1.1.3 物联网的体系结构

物联网是一个基于感知技术并融合各类应用的网络。它通过现有各类网络和自组网络，进行无缝连接，从而实现物与物、人与人、人与物之间的识别与感知，并应用到社会的各个层面。目前，公认的物联网的体系结构是三层体系结构，包括底层的感知层、中间的网络层和顶层的应用层，如图1-1所示。

图1-1 物联网的三层体系结构

1.感知层

感知层主要用于对外界事物的感知，完成信息的采集和数据的转换，执行部分命令。感知层设备包含传感器和执行器，用于数据的采集和控制。短距离的传输网络将传感器、手机等设备的数据发送到网关或发送应用层的控制命令到执行器。感知层设备的种类多样，常见的有RFID阅读器、RFID标签、传感节点、红外感知设备、摄像头、智能手机、各类传感器等，这些设备组成了同构或异构网络。

感知层是物联网信息的来源和起点，直接与被监控的“物”相连。物联网通过传感器等设备能智能化地表达自己的想法，通过信息在网络中的传输，实现物与物之间的智能通信。

2.网络层

网络层是物联网的核心，由核心网络和接入网络组成，负责信息的传输和交互。网络层通过接入网络接收感知层信息，通过核心网络或特殊接入网络（移动通信网络等）传输信息到应用层。网络层以互联网、移动通信网络、电信交换网络、卫星通信网络、无线局域网、蓝牙、ZigBee等为基础连接方式，实现网络中各类终端的广泛连接，实现感知层数据的高效、可靠、安全传输，同时为各类感知层的异构网络提供接口，实现网络层与感知层的紧密结合。通过电信网络、互联网等核心网络，数据被传输到物联网处理中心。

随着5G等技术的大规模商用，物联网的接入网络也在不断发展。随着感知层设备的快速增长，海量信息的接入也将给接入网络带来全新的挑战。

3.应用层

应用层主要通过分析、处理和决策，完成对信息由知识到控制的转化，从而实现各类服务，如智慧农业、智能家居、智慧物流、智能交通等。不同应用场景会与感知层和网络层的不同功能相对应。

应用层包括数据处理、中间件、云计算、业务支撑、管理、安全等公共平台，以及利用这些公共平台建立的应用系统。

应用层提供的服务将会是普适化的应用服务。物联网的应用服务将具备智能化的特征。物联网的智能化主要体现在协同处理、决策支持、算法应用和样本库等的支持上。物联网智能化服务的实现涉及对海量数据的存储、计算、挖掘和智能推荐算法等技术。