IoT的工作原理是什么

IoT即物联网,英文全称为Internet of Things。是指通过射频识别技术、条码技术、各种传感器技术、全球定位系统等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。

说起IoT经典的三层架构——感知层、网络层和应用层，大家已经不陌生了。这里和大家用一个生活中的例子说一说IoT的工作原理。

比如，我们从网上商城购买了一盏智能床头灯，到手后可以按下面的步骤进行联网配置。

第一步：扫描说明书的二维码下载APP，并进行用户身份注册；

第二步：为床头灯上电；

第三步：按照说明，将床头灯加入APP中，并通过APP和灯进行交互使设备联网；

第四步：设备连网后设备请求接入服务，后台应用层会根据鉴权规则确认设备是否可以接入，允许接入后设备即可成功使用服务。（如果成功，用户无法感知）

第五步：这时我们就可以在APP上控制灯的颜色、灯的亮度、灯的开关。

第六步：如果家里有同品牌的智能音箱，还能通过音箱进行声控。

下面从物联网的角度分析一下工作原理。传统的感知层是通过RFID技术、条码技术等让可以联网的设备具备一个自身的入网识别码，然后，通过传感器等感知周围环境，将环境中的被测量通过网络上传到平台。后来，随着物联网技术的发展，位于感知层的设备，也逐步添加了受控执行机构，由功能单一的感知设备向可感知、可执行的综合设备演化。

上面示例中的床头灯，内置了具备可以入网的唯一识别码，可以联网的WiFi模组，当然还有可以控制灯开关、颜色、亮度的控制单元。其内部虽然没有传感器和RFID标签等，但新增了执行控制单元，且用于身份识别的唯一ID也提前固化到床头灯内部的智能芯片中。配网成功后，平台根据上传的唯一ID确认了智能床头灯的身份，并允许其加入平台，为其提供服务，同时，平台将这盏床头灯与用户身份绑定，这样用户可以通过手机APP来玩转床头灯。

再说说物联网架构中的网络层。这一层，提供了丰富的联网方式，允许感知层设备与应用层平台进行数据交互。常见的可以直接接入互联网的方式有WiFi,移动蜂窝网络等，其他无线联网方式，如蓝牙、Zigbee、LoRa等可以通过各自的网关接入互联网。设备具备了入网能力后，可以通过既定的通信协议，如常见的MQTT、CoAP等与平台进行数据交互。这盏智能床头灯内置了WiFi模组，可以很轻松的通过家庭中的WiFi路由器（别告诉我现在谁家还没有WiFi路由器）连接到互联网，其与后台交互的协议未知，但很可能是主流的物联网通信协议——MQTT。

最后说说应用层。当下，物联网衍生出来的很多方便人们生活的服务，都可以归功于应用层的奇花异彩。试问，再倒退5年，谁能想到简单的一个床头灯还有那么多的花样？谁又能想到手机就是一个功能丰富的遥控器，掌控着家里的一切智能设备。回到咱们上面举的例子，手机运行的APP因为进行了用户注册，与台灯确定了绑定关系，当手机通过APP上的触控开关打开台灯时，实际上，是手机通过APP向平台发出了一个命令，要求打开与之绑定的那盏床头灯，平台收到命令后，通过网络找到位于您我是床头柜的床头灯，并对其下发了开灯的命令，灯通过WiFi网络收到这条命令后，随即通过控制单元，按之前关灯前的颜色、亮度等参数重新打开台灯。这里，可以想想，咱们的床头灯平时虽然在熄灭的状态，但暗地里，一定是偷偷的连接着家里的WiFi，并通过协议定时上报心跳包，好让咱们的平台，在需要的时候能找到自己。

这个模式，如今已经扩展到很多智能家电上，比如智能空调，智能洗衣机，智能电饭锅等。智能家居只是物联网庞大应用中的一个分支，其他的如智能交通领域、智能零售领域、智能物流领域、智慧城市领域、智能农业领域、智能制造工业领域等等，无一不是感知层设备、网络层和应用层综合应有的结果。层出不穷的物联网应用，丰富着我们的生活，提高了资源配置效率，也提高了工作效率。