理解物联网：车联网技术与应用实践

物联网（internet of things，Io T）是互联网的延伸，互联网的终端是计算机（个人计算机PC、服务器），而物联网的终端是嵌入式计算机系统及其配套的传感器，是物与物（物上嵌有传感器或计算机系统）之间的联网，物联网仍属于计算机学科范畴。广义上来说，只要有硬件或产品（如穿戴设备、环境监控设备、虚拟现实设备等）连上网，发生数据交互，就叫物联网。

目前世界上对物联网没有一个统一的定义。但根据大多数人认可的相关定义，物联网的定义这里概括为：物联网指的是物物相连的互联网，即在互联网的基础上，利用射频识别（radio frequency identification，RFID）设备、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以方便识别、管理和控制。

随着大数据、云计算和人工智能的发展，目前物联网被赋予了新的含义，物联网与云计算、边缘计算、人工智能的结合，兴起了目前AIo T（即人工智能AI＋物联网Io T，简称智联网）的新概念，使得物联网发展前景更加广阔。

按传统划分方法，物联网可分为感知层、网络层和应用层三个层面，如图1-1所示。

1.感知层

感知层主要可以利用射频识别、二维码、卫星定位、摄像头、传感器等各种感知、捕获和测量手段，随时随地对物体进行信息的采集和获取。

2.网络层

物联网设备的分散、应用场景的复杂性，决定了有时候一种只具有单一能力的网络无法满足所有需求。此时，需要多种网络类型，来支持物联网的不同应用场景。(www.xing528.com)

图1-1 物联网架构图

除有线网络和3G、4G外，用于物联网的中长距离以内的网络，常被称作无线传感网，可分为短距离和中长距离的无线通信。其中，短距离无线通信方式较常见的有ZigBee（蜂舞协议）、蓝牙、Wi-Fi（wireless fidelity，无线保真），中长距离无线通信方式较常见的有LoRa（long range radio，远距离无线电）、NB-Io T（narrow band internet of things，窄带物联网）等低功耗广域网。在物联网应用时，要根据覆盖率、功耗、通信速率、接入的便利性来选择网络类型。例如，虽然Wi-Fi具有速率和稳定性方面的优势，但是在某些场景下，设备无法通过它接入网络。又如，3G、4G移动网络，相比Wi-Fi，在覆盖率方面有所提升，但是在地下或偏远地区等特殊区域，依然无法保证100%的覆盖。为了弥补覆盖缺陷，可以采用ZigBee、蓝牙以组网的方式构建局域网，通过网关的中继进入互联网。但是这两种方式在通信距离等方面又不如LoRa、NB-Io T等低功耗广域网。3G、4G移动网络虽然通信距离最长，但功耗性能显然不如LoRa、NB-Io T。

以上多种网络通信方式，相互协作、弥补，共同构成物联网的网络层，以满足物联网项目的不同应用场景。但是多种网络协作时，需要网关进行汇聚和转换。

3.应用层

应用层通常可细分为云平台服务层和各种应用，其中云平台服务层提供基础共有的服务，主要负责维护物联网设备的接入、存储分析海量的传感器数据，又称为物联网中间件。各种应用是指可以实现丰富多彩的各种具体业务，如安全监控、智能家居、智慧农业等。