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关于物联网(IoT)

浏览:160  来源:通信人在线  日期:2024-06-26

一、引述

物联网(IoTInternet of Things)是一种相对新型信息通信网络,是一种随着信息通信网络技术、感知技术(如近场技术、传感器技术等)及传感网等的发展,并与之相融合的产物。这种新型信息通信网络实现了物与物及与人物之间的信息通信与信息处理,拓展了原始的仅人与人间的信息通信。从物联网的英文名称可以看出,是一种物体之间的互联网(Internet)。

1、物联网由来

物联网(IoT)的概念的提出,最早出现在上世纪九十年代的末期,得益于互联网技术的发展。当时仅是一种愿景的提出,并没有约定俗成的,大家公认的概念,更不用说技术内容了,只是人们渴望着人与物、物与物之间的互联互通。是随着技术的不断发展和人们的持续研究,使得物联网(IoT)技术内容逐渐丰实起来,并可望而可及。其中于20051117日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,首次系统的提出了“物联网”的概念,包括其定义和技术内容(射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术等等)。同时给出了市场机遇、挑战与关注、对世界发展的影响等。直到20126ITU开始正式以建议书的形式制定了Y.2060《物联网概述》等ITU相关标准,还包括《物联网框架》(Y.2063)、《物联网的共同需求》(Y.2066)等,才使物联网技术的概念、技术的内容更清晰、详细,并标准化。从此后,随着物联网技术的深入发展,世界各国纷纷将发展物联网基础设施列为国家战略发展规划的重要内容,包括我国。

2、物联网定义

对于物联网(IoT)的定义,在ITU Y.2060《物联网概述》建议书给以了明确的定义:信息社会全球基础设施(通过物理和虚拟手段)将基于现有和正在出现的、信息互操作和通信技术的物质相互连接,以提供先进的服务。同时给出了两个注释,即注1:通过使用标识、数据捕获、处理和通信能力,IoT充分利用物体向各项应用提供服务,同时确保满足安全和隐私要求。注2:从广义而言,IoT可被视为技术和社会影响方面的愿景。事实上,物联网(IoT)的定义,在我国相关标准(包括国家标准和通信行业标准)又不同的表述,汇列于下表1-2中,以助对物联网概念的理解。

1-2:不同标准中对物联网的定义表述

3、物联网概述

从技术标准化的角度来看,IoT可视为是全球信息社会的基础设施,以物体互连(物理和虚拟)的方式,在现有和新兴互操作信息通信技术(ICT)的基础上提供先进的服务。通过识别、数据捕获、处理和通信能力,IoT可充分利用“物”为各种应用提供服务,同时确保安全和隐私方面的要求。IoT在“随时”和“随地”通信的基础上,为信息通信技术(ICT)提供了“所有物间通信”功能,如下图1-3-1所示。

1-3-1:物联网引入的新层面

在物联网中,“物”是指物理世界(物理装置)或信息世界(虚拟事物)中的对象,可以被标识并整合入通信网。物存在静态和动态信息。物理装置存在于物理世界中,能够被感测、激励和连接。物理装置的实例包括:周边环境、工业机器人、端口和电器设备等。虚拟事物亦存在于信息世界,能够被存储、处理和访问。虚拟事物的实例包括:多媒体内容和应用软件等。因此物联网技术又可概括为下图1-3-2所示。下表1-3-1GB/T40022-2021标准给出的物联网的总体特征;下表1-3-2YD /T 2437-2012标准给出的物联网的内涵和特征。

1-3-2:物联网技术的概述

1-3-1:物联网的总体特征(GB/T40022-2021标准)

1-3-2:物联网的内涵和特征(YD /T 2437-2012标准)

二、物联网的分层参考模型

下图2-1ITU Y.2060建议书给出的IoT分层参考模型。模型由四层及其与之相关的管理和安全能力构成。从上至下分别为:应用层;业务支持和应用支持层;网络层、装置层。各层的能力要求详见下表2-1

2-1ITU Y.2060建议书给出的IoT四层分层参考模型

2-1IoT四层各层的能力要求

欲进一步了解物联网(IoT)能力要求介绍的请进入

事实上,在我国的标准中是将IoT的分层分为三层,下图2-2YD /T 2437标准给出的IoT分层参考模型。从上至下分别为:应用层;网络/业务层(或简称网络层);感知延伸层(或简称感知层),各层的功用要求详见下表2-2YD /T 2437标准也给出了各层的能力要求,详见下表2-3。事实上,我国的三层分层与ITU的四层分层是相通的,它将ITU的业务支持和应用支持层与网络层合并称为网络/业务层;将装置层命名为感知延伸层。

2-2YD /T 2437给出的IoT三层分层参考模型

2-2IoT三层各层的功用要求

2-3IoT三层各层的能力要求

三、物联网的构成部件

1、功能部件

在图2-2的物联网三层参考模型中,同时给出了物联网每层的构成功能部件。感知延伸层的部件包括:物联网终端、物联网端节点、感知延伸网和物联网接入网关等。网络层部件包括:通信网/互联网/行业网(可称物联网的核心网络)、物联网应用支撑管理平台等。而应用层的构成部件在于具体的应用。下表3-1给出了各构成功能部件的作用。在YD /T 2437标准中还描述了各功能部件的能力要求。

3-1:物联网各构成功能部件的作用

2、技术部件

在国家标准GB/T 33474《物联网 参考体系结构》中给出了物联网的技术框架,包括了三层分层中各层构成的技术部件集合,如下图3-2所示。对于应用层技术部件分为:终端设计技术类、应用设计技术类、应用支撑技术类,每一类又包含各自众多技术部件。网络层的技术部件包括:光通信网络技术、移动通信网络技术、异构网技术、VPN技术、互联网技术、M2M网络技术、局域网技术、WiFi技术、自组织网络技术、总线网技术等。感知层技术部件分为:采集控制技术类和感知数据处理技术类,每一类又包含各自众多技术部件。另外还给出了公共技术部件,包括:标识、安全、QoS、网管等技术部件。当然上述给出的各技术部件均为典型的,随着物联网技术的发展,还会出现新的技术部件。

3-2:物联网的技术框架

对于应用层的技术,实现对感知数据的深度处理,形成满足需求的各种物联网应用服务,通过人机交互平台提供用户使用。其中终端设计技术类、应用设计技术类、应用支撑技术类的含义详见下表3-2-1

3-2-1:物联网应用层技术部件分类的含义

对于感知层的技术,实现对感知对象的属性识别,实现对感知对象属性信息的采集、处理、传递,也可实现对控制对象的控制。采集控制技术类的技术通过直接与对象连接的数据采集器、控制器技术,完成对对象的属性数据识别、采集和控制操作。感知数据处理类的技术对感知数据和控制数据加工处理的技术。两个子类包含的技术部件的用处详见下表3-2-2

3-2-2:物联网感知层技术部件的用途

如果通信人要对物联网(IoT)更多了解,可查阅下述附件。

附件 1ITU Y.2060《(06/2012)物联网概述》

附件 2YD/T 2437-2012《物联网总体框架与技术要求》

欲进一步了解物联网(IoT)介绍的请进入

附录
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