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分析物联网的感知层、网络层和应用层

发布日期:2024-01-24 16:05:28   来源 : 传感器专家网    作者 :知语    浏览量 :175
知语 传感器专家网 发布日期:2024-01-24 16:05:28  
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       很久以前就提出了物联网的概念,20世纪末在美国举行的移动计算和网络国际会议提出了物联网(Internet of Things)这个概念。

       首先提出这个概念的是MIT Auto-在研究RFID技术时,ID中心的Ashton教授提出了结合物品编码、互联网技术和RFID的解决方案。

       当时,基于RFID技术、互联网和EPC标准,基于计算机互联网,利用无线数据通信技术和射频识别技术构建互联网,实现全球物体信息共享。这一概念也是2003年第一轮物联网繁荣的基础。

       2005年,物联网的定义和范围发生了变化,物联网的覆盖范围也大大扩大,不仅仅是基于RFID技术的物联网。虽然我国对物联网没有统一的标准定义,但从本质上讲,物联网是现代信息技术发展到一定阶段的聚合应用和技术改进,各种感知技术、人工智能和现代网络技术和自动化技术聚合和集成应用,使人与物智能对话,创造智能世界。 物联网应用技术被称为信息产业的第三次革命性创新。

       物联网的本质可以概括为三个方面:

       一是互联网的特点,即物品的互联需要通过互联网连接;

       二是识别和通信的特点,即纳入物联网概念的“物品”必须具有自动识别和物体通信(M2M)功能;

       三是智能特性,即网络系统应具有智能控制、自动化和自我反馈的特点。

       从技术结构上看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。

       感知层的作用包括:

       1. 数据采集:感知层通过温度、湿度、光照、声音、位置、视频等各种传感器和数据采集设备收集现实世界中的信息。这些信息被转换为标准的电子数据格式,并共享到物联网系统的其他层面。数据采集是实现物联网感知的基础。

       2. 设备控制:感知层不仅可以收集数据,还可以控制各种执行设备,如控制家用电器、工业控制设备等。这实现了物联网系统与物理世界的互动。

       3. 数据预处理:感知层将在收集数据后进行必要的预处理,如格式转换、噪声去除、数据验证等,以生成更清晰和标准化的数据,方便上层应用系统的使用。这属于数据的初步提炼和加工。

       4. 事件检测:感知层可以检测和识别现实世界中的各种事件,如车辆交通、异常声音、超过温度等,并及时向应用层或网络层报告。这是实现物联网系统智能监控和感知的手段之一。

       5. 信息收集:不同类型和来源的信息聚集在感知层,如声、光、电信息的集成,为上层应用提供更丰富、更全面的信息,实现交互式智能应用。这也提高了物联网系统的智能处理能力。 因此,感知层起着连接现实物理世界和网络信息世界的桥梁作用。通过数据采集、设备控制、信息收集等功能,感知层可以实现准确、广泛的环境感知,并结合一定的信息提炼和处理,为上层网络层和应用层提供关键的基本信息,这是构建智能物联网系统的前提。感知层的性能直接影响物联网系统的感知范围和准确性。

       网络层的主要功能包括:

       1. 信息传输:网络层负责将感知层收集的数据和信息传输到应用层和其他网络节点,并将控制指令传输到感知层和执行层。它实现了各级物联网系统和网络节点之间的信息交换和共享。

       2. 网络互联:网络层通过网络连接大量节点,实现节点之间的互联,形成广泛的物联网系统网络平台。网络互联网是实现物联网广域覆盖和系统扩展的基础。

       3. 信息路由:在网络中,网络层负责正确的路由信息到目标节点或层次。路由算法和协议是直接影响信息传输效率和物联网系统性能的关键手段。

       4. 信息安全:网络层还应负责物联网系统的信息安全,如身份认证、加密传输、防火墙等,以确保节点和信息的安全可靠访问和交换。这也是构建物联网系统的重要环节之一。

       5. QOS保证:网络层需要提供资源预留、优先设置等服务质量保证机制,以满足不同物联网应用程序对信息交换服务质量的要求。这也是实现物联网系统性能保障的手段之一。

       6. 协议转换:物联网系统网络层可采用多种网络协议,需要实现不同协议之间的转换,确保4G等各系统能够实现互联和信息交换、3G与2G网络之间的接口等。这增强了物联网系统的兼容性和扩展性。

       因此,网络层作为物联网系统架构的重要组成部分,主要通过构建信息网络,实现系统节点资源的互联共享和信息的高效交换。 庞大而复杂的物联网系统通过路由选择、QoS保障、协议转换等功能手段,得到了广泛的覆盖和顺利的运行。网络层的性能直接影响物联网系统的互联能力和信息交换效率。

       应用层的主要作用是:

       1. 数据采集:物联网应用层可以通过环境温度、视频图像、位置信息等各种传感器和终端设备收集现实世界中的数据,这是物联网系统运行的基础。

       2. 数据存储和管理:物联网应用层需要存储和管理大量的数据收集和强大的数据存储和管理能力。这些数据可以支持后续的分析应用和智能应用。

       3. 数据交互和共享:物联网应用层需要实现不同终端和系统之间的数据交互、共享和集成,以满足物联网应用的跨域数据集成需求。这需要标准数据格式和统一的数据交换接口。

       4. 数据分析和挖掘:物联网应用层需要从大量数据中挖掘有价值的信息和知识,并具有较强的大数据分析和挖掘能力,可以促进智能应用的发展。

       5. 智能应用:根据数据分析的结果,物联网应用层可以开发智能城市、智能家居、智能制造等各种智能应用,以满足智能城市、智能家居、智能制造等不同行业和领域的需求。这些应用实现了从数据到知识、知识到价值的转变。

       6. 系统集成:物联网应用层还需要集成传感网络、通信网络、数据中心等多个异构系统,实现跨系统的数据交互和资源共享, vérit是构建广泛物联网系统的基础。

       7. 可视化显示:物联网应用层需要可视化复杂的数据和分析结果,方便用户查询、监控和分析,这也是物联网系统的重要界面之一。

       因此,物联网应用层起着连接物理层、网络层和用户层的作用,主要作用是收集数据、存储数据、共享数据、分析数据和显示数据,最终通过各种智能应用为用户和企业创造价值。它是实现物联网功能的关键。

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