从技术架构上看物联网主要包括哪几层

物联网技术是什么？架构分为哪几层？主要技术有哪些？

1.什么是物联网技术？

物联网是万物互联的互联网。最初的概念是由麻省理工学院在1999年提出的，其定义是“通过射频识别(RFID)和全球定位系统等信息感知设备，将任何物品按照约定的协议通过物联网域名连接起来，从而实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的网络概念”。

2005年11月17日，在突尼斯举行的WSIS(信息社会世界峰会)上，国际电信联盟(ITU)发表了《ITU互联网报告2005:物联网》，正式提出了物联网的概念。物联网时代，所有物体都可以通过互联网主动交换和控制数据。当时报告指出，射频识别、传感器技术、纳米技术和智能嵌入将被广泛应用。

互联网主要包括人的虚拟贴图和虚拟物体(金钱、道具等。).物联网时代，无论是现实世界中存在的物体，还是虚拟物体，在网络世界中都有自己的身份。它可以实现物体之间的独立数据交换、环境感知、独立响应和智能控制。

物联网本质上是互联网的延伸。其目标是实现更广泛的物与物之间、物与人之间的联系，从而促进人类向更高效的生活和生产管理方式转变，提高社会信息管理能力。在物理网络时代，人类将实现真正的数字化生存。在物联网框架下实现现实世界的数字化和智能化。

近年来，随着移动通信技术的快速发展和4G网络的快速普及，5G技术已经进入标准制定阶段，商用进程已经迫在眉睫。除此之外，大数据、云计算、芯片、微机械系统等周边技术也在快速发展，为物联网产业的爆发提供了技术基础。万物互联不再是空遥不可及的城堡。由此，物联网产业逐渐从硬件向软件和平台发展，各种新应用层出不穷。同时也从过去单一的技术应用向物联网生态圈路径演进。体现在各种应用的井喷式发展，比如智能穿戴、智能驾驶、智能家居、智能城市、智能制造等等。

2.物联网主要技术和架构介绍

物联网的架构一般分为四层:感知层、网络层、平台层、应用层。

感知层主要由各种传感器和感知网关组成，包括温湿度传感器、二维码标签、RFID标签和阅读器、摄像头、红外线、GPS等感知终端。感知层是物联网中识别物体和收集信息的来源。关键在于拥有更准确、更全面的感知能力，实现低功耗、小型化。主要技术有二维码、RFID、GPS/北斗导航、MEMS等。

网络层由各种网络组成，包括互联网、广播电视网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台。它是整个物联网的枢纽，负责传输和处理感知层获取的数据和信息。网络层的关键在于高效可靠的信息传输和处理。主要技术包括Wifi、蓝牙、Zig Bee、2G/3G/4G、LPWAN、LTE-M、大数据和云计算等。

该平台以云计算为核心，对物体上的传感器采集的数据进行采集和处理。在物联网的产业链中，平台层和感知层被视为物联网的核心环节。

应用层是物联网与用户(人、组织或其他系统)的接口，是物联网的智能化应用。创新是物联网发展的核心，它将物联网与特定的行业需求相结合，为物联网的智能应用提供解决方案集。应用层的关键在于整合行业需求、智能解决方案和有效的商业模式。技术主要包括大数据、云计算、各行业应用技术等。

MEMS传感器技术

物联网的感知层主要包括MEMS传感器、执行器、通信模块、MCU等。这里主要介绍MEMS传感器。由于MEMS传感器技术的发展，可以有效地采集更广更深的数据，从而使物联网的应用在更多的生活和生产场景中得以实现，极大地推动了物联网产业的发展，成为其爆发式增长的主要动力之一。

MEMS的快速发展是基于已经成熟的微电子技术、集成电路技术及其加工技术。具有体积小、功耗低、精度高、可批量生产等优点。未来，尺寸更小、数据监测维度更多的传感器将部署在各个行业，更精细的数据将为市场带来新的增量。目前，MEMS传感器器件已经广泛应用于汽车电子、智能家居、智能电网、智能手机、消费电子、医疗器械、运动跟踪、智慧城市等领域。MEMS传感器器件已经成为智能感知时代最重要的硬件。

低功耗广域物联网技术(LPWAN)

LP的出现主要是为了平衡物联网的广覆盖和低功耗/低成本的内在矛盾。目前主流的移动通信技术是为人与人之间的连接量身定制的，单人功率高，单扇区覆盖面积有限，无法满足物联网广域覆盖和大量连接的需求。如图3-8所示，LPWAN与传统移动通信系统的区别得到了充分的展示。LPWAN侧重于广覆盖和低功耗，而传统移动通信网络侧重于高性能。

为了改善GPRS无法满足物联网连接需求的现状，业界提出了Lo Ra、Sig Fox等低功耗广域物联网LPWAN通信协议，工作在非授权频段。同时，3GPP作为行业标准制定机构，也提出了基于LTE的e MTC协议、基于GSM的EC-GSM协议和NB-Io T协议。与3G/4G蜂窝网络相比，LPWAN具有低成本、低能耗、覆盖广的优势。

物联网业务应用一般可以分为三类业务。

(1)高速业务:要求高速，部分有语音和移动性要求，但对成本和功耗不敏感，可依托现有4G技术；

(2)中速率业务:部分业务有移动性和语音需求，有一定的覆盖和成本要求，可以采用LTE低层UE或演进技术(e MTC)；

(3)超低速率业务:一般静态超低速率，要求超深广覆盖，超低功耗，超低成本。可以采用窄带物联网技术(n b-Io T)；

一般来说，通过LPWAN可以实现中速率业务和超低速率业务。

云计算和大数据

物联网的发展离不开云计算和大数据的技术支持，二者相辅相成。同时，它们也构成了人工智能的基础。

云计算是一种基于互联网增加、使用和交付相关服务的模式，通常涉及通过互联网提供动态的、可扩展的、往往是虚拟化的资源。

美国国家标准与技术研究院(NIST)定义:云计算是一种按使用付费的模式，提供可用、便捷、按需的网络接入，进入一个可配置的计算资源共享池(资源包括网络、服务器、存储、应用软件和服务)。这些资源可以快速提供，只需要很少的管理工作或与服务提供商很少的交互。

云计算的基本思想是通过云计算资源分担复杂的计算责任，减少试错成本，减少甚至省略终端设备上的计算模块，从而降低成本和功耗，从而实现设备的小型化和薄型化，更好地满足物联网的海量采集和海量连接的要求。

顾名思义，大数据是指海量的数据。大数据的“大”是有标准的，并不是所有的大规模数据都可以称为大数据。

研究机构Gartner认为，“大数据”是一种信息资产，需要一种新的处理模式来拥有更强的决策、洞察和流程优化能力，以适应海量、高增长率和多样化。麦肯锡全球研究院给出的定义是:大数据是一种数据集合，其规模之大，其获取、存储、管理和分析远远超出了传统数据库软件工具的能力。具有数据规模海量、数据流转迅速、数据类型多样、价值密度低四大特点。

大数据技术的关键不在于数据信息量的庞大，而在于如何对获取的数据进行专业的处理。这就像一个工厂。其核心能力不在于原材料的采购和运输，而在于如何将原材料加工成能够满足市场需求的产品。

从技术角度来说，大数据和云计算总是紧密联系在一起的。大数据应用需要处理海量甚至无规律的数据。以目前计算设备的处理能力，单台计算机必然无法胜任。因此，大数据的计算必然会采用分布式架构。依托云计算的分布式处理、数据库、云存储和虚拟化技术，充分挖掘数据背后的价值。

物联网的主要技术有哪些？物联网架构有哪几层？

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