物联网的体系结构与相关技术研究1

物联网的体系结构与相关技术研究

摘要:我国新闻媒体和学术界等非常看好物联网技术，如今物联网体系结构等方面有许多可以研究的地方，设计出物联网的体系结构（包括有源结点、无源结点、互联网结点），并指出结点分类和物联网的服务类别。

关键词：物联网的体系结构；物联网；网络体系结构； 1 物联网体系结构

物联网的应用领域是基础设施（包括路灯管理、城市自来水网、智能楼宇等），有路灯管理、城市自来水网、智能楼宇等基础设施，仓储物流，医疗护理，假冒产品的防范等等。对已有的物联网建立应用系统与实例的研究，是对物联网的体系结构进一步研究的前提条件。

人类社会将长期面临着慢性病增加与人口老龄化、环境污染与能源短缺的难题，医疗护理和能耗控制是物联网的主要应用。信任危机与恐怖活动是当前人类社会所碰到的问题，当前物联网急需应用于物品身份鉴别、安防监控。此外，其在工业控制、智能交通、仓储物流等方面起到比较大的作用。 1.1 物联网已有的体系结构

物联网的自主体系结构包括：⑴用于数据分组传递的数据面；⑵向数据面发送配置报文,优化数据面的可靠性和吞吐量的控制面；⑶为整个网络信息提供完整视图，同时，筛选出属于网络系统的知识的知识面，用于指导控制面的适应性控制的知识面；⑷管理面具有供应物联网的自主能力，是管理与协调数据面和控制面以及知识面的交互。本文自主的特点是由Smart TransportProtocol / Smart Protocol协议栈与智能层取代传统的TCP / IP协议栈，物联网结点的智能层为了达到异构物联网设备之间的联网的需要，主要用在协商交互结点之间Smart TransportProtocol / Smart Protocol的选择和优化无线链路上面的通信与数据传送。

1.2 建议的物联网体系结构

物联网体系结构设计要遵守的原则有以下几点：

(1)物联网体系结构能平滑地和互联网连接，即互联性原则；

(2) 物联网体系结构分成多种类型的体系结构应依据物联网结点类型的不一样而进行分成，即多样性原则；

(3) 物联网体系结构需要具有可靠性与坚固性，即坚固性原则； (4) 物联网体系结构务必可以防御大范畴的网络攻击，即安全性原则

(5) 物联网体系结构务必可以达到物联网能源、时间与空间的需要，即时空性原则；

1 2. 1 物联网的结点分类

所谓物联网结点可分为：⑴联网CPS结点；⑵无源CPS结点；⑶有源CPS结点；最先区分物联网里面的网络结点类别是为建立联网的体系结构。 1.2.2 联网互连体系结构

网结点的分类，能够深入研究或许存在物联网结点间存在的有源CPS结点和无源结点，有源CPS结点和有源CPS，互联网CPS结点和有源CPS结点间的连接，物联网互连的体系结构是由这些类型的这些连接结构成。 物联网体系结构因其的异构性可分为以下几点:⑴互联网结点和有源CPS结点互连结构； ⑵有源CPS结点和有源CPS结点互连结构；（3）有源CPS结点和无源CPS结点互连结构；

网CPS结点和有源CPS结点互连结构，CPS结点要和互联网结点在经过CPS网关的前提下成功连接的。互联网和有源CPS对结点可以组合成CPS网关。为了完成互网和物联网两者间的信息传送和交流还有互联网和物联网应用间的互连与互通，联网和应用层间实行更深程度连接可以经过CPS网关。这种互连结构拥有能同意不一样类型的物联网采用适合本身需要的联络结构，略去不需要的联网程序，减少联网的复杂性，优化联网程序。互联网技术、环境监测联网技术等不一样类别的物联网联网技术。在此物联网里面，为了其体系结构越加稳定，其物理层协议，所供应的物理信道上收集与传送信息的功能拥有必然的可靠性与安全性。物联网路层协议是为了供应对物理信道进行物联网复用功能、访问控制和链路层可信和稳定，是数据传送效率很高的功能，拥有健全的安全性和可靠性控制能力，使物联网良好的服务质量得以保障；应用层协议是为了供应信息的收集和传送以及查询功能，用户管理相对比较安全，确凿的安全管理和迅速的联网配置以及特殊的控制能力。 3 物联网技术开发方面的挑战

物联网技术技术开发中遇到了不少技术研究的挑战和部分安全与投资的难题。物联网是嵌入式系统、联网和控制系统的集成,是“物物相连”的互联网，是互联网的延伸与发展。物联网是由统组成，解决计算机系统和物理系统共同处理的难题是首要的。事件检测在物联网的情况下灵敏与快捷的操作关系时间和空间的一致性。而采取分别评价、建模仿真组成物联网的物理装置与网络部件是没有办法组织可依赖模型。应怎样建立面向物联网中间件的技术问题是其开发过程中所遇到的难题。因安全性的控制，CPS服务质量的需要等，普遍使秀的中间件不能达到CPS技术开发的需要，所以中间件能减少很多技术成本。假如重新开发一个和物联网相契合的中间件，貌似难度又有所增加。因此，我们能采取面向应用领域的定制方法努力的去变更中间件达到最好的效果。不过，我们有必要对变更一种功能未健全的普遍使用的中间件成本是否比建立一个拥有优质功能的专用中间件问题进一步的研究。物联网技术技术开发中遇到很多挑战，这些技术对其能不能得到广泛应用起到关键的作用。

4 结 论

物联网和互联网的在特点上有以下区别：

(1) 物联网大部分应用都和机构内部机密或个人隐私有关，所以其务必提供严密的可控性与安全性。

（2）不一样的应用领域的专用性和物联网。因为不一样的应用领域拥有截然不一样的服务质量和网络应用的需要，其很多是资源受到限制的结点，仅 能经过专用联网技术便能达到其应用的需要。然而，互联网经过TCP/IP技术在短时内便可以满足全国信息的互连与互通，不过，其同样存在移动和安全性以及服务质量等难题。

（3） 物联网是和很多主要领域物理设备联系的网络，所以，至少确保这个网络是稳定的，即高度稳定性；部分物联网有高可靠性的需求，比如医疗卫生的物联网，便需要高强度的可靠性的物联网才不会导致物联网的操作失误对病人的生命造成伤害。

参考文献：

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