求網(wǎng)絡(luò)層能夠把感知層感知到的數(shù)據(jù)無障礙、高可靠性、高安全性地進(jìn)行傳送，它解決的是感知層所獲得的數(shù)據(jù)在一定范性、高安全性地進(jìn)行傳送，它解決的是感知層所獲得的數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)，尤其是遠(yuǎn)距離地傳輸問題。同時，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層將承擔(dān)比現(xiàn)有圍內(nèi)，尤其是遠(yuǎn)距離地傳輸問題。同時，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層將承擔(dān)比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)更大的數(shù)據(jù)量和面臨更高的服務(wù)質(zhì)量要求，所以現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)尚不能網(wǎng)絡(luò)更大的數(shù)據(jù)量和面臨更高的服務(wù)質(zhì)量要求，所以現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)尚不能滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求，這就意

28、味著物聯(lián)網(wǎng)需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合和擴滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求，這就意味著物聯(lián)網(wǎng)需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合和擴展，利用新技術(shù)以實現(xiàn)更加廣泛和高效的互聯(lián)功能。展，利用新技術(shù)以實現(xiàn)更加廣泛和高效的互聯(lián)功能。 由于廣域通信網(wǎng)絡(luò)在早期物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的缺位，早期的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用往由于廣域通信網(wǎng)絡(luò)在早期物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的缺位，早期的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用往往在部署范圍、應(yīng)用領(lǐng)域等諸多方面有所局限，終端之間以及終端與往在部署范圍、應(yīng)用領(lǐng)域等諸多方面有所局限，終端之間以及終端與后臺軟件之間都難以開展協(xié)同。隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，建立端到端的全局后臺軟件之間都難以開展協(xié)同。隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，建立端到端的全局網(wǎng)絡(luò)將成為必須。網(wǎng)絡(luò)將成為必須。 2.3 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)

29、絡(luò)層 由于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層是建立在由于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層是建立在 Internet Internet 和移動通信網(wǎng)等現(xiàn)和移動通信網(wǎng)等現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，除具有目前已經(jīng)比較成熟的如遠(yuǎn)距離有線有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，除具有目前已經(jīng)比較成熟的如遠(yuǎn)距離有線、無線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)外，為實現(xiàn)、無線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)外，為實現(xiàn)“物物相連物物相連”的需的需求，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層將綜合使用求，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層將綜合使用 IPv6IPv6、2G/3G2G/3G、Wi-Fi Wi-Fi 等通等通信技術(shù)，實現(xiàn)有線與無線的結(jié)合、寬帶與窄帶的結(jié)合、感信技術(shù)，實現(xiàn)有線與無線的結(jié)合、寬帶與窄帶的結(jié)合、感知網(wǎng)與通信網(wǎng)的結(jié)合。同時，網(wǎng)絡(luò)層中的感知數(shù)據(jù)管理與知網(wǎng)

30、與通信網(wǎng)的結(jié)合。同時，網(wǎng)絡(luò)層中的感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)是實現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。感知處理技術(shù)是實現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的技術(shù)。、挖掘、理解以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的技術(shù)。 下面將對物聯(lián)網(wǎng)依托的下面將對物聯(lián)網(wǎng)依托的 InternetInternet、移動通信網(wǎng)和無線傳、移動通信網(wǎng)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)感器網(wǎng)絡(luò) 3 3 種主要網(wǎng)絡(luò)形態(tài)以及涉及的種主要網(wǎng)絡(luò)形態(tài)以及涉及的 IPv6IPv6、Wi-Fi Wi-Fi 等等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹關(guān)鍵技術(shù)

31、進(jìn)行介紹 2.3 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層- Internet InternetInternet，中文譯為因特網(wǎng)，廣義的因特網(wǎng)叫互聯(lián)網(wǎng)，是，中文譯為因特網(wǎng)，廣義的因特網(wǎng)叫互聯(lián)網(wǎng)，是以相互交流信息資源為目的，基于一些共同的協(xié)議，并通以相互交流信息資源為目的，基于一些共同的協(xié)議，并通過許多路由器和公共互聯(lián)網(wǎng)連接而成，它是一個信息資源過許多路由器和公共互聯(lián)網(wǎng)連接而成，它是一個信息資源和資源共享的集合。和資源共享的集合。 引入引入 IPv6 IPv6 技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)不僅可以為人類服務(wù)，還將服務(wù)技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)不僅可以為人類服務(wù)，還將服務(wù)于眾多硬件設(shè)備，如家用電器、傳感器、遠(yuǎn)程照相機、汽于眾多硬件設(shè)備，如家用電器、傳感器

