物联网体系结构.ppt

2.1 物联网体系结构 统一标准体系结构建立的重要性 有效集成新的设备、软件和服务到现有的物联网中。 建立不同网络融合的桥梁。 使未来物联网的设计和应用更加高效。 可与其他组织和应用领域的关系者共享系统数据。 可使用共享数据提供更多的目标应用。 1、面向服务的体系架构（service-oriented architecture ，SOA） ——是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。 ——是一种粗粒度、松耦合服务架构。 松耦合系统的好处有两点，一点是它的灵活性，另一点是，当组成整个应用程序的每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时，它能够继续存在。 服务请求者不需要知道服务提供者实现的技术细节，例如程序语言、底层平台等等。 我们最熟悉的HTTP协议就是一个非常典型的SOA架构设计 。 1) 客户端，通常是通过浏览器，向服务器端以文本的方式发送一个请求，索取一个Web页面； 2) 服务器端接收到这个请求之后，根据请求的内容进行处理并且返回一个符合HTML语法的文本； 3) 客户端接收到服务器端的响应文本后调用本地的程序，通常还是浏览器，把返回的HTML文本的内容展现出来。 物联网使用SOA的优势 可以使物联网上的各项服务之间通过简单、精确定义的接口进行通信，可以不涉及底层编程接口和通信模型，使用户在不触及复杂的物联网本身的情况下，就能够真正实现随时、随地的与任何人、任何物进行有效的感知、互联与协调控制。 IOT体系架构设计的要点 模块化——可重复使用，对不同的环境都适用。 可扩展性——不仅可以适用当前的环境，而且能够少量修改后为将来使用。 互操作性——支持相互异构的信息能够相互访问。 IOT的体系架构将包含以下内容： 从各种物联网的应用中总结出的元件、组件、模块和功能的共性与区别。 构建出的分层结构、接口、数据类型、连接关系等。 在物联网领域中需要统一的和已经存在的标准。 物联网的共性要求和经营理念。 不同应用的共同点。 现在通用物联网架构和未来通用的物联网架构。 根据开发者的兴趣提供设计、分析与裁剪物联网设计的扩展。 感知层是IOT的基础，解决的就是人类世界和物理世界的数据获取问题。 主要通过各类信息采集、执行设备和识别设备，采用多种网络通信技术、信息处理技术、物化安全可信技术、中间件及网关技术等。实现物理空间与信息空间的感知互动。 感知层处于三层架构的最底层，是物联网发展和应用的基础，具有物联网全面感知的核心能力。作为物联网的最基本一层，感知层具有十分重要的作用。 感知层由具有感知、识别、控制和执行等能力的多种设备组成，一般包括数据采集、数据短距离传输与数据编码两部分 此处的短距离传输技术，尤指像蓝牙、ZigBee这类传输距离小于100m，速率低于1Mbit/s的中低速无线短距离传输技术。数据编码关键技术为RFID、条形码等。 2.2.1、感知现实物理世界 感知层通过RFID、WSNs、GPS、M2M、二维码等采集到人们所需要的现实物理世界的信息，通过处理后获得人们所需要的信息与知识。 如实时的监测城区干、支路道路的车速、车流量等信息，判断各条道路的交通畅通、拥堵情况等。 1、传感器与环境感知 传感器（Transducer/Sensor）是一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用量的器件和装置。 传感器就是把非电量转换成电量的装置。如可以将物理量、化学量、生物量等转换成电量。 传感器的基本构造 传感器是由敏感元件、转换元件和测量电路（信号转换电路）组成，如图1-1所示。 敏感元件(sensing element)： 直接感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件，它是传感器的核心。 转换元件(transduction element)： 将敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量电信号的元件。 测量电路(measuring circuit)： 将转换元件输出的电信号进行进一步转换和处理的部分，如放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特性，便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。 ZigBee节点的构成 2、存储单元 随机存储器（RAM），只读存储器（ROM）。 电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪存（FLASH）等。 3、传感器模块 4、电源模块 传感器网络是以数据为中心的