物聯(lián)網(wǎng)工程概論論(編輯修改稿)
2025-02-02 16:04 本頁面
【文章內容簡介】 的技術體系框架如圖 2 所示，它包括感知層技術、網(wǎng)絡層技術、應用層技術和公共技術。 1. 感知層 ： 數(shù)據(jù)采集與感知主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類物理量、標識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的 數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、 RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術。傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術實現(xiàn)傳感器、 RFID 等數(shù)據(jù)采集技術所獲取數(shù)據(jù)的短距離傳輸、自組織組網(wǎng)以及多個傳感器對數(shù)據(jù)的協(xié)同信息處理過程。 2. 網(wǎng)絡層 ： 實現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能，能夠把感知到的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳送，需要傳感器網(wǎng)絡與移動通信技術、互聯(lián)網(wǎng)技術相融合。經(jīng)過十余年的快速發(fā)展，移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術已比較成熟，基本能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰? ： 應用層主要包含應用支撐平臺子層和應用服務子層。其中應用 支撐平臺子層用于支撐跨行業(yè)、跨應用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能。應用服務子層包括智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等行業(yè)應用。 4. 公共技術 ： 公共技術不屬于物聯(lián)網(wǎng)技術的某個特定層面，而是與物聯(lián)網(wǎng)技術架構的三層都有關系，它包括標識與解析、安全技術、網(wǎng)絡管理和服務質量 (QoS)管理。 關鍵體系 一 、體系架構 目前 ,物聯(lián)網(wǎng)還沒有一個廣泛認同的體系結構，最具代表性的物聯(lián)網(wǎng)架構是歐美支持的 EPCglobal 和日本的 UID 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。 EPC 系統(tǒng)由 EPC 編碼體系、射頻識別系統(tǒng)和信息 網(wǎng)絡系統(tǒng) 3 部分組成。 UID 技術體系架構由泛在識別碼 (uCode)、泛在通信器、信息系統(tǒng)服務器、和 ucode 解析服務器等 4 部分構成。 EPCglobal和 UID 上只是 RFID 標準化的團體，離全面的“物聯(lián)網(wǎng)”體系架構相去甚遠。 美國的 IBM公司在 2022年提出“智慧的地球”這一與物聯(lián)網(wǎng)概念相近的概念，并提出通過 INSTRUMENTED，INTERCONNECTED 和 INTELLIGENT 這三個層面來實現(xiàn)智慧地球。在文獻基礎上， 如圖 3 所示、 本文提出了物聯(lián)網(wǎng)體系架構 。 智能物體層：通過傳感器捕獲和測量物體相關 數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對物理世界的感知。同時具備局部的互動性，需要一定的存儲和計算能力。 數(shù)據(jù)傳輸層：以有線或無線的方式實現(xiàn)無縫、透明、安全的接入，提供并實施編碼、認知、鑒權、計費等管理。 信息關聯(lián)層：通過云計算實施對海量數(shù)據(jù)的存儲和管理、數(shù)據(jù)處理與融合，屏蔽其異質性與復雜性，形成一個與真實世界對應的虛擬世界。 應用服務層：從虛擬世界中提取信息，提供豐富的面向服務的應用。如智能交通、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療等等。 需要指出的是，數(shù)據(jù)由底部的傳感器通過網(wǎng)絡到達應用服務層面，而實際上，在服務應用層面，各個中心、用戶可 以反向的通過網(wǎng)絡由執(zhí)行器對物體進行控制。 在該體系結構中，感知層面的各種傳感器、執(zhí)行器都是具體的，隨著技術的發(fā)展會不斷升級，新設備不斷引入物聯(lián)網(wǎng)。而服務應用層的各種需求也是不斷提出的，并不是一層不變的。若是每個具體的服務應用和傳感設備都形成一個獨立的網(wǎng)絡，最后可能形成許多套特殊的網(wǎng)絡，這不利于推廣和不便于維護。因此這需要物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層有一定前瞻性，物體設備層可以變化，服務應用層可以變化，但它們都是通過一個普適的網(wǎng)絡進行連接，這個網(wǎng)絡可以在一定的時間內保持穩(wěn)定。 2 物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術 EPC 和 RFID EPC 統(tǒng)一了對世界范圍內商品的標識編碼的規(guī)則，并應用與 RFID 系統(tǒng)中，聯(lián)合網(wǎng)絡技術而組成了 EPC系統(tǒng)。 EPC 規(guī)定了用數(shù)字信息的形式存儲與和具體的商品實物固定在一起得 RFID 應答器中。 其中 EPC 數(shù)字信息代表了該商品的生產(chǎn)地區(qū)、生產(chǎn)商、生產(chǎn)日期、產(chǎn)品屬性等數(shù)據(jù)信息。 RFID 直接繼承了雷達的概念，并由此發(fā)展出一種生機勃勃的電磁新技術 — RFID 技術。它主要是由應答器、閱讀器和高層組成。 EPC／ RFID 技術是以網(wǎng)絡為支撐的大系統(tǒng)， 射頻識別和無線 通信。 它一方面利用現(xiàn)有的 Inter 網(wǎng)絡資源，另一方面可在世界范圍內構建出實物互聯(lián)網(wǎng)。在這個由 RFID 電子標簽、識別設備、 Savant 服務器、 Inter、 0NS 服務器、 EPC 信息服務系統(tǒng)以及眾多數(shù)據(jù)庫組成的實物互聯(lián)網(wǎng)中，識別設備讀出的 EPC 碼只是一個指針，由這個指針從 Inter 找到相應的 IP 地址，并獲取該地址中存放的相關物品信
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