32、、遠(yuǎn)程照相機、汽車等，它將使物聯(lián)網(wǎng)無所不在、無處不在地深入社會每個車等，它將使物聯(lián)網(wǎng)無所不在、無處不在地深入社會每個角落。角落。 2.3 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層-移動通信網(wǎng)移動通信網(wǎng) 移動通信網(wǎng)絡(luò)以其覆蓋廣、建設(shè)成本低、部署方便、終端移動通信網(wǎng)絡(luò)以其覆蓋廣、建設(shè)成本低、部署方便、終端具備移動性等特點將成為物聯(lián)網(wǎng)重要的接入手段和傳輸載具備移動性等特點將成為物聯(lián)網(wǎng)重要的接入手段和傳輸載體，為人與人之間通信、人與網(wǎng)絡(luò)之間的通信、物與物之體，為人與人之間通信、人與網(wǎng)絡(luò)之間的通信、物與物之間的通信提供服務(wù)。間的通信提供服務(wù)。 移動通信網(wǎng)由無線接入網(wǎng)、核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)三部分組成。移動通信網(wǎng)由無線接入網(wǎng)、核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)

33、三部分組成。無線接入網(wǎng)主要為移動終端提供接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)主要為移動終端提供接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)主要為各種業(yè)務(wù)提供交換和傳輸服務(wù)。從通信技術(shù)骨干網(wǎng)主要為各種業(yè)務(wù)提供交換和傳輸服務(wù)。從通信技術(shù)層面看，移動通信網(wǎng)的基本技術(shù)可分為傳輸技術(shù)和交換技層面看，移動通信網(wǎng)的基本技術(shù)可分為傳輸技術(shù)和交換技術(shù)兩大類。術(shù)兩大類。 2.3 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層-移動通信網(wǎng)移動通信網(wǎng) 在移動通信網(wǎng)中，當(dāng)前比較熱門的接入技術(shù)有在移動通信網(wǎng)中，當(dāng)前比較熱門的接入技術(shù)有 3G3G、Wi-Fi Wi-Fi 和和 WiMAXWiMAX。在移。在移動通信網(wǎng)中，動通信網(wǎng)中， 3G 3G 是指第三代支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?/p>

34、窩移動通信技術(shù)，是指第三代支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通信技術(shù)，3G 3G 網(wǎng)絡(luò)則綜合了蜂窩、無繩、集群、移動數(shù)據(jù)、衛(wèi)星等各種移動通信系統(tǒng)的功網(wǎng)絡(luò)則綜合了蜂窩、無繩、集群、移動數(shù)據(jù)、衛(wèi)星等各種移動通信系統(tǒng)的功能，與固定電信網(wǎng)的業(yè)務(wù)兼容，能同時提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。能，與固定電信網(wǎng)的業(yè)務(wù)兼容，能同時提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。3G 3G 的目標(biāo)是實的目標(biāo)是實現(xiàn)所有地區(qū)（城區(qū)與野外）的無縫覆蓋，從而使用戶在任何地方均可以現(xiàn)所有地區(qū)（城區(qū)與野外）的無縫覆蓋，從而使用戶在任何地方均可以 使用使用系統(tǒng)所提供的各種服務(wù)系統(tǒng)所提供的各種服務(wù) 。3G 3G 包括包括 3 3 種主要國際標(biāo)準(zhǔn)種主要國際標(biāo)準(zhǔn) ，cdma200

35、0cdma2000，WCDMAWCDMA，TD-SCDMATD-SCDMA，其中，其中 TD-SCDMA TD-SCDMA 是第一個由中國提出的，以我國知識產(chǎn)權(quán)為主是第一個由中國提出的，以我國知識產(chǎn)權(quán)為主的、被國際上廣泛接受和認(rèn)可的無線通信國際標(biāo)準(zhǔn)。的、被國際上廣泛接受和認(rèn)可的無線通信國際標(biāo)準(zhǔn)。 Wi-Fi Wi-Fi 全稱全稱 Wireless FidelityWireless Fidelity（無線保真技術(shù)），傳輸距離有幾百米，可（無線保真技術(shù)），傳輸距離有幾百米，可實現(xiàn)各種便攜設(shè)備（手機、筆記本電腦、實現(xiàn)各種便攜設(shè)備（手機、筆記本電腦、PDA PDA 等）在局部區(qū)域內(nèi)的高速無線等）在局部

