物联网体系结构.pptxVIP

物联网体系结构概述物联网是一个由各种设备、传感器和系统组成的网络,它们通过互联网互相连接并交换数据。这个体系结构包括了硬件、软件和通信协议等多个层面,旨在实现对物理世界的智能监测和控制。了解其架构有助于更好地掌握物联网的工作原理和应用场景。ＯabyＯＯＯＯＯＯＯＯＯ

物联网的定义和特点定义物联网是一种将各种信息传感设备与互联网相连接，实现信息交换和通信的网络。它可以感知、识别、监测和管理各种物品。普及性物联网正在广泛应用于各行各业,从智能家居、智慧城市到工业自动化,正在改变我们的生活方式。特点物联网具有广覆盖、高交互、智能化等特点,可以实现设备间的智能互联和信息共享。

物联网的关键技术传感器技术：采集物理环境的各种数据，是物联网的基础。覆盖各种尺度、性能的传感器日新月异。网络技术：实现信息的快速、安全传输，包括有线和无线通信技术。5G、LoRaWAN等新兴网络协议正在推动物联网发展。计算与存储技术：海量数据的处理和分析。边缘计算和云计算提供了强大的计算与存储能力。人工智能算法也在物联网中广泛应用。

感知层感知层是物联网体系结构的基础,负责采集各种感知信息并转换成电子信号。它包括各种传感器和执行器设备,用于检测和监测环境、设备状态和人类行为等信息。这些设备采集的数据将被传输到网关或控制中心,为上层应用提供依据。

传感器和执行器物联网的感知层主要由各种传感器和执行器组成。传感器负责感知环境数据,如温度、湿度、位置等,将其转换为电信号传输到网关设备。执行器则根据网关设备的指令对环境进行控制,如打开/关闭设备、调节温度等。传感器和执行器是物联网的核心,决定了整个系统能够感知和控制的具体范围。它们的性能和功耗直接影响物联网应用的可靠性和实用性。

网关设备多协议接入网关设备能够连接各种家电、传感器等IoT设备,支持多种通信协议,实现不同设备之间的数据交互和设备管理。汇集多源数据网关可以整合来自不同传感器和设备的各类数据,为上层应用提供统一的数据接入和管理。安全可靠网关设备具有防火墙、加密等安全功能,确保连接的IoT设备和数据传输的安全性。云端互联网关可以连接云平台,实现对远程IoT设备的监控和管理,增强物联网系统的互联互通能力。

网络层1网络互联网络层负责将不同设备和网络互联,实现数据在异构网络之间的传输和路由。2通信协议通过统一的通信协议,网络层确保数据能够在不同网络环境下顺畅传输。3网络管理网络层提供网络诊断、故障排查等功能,确保物联网系统的稳定运行。

通信协议MQTTMQTT(MessageQueuingTelemetryTransport)是一种轻量级的物联网通信协议,广泛应用于资源受限的终端设备之间的数据交换。它支持发布-订阅模式,具有低带宽、低功耗等特点。CoAPCoAP(ConstrainedApplicationProtocol)是一种针对资源受限设备的物联网通信协议,基于UDP传输。它采用请求-响应模式,具有简单、高效的特点,适用于低功耗、低带宽的物联网应用场景。LwM2MLwM2M(LightweightM2M)是一种专门为物联网设备管理而设计的协议,基于CoAP和HTTP/HTTPS。它提供设备注册、配置、固件升级等功能,适用于电信运营商等场景。DDSDDS(DataDistributionService)是一种面向实时性的发布-订阅通信机制,适用于高实时性和高可靠性要求的物联网应用场景,如工业自动化、车联网等。

网络接入技术1短距离通信包括蓝牙、Wi-Fi等近距离无线技术,可用于智能设备间的局域网连接。具有低功耗、高效率的特点。2蜂窝网络基于4G/5G等移动通信技术,可实现广域覆盖和高带宽连接,适用于需要远程监控和控制的物联网应用。3低功耗广域网如LoRa、NB-IoT等技术,可提供长距离、低功耗、低成本的广域网连接,适合用于大规模物联网部署。4有线网络以太网、光纤等有线通信接口,可提供高速稳定的数据传输,适用于需要大带宽、低延迟的工业物联网应用。

应用层数据采集与管理应用层负责收集、整合和管理来自各类传感设备的数据,为上层应用提供基础数据支持。信息处理与分析应用层对采集的数据进行深度分析和挖掘,提供数据驱动的洞见和决策支持。业务应用开发应用层提供开发工具和框架,支持在物联网平台上构建各类垂直行业应用。

数据处理和分析1数据采集从各类传感设备采集数据2数据预处理清洗、归一化和整合数据3数据分析应用统计、机器学习等手段发现洞见4数据可视化直观地展示分析结果物联网系统通过大量设备采集海量数据,需要经过预处理、分析和可视化等步骤,才能从中发掘有价值的信息。这些数据处理和分析技术是物联网应用能够感知环境、做出决策的基础。

应用场景1智慧城市城市管理、交通、能源、环保等2智能家居家庭自动化、安防监控、娱乐