三层结构类型的物联网不包括会话层,尽管在物联网体系结构上尚未形成全球统一规范,但目前大多数文献将物联网体系结构分为三层,即感知层、网络层和应用层。
感知层主要完成信息的采集、转换和收集,网络层主要完成信息传递和处理,应用层主要完成数据的管理和数据的处理,并将这些数据与行业应用相结合。
关于IBM对物联网技术架构的解释,最早用了八层架构,后来这八层架构解释不清楚,衍变成为了物联网生态,技术上分了七层。
但后来IBM的技术架构是分三层的:感知、连接、智能。
扩展资料:
物联网三层体系架构:
物联网三层体系结构-感知层:
感知层犹如人的感知器官,物联网依靠感知层识别物体和采集信息。感知层包括信息采集和通信子网两个子层。以传感器、二维码、条形码、RFID、智能装置等作为数据采集设备,并将采集到的数据通过通信子网的通信模块和延伸网络与网络层的网关交互信息。
延伸网络包括传感网、无线个域网(WPAN)、家庭网、工业总线等。感知层的主要组成部件有传感器和传感器网关,包括多种发展成熟度且差异性很大的技术,如二维码技术、RFID技术、温/湿度传感、光学摄像头、GPS设备、生物识别等各种感知设备。
在感知层中目前嵌入有感知器件和射频标签(RFID)的物体形成局部网络,协同感知周围环境或自身状态,并对获取的感知信息进行初步处理和判决,以及根据相应规则积极进行响应,同时,通过各种接入网络把中间或最终处理结果接入到网络层。
物联网三层体系结构-网络层:
网络层犹如人的大脑和中枢神经。感知层获取信息后,依靠网络层进行传输。目前网络层的主题是互联网、网络管理系统和计算平台,也包括各种异构网络、私有网络。网络层由各种无线/有线网关、接入网和核心网。
实现感知层数据和控制信息的双向传送、路由和控制。接入网包括AD、OLT、DSLAM、交换机、射频接入单元、2G/3G蜂窝移动接入、卫星接入等。核心网主要有各种光纤传送网、IP承载网下一代网络(NGN)、下一代互联网(NGI)、下一代广电网(NGB)等公众电信网和互联网。
也可以依托行业或企业的专网。网络层包括宽带无线网络、光纤网络、蜂窝网络和各种专用网络,在传输大量感知信息的同时,对传输的信息进行融合等处理。
物联网三层体系结构-应用层:
应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,能够针对不同用户、不同行业的应用,提供相应的管理平台和运行平台并与不同行业的专业知识和业务模型相结合,实现更加准确和精细的智能化信息管理。
应用层应包括数据智能处理子层、应用支撑子层,以及各种具体物联网应用。支撑子层为物联网应用提供通用支撑服务和能力调用接口。
数据智能处理子层是实现以数据为中心的物联网开发核心技术,包括数据汇聚、存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。数据汇聚将实时、非实时物联网业务数据汇总后存放到数据库中,方便后续数据挖掘、专家分析、决策支持和智能处理。
物联网的应用可分为监控型(物流监控、环境监测)、查询型(智能检索、远程抄表)、控制型(智能交通、智能家居、智慧路灯)、扫描型(手机钱包、高速公路不停车收费)等,既有行业专业应用,也有以公共平台为基础的公共应用。
在处理子层提供存储和处理功能,表现为各种各样的数据中心以中间件的形式采用数据挖掘、模式识别和人工智能技术,提供数据分析、局势判断和控制决策等处理功能。云计算的“云端”就在处理子层,主要通过数据中心来提供服务;最上层的应用层建立不同领域中的各种应用。
参考资料来源:百度百科-物联网技术
参考资料来源:百度百科-物联网
物联网就业前景很好,物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。
物联网专业是教育部允许高校增设新专业后,高校申请最多的学校,这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。
物联网的基本特征从通信对象和过程来看,物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。
整体感知—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。
可靠传输—通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确地传送,以便信息交流、分享。