36、區(qū)域內(nèi)的高速無線連接或接入局域網(wǎng)。連接或接入局域網(wǎng)。Wi-Fi Wi-Fi 是由接入點是由接入點 APAP（Access PointAccess Point）和無線網(wǎng)卡組）和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡(luò)。主流的成的無線網(wǎng)絡(luò)。主流的 Wi-Fi Wi-Fi 技術(shù)無線標(biāo)準(zhǔn)有技術(shù)無線標(biāo)準(zhǔn)有 IEEE 802.11bIEEE 802.11b及及 IEEE IEEE 802.11g 802.11g 兩種，分別可以提供兩種，分別可以提供 11Mbit/s 11Mbit/s 和和 54Mbit/s 54Mbit/s 兩種傳輸速率。兩種傳輸速率。 WiMAX WiMAX 全稱全稱 World Interoperab

37、ility for Microwave AccessWorld Interoperability for Microwave Access（全球微波接（全球微波接入互操作性），是一種城域網(wǎng)（入互操作性），是一種城域網(wǎng)（MANMAN）無線接入技術(shù)，是針對微波和毫米波頻）無線接入技術(shù)，是針對微波和毫米波頻段提出的一種空中接口標(biāo)準(zhǔn)，其信號傳輸半徑可以達(dá)到段提出的一種空中接口標(biāo)準(zhǔn)，其信號傳輸半徑可以達(dá)到 50km50km，基本上能覆蓋，基本上能覆蓋到城郊。正是由于這種遠(yuǎn)距離傳輸特性，到城郊。正是由于這種遠(yuǎn)距離傳輸特性，WiMAXWiMAX不僅能解決無線接入問題，還不僅能解決無線接入問題，還能作為有線網(wǎng)

38、絡(luò)接入（有線電視、能作為有線網(wǎng)絡(luò)接入（有線電視、DSLDSL）的無線擴展，方便地實現(xiàn)邊遠(yuǎn)地區(qū)的）的無線擴展，方便地實現(xiàn)邊遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)絡(luò)連接。 2.3 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層-無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSNWSN）的基本功能是將一系列空間分散的傳感器單）的基本功能是將一系列空間分散的傳感器單元通過自組織的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線元通過自組織的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸匯總，以實現(xiàn)對空間分散范圍內(nèi)的物理或環(huán)境狀況的協(xié)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸匯總，以實現(xiàn)對空間分散范圍內(nèi)的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控，并根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的分

39、析和處理。作監(jiān)控，并根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理。 很多文獻(xiàn)將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)歸為感知層技術(shù)，實際上無線傳感器網(wǎng)絡(luò)很多文獻(xiàn)將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)歸為感知層技術(shù)，實際上無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)貫穿物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)貫穿物聯(lián)網(wǎng)的3 3 個層面，是結(jié)合了計算機、通信、傳感器個層面，是結(jié)合了計算機、通信、傳感器 3 3 項項技術(shù)的一門新興技術(shù)，具有較大范圍、低成本、高密度、靈活布設(shè)、技術(shù)的一門新興技術(shù)，具有較大范圍、低成本、高密度、靈活布設(shè)、實時采集、全天候工作的優(yōu)勢，且對物聯(lián)網(wǎng)其他產(chǎn)業(yè)具有顯著帶動作實時采集、全天候工作的優(yōu)勢，且對物聯(lián)網(wǎng)其他產(chǎn)業(yè)具有顯著帶動作用。本書更側(cè)重于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸方面的功能，所以放在網(wǎng)絡(luò)

40、層用。本書更側(cè)重于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸方面的功能，所以放在網(wǎng)絡(luò)層介紹。介紹。 傳感器網(wǎng)絡(luò)的首要設(shè)計目標(biāo)是能源的高效利用，這也是傳感器網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)的首要設(shè)計目標(biāo)是能源的高效利用，這也是傳感器網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)最重要的區(qū)別之一，涉及節(jié)能技術(shù)、定位技術(shù)、時間同步等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)最重要的區(qū)別之一，涉及節(jié)能技術(shù)、定位技術(shù)、時間同步等關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)。 2.4 應(yīng)用層應(yīng)用層 應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的驅(qū)動力和目的。應(yīng)用層的主要功能是把感知和傳輸來的信息進(jìn)行分析和處理，做出正確的控制和決策，實現(xiàn)智能化的管理、應(yīng)用和服務(wù)。這一層解決的是信息處理和人機界面的問題。 應(yīng)用層將網(wǎng)絡(luò)層傳輸來的數(shù)據(jù)通過各類信息系統(tǒng)進(jìn)行處理，并通過各

