1.3 应用技术系统与物联网技术构架

在实际工程中，当对象明确后就可构架出物联网的应用系统。最基本的应用系统包括物品命名管理系统、物品身份真伪验证系统、物联网系统管理等，特定应用系统包括仓储管理系统、楼宇监控系统、环境监测系统等。

物联网应用系统需要区分物联网端和互联网端。通常物联网端部署在有源CPS结点上，可以作为应用系统的客户端（客户机/服务器），也可作为应用系统的对等端应用模式（P2P，Peer-to-Peer，对等）。应用系统互联网端部署在互联网CPS结点上，可以作为应用系统的服务器端（客户机/服务器），也可以作为应用系统的P2P应用模式，但都需要提供较为强大的存储和后端处理能力，满足物联网应用需求。

目前国内外普遍认为物联网是一项综合性的技术，是一个服务和应用系统，没有哪家公司可以全面独立完成物联网的整个系统规划和建设。理论研究方面各行各业都在展开，而实际应用很少能跨出行业。物联网的规划和设计与推广发展是物联网技术生命的关键，运用好现有的器件（RFID、传感器）和软件（嵌入式软件）以及传输数据计算等资源是推动物联网技术的普及和用发展的核心。物联网构成主要有三个步骤：

1）对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测。

2）需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式。

3）将物体信息通过网络传输到信息处理中心（可能是分布式中心，如家里的计算机或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC），由处理中心完成物体通信的相关计算。

在国内物联网应用案例中，具有代表性的案例是：上海浦东国际机场防入侵与世博会安防系统、苏州高铁物联网、济南园博园路灯控制系统、清华易程公司票务系统等。

上海浦东国际机场防入侵系统铺设了3万多个传感结点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止用户的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵；济南园博园采用ZigBee技术的路灯控制系统，是无线技术的路灯照明节能环保技术的应用典型，园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制；国内首家高铁物联网技术应用中心为高铁物联网产业发展提供科技支撑。以往购票、检票的单调方式，将在这里升级为人性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用，让旅客可以摆脱拥挤的车站购票；与地铁类似的检票方式，则可实现持有不同票据旅客的快速通行。

智能交通系统（ITS的应用），更是将通信、计算机、自动控制、传感器技术融合到一起，实现对交通的实时控制与指挥管理。在这个物联网系统中，交通运营信息的采集，为交通控制和交通违章管理等提供了基本的保证。

从以上物联网的几个典型应用系统可以看出，人们通常把物联网的技术架构按照功能分为三层：感知层、网络层和应用层。这三层的结构体系关系如图1-6所示。

图1-6 物联网三层结构和基本功能

感知层：主要功能是感知和识别物体，采集并捕获信息。产品的形式有二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、各种传感器、传感器结点组成的自治网络、M2M（Machine to Machine）终端和传感器网关等，实现“全面感知”。

网络层：是指普遍的通信网络和服务的基础设施，包括各种通信网络与互联网形成的融合网络，还包括物联网管理中心、信息中心、云计算支撑平台、专家系统等对海量信息进行智能处理的部分。网络层不但要具备网络运营的能力，还要提升信息运营的能力，实现可靠的传送、交互和共享。

应用层：是将物联网技术与行业专业技术相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集。利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的跨地域、跨行业、跨部门的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。

在物联网构架中，感知层是实现对物体信息及标识的感知，传感器是一种基本的嵌入设备。将来物体不仅自己专有各种基本的传感器，可以感知周围的各种信息，也可在有限的范围内相互感知。如在人进来房屋后，室内的灯自动打开，人离开之后灯会自动关闭。在智能家居环境中，基本设施中配有Wi-Fi、WiMAX、蜂窝网络等，各种设备可以随时接入到互联网上，人们可随时享受到互联网、传感网、物联网的服务。