物联网感知与识别技术有哪些?有哪些特点或应用?

一些感知层常见的关键技术如下：

传感器技术

传感器是物联网中获得信息的主要设备，它最大作用是帮助人们完成对物品的自动检测和自动控制。

目前，传感器的相关技术已经相对成熟，常见的传感器包括温度、湿度、压力、光电传感器等，它被应用于多个领域，比如地质勘探、智慧农业、医疗诊断、商品质检、交通安全、文物保护、机械工程等。

作为一种检测装置，传感器会先感知外界信息，然后将这些信息通过特定规则转换为电信号，最后由传感网传输到计算机上，供人们或人工智能分析和利用。

传感器的物理组成包括敏感元件、转换元件以及电子线路三部分。

敏感元件可以直接感受对应的物品，转换元件也叫传感元件，主要作用是将其他形式的数据信号转换为电信号；

电子线路作为转换电路可以调节信号，将电信号转换为可供人和计算机处理、管理的有用电信号。

射频识别技术

射频识别（RFID，Radio Frequency Identification），又称为电子标签技术，该技术是无线非接触式的自动识别技术。

可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。它主要用来为物联网中的各物品建立唯一的身份标示。

物联网中的感知层通常都要建立一个射频识别系统，该识别系统由电子标签、读写器以及中央信息系统三部分组成。

其中，电子标签一般安装在物品的表面或者内嵌在物品内层，标签内存储着物品的基本信息，以便于被物联网设备识别；

读写器有三个作用

一是读取电子标签中有关待识别物品的信息，

二是修改电子标签中待识别物品的信息，

三是将所获取的物品信息传输到中央信息系统中进行处理；中央信息系统的作用是分析和管理读写器从电子标签中读取的数据信息。

二维码技术

二维码（2-dimensional bar code）又称二维条码、二维条形码，是一种信息识别技术。

二维码通过黑白相间的图形记录信息，这些黑白相间的图形是按照特定的规律分布在二维平面上，图形与计算机中的二进制数相对应，人们通过对应的光电识别设备就能将二维码输入计算机进行数据的识别和处理。

二维码有两类，第一类是堆叠式/行排式二维码，另一类是矩阵式二维码。

堆叠式/行排式二维码与矩阵式二维码在形态上有所区别，前者是由一维码堆叠而成，后者是以矩阵的形式组成。

两者虽然在形态上有所不同，但都采用了共同的原理：每一个二维码都有特定的字符集，都有相应宽度的“黑条”和“空白”来代替不同的字符，都有校验码等。

蓝牙技术

蓝牙技术是典型的短距离无线通讯技术，在物联网感知层得到了广泛应用，是物联网感知层重要的短距离信息传输技术之一。

蓝牙技术既可在移动设备之间配对使用，也可在固定设备之间配对使用，还可在固定和移动设备之间配对使用。

该技术将计算机技术与通信技术相结合，解决了在无电线、无电缆的情况下进行短距离信息传输的问题。

蓝牙集合了时分多址、高频跳段等多种先进技术，既能实现点对点的信息交流，又能实现点对多点的信息交流。

蓝牙在技术标准化方面已经相对成熟，相关的国际标准已经出台，例如，其传输频段就采用了国际统一标准24GHz频段。

另外，该频段之外还有间隔为1MHz的特殊频段。蓝牙设备在使用不同功率时，通信的距离有所不同，若功率为0dBm和20dBm，对应的通信距离分别是10m和100m。

ZigBee技术

ZigBee指的是IEEE802154协议，它与蓝牙技术一样，也是一种短距离无限通信技术。

根据这种技术的相关特性来看，它介于蓝牙技术和无线标记技术之间，因此，它与蓝牙技术并不等同。

ZigBee传输信息的距离较短、功率较低，因此，日常生活中的一些小型电子设备之间多采用这种低功耗的通信技术。

与蓝牙技术相同，ZigBee所采用的公共无线频段也是24GHz，同时也采用了跳频、分组等技术。

但ZigBee的可使用频段只有三个，分别是24GHz（公共无线频段）、868MHz（欧洲使用频段）、915MHz（美国使用频段）。

ZigBee的基本速率是250Kbit/s，低于蓝牙的速率，但比蓝牙成本低，也更简单。

ZigBee的速率与传输距离并不成正比，当传输距离扩大到134m时，其速率只有28Kbit/s，不过，值得一提的是，ZigBee处于该速率时的传输可靠性会变得更高。

采用ZigBee技术的应用系统可以实现几百个网络节点相连，最高可达254个之多。

这些特性决定了ZigBee技术能够在一些特定领域比蓝牙技术表现得更好，这些特定领域包括消费精密仪器、消费电子、家居自动化等。

然而，ZigBee只能完成短距离、小量级的数据流量传输，这是因为它的速率较低且通信范围较小。

ZigBee元件可以嵌入多种电子设备，并能实现对这些电子设备的短距离信息传输和自动化控制。

物联网相关术语：6LoWPAN、高级加密标准、应用程序编程接口、信标技术、大数据、低能耗蓝牙、云计算、Firmware-Over-The-Air、网关。

1、6LoWPAN

IPv6（当前的互联网协议）和低功耗无线个人区域网络的融合，允许功率受限的物联网设备直接访问TCP/IP互联网。这意味着即使最小最弱的物联网设备也可以连接。

2、高级加密标准

这是一个电子数据加密规范，自2001年以来一直是物联网设备传输层安全的标准。

3、应用程序编程接口

一种加速计算机与硬件/软件平台之间通信的方法。

4、信标技术

这允许小型网络发射器与使用低功耗蓝牙的系统进行交互。苹果的版本叫做iBeacon。

5、大数据

大量的信息，包括结构化的和非结构化的，从大量来源收集并以极快的速度传递。这些信息是原始数据，供分析人员为企业和其他组织设计更明智的战略。物联网是大数据的巨大来源。

