物联网体系结构

从物联网三层体系结构为基础，重新对物联网体系结构提出四层架构。三层体系结构并不能完全的体现物联网的功能，并且也限制了物联网在某些产品研发的方面的所能发挥的作用。在已经被列为物联网技术的基础上重新划入了新的技术，并说明了新加入的技术与物联网的关系以及对物联网应用的好处。给出了自己对学习物联网的建议。

关键词 ：物联网技术；四层架构 ；嵌入式技术；第五代移动通信技术；大数据

在经济科技高速发展的当今社会，物联网的兴起似乎已经成了必然的趋势。各高等教育机构纷纷开展物联网课程，社会人才也在不断地向物联网行业靠拢，国家扶持物联网发展的文件不断下发。但是人们的生活似乎到现在还没有什么实际的改变，甚至许多人连物联网是什么都不知道也有甚者物联网专业的学生也清楚。这只能说明，我国的物联网发展正处在暗流涌动之中。在等待某一天的到来。

现今，大多数人的认为是对物联网分为三个层次，分别是感知层、传输层、应用层。感知层从环境中识别物体、感知数据信息，传输层将信息从感知层中取出传输到服务器，应用层进行汇总、提取、分析、总结。从三层体系结构上分析，似乎物联网的应用也不是特别的广泛。人们似乎也并不是特别需要这样的物联网。但是这三层物联网体系结构并不能包含物联网所有的体系结构，这只是物联网中万中有一的体系。

万物互联，即为物联网。世界上千千万万的实物，实物的形态以及表现形式都是不尽相同。物联网应用的涉及范围很容易被三层体系结构所误导。感知层就只是感知数据、识别物体；传输层就是指传输数据；应用层就是将传输层传来的数据进行加工处理以实现智能化的应用。这只是对某些领域是如此。对于深入人们生活的领域。应该另外进行分层。

第一层：对事物的识别、信息的采集、终端设备的信息收集以及所有能 够产生能被人们收集利用的信息的收集、从第四层返回的结果，做出相应操 作。
第二层：对收集的信息进行有效的传输，确保数据传输的质量、速度、 重要性。
第三层：对数据的收集、分析、提取、再分析。能够被有效利用的信息 进行利用、存储（备用分析）。
第四层：处理结果、相应操作的返回。

四层之间关系结构如下图。

支持物联网发展的并不是什么特殊的高新技术，从现阶段来看，只是在原有的技术的基础上的应用和拓展。

物物相连，我们需要收集数据。也就需要了许多的传感设备。在感知世界信息的同时，需要对信息进行简单的处理，让这些信息变成对我们有用的信息。这个过程不如说就是嵌入式设备的发展。

嵌入式技术是执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统。嵌入式能够连接微控制器和开关、按钮、传感器、模数转化器、控制器、LED（发光二极管）和显示器的I/O端口等。并且可裁剪性强，可以根据实际情况进行特殊的定制。嵌入式设备不仅能够满足信息的收集的各项需求，而且还能通过预留端口（嵌入式设备一般都是统一接口）对将来可能需要的设备进行添加升级。嵌入式设备也能对第四层返回的信息进行相应操作。同时，嵌入式系统具有便利灵活、性能价格比高、嵌入性强等特点，可以嵌入到现有任何信息家电、智能设备以及工业控制系统中。嵌入式技术是物联网技术的必要选择。但是嵌入式技术并不是物联网技术。

世间万物，都需要感知层去感知信息并汇总信息上传。无数的传感器所汇集的信息会如洪流一般。若没有稳定快速的网络传输协议，难以支持。再加上许多还未出现或普及的移动智能设备，对网络传输速度、实时性、稳定性、带宽有一定的要求。5G的出现可以在一定的程度上解决这些问题（到底会解决成什么样，还要看实际的普及商用之后才知道）。

5G是第五代移动通信网络。从移动通讯技术的发展就可以看出5G的普遍商用将会给世界带来翻天覆地的变化。第一代移动通信技术（1G）是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准。第二代移动通信系统是以数字技术为主体的移动经营网络。与第一代模拟蜂窝移动通信相比，第二代移动通信系统提供了更高的网络容量，改善了话音质量和保密性它克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性能得到大的提高。由于第二代数字移动通信系统带宽有限，限制了数据业务的应用，也无法实现高速率的业务如移动的多媒体业务。在第三代互联网时代，用户可以随时、随地、随意地通过互联网获得需要的信息服务。它支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。第四代移动通信技术（4G）是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比目前的家用宽带ADSL（4兆）快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。5G作为第五代移动通信技术，其峰值理论传输速度可达每秒数10GB，这比4G网络的传输速度快数百倍，整部超高画质电影可在1秒之内下载完成。爱立信宣布，在5G无线技术一项无线测试中，传输速度峰值达到了5Gbps。无线传输速度达到5Gbps，比LTE连接标准快了250倍，标志着无线传输速度再创新纪录。这一传输速度，无论对于智能手机，还是汽车、医疗和其他设备而言，均将受益于此。网络达到5Gbps速度，下载一部50GB的电影仅需80秒钟，而这一速度为谷歌光纤1Gbps传输速度的5倍。

虽数据还只是实验室的数据，但是相信到实际的应用中，应该也不会差多少。5G到目前为止，还没有开展明显的大规模商用。如果大规模商用后，实际的应用不是特别的理想。那么，物联网的发展和等待5G的商家、企业恐怕会受到一个巨大的打击。但是瓶颈总会被突破的，只是时间问题。

随着技术的进步、社会的进步，各种数据的传输量会随之增大。物联网的需求也会不断地增加，作为最基本的网络传输也会得到发展。这是一种趋势。
对最基本的数据高速处理，进行分析、整合、提取，得到对我们有用的信息。这需要大数据的支持。

物联网所产生的数据十分庞大。已经超出了普通家用电脑所能够处理的范围。再加上某些处在第一层的智能设备由于系统资源有限、内核小、处理能力有限，某些功能没有办法实现。所以第一层需要将急需处理的信息通过快速安全稳定有效的网络将信息传到第三层。通过第三层的快速处理，将返回的结果再次通过网络传回第一层。一个设备的数据量不大，但是成千万上亿的设备产生的数据。如果没有大数据的处理能力，那么很多的构想都是空想。

物联网的发展需要各方面人才的共同努力。光靠高等教育培育的物联网人才，难以肩负起物联网的发展。他们只能给物联网的发展提供一个大致的框架、对物联网产品的研发提供思路、熟练物联网研发步骤。若细分到构建每个模块，现存的物联网人才没有一个能够担任的。物联网就像一个大家庭，它的成员有嵌入式技术、网络通信技术、大数据技术以及许多底层、上层应用技术。

作为物联网专业的学生，我自己称能够学通学精中间的一门技术，都是特别厉害的了。能够熟练掌握并运用各种技术的人，那是神一样的存在。论技术，我们物联网专业的学生不及别的专业专攻一门技术的人才，但是我们的优势就是什么技术自己都懂点（要我们用做个东西，那恐怕是不存在），对物联网的体系结构，如何构建框架，研发一个物联网产品我们该如何去做的步骤，我们还是比较清楚的。所以对物联网专业的学生，我自己建议在学好各类框架、各类应用基础技术的的基础上，自己专攻一门自己感兴趣的技术。这样不仅能够让自己技术更加的贴合时代的发展，对自己的个人发展也会有很好的用处。

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