物联网终端技术研究：应用系统设计和开发

与其他系统开发类似，物联网应用开发流程大致可分为用户需求分析、系统方案设计与论证、系统开发、集成与调试、系统施工（调试、集成与改进）、系统验收、系统维护几个方面。

在系统方案的设计中，因物联网应用系统主要包括感知层、数据传输层和应用层，分别对应着感知与识别技术、通信与组网技术和信息处理与控制服务技术，物联网应用系统需要根据实际应用的不同需求分别进行具体设计。

1.感知层设计

感知层设计主要依托于感知与识别技术，其感知技术主要是传感器技术，而识别技术主要是RFID技术。

传感器是一种物理装置，它能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置。常见的传感器如电阻式传感器、电阻应变式传感器、压阻式传感器、热电阻传感器、温度传感器、光敏传感器等。随着大规模集成电路、纳米技术、微机电系统（MEMS）技术的应用，很多传感器正向微型化、智能化发展，为开发、处理方便，传感器模块设计时尽量选择数字量输出的传感器。

在物联网应用系统中RFID电子标签的选择要符合实际系统的要求，做出合理设计。根据被识别的物品的不同和应用要求的不同选择不同的标签，比如根据作用距离远近选择有源或无源的，密耦合、近耦合或疏耦合等；根据需要传输的数据量和传输速度选择低频、中频、高频或超高频；根据调制方式选择主动式的还是被动式的等等。此外，RFID电子标签在物体上可以进行粘贴、嵌入、植入、捆绑、挂载等，要根据实际的需要为信息读写方便做出设计。不同电子标签有着不同的标准和协议，在读写器里进行射频芯片选择时要加以综合考虑。(www.xing528.com)

其他的如声音、视觉感知等，已有很多成熟技术可应用，这里不再阐述。

2.数据传输层设计

数据传输层是物联网实现物与物、人与物的相连接的关键。数据传输层的设计主要考虑数据传输的方式、数据量、传输速度、传输距离，选择合适传输和通信网络的协议。可根据数据量、传输速度、传输距离来选择传输方式，有线方式可以是互联网、现场总线等，无线方式可以选择NFC、蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、GPRS等。而无线传感网是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。无线短距离传感网可以采用ZigBee协议，它是目前物联网研究和应用的一大热点。在实际应用中一般需要根据应用系统的特征，在数据传输层中可采用有线和无线、短距离和长距离等多种方式结合的混合方式。

3.应用层设计

应用层的支撑层由各种支撑平台和中间件组成，如信息协同处理平台、服务支撑平台、云计算平台和公共中间件等，其主要功能包括对采集数据的汇集、转换、分析，以及用户层呈现的适配和事件的触发控制等。应用层的用户应用服务类型就目前而言大致可以分为政府应用类示范系统、社会应用类示范系统，以及行业、企业应用类示范系统等，体现了物联网应用普适化的特点。应用层设计采用信息处理与控制服务技术，以用户为中心、以功能实现为重点。