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物联网体系架构和定制开发标准体系进展分析

物联网体系架构和定制开发标准体系进展分析

admin
2018-04-07 23:09
: 网络整理

国家物联网基础标准工作组秘书长、传感器网络国家标准工作组秘书长 张晖


物联网体系架构和定制开发标准体系进展分析


 

物联网体系架构




  物联网是以感知为目的的物物互联系统,涉及网络、通信、信息处理、传感器、RFID、安全、服务技术、标识、定位、同步、数据挖掘、多网融合等众多技术领域。经过数年的快速发展,各国不同的单位和机构均初步建立了各自的技术方案,但核心技术研发方面缺乏单位间的协同攻关,各类方案间缺乏统一的规划和接口,处于离散状态。另外,由于物物互联应用领域众多,各类应用特点和需求不同,当前技术解决方案无法满足共性需求,尤其在物理世界信息交互和统一表征方面。这对物联网产业发展极为不利,工业物联网方案,亟须建立统一的体系架构和标准技术体系。


    体系架构分三个层面


  物联网作为一种形式多样的聚合性复杂系统,涉及了信息技术自上而下的每一个层面,其体系架构一般可分为感知层、网络层、应用层三个层面。其中公共技术不属于物联网技术的某个特定层面,而是与物联网技术架构的三层都有关系,它包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量(QoS)管理等内容。

  感知层:感知层由数据采集子层、短距离通信技术和协同信息处理子层组成。数据采集子层通过各种类型的传感器获取物理世界中发生的物理事件和数据信息,例如各种物理量、标识、音视频多媒体数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。短距离通信技术和协同信息处理子层将采集到的数据在局部范围内进行协同处理,以提高信息的精度,降低信息冗余度,并通过具有自组织能力的短距离传感网接入广域承载网络。感知层中间件技术旨在解决感知层数据与多种应用平台间的兼容性问题,包括代码管理、服务管理、状态管理、设备管理、时间同步、定位等。

  网络层:网络层将来自感知层的各类信息通过基础承载网络传输到应用层,包括移动通信网、互联网、卫星网、广电网、行业专网,及形成的融合网络等。根据应用需求,可作为透传的网络层,也可升级以满足未来不同内容传输的要求。经过10余年的快速发展,移动通信、互联网等技术已比较成熟,在物联网的早期阶段基本能够满足物联网中数据传输的需要。网络层主要关注来自于感知层的、经过初步处理的数据经由各类网络的传输问题。这涉及到智能路由器,不同网络传输协议的互通、自组织通信等多种网络技术。

  应用层:应用层主要包括服务支撑层和应用子集层。物联网的核心功能是对信息资源进行采集、开发和利用。服务支撑层的主要功能是根据底层采集的数据,形成与业务需求相适应、实时更新的动态数据资源库。

    物联网涉及面广,包含多种业务需求、运营模式、技术体制、信息需求、产品形态均不同的应用系统,因此统一、系统的业务体系结构,才能够满足物联网全面实时感知、多目标业务、异构技术体制融合等需求。各业务应用领域可以对业务类型进行细分,包括绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各类不同的业务服务,根据业务需求不同,对业务、服务、数据资源、共性支撑、网络和感知层的各项技术进行裁剪,形成不同的解决方案;该部分可以承担一部分呈现和人机交互功能。应用层将为各类业务提供统一的信息资源支撑,通过建立、实时更新可重复使用的信息资源库和应用服务资源库,使得各类业务服务根据用户的需求随需组合,使得物联网的应用系统对于业务的适应能力明显提高。该层能够提升对应用系统资源的重用度,为快速构建新的物联网应用奠定基础,满足在物联网环境中复杂多变的网络资源应用需求和服务。

  除此之外,物联网还需要信息安全、物联网管理、服务质量管理等公共技术支撑,以采用现有标准为主。在各层之间,信息不是单向传递,有交互、控制等,所传递的信息多种多样,其中最为关键的是围绕物品信息,完成海量数据采集、标识解析、传输、智能处理等各个环节,与各业务领域应用融合,完成各业务功能。

  因此物联网的系统架构和标准体系是一个紧密关联的整体,引领了物联网研究的方向和领域。


    逐步完善标准体系建设





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