1.2　物联网的结构

按照自底向上的思路，目前主流的物联网体系架构可以被划分为三层：感知层、网络层、和应用层。根据不同的划分思路，也有将物联网体系架构划分为四层的，包括感知层、网络层、管理层、应用层；划分为五层的，包括信息感知层、物联接入层、网络传输层、智能处理层和应用接口层。不管按照哪一种体系架构划分，感知层都是必不可少的。本书对当前主流的三层体系架构（如图1.2所示）进行介绍。

（1）感知层

感知层位于物联网四层模型的最底端，是物联网系统的数据基础与核心。感知层的作用是通过传感器对物质属性、行为态势、环境状态等各类信息进行大规模的、分布式的获取与状态辨识，然后采用协同处理的方式，针对具体的感知任务对感知到的多种信息进行在线计算与控制并做出反馈，是一个万物交互的过程。感知层被看作实现物联网全面感知的核心层，主要完成的是信息的采集、传输、加工及转换等工作。感知层主要由传感网及各种传感器构成，传感网主要包括以NB-Io T和LoRa等为代表的低功耗广域网（LPWAN），传感器包括RFID标签、传感器、二维码等。

图1.2　物联网三层体系架构

（2）网络层

网络层作为整个体系架构的中枢，起承上启下的作用，解决的是感知层在一定范围、一定时间内所获得的数据的传输问题，通常以解决长距离传输问题为主。这些数据可以通过企业内部网、通信网、互联网、各类专用通用网、小型局域网等网络进行传输交换。网络层关键长距离通信技术主要包括有线、无线通信技术及网络技术等，以3G、4G等代表的通信技术为主，可以预见未来5G技术将成为物联网技术的一大核心。网络层使用的技术与传统互联网之间本质上没有太大差别，各方面技术相对来说已经很成熟，因此，本书不占用太多篇幅介绍网络层相关技术。

（3）应用层

应用层位于三层体系架构的最顶层，主要解决的是信息处理、人机交互等相关的问题，通过对数据的分析处理，为用户提供丰富、特定的服务。本层的主要功能包括两个方面的内容：数据及应用。首先，应用层需要完成数据的管理和数据的处理；而且，要发挥这些数据的价值还必须与应用相结合。例如电力行业中的智能电网远程抄表：部署于用户家中的读表器可以被看作感知层中的传感器，这些传感器在收集到用户的用电信息后，通过网络将其发送并汇总到相应应用系统的处理器中。该处理器及其对应的相关工作就是建立在应用层上的，它将完成对用户用电信息的分析及处理，并自动采取相关措施。