????

二、工業物聯網體系架構

　2.1物聯網的原理

　2.1.1物聯網的定義

　物聯網是通過RFID 技術、無線傳感器技術以及定位技術等自動識別、采集和感知獲取物品的標識信息、物品自身的屬性信息和周邊環境信息，借助各種電子信息 傳輸技術將物品相關信息聚合到統一的信息網絡中，并利用云計算、模糊識別、數據挖掘以及語義分析等各種智能計算技術對物品相關信息進行分析融合處理，最終實現對物理世界的高度認知和智能化的決策控制。

　目前物聯網的傳輸技術非常豐富，包括：藍牙、Zigbee、WIFI、超短波數傳電臺、GPRS 等等。主要可以概括為以太網終端、WIFI 終端、2G / 3G 終端等，當然有些智能終端具有上述兩種或兩種以上的接口。

　（1）以太網終端

　該類終端一般應用在數據量傳輸較大、以太網條件較好的場合，現場很容易布線并具有連接互聯網的條件。一般應用在工廠的固定設備檢測、智能樓宇、智能家居等環境中。

　（2）WIFI 終端

　該類終端一般應用在數據量傳輸較大、以太網條件較好，但終端部分布線不容易或不能布線的場合，在終端周圍架設WIFI 路由或WIFI 網關等設備實現。一般應用在無線城市、智能交通等需要大數據無線傳輸的場合或其他應用中終端周圍不適合布線但需要高數據量傳輸的場合。

  （3）2G 終端

　該類終端應用在小數據量移動傳輸的場合或小數據量傳輸的野外工作場合，如車載GPS 定位、物流RFID 手持終端、水庫水質監測等。該類終端因具有移動中或野外條件下的聯網功能，所以為物聯網的深層次應用提供了更加廣闊的市場。

　（4）3G 終端

　該類終端是在上面終端基礎上的升級，增加了上下行的通訊速度，以滿足移動圖像監控，下發視頻等應用場合，如：警車巡警圖像的回傳、動態實時交通信息的監控等，在一些大數據量的傳感應用，如震動量的采集或電力信號實施監測中也可以用到該類終端。

　2.2.2物聯網體系結構

　在物聯網體系架構中，三層的關系可以這樣理解：感知層相當于人體的皮膚和五官；網絡層相當于人體的神經中樞和大腦；應用層相當于人的社會分工，具體描述如下： 

　感知層是物聯網的皮膚和五官—識別物體，采集信息。感知層包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等，主要作用是識別物體，采集信息，與人體結構中皮膚和五官的作用相似。 

　網絡層是物聯網的神經中樞和大腦—信息傳遞和處理。網絡層包括通信與互聯網的融合網絡、網絡管理中心和信息處理中心等。網絡層將感知層獲取的信息進行傳遞和處理，類似于人體結構中的神經中樞和大腦。 

　應用層是物聯網的“社會分工”—與行業需求結合，實現廣泛智能化。應用層是物聯網與行業專業技術的深度融合，與行業需求結合，實現行業智能化，這類似于人的社會分工，最終構成人類社會。 

　在各層之間，信息不是單向傳遞的，也有交互、控制等，所傳遞的信息多種多樣，這其中關鍵是物品的信息，包括在特定應用系統范圍內能唯一標識物品的識別碼和物品的靜態與動態信息。

　2.2 工業物聯網關鍵技術

　2.2.1傳感器技術

　信息的泛在化對工業的傳感器和傳感裝置提出了更高的要求。

　微型化：元器件的微小型化，節約資源與能源。

　智能化：自校準、自診斷、自學習、自決策、自適應和自組織等人工智能技術。

　低功耗與能量獲取技術：電池供電，用陽光、風、溫度、振動。

　2.2.2通信技術

　其中具體包括：調制與編碼技術、自適應跳頻技術、信道調度技術、通信協議多樣性、多標準有線及無線技術。

　2.2.3網絡技術

　組網技術：網絡路由技術、互聯技術、共存技術、跨層設計與優化技術。

　網絡管理與基礎服務技術：低開銷高精度的時間同步技術、快速節點定位技術、實時網絡性能監視與預警技術、工業數據的分布式管理技術。

　2.2.4信息處理技術

　海量信息處理：工業信息出現爆炸式增長，構建集海量感知信息，獲取、高效融合、特征提取和內容理解為一體。

　實時信息處理：工業流程監視與控制需求。

　新型制造模式：多源異構感知信息融合。

　泛在信息處理服務與協同平臺： 設計、制造、管理過程中人-人之間、人-機之間和機-機之間的行為感知、環境感知、狀態感知的綜合性感知能力。

　2.2.5安全技術

　其中具體包括：工業設備控制、網絡安全和數據安全，阻止非授權實體的識別、跟蹤和訪問，非集中式的認證和信任模型，能量高效的加密和數據保護，異構設備間的隱私保護技術。
 

2.3 工業物聯網核心技術

　2.3.1 RFID

　RFID和WSN融合：

　RFID側重于識別，能夠實現對目標的標識和管理，同時RFID系統具有讀寫距離有限、抗干擾性差、實現成本較高的不足；WSN側重于組網，實現數據的傳遞，具有部署簡單，實現成本低廉等優點，但一般WSN并不具有節點標識功能。RFID與WSN的結合存在很大的契機。

　RFID與WSN可以在兩個不同的層面進行融合：物聯網架構下RFID與WSN的融合，傳感器網絡架構下RFID與WSN的融合。

????