41、種設(shè)備與人進(jìn)行交互。這一層也可按形態(tài)直觀地劃分為兩個子層：一個是應(yīng)用程序?qū)?；另一個是終端設(shè)備層。應(yīng)用程序?qū)舆M(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能，包括電力、醫(yī)療、銀行、交通、環(huán)保、物流、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市管理、家居生活等，可用于政府、企業(yè)、社會組織、家庭、個人等，這正是物聯(lián)網(wǎng)作為深度信息化網(wǎng)絡(luò)的重要體現(xiàn)。而終端設(shè)備層主要是提供人機界面，物聯(lián)網(wǎng)雖然是“物物相連的網(wǎng)”，但最終是要以人為本的，最終還是需要人的操作與控制，不過這里的人機界面已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)在人與計算機交互的概念，而是泛指與應(yīng)用程序相連的各種設(shè)備與人的反饋。 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可分為監(jiān)控型（物流監(jiān)控、污染監(jiān)控），查

42、詢型（智能檢索、遠(yuǎn)程抄表），控制性（智能交通、智能家居、路燈控制），掃描型（手機錢包、高速公路不停車收費）等。2.4 應(yīng)用層應(yīng)用層-M2M技術(shù)技術(shù) M2M M2M 是是 Machine-to-MachineMachine-to-Machine（機器對機器）的縮寫，根據(jù)不同應(yīng)用場景，（機器對機器）的縮寫，根據(jù)不同應(yīng)用場景，往往也被解釋為往往也被解釋為 Man-to-MachineMan-to-Machine（人對機器）、（人對機器）、Machine-to-ManMachine-to-Man（機器對（機器對人）、人）、Mobile-to-MachineMobile-to-Machine（移動網(wǎng)絡(luò)對

43、機器）、（移動網(wǎng)絡(luò)對機器）、Machine-to-MobileMachine-to-Mobile（機器（機器對移動網(wǎng)絡(luò)）。由于對移動網(wǎng)絡(luò)）。由于 Machine Machine 一般特指人造的機器設(shè)備，而物聯(lián)網(wǎng)（一般特指人造的機器設(shè)備，而物聯(lián)網(wǎng)（The The Internet of ThingsInternet of Things）中的）中的 Things Things 則是指更抽象的物體，范圍也更廣。則是指更抽象的物體，范圍也更廣。例如，樹木和動物屬于例如，樹木和動物屬于 ThingsThings，可以被感知、被標(biāo)記，屬于物聯(lián)網(wǎng)的研究，可以被感知、被標(biāo)記，屬于物聯(lián)網(wǎng)的研究范疇，但它們不是范

44、疇，但它們不是 MachineMachine，不是人為事物。冰箱則屬于，不是人為事物。冰箱則屬于 MachineMachine，同時也，同時也是一種是一種 ThingsThings。所以，。所以，M2M M2M 可以看作是物聯(lián)網(wǎng)的子集或應(yīng)用?？梢钥醋魇俏锫?lián)網(wǎng)的子集或應(yīng)用。 M2M M2M 將多種不同類型的通信技術(shù)有機地結(jié)合在一起，將數(shù)據(jù)從一臺終端傳送將多種不同類型的通信技術(shù)有機地結(jié)合在一起，將數(shù)據(jù)從一臺終端傳送到另一臺終端，也就是機器與機器的對話。到另一臺終端，也就是機器與機器的對話。M2M M2M 技術(shù)綜合了數(shù)據(jù)采集、技術(shù)綜合了數(shù)據(jù)采集、GPSGPS、遠(yuǎn)程監(jiān)控、電信、工業(yè)控制等技術(shù)，可以在安