6、低能耗蓝牙

一种无线的个人区域网络，其特点是低功耗和有限的数据传输范围。它也被称为蓝牙40。

7、云计算

通过网络连接并用于数据存储、处理和管理的远程服务器，而不是依赖于本地的内部物理服务器。

8、嵌入式软件

控制通常不被认为是计算机的硬件设备和系统的计算机软件，例如智能冰箱。

9、Firmware-Over-The-Air

该技术也被称为FOTA，允许移动设备上的软件和服务的远程无线安装、维修和升级。

10、网关

这是任何设备，收集信息从不同的网络点，并发送信息到另一个网络。

物联网的概念就是通过移动互联网将人类社会里面不能够共享联动的物体联动起来使用。

物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息。

通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

物联网运作

物联网生态系统由支持Web的智能设备组成，这些设备使用嵌入式处理器，传感器和通信硬件来收集，发送和处理从环境中获取的数据。物联网设备通过连接到物联网网关或共享它们收集的传感器数据其他边缘设备将数据发送到云以进行本地分析或分析。

有时，这些设备与其他相关设备通信，并根据彼此获得的信息进行 *** 作，尽管人们可以与设备进行交互，但设备可以完成大部分工作而无需人工干预，例如，设置设备，给他们指示或访问数据。

以上内容参考百度百科-物联网

由于物联网的环境是非常特别的，所以MQTT遵循以下设计原则：

MQTT 协议的中心是 MQTT 服务器或代理 (broker) ，支持发布程序和订阅程序进行访问，如下图所示

MQTT拥有14种不同的消息类型：

MQTT是通过主题对消息进行分类的，本质上就是一个UTF-8的字符串，不过可以通过反斜杠表示多个层级关系。主题并不需要创建，直接使用就是了。

主题还可以通过通配符进行过滤。其中，+可以过滤一个层级，而#只能出现在主题最后表示过滤任意级别的层级。

举个例子：

building-b/floor-5：代表B楼5层的设备。
+/floor-5：代表任何一个楼的5层的设备。
building-b/#：代表B楼所有的设备。
注意，MQTT允许使用通配符订阅主题，但是并不允许使用通配符广播。

WILL主题也叫遗嘱消息，是一个特殊的主题。

客户端连接Broker的时候，附带一个will主题和will主题对应的内容。

当客户端与Broker断开连接时，Broker将该WILL主题的内容发送给相关的订阅者的遗嘱消息，这样订阅者就知道该客户端已经离线了。

以下情况下会发送 Will Message：

注：在客户端正常调用 disconnect 方法之后并不会被发送。

为了满足不同的场景，MQTT支持三种不同级别的服务质量（Quality of Service，QoS）为不同场景提供消息可靠性：

级别2所提供的不重不丢很多情况下是最理想的，不过往返多次的确认一定对并发和延迟带来影响。

级别1提供的至少一次语义在日志处理这种场景下是完全OK的，所以像Kafka这类的系统利用这一特点减少确认从而大大提高了并发。

级别0适合鸡肋数据场景，基本就没怎么用了。

客户端在连接的时候可以设置clean session，如果设置成true说明在设备离线后broker不保存，设置成false说明在设备离线后broker保存消息，等上线的时候就发送给他。

客户端在连接Broker的时候，会指定心跳的时候。连接成功之后，客户端就按照这个心跳时间定时发送心跳数据给Broker，如果Broker在15T时间内没有收到客户端的心跳数据，则判定改设备已经离线，发送WILL主题广播告诉别人该设备已离线。

MQTT可以使用SSL加密方式传输，设备的认证有单向认证和双向认证两种：

MQTT除了有SSL加密之外，对于连接也有账号密码的授权，只要账号密码正确的才可以连接成功。

MQTT 协议和mosquitto： >随着科技的发展，物联网发展的越发蓬勃。硬件联网也是靠着软件驱动，所以智能设备的性能很多时候是在考验设备的软件能力。

然而物联网的测试涉及面广，需要对APP/UI测试，还需要对协议，后台，接口进行测试，同时对硬件的性能，稳定性，安全性等测试，还有各，WIFI，蓝等模组测试。

针对目前物联网智能硬件测试从上到下环节众多，很难有专门的工具进行统一调度测试和管理，宏控协同测试系统为测试开发人员提供了一套通用的协同自动化测试系统，帮助测试人员自下而上的完成物联网设备从底层的模块测试到集成测试，到最后的系统测试。

宏控协同测试系统支持V模型开发，提供需求导入和需求的管理，同时可以建立需求和测试用例的关联，还能提供与测试结果的追溯关系。

在测试用例管理阶段：提供用例的图形化编辑，子脚本的调用，用例的导出等

在测试执行阶段，对测试过程实时监督，同时可以选择执行测试用例数量和定时触发执行，支持测试的异常恢复……

---