智能处理—使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。
2019年全球ICT产业关键字,聚焦「智慧、速度与创新」。创新技术如人工智慧、延展实境(XR)、区块链、数位分身(DigitalTwin)持续出笼,尤其人工智慧加速晶片及量子电脑的发展,伴随5G商转,势必带动产业跳跃式前进。既然聚焦「虚实整合、运算科技、人机互动」三大主轴,2019年COMPUTEX,全球IP矽智财授权领导厂Arm受邀出席《COMPUTEX论坛》、《InnoVEX论坛》主题演讲。Arm在COMPUTEX揭示全面运算(TotalCompute)主张,为5G时代提供更符合更多使用情境(usecase)的整体运算方案,并展现强大生态系能量。
Arm在COMPUTEX2019有哪些亮点展示?瘾科技带你浏览四大解决方案 亮点一:物联网平台回应Arm的目标在2035年打造达一兆台连网装置,为了让连网装置深度沟通,Arm针对IoT平台的生态系,近年接续推出「DesignStart」、「Pelion」及「Neoverse」等相关计画。今年COMPUTEX,Arm展示Pelion这项混合环境的端到端联网连接、装置和资料管理平台方案。Pelion特色在于建构3A情境,「任何装置、任何资料、任何云端」(Anvice,Anydata,Anycloud),管理任何种类的连网装置与连接,应付任何内外部不同类型的资料,连接任何公有、私有及混合云端。
换言之,Pelion平台让企业在安全环境下,管理各项物联网装置,无限制连结任何规模的资料。COMPUTEX也展示,Arm收购TreasureData后,借助巨量资料技术能力,Pelion平台对资料流程进行融合,让企业用户以高效、更安全的技术部署、连接和更新连网装置,顺利走入物联网的资料世界。
亮点二:AI机器学习联网装置与数据资料爆发成长,人工智慧的机器学习应用,逐渐从云端转移至终端。为了把机器学习技术放在边缘装置发挥所长,Arm针对机器学习的晶片应用进而打造全新处理器。延续Arm在CPU具备的可编程优势,以及GPU数据处理压缩能力和高吞吐量的设计特点,将其整合至机器学习晶片设计之中。针对机器学习热潮,Arm推出「ProjectTrillium」机器学习运算平台支持各种AI应用程序,在功能性与可扩展性方面,能实现更快机器学习效率。根据统计,目前ProjectTrillium平台的学习数据吞吐量,比起过去CPU、GPU协同作业的机器学习效率,已经达2~4倍以上,效能也优于传统DSP的可编程逻辑。
换言之,ProjectTrillium是一个异质的ML运算平台,平台架构包括ArmML处理器、开放原始码ArmNN软体框架,目前搭载于超过25亿台Android装置。Arm针对ML处理器进行强化,包括超过两倍能源效率,达到每瓦5兆次运算(TOPs/W)、记忆体压缩技术提升达三倍,以及提升至高达八核心的次世代峰值效能,与每秒最高32兆次运算(TOP/s)。
随着机器学习需求愈来愈高,开发人员更渴望利用系统上专属神经处理器(NPU)的优势。Arm机器学习ML处理器提供同级最优化的能耗效率,并有强大的软体生态系统支援,让整个生态系统的AI效能极大化。
▲Arm示范如何在装置上快速的执行机器学习功能,挑战人的记忆,和装置相比,看谁能先辨出不同的图像。
亮点三:AR/VR装置前几年开始流行的AR、VR装置,过去最大挑战来自虚拟视觉的稳定度。对此,Arm因应5G科技演进推出多款全新高阶IP套件,其中Mali-D77DPU显示器即是聚焦扩增实境、虚拟实境所需的内容所打造,让虚拟实境更加真实。Mali-D77是Mali-D71显示处理器更新版,最高可对应3K解析度与120fps更新率,虚拟视觉影像得以更稳定呈现。全新的硬体功能,加速头戴式显示器的虚拟实境运算,实现更小、更轻、更舒适的VR装置部署。
▲在COMPUTEX展示OculusQuest的VR头盔,提供高效能、无线,摆脱传统VR装置需要连接线的牵绊,创造VR装置新体验。
当然,使用者对AR、VR装置的期待除了影像稳定,在沉浸式体验方面,还包含更轻量、不受线材影响以及更顺畅的效能。Mali-D77其他功能表现在镜头失真校正(LensDistortionCorrection)、色差校正(ChromaticAberrationCorrection)、非同步时间扭曲(AsynchronousTimewarp),对应更清晰、更真实影像,还能降低配戴者头晕情况。除此之外,Mali-D77显示处理器IP,3K120虚拟实境效能,硬体节省VR作业负载4成以上系统频宽,以及12%功耗表现。Arm表示,为了让VR更为普及,在全球达到数十亿台装置的长期目标,Mali-D77解决现阶段显示技术的挑战,为VR产业迎向下一个新世代。