45、全監(jiān)測、自動抄表、機械服、遠(yuǎn)程監(jiān)控、電信、工業(yè)控制等技術(shù)，可以在安全監(jiān)測、自動抄表、機械服務(wù)、維修業(yè)務(wù)、自動售貨機、公共交通系統(tǒng)、車隊管理、工業(yè)流程自動化、務(wù)、維修業(yè)務(wù)、自動售貨機、公共交通系統(tǒng)、車隊管理、工業(yè)流程自動化、電動機械、城市信息化等環(huán)境中運行并提供廣泛的應(yīng)用和解決方案。電動機械、城市信息化等環(huán)境中運行并提供廣泛的應(yīng)用和解決方案。 M2M M2M 技術(shù)的目標(biāo)就是使所有機器設(shè)備都具備聯(lián)網(wǎng)和通信能力，其核心理念就技術(shù)的目標(biāo)就是使所有機器設(shè)備都具備聯(lián)網(wǎng)和通信能力，其核心理念就是網(wǎng)絡(luò)一切（是網(wǎng)絡(luò)一切（Network EverythingNetwork Everything）。）。 2.4 應(yīng)

46、用層應(yīng)用層-云計算云計算 云計算通過共享基礎(chǔ)資源（硬件、平臺、軟件）的方法，將巨大的系統(tǒng)池連云計算通過共享基礎(chǔ)資源（硬件、平臺、軟件）的方法，將巨大的系統(tǒng)池連接在一起以提供各種接在一起以提供各種IT IT 服務(wù)，這樣企業(yè)與個人用戶無需再投入昂貴的硬件購服務(wù)，這樣企業(yè)與個人用戶無需再投入昂貴的硬件購置成本，只需要通過互聯(lián)網(wǎng)來租賃計算力等資源。用戶可以在多種場合，利置成本，只需要通過互聯(lián)網(wǎng)來租賃計算力等資源。用戶可以在多種場合，利用各類終端，通過互聯(lián)網(wǎng)接入云計算平臺來共享資源。用各類終端，通過互聯(lián)網(wǎng)接入云計算平臺來共享資源。 云計算涵蓋的業(yè)務(wù)范圍，一般有狹義和廣義之分。狹義云計算指云計算涵蓋的業(yè)務(wù)

47、范圍，一般有狹義和廣義之分。狹義云計算指 IT IT 基礎(chǔ)設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的資源（硬施的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺、軟件）。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為件、平臺、軟件）。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云云”?！霸圃啤敝械馁Y源在使用中的資源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取、按需使用、隨時擴展、按使者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取、按需使用、隨時擴展、按使用付費。這種特性經(jīng)常被稱為像水電一樣使用的用付費。這種特性經(jīng)常被稱為像水電一樣使用的 IT IT 基礎(chǔ)設(shè)施。廣義云計算基礎(chǔ)設(shè)施。廣義云計算指服務(wù)的交

48、付和使用模式，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的服務(wù)指服務(wù)的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是。這種服務(wù)可以是 IT IT 和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以使用任意其他的服務(wù)和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以使用任意其他的服務(wù)。 云計算由于具有強大的處理能力、存儲能力、帶寬和極高的性價比，可以有云計算由于具有強大的處理能力、存儲能力、帶寬和極高的性價比，可以有效用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和業(yè)務(wù)，也是應(yīng)用層能提供眾多服務(wù)的基礎(chǔ)。它可以為各效用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和業(yè)務(wù)，也是應(yīng)用層能提供眾多服務(wù)的基礎(chǔ)。它可以為各種不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供統(tǒng)一的服務(wù)交付平臺，可以為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供海量種不同

49、的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供統(tǒng)一的服務(wù)交付平臺，可以為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供海量的計算和存儲資源，還可以提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲格式和數(shù)據(jù)處理方法。利用的計算和存儲資源，還可以提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲格式和數(shù)據(jù)處理方法。利用云計算大大簡化了應(yīng)用的交付過程，降低交付成本，并能提高處理效率。同云計算大大簡化了應(yīng)用的交付過程，降低交付成本，并能提高處理效率。同時，物聯(lián)網(wǎng)也將成為云計算最大的用戶，促使云計算取得更大的商業(yè)成功。時，物聯(lián)網(wǎng)也將成為云計算最大的用戶，促使云計算取得更大的商業(yè)成功。2.4 應(yīng)用層應(yīng)用層-人工智能人工智能 人工智能（人工智能（Artificial Intelligence）是探索研究使各種機器模擬人的某）是探索研究使各種機器模擬人的某些思維過程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等），使人類的些思維過程和智能行為（如學(xué)