物联网有哪三个层次

一、感知层——感知信息

作为物联网的核心，承担感知信息作用的传感器，一直是工业领域和信息技术领域发展的重点，传感器不仅感知信号、标识物体，还具有处理控制功能。

目前，在发达国家，其发展已芯片化、集成化和智能化。如最早提出泛在网的加州大学（伯克利分校），已将压力、磁、光等传感单元集成在一个芯片中，而且芯片具备无线接入和自组网功能。

然而，传感器国产化程度较低，其成本、性能和寿命尚不能满足交通运输物联网信息感知的需求。据了解，交通运输部正在和其他部门合作，研制满足交通需求、具有自主知识产权的传感器，并对市场产生了影响。如专业生产感知气象信息设备的维萨拉公司，得知交通运输部正在组织相关研究后，主动要求加入，其产品在国内也应声降价。

二、网络层——传输信息

传感器感知到基础设施和物品信息后，需要通过网络传输到后台进行处理。

目前，传输信息应用的网络先进技术包括第6版互联网协议（IPv6）、新型无线通信网（3G、4G、ZIGBEE等）、自组网技术等，正在向更快的传输速度、更宽的传输带宽、更高的频谱利用率、更智能化的接入和网络管理发展。

据专家介绍，我国在道路建设中，沿路铺设了大量光纤，但利用程度不高。物联网采集到的海量数据，可以使这些道路光纤物尽其用。

三、应用层——处理信息

物联网概念下的信息处理技术有分布式协同处理、云计算、群集智能等。

信息处理的目的是应用，交通物联网的信息处理是为了分析大量数据，挖掘对百姓出行和交通管理有用的信息。此外，还需要建立信息处理和发送机制体制，保证信息发送到需要的人手中。比如，把宏观的路网信息发送给管理决策人员，把局部道路通行情况发送给公众，把某条具体路段的事故信息发送给正行驶在上面的车辆。

构成物联网的三个层次分别是：

物联网感知层、物联网网络层、物联网应用层。感知层数据采集与感知主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据;网络层实现更加广泛的互联功能,能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送;应用层应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。

物联网（Internet of Things，简称IoT）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（ IoT ，Internet of things ）即“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，实现任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。

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。

文物古建筑智慧消防监管系统架构和功能：

1、系统架构

智慧消防系统整体架构有物联网硬件探测器、传感器组成的感知层、NB、lora、网关、4G、5G等多种网络传输模式应用的传输层，以及服务层、应用层。

　a、感知层

感知层是综合运用RFID无线射频技术，无线传感技术例如感温、感烟、用电参数监测等技术，获取消防基础大数据，实现消防工作中的基础感知，例如消防栓碰撞损坏，灭火器到期需要更换，这些都能够运用传感技术，及时发现。

     感知层是通过感知识别技术自动采集消防系统中各类数据信息，是综合安全物联网区别于其他网络最独特的地方，消防物联网的感知层主要由消防报警各类传感器网络、视频监控系统、无线探测器构成。消防火灾报警系统通过设备的数据接口采集数据，通过无线或有线的方式与数据中心进行数据交互，实时提取控制器发出的探测器报警、设备故障、设备动作、屏蔽等状态信息。对于消防水系统，可以安装各类压力、水位、电流、电压、温湿度传感器对重点设备的运行参数进行监控。

　b、传输层

传输层是运用移动信息技术，实现数据的传输，移动信息技术的发展，极大的促进了物联网技术在各个行业的应用，在消防工作中表现最为明显的要属用电监测，在用电过程中出现的温度升高、漏电、电流、电压等参数的变化通过信息技术能够实时获取。

     传输层将感知层获取到的信息传递到服务层，作为物联网重要的基础设施，传输层包括所有无线和有线、长/短距离通信系统。传输层解决的是感知层获取数据的传递问题，这些数据可以通过移动通信网、TCP/IP专用网络或公共宽带网络、公用电话网等多种方式单独或混合组网。

　c、应用层

应用层将获取到的消防基础感知大数据进行处理并实现具体的应用，例如对于消防水系统的监测管理，视频监控的分析，消防警情信息等消防数据的汇总、分析、研判，应用。为消防工作提供信息化支撑。应用层作为物联网技术与消防行业专业技术的深度融合，结合行业需求实现消防行业的智能化，消费物联网应用层利用分析处理后的感知数据，为用户提供丰富的特定服务。

    d、服务层

服务层处理传输层传递的数据信息，并对外部用户提供应用服务，在结合大数据、云计算等新技术后为用户提供更加高效便捷的服务。　

　实现消防设施运行及监管的现代化必须构建有效的的智慧消防监控物联网系统，采用消防自动报警系统已有的各种感知设备、视频采集设备等，将感知采集到的大量现场信息，借助消防物联网传输到消防指挥中心，将过去封闭、功能单一的火灾报警系统改造为网格化、智能化的跨区域火灾报警综合管理平台。　

古文物智慧消防

2、系统介绍

文物智慧消防系统是由智慧消防安全隐患巡查系统、智慧消防用电隐患监测系统、智慧消防用水监测系统、独立式感烟探测报警器、智慧消防可视化联网报警系统、智慧试可燃气体探测报警器、智慧消防线上培训平台组成。

智慧消防安全隐患巡查系统

智慧消防用电隐患监测系统：通过人防手段，采用NFC无源身份ID方式，实现对无源消防设备（如：灭火器、消防栓、防火门等）实现可控的日常点检、故障检查、定位的综合管理系统。系统功能：巡检、设备定位管理、固定资产管理、生命周期、点检。

智慧消防用水监测系统：消防水系统监测采用独立式的无线采集设备，监测消火栓管道压力、消防管网阀门启闭状态、消防水泵启停状态等情况；采用平台化管理模式，将大量线下设备进行集中化管理，实现统一平台面向多角色用户的设备预警、定位、维护等功能。支持PC端和移动端，动态监控、立体呈现消防水系统安全状态。

独立式感烟探测报警器：智能烟感通过多种网络传输方式，与智慧消防系统连接，当出现烟雾警情时，除了烟感本身发出声光报警外，同时向智慧消防云平台发送烟雾警情信息，实现警情信息的秒级响应，消控室人员、区域管理员通过电脑屏幕或手机APP，或手机短信都会收到烟感报警信息，若在设定时间内无处置，同时会向119报警中心发送报警信息，并督促相关人员前往处置。

智慧消防可视化联网报警系统：利用数字视频压缩技术等先进技术，对安全出口和疏散通道、消防控制室值班、微型消防站值守等的运行状况进行全天候、实时监测，并利用图像模式识别技术对火光及燃烧烟雾进行图像分析报警，同时可支持对已有视频监控系统的接入，使管理人员第一时间快速了解监测点的动态视频信息。

消防物联网可燃气体监测报警系统：根据应用场所气体特性进行设计，一般以甲烷为标准，随着物联网模块、无线传输技术的应用，可燃气体探测器能够实现与智慧消防云平台的无线连接，通过消防物联网系统就能够获取气体的各项实时数据，当出现泄露，气体浓度增加等异常情况，系统会自动报警，并以电话、短信、系统d窗等多种形式通知相关人员，快速到达警情现场处置，有效避免灾情蔓延，防患未然

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