亮点四:车用Arm在今年COMPUTEX展示的第四个亮点,聚焦在汽车应用。Arm在车用方面扮演重要角色,因其牵涉稳定与安全,尤其ADAS与自动驾驶需要顾虑的层级更是重要。对此,Arm针对车载安全推出ArmSafetyReady计画,同时也包括针对自驾车的7nm制程最佳化处理器架构Cortex-A76AE,借由整合Split-Lock提供车载所需的安全性。
换言之,ArmSafetyready车用安全计画涵盖Arm既有、新型与未来的全方位车载计画,从系统性流程到研发,且通过ISO26262与IEC61508标准,一站式提供软体、元件、工具、认证及标准等资源,确保加入此计画的合作伙伴其SoC与系统,皆达到最高安全层级。
今年COMPUTEX也展示基于Arm的DMS(DriverMonitoringSystem)驾驶监控系统产品。DMS是采用ArmCortex-A7所支援的深度学习NN模型,由TEEAILab所开发。这套DMS系统展示在CortexA7上运行AI/ML以实现驱动程序状态监视功能。例如针对驾驶员闭眼、打哈欠侧视、俯视、打电话和吸烟等行为进行迅速检测,并发出音频以提醒驾驶。Arm在智慧驾驶领域,也展开AutomotiveEnhancedforFunctionalSafety计画,将推出首款多情绪执行处理器,以强化新世代安全驾驶体验。
▲COMPUTEX展会上也展示Arm在智慧驾驶领域的成果(图右),情绪执行处理器问世将有助驾驶安全。
聚焦未来世界,打造创新体验Arm在COMPUTEX2019展会中,展现新世代运算领域的创新技术与相关应用。除了上述相关亮点,也聚焦面向未来2030年的使用情境。Arm拥有全面软体开发框架,包含ArmIP、ArmNN、ArmComputeLibrary及ArmDevelopmentStudios,透过生态系统合作帮助开发人员更快采用、更快上市,透过机器学习软体优化,有效扩展硬体效能。
想像未来的世界,5G传输、机器学习、终端运算可能已经成为我们生活的日常,而产业之间将呈现万物联网的庞大生态系。对此,Arm将持续展现其领先技术优势,携手物联网超级战队掌握下一波科技浪潮。
内核的特点内核尺寸伸缩性强,能够适应不同配置的硬件平台。比如,一个极端的情况下,内核尺寸必须维持在10K以内,以支撑内存和CPU性能都很受限的传感器,这时候内核具备基本的任务调度和通信功能即可。在另外一个极端的情况下,内核必须具备完善的线程调度、内存管理、本地存储、复杂的网络协议、图形用户界面等功能,以满足高配置的智能物联网终端的要求。这时候的内核尺寸,不可避免的会大大增加,可以达到几百K,甚至M级。这种内核尺寸的伸缩性,可以通过两个层面的措施来实现:重新编译和二进制模块选择加载。重新编译措施很简单,只需要根据不同的应用目标,选择所需的功能模块,然后对内核进行重新编译即可。这个措施应用于内核定制非常深入的情况下,比如要求内核的尺寸达到10K以下的场合。而二进制模块选择加载,则用在对内核定制不是很深入的情况。这时候维持一个 *** 作系统配置文件,文件里列举了 *** 作系统需要加载的所有二进制模块。在内核初始化完成后,会根据配置文件,加载所需的二进制模块。这需要终端设备要有外部存储器(比如硬盘、Flash等),以存储要加载的二进制模块;
内核的实时性必须足够强,以满足关键应用的需要。大多数的物联网设备,要求 *** 作系统内核要具备实时性,因为很多的关键性动作,必须在有限的时间内完成,否则将失去意义。内核的实时性包涵很多层面的意思,首先是中断响应的实时性,一旦外部中断发生, *** 作系统必须在足够短的时间内响应中断并做出处理。其次是线程或任务调度的实时性,一旦任务或线程所需的资源或进一步运行的条件准备就绪,必须能够马上得到调度。显然,基于非抢占式调度方式的内核很难满足这些实时性要求;
内核架构可扩展性强。物联网 *** 作系统的内核,应该设计成一个框架,这个框架定义了一些接口和规范,只要遵循这些接口和规范,就可以很容易的在 *** 作系统内核上增加新的功能的新的硬件支持。因为物联网的应用环境具备广谱特性,要求 *** 作系统必须能够扩展以适应新的应用环境。内核应该有一个基于总线或树结构的设备管理机制,可以动态加载设备驱动程序或其它核心模块。同时内核应该具备外部二进制模块或应用程序的动态加载功能,这些应用程序存储在外部介质上,这样就无需修改内核,只需要开发新的应用程序,就可满足特定的行业需求;
