物联网(IoT)的网络结构图是理解物联网系统如何运作的重要工具,它展示了从物理世界到数字世界的数据传输和处理过程,包括感知层、网络层和应用层三个主要部分,以下是对物联网网络结构图的详细分析:
一、感知层
1、功能:感知层的主要功能是采集物理世界的数据,它是人类世界与物理世界进行交流的关键桥梁。
2、数据来源:
主动采集:通过传感器、多媒体信息采集设备、GPS等技术,主动记录或与目标物体交互以获取数据,具有高实时性,在智能喝水领域,使用流量传感器来监测用户的饮水量。
被动保存:接受外部指令并被动保存信息,如射频识别(RFID)、IC卡识别技术、条形码、二维码技术等,这些技术通常通过事先将信息保存起来,等待被直接读取,如门禁卡使用IC卡识别技术。
二、网络层
1、功能:网络层的主要功能是传输信息,将感知层获得的数据传送至指定目的地。
2、通讯方式:
有线网络接入:包括以太网、串行通信(RS-232、RS485等)和USB等。
无线网络接入:分为近距离无线、短距离无线和长距离无线通讯,近距离无线通讯包括NFC、RFID、IC等;短距离无线通讯包括Wifi、ZigBee、蓝牙等;长距离无线通讯包括GSM(2G、3G、4G、5G等)、eMTS、Lora、NB-IoT等。
3、通讯协议:
MQTT协议:基于TCP协议,可以保持长连接,适合实时控制交互的场景。
CoAP协议:基于UDP协议,具有低功耗的特点,更适合数据采集的场合。
三、平台层
1、功能:物联网平台为设备提供安全可靠的连接通信能力,向下连接海量设备,支撑数据上报至云端,向上提供云端API,实现远程控制。
2、主要组件:
设备接入:提供多种协议的设备端SDK开发,帮助不同设备轻松接入。
设备管理:包括设备创建、维护、数据转换、数据同步、设备分布等内容。
安全管理:确保设备和数据的安全性。
消息通信:负责设备与平台之间的消息传递。
监控运维:对设备进行监控和维护。
数据应用:对收集到的数据进行处理和应用。
四、应用层
1、功能:应用层提供丰富的基于物联网的应用,是物联网发展的根本目标,将物联网技术与行业信息化需求相结合,实现广泛智能化应用的解决方案集。
2、关键要素:
行业融合:与各行业深度融合,开发出符合行业需求的物联网应用。
信息资源的开发利用:充分利用物联网收集到的数据资源。
低成本高质量的解决方案:提供经济实惠且高效的物联网解决方案。
信息安全的保障:确保物联网应用中的数据安全。
有效的商业模式:开发可持续的商业模式以支持物联网的发展。
物联网的网络结构图由感知层、网络层和应用层组成,每一层都担任着不同的职责,感知层负责数据的采集,网络层负责数据的传输,而应用层则负责数据的处理和应用,这种分层的设计有助于提高工作质量和效率,同时也使得物联网系统的扩展和维护变得更加容易,随着技术的不断发展,物联网将在更多领域得到应用,为人们的生活带来更多便利。
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