物联网核心技术-信息技术基础

物联网作为一种系统技术，非常复杂且形式多样。根据其信息生成、传输、处理和应用的原则，一般可把物联网分成4层：感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。

（1）感知识别层

感知识别层是联系物理世界和信息世界的纽带，由此可知是物联网技术中最为核心的部分。感知识别层包括射频技术（RFID）、无线传感器等等信息自动生成设备，也包括各种智能电子产品，如个人计算机、智能手机等，用来人工生成信息。RFID被称为能让物品“开口说话”的技术，这是因为RFID条码中储存着规范且可以互用的信息，这些信息通过无线数据通信网络可被自动采集到中央信息系统，从而实现物品自动化的识别和管理。另外，无线传感器网络作为一种新型技术可通过各种类型的传感器对物品的性质、环境状态、行为模式等信息进行大规模、长期、实时的自动获取。再加上，近年来各种可联网的电子产品迅速普及，如智能手机、个人数字助理（PDA）、多媒体播放器（MP4）、上网本、笔记本电脑等。这使得人们可以随时随地连接互联网分享信息，从而让信息生成的方式更加多样化。这也可以认为是物联网区别于其他网络的特征。

（2）网络构建层

其主要作用是把下层，即感知识别层的数据导入互联网供上层服务使用。互联网以及下一代互联网（IPv6等）是该层的核心，其次是处在边缘的各种无线网络。这些无线网络主要是提供随时随地的网络连接服务。无线广域网主要是包括现阶段的各种移动通信网络以及其演进技术，比如3G、4G通信技术，无线广域网可以提供广阔范围内连续的网络接入服务。另外，无线城域网主要包括现有的WiMAX技术（802.16系列标准），其可提供城域范围约100千米的高速数据传输服务。而无线局域网则包括目前最为常见的WiFi（802.11系列标准），可为一定区域内（如家庭、校园、餐厅、机场等）的用户提供网络访问服务。无线个域网络主要为蓝牙（802.15.1标准）、ZigBee（802.15.4标准）等通信协议。该网络的特点为低功耗、低传输速率、短距离，所以常作为个人电子产品互联、工业设备控制等领域。各个不同类型的无线网络可适用于不同的环境，合理布局则可提供处处便捷的网络接入，这正是实现物物相联，即物联网的重要基础。

（3）管理服务层(www.xing528.com)

基于高性能的计算和海量的储存技术，管理服务层可以高效可靠地组织大规模的数据，并为上层行业应用提供智能支持平台。信息处理的第一步即为存储，故数据库系统及其后发展起来的各种海量存储技术，如网络化存储（数据中心等）作为系统管理的基础广泛运用于IT、金融、电信、商务等行业。如何有效地在海量数据中组织和查询数据是管理服务层的主要任务。20世纪90年代，以Web搜索引擎为代表的网络信息查询技术发展迅猛，现在已成为互联网信息系统中最为重要的搜索方式。管理服务层的主要特点是“智慧”，即自动化分析管理数据。在大数据的基础上，运筹学、机器学习、数据挖掘、专家系统等“智能”手段才能充分地发挥功能。此外，信息安全与隐私保护在物联网中也越来越被看重。现在，人们手中的传感器越来越多，当所有的传感器都被接入网络，就意味着人们的一举一动都被监测着。那么，保证数据不被破坏，不被泄露，不被滥用即为物联网的重大挑战。

（4）综合应用层

互联网本是用于实现计算机之间的通信，现在更可用于连接以人为主体的用户，即往物物互联这一目标发展。随着这种科技上的进步，网络应用也在发生着跨世界的变化，从早年的以数据服务为主的文件传输、电子邮件到以用户体验为主的万维网、电子商务、视频点播、在线游戏、社交网络，进而发展到物品追踪、环境感知、智能物流、智能交通、智能电网等人工智能类。由此可见，网络应用需求剧增，其呈现出多样化、规模化、行业化等特点。

物联网各层之间既相对独立又相互紧密相连。在综合应用层以下，同一层次上不同技术互为补充，以便物联网可适用于不同环境，构成该层技术的全套应对策略。但是，不同层次则是提供各种技术的配置和组合，根据应用需求再构成完整的解决方案。总之，应以应用为导向进行技术选择，根据不同的具体需求和环境选择适合的感知技术、联网技术和信息处理技术。