物联½½系结构
韩腾
1.
概述
物联½(IInternetofThings)是“传感½”在½际上的通称，是传感½在概念上的一次拓展。
通俗地讲，物联½就是万物½接入到互联½，物½通过装入射频识别设备、红外感应器、
GPS
或其他方式进行连接，然后通过移动通信½络或其他方式接入到互联½，最终½成智
½½络，通过电脑或手机实现对物½的智½化管理和信息采集分析。
½为下一代信息浪½的新热点，½内外政府公司和研究机构对物联½投入了极大的关注，
IBM
公司提出“智慧地球”，日本和韩½分别提出了“U-japan”和“U-Korea”战略，这½是从½
家工业角度提出的重大信息发展战略。中½针对物联½到来的信息浪½，提出了“感知中½”
的发展战略。
2009
年
8
月
7
日，½务院总理温家宝视察中科院嘉兴无线传感½工程中心无锡研发分中
心，提出“在传感½发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并且明确要求½快
建立中½的传感信息中心，或者叫“感知中½”中心。 移动、电信、联通三大运营商纷纷在
无锡成立物联½研究中心，
以无锡为首的½内大中城市也争相建设智½城市，
争取成为感知
中½示范城市。
本文就物联½的½系架构和对应的技术产业链进行讲解分析。
2.
½系架构
物联½应该具备三个特征，一是全面感知，即利用
RFID、传感器、二维码等随时随地获
取物½的信息；二是可靠传递，通过各种电信½络与互联½的融合，将物½的信息实时准确
地传递出去；三是智½处理，利用云计算、模糊识别等各种智½计算技术，对海量数据和信
息进行分析和处理，对物½实½智½化的控制。
在业界，物联½大致被公认为有三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据
传输的½络层，最上面则是内容应用层。
图
1
物联½½系架构
2.1
感知层
感知层包括传感器等数据采集设备，包括数据接入到½关之前传感器½络。
对于目前关注和应用较多的
RFID
½络来说，张贴安装在设备上的
RFID
标签和用来识别
RFID
信息的扫描仪、
感应器属于物联½的感知层。
在这一类物联½中被检测的信息是
RFID
标
签内容，高速公路不停½收费系统、超市仓储管理系统等½是基于这一类结构的物联½。
图
2
物联½感知层结构‐ RFID 感应方式
用于战场环境信息收集的智½微尘（Smart Dust）½络，感知层由智½传感节点和接入½
关组成，智½节点感知信息（温度、湿度、图像等），并自行组½传递到上层½关接入点，
由½关将收集到的感应信息通过½络层提交到后台处理。
环境监控、
污染监控等应用是基于
这一类结构的物联½。
图
3
物联½感知层结构‐自组½多跳方式
感知层是物联½发展和应用的基础，RFID 技术、传感和控制技术、短距离无线通讯技术
是感知层涉及的主要技术。其中又包括芯片研发，通讯协议研究，RFID 材料，智½节点供
电等细分技术。通讯协议的研究机构主要有伯克利大学等，西安优势微电子的“唐芯一号”
是½内自主研发的首片短距离物联½通讯芯片，
Perpetuum 公司针对无线节点的自主供电已
经研发出通过采集振动½供电的产品，而 Powermat 公司也推出了一种无线充电平台。
2.2
½络层
物联½的½络层将建立在现有的移动通讯½和互联½基础上。物联½通过各种接入设备
与移动通讯½和互联½相连，如手机付费系统中由刷卡设备将内½手机的
RFID
信息采集上
传到互联½，½络层完成后台鉴权认证并从银行½络划帐。
½络层也包括信息存储查询，½络管理等功½。
½络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联½的核心技术。
感知数据
管理与处理技术包括传感½数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和
行为的理论和技术。云计算平台½为海量感知数据的存储、分析平台，将是物联½½络层的
重要组成部分，也是应用层众多应用的基础。
在产业链中，
通讯½络运营商将在物联½½络层占据重要的地½。
而正在高速发展的云计
算平台将是物联½发展的又一助力。
2.3
应用层
物联½应用层利用经过分析处理的感知数据，
为用户提供丰富的特定服务。
物联½的应用
可分为监控型（物流监控、污染监控），查询型（智½检索、远程抄表），控制型（智½交
通、智½家居、路灯控制），扫描型（手机钱包、高速公路不停½收费）等。
应用层是物联½发展的目的，
½件开发、
智½控制技术将会为用户提供丰富多½的物联½
应用。
各种行业和家庭应用的开发将会推动物联½的普及，
也给整个物联½产业链带来利润。
目前已经有不少物联½范畴的应用，
譬如通过一种感应器感应到某个物½触发信息，
然后
按设定通过½络完成一系列动½。
½½早上拿½钥匙出门上班，
在电脑旁待½的感应器检测
到之后就会通过互联½络自动发起一系列事件：
通过短信或者喇叭自动报今天的天气，
在电
脑上显示快捷通畅的开½路径并估算路上所花时间，
同时通过短信或者即时聊天工具告知½
的同事½将马上到达......（ violet 公司的 Mir:ror 就是类似于上述应用的产品）。又譬
如已经投入试点运营的高速公路不停½收费系统，基于
RFID
的手机钱包付费应用等。
3
结论
物联½是继计算机、
互联½与移动通信½之后的信息产业新方向。
本文对物联½½系结构
和物联½产业链从感知层、½络层、应用层分别进行了分析。有专家预测１０年内物联½就
可½大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。
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