簡述物聯網系統的分層架構,簡要說明各層級的功能,並結合課程內容談談各層有哪些物聯網的技術運用,在DIY智慧小屋案例中各層都有哪些軟硬件構成。

 

物聯網大致可以分成:感知層、網絡層、平臺層和應用層。

1、感知層——感知信息
作爲物聯網的核心,承擔感知信息作用的傳感器,一直是工業領域和信息技術領域發展的重點,傳感器不僅感知信號、標識物體,還具有處理控制功能。感知層由各種百傳感器以及傳感器網關構成,包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、溼度傳感器、二維碼標籤、度RFID標籤和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的知作用相當於人的眼耳鼻喉和皮膚等神經末梢,它是物聯網識別物體、採集信息的來源,其主要功能是識道別物體,採集信息。
2、網絡層——傳輸信息
傳感器感知到基礎設施和物品信息後,需要通過網絡傳輸到後臺進行處理。
目前,傳輸信息應用的網絡先進技術包括第6版互聯網協議(IPv6)、新型無線通信網(3G、4G、ZIGBEE、WIFI、LoRa和NB-IoT等)、自組網技術等,正在向更快的傳輸速度、更寬的傳輸帶寬、更高的頻譜利用率、更智能化的接入和網絡管理髮展。
3、平臺層——阿里雲物聯網平臺

​提供安全可靠的設備連接通信能力,支持設備數據採集上雲,規則引擎流轉數據和雲端數據下發設備端。此外,也提供方便快捷的設備管理能力,支持物模型定義,數據結構化存儲,和遠程調試、監控、運維。

4、應用層——處理信息
物聯網概念下的信息處理技術有分佈式協同處理、雲計算、羣集智能等。
信息處理的目的是應用,交通物聯網的信息處理是爲了分析大量數據,挖掘對百姓出行和交通管理有用的信息。此外,還需要建立信息處理和發送機制體制,保證信息發送到需要的人手中。比如,把宏觀的路網信息發送給管理決策人員,把局部道路通行情況發送給公衆,把某條具體路段的事故信息發送給正行駛在上面的車輛,智能家居,智慧交通,環境監測等。

 

​二、我 們可以直觀看到物聯網的分層架構,其與智慧小屋裏相對應的關係爲:感知層 主要是負責通過傳感器設備來識別和收集信息,我們搭建了通過 Arduino 採集 不同接口形式的傳感數據的實例來學習感知層的構架; 網絡層負責安全的把這 些信息進行傳輸,我們通過 AT 指令,將數據通過 WiFi 傳送到物聯網平臺端。 平臺層負責數據的鑑權、接入和轉發,我們以阿里云爲例,講述了接入雲平臺 需要的鑑權方式、MQTT 協議。應用層負責結合具體的應用需求,利用 IoT Studio 這些先進的可視化工具,將建立服務編排,詳細講解了如何創立直觀的 Web 顯示、調度和控制的頁面,並可方便地編制出手機控制的 APP,通過實例讓 大家能快速掌握構架物聯網系統原型的能力,並在雲平臺上對數據進行計算、 處理、挖掘,來實現智能化的物聯網應用。

 

包含的傳感器件有以下的部件:室內溫溼度傳感 器、室外溫溼度傳感器、PM2.5 傳感器(使用 CO2 傳感器替代)、可燃氣體傳 感器、土壤溼度傳感器、光敏傳感器,包含的執行模塊有:空調、換氣扇、水 泵、可調光以及調色的 LED 燈。傳感信號是輸入信號,由 Arduino 模塊進行採 集,數據採集後,由無線模塊進行傳輸,在小屋實例中,我們採用了 WiFi 通過 AP 進行傳輸的方式,通過公網傳送到雲平臺端,實現數據的轉發、處理等。雲 端將控制信號發回給設備端執行。通過智慧小屋功能完整的演示,我們將傳感 器和執行機構之間的邏輯關係關聯起來。

 

 

 

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