内核应足够安全和可靠。可靠性就不用说了,物联网应用环境具备自动化程度高、人为干预少的特点,这要求内核必须足够可靠,以支撑长时间的独立运行。安全对物联网来说更加关键,甚至关系到国家命脉。比如一个不安全的内核被应用到国家电网控制当中,一旦被外部侵入,造成的影响将无法估量。为了加强安全性,内核应支持内存保护(VMM等机制)、异常管理等机制,以在必要时隔离错误的代码。另外一个安全策略,就是不开放源代码,或者不开放关键部分的内核源代码。不公开源代码只是一种安全策略,并不代表不能免费适用内核;
节能省电,以支持足够的电源续航能力。 *** 作系统内核应该在CPU空闲的时候,降低CPU运行频率,或干脆关闭CPU。对于周边设备,也应该实时判断其运行状态,一旦进入空闲状态,则切换到省电模式。同时, *** 作系统内核应最大程度的降低中断发生频率,比如在不影响实时性的情况下,把系统的时钟频率调到最低,以最大可能的节约电源。
外围模块的特点
外围模块指为了适应物联网的应用特点, *** 作系统应该具备的一些功能特征,比如远程维护和升级等。同时也指为了扩展物联网 *** 作系统内核的功能范围,而开发的一些功能模块,比如文件系统、网络协议栈等。物联网 *** 作系统的外围模块(或外围功能)应该至少具备下列这些:
支持 *** 作系统核心、设备驱动程序或应用程序等的远程升级。远程升级是物联网 *** 作系统的最基本特征,这个特性可大大降低维护成本。远程升级完成后,原有的设备配置和数据能够得以继续使用。即使在升级失败的情况下, *** 作系统也应该能够恢复原有的运行状态。远程升级和维护是支持物联网 *** 作系统大规模部署的主要措施之一;
支持常用的文件系统和外部存储,比如支持FAT32/NTFS/DCFS等文件系统,支持硬盘、USB stick、Flash、ROM等常用存储设备。在网络连接中断的情况下,外部存储功能会发挥重要作用。比如可以临时存储采集到的数据,再网络恢复后再上传到数据中心。但文件系统和存储驱动的代码,要与 *** 作系统核心代码有效分离,能够做到非常容易的裁剪;
支持远程配置、远程诊断、远程管理等维护功能。这里不仅仅包涵常见的远程 *** 作特性,比如远程修改设备参数、远程查看运行信息等。还应该包涵更深层面的远程 *** 作,比如可以远程查看 *** 作系统内核的状态,远程调试线程或任务,异常时的远程dump内核状态等功能。这些功能不仅仅需要外围应用的支持,更需要内核的天然支持;
支持完善的网络功能。物联网 *** 作系统必须支持完善的TCP/IP协议栈,包括对IPv4和IPv6的同时支持。这个协议栈要具备灵活的伸缩性,以适应裁剪需要。比如可以通过裁剪,使得协议栈只支持IP/UDP等协议功能,以降低代码尺寸。同时也支持丰富的IP协议族,比如Telnet/FTP/IPSec/SCTP等协议,以适用智能终端和高安全可靠的应用场合;
对物联网常用的无线通信功能要内置支持。比如支持GPRS/3G/HSPA/4G等公共网络的无线通信功能,同时要支持Zigbee/NFC/RFID等近场通信功能,支持WLAN/Ethernet等桌面网络接口功能。这些不同的协议之间,要能够相互转换,能够把从一种协议获取到的数据报文,转换成为另外一种协议的报文发送出去。除此之外,还应支持短信息的接收和发送、语音通信、视频通信等功能;
内置支持XML文件解析功能。物联网时代,不同行业之间,甚至相同行业的不同领域之间,会存在严重的信息共享壁垒。而XML格式的数据共享可以打破这个壁垒,因此XML标准在物联网领域会得到更广泛的应用。物联网 *** 作系统要内置对XML解析的支持,所有 *** 作系统的配置数据,统一用XML格式进行存储。同时也可对行业自行定义的XML格式进行解析,以完成行业转换功能;
支持完善的GUI功能。图形用户界面一般应用于物联网的智能终端中,完成用户和设备的交互。GUI应该定义一个完整的框架,以方便图形功能的扩展。同时应该实现常用的用户界面元素,比如文本框、按钮、列表等。另外,GUI模块应该与 *** 作系统核心分离,最好支持二进制的动态加载功能,即 *** 作系统核心根据应用程序需要,动态加载或卸载GUI模块。GUI模块的效率要足够高,从用户输入确认,到具体的动作开始执行之间的时间(可以叫做click-launch时间)要足够短,不能出现用户点击了确定、但任务的执行却等待很长时间的情况;
支持从外部存储介质中动态加载应用程序。物联网 *** 作系统应提供一组API,供不同应用程序调用,而且这一组API应该根据 *** 作系统所加载的外围模块实时变化。比如在加载了GUI模块的情况下,需要提供GUI *** 作的系统调用,但是在没有GUI模块的情况下,就不应该提供GUI功能调用。同时 *** 作系统、GUI等外围模块、应用程序模块应该二进制分离, *** 作系统能够动态的从外部存储介质上按需加载应用程序。这样的一种结构,就使得整个 *** 作系统具备强大的扩展能力。 *** 作系统内核和外围模块(GUI、网络等)提供基础支持,而各种各样的行业应用,通过应用程序来实现。最后在软件发布的时候,只发布 *** 作系统内核、所需的外围模块、应用程序模块即可。
集成开发环境的特点
集成开发环境是构筑行业应用的关键工具,物联网 *** 作系统必须提供方便灵活的开发工具,以开发出适合行业应用的应用程序。开发环境必须足够成熟并得到广泛适用,以降低应用程序的上市时间(GTMT)。集成开发环境必须具备如下特点:物联网 *** 作系统要提供丰富灵活的API,供程序员调用,这组API应该能够支持多种语言,比如既支持C/C++,也支持Java、Basic等程序设计语言;最好充分利用已有的集成开发环境。比如可以利用Eclipse、Visual Studio等集成开发环境,这些集成开发工具具备广泛的应用基础,可以在Internet上直接获得良好的技术支持;除配套的集成开发环境外,还应定义和实现一种紧凑的应用程序格式(类似Windows的PE格式),以适用物联网的特殊需要。通过对集成开发环境进行定制,使得集成开发环境生成的代码,可以遵循这种格式;要提供一组工具,方便应用程序的开发和调试。比如提供应用程序下载工具、远程调试工具等,支撑整个开发过程。
可以看出,上述物联网 *** 作系统内核、外围模块、应用开发环境等,都是支撑平台,支撑更上一层的行业应用。行业应用才是最终产生生产力的软件,但是物联网 *** 作系统是行业应用得以茁壮生长和长期有效生存的基础,只有具备了强大灵活的物联网 *** 作系统,物联网这棵大树才能结出丰硕的果实。
1、全面感知
利用无线射频识别(RFID)、传感器、定位器和二维码等手段随时随地对物体进行信息采集和获取。 感知包括传感器的信息采集、协同处理、智能组网,甚至信息服务,以达到控制、指挥的目的。
2、可靠传递
是指通过各种电信网络和因特网融合,对接收到的感知信息进行实时远程传送,实现信息的交互和共享,并进行各种有效的处理。在这一过程中,通常需要用到现有的电信运行网络,包括无线和有线网络。
由于传感器网络是一个局部的无线网,因而无线移动通信网、3G网络是作为承载物联网的一个有力的支撑。
3、智能处理
是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对随时接受到的跨地域、跨行业、跨部门的海量数据和信息进行分析处理,提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,实现智能化的决策和控制。
扩展资料:
基本功能
在线监测:这是物联网最基本的功能,物联网业务一般以集中监测为主、控制为辅。
定位追溯:一般基于传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等GPS(或其他卫星定位,如北斗)和无线通信技术,或只依赖于无线通信技术的定位,如基于移动基站的定位、RTLS等。
报警联动:主要提供事件报警和提示,有时还会提供基于工作流或规则引擎(Rule“sEngine)的联动功能。
指挥调度:基于时间排程和事件响应规则的指挥、调度和派遣功能。
预案管理:基于预先设定的规章或法规对事物产生的事件进行处置。
安全隐私:由于物联网所有权属性和隐私保护的重要性,物联网系统必须提供相应的安全保障机制。
远程维保:这是物联网技术能够提供或提升的服务,主要适用于企业产品售后联网服务。
在线升级:这是保证物联网系统本身能够正常运行的手段,也是企业产品售后自动服务的手段之一。
参考资料来源:百度百科-物联网概念
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