1、第二章第二章物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成第一章目錄 2.1 物聯(lián)網(wǎng)的工作原理和特性 2.2 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)總述 2.3 感知層 2.4 網(wǎng)絡層 2.5 應用層 2.6 多視角下的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 2.7 國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的研究 2.8 物聯(lián)網(wǎng)的安全策略和統(tǒng)一接入控制本章概述 本章首先介紹物聯(lián)網(wǎng)的工作原理和特性，然后著重講解物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。本章將從國內(nèi)外的研究狀況、通用物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和不同視角下物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)分類三個方面闡述物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。最后以EPC結(jié)構(gòu)在實際中的運用作為例子，具體講解物聯(lián)網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)。2.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的工作原理物聯(lián)網(wǎng)的工作原理實質(zhì)是利用射頻自動識別(RFID)技術，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)

2、實現(xiàn)物品(商品)的自動識別、信息的互聯(lián)與共享和智能控制。 在物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想中，RFID標簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡把它們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品(商品)的識別，進而通過開放性的計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理。2.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的工作步驟1.1.2 visualSTATE事件處理機制 技術上的問題是物聯(lián)網(wǎng)最為關鍵的問題。物聯(lián)網(wǎng)技術是一項綜合性的技術，是一項系統(tǒng)。 物聯(lián)網(wǎng)的開展步驟主要如下： （1）對物體屬性進行標識，屬性包括靜態(tài)和動態(tài)的屬性。（2）需要識別設備完成對物體屬性的讀取，并將信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式。（3）將物體的信息通

3、過網(wǎng)絡傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行摹?.1.3 物聯(lián)網(wǎng)的兩大特征和三個基本要素物聯(lián)網(wǎng)的兩大特征和三個基本要素物聯(lián)網(wǎng)兩大特征物聯(lián)網(wǎng)兩大特征第一：泛在化第二：智能化三個基本要素三個基本要素第一個要素是在信息感知這個方面。全面信息采集是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎。第二個要素就是傳送網(wǎng)。無所不在、泛在化的無線通信網(wǎng)絡是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的重要設施。第三個要素就是信息處理。其中最重要的就是如何低成本處理海量信息。2.2 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)總述物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)總述物聯(lián)網(wǎng)大致被公認為有三個層次：底層是用來感知數(shù)據(jù)的感知層，第二層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡層，最上層則是應用層。1.1.2 visualSTATE事件處理機制感知層感知層感知層包括傳感器等

4、數(shù)據(jù)采集設備，包括數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)關之前的傳感器網(wǎng)絡。感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應用的基礎，RFID技術、傳感和控制技術、短距離無線通信技術是感知層涉及的主要技術。網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層將建立在現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)基礎上。網(wǎng)絡層中的感知數(shù)據(jù)管理與處理技術是實現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術，其包括傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、挖掘、理解及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的理論和技術。應用層應用層物聯(lián)網(wǎng)的應用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)為用戶提供豐富的特定服務。應用層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目的。2.3.1 感知層概述感知層概述 感知層由各種類型的采集和控制模塊組成，如溫度傳感應器、聲音感應器、振動感應器、壓力感應器

5、、RFID讀寫器、二維碼識讀器等，完成物聯(lián)網(wǎng)應用的數(shù)據(jù)采集和設備控制功能，還包括數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)關之前的傳感器網(wǎng)絡。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的重要基礎。2.3.2 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術之一物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術之一RFID RFID是一種非接觸式的自動識別技術。它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別過程無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。 RFID技術可識別高速運動物體，并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。RFID技術與互聯(lián)網(wǎng)、通信等技術相結(jié)合，可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。 RFID基本上由三部分組成：標簽、讀寫器和天線。 具體技術將在第3章詳細介紹。2.3.3 傳感器網(wǎng)絡概述傳感器網(wǎng)絡概述 傳感器是

6、機器感知物質(zhì)世界的“感覺器官”，可以感知熱、力、光、電、聲、位移等信號，為網(wǎng)絡系統(tǒng)的處理、傳輸、分析和反饋提供最原始的信息。 傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的基本組成包括如下幾個基本單元：傳感單 元（由傳感器和A/D轉(zhuǎn)換功能模塊組成)、處理單元（包括CPU、存儲器、嵌入式操作系統(tǒng)等）、通信單元（由無線通信模塊組成）及電源。此外，可以選擇的其他功能單元包括定位系統(tǒng)、移動系統(tǒng)及電源自供電系統(tǒng)等。2.3.3 傳感器網(wǎng)絡概述傳感器網(wǎng)絡概述面向物聯(lián)網(wǎng)的傳感器網(wǎng)絡技術研究包括以下方面：先進測試技術及網(wǎng)絡化測控。智能化傳感器網(wǎng)絡節(jié)點研究。傳感器網(wǎng)絡組織結(jié)構(gòu)及底層協(xié)議研究。對傳感器網(wǎng)絡自身的檢測與控制。傳感器網(wǎng)絡的安全。2.

7、3.4 傳感器網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)傳感器網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)WSN節(jié)點的基本組成包括如下幾個基本單元：傳感單元（由傳感器和A/D轉(zhuǎn)換功能模塊組成)、處理單元（包括CPU、存儲器、嵌入式操作系統(tǒng)等）、通信單元（由無線通信模塊組成）及能量單元。按照分工的不同，傳感器網(wǎng)絡又可以細分為末梢節(jié)點層和接入層。末梢節(jié)點層由各種類型的采集和控制模塊組成，如溫度感應器、聲音感應器、振動感應器、壓力感應器、RFID讀寫器、二維碼識讀器等，完成物聯(lián)網(wǎng)應用的數(shù)據(jù)采集和設備控制功能。接入層由基站節(jié)點（sink節(jié)點）和接入網(wǎng)關（Access Gateway）組成，完成應用末梢各節(jié)點信息的組網(wǎng)控制和信息匯集，或完成向末梢節(jié)點下發(fā)信息的轉(zhuǎn)發(fā)等功

8、能。也就是末梢節(jié)點之間完成組網(wǎng)后，如果末梢節(jié)點需要上傳數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)發(fā)送給基站節(jié)點，基站節(jié)點收到數(shù)據(jù)后,通過接入網(wǎng)關完成和承載網(wǎng)絡的連接。2.3.4 傳感器網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)傳感器網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)2.3.4 傳感器網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)傳感器網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)末梢節(jié)點與接入層構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的信息采集和控制，其按照接入網(wǎng)絡的復雜性不同可分為簡單接入方式和多跳接入方式。簡單接入就是在采集設備獲取信息后直接通過有線或無線方式將信息直接發(fā)送至承載網(wǎng)絡，如圖所示。目前RFID讀寫設備主要采用簡單接入方式，此方式可用于終端設備分散、數(shù)據(jù)量的業(yè)務應用。2.3.4 傳感器網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)傳感器網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)多跳接入是利用WSN技術，將具有無線通信與計算能

9、力的微小傳感器節(jié)點通過自組織方式，各節(jié)點能根據(jù)環(huán)境的變化，自主地完成網(wǎng)絡自適應組織和信息的傳遞。由于節(jié)點間距離較短，一般采用多跳方式進行通信。傳感器網(wǎng)絡最終將信息通過接入網(wǎng)關傳遞到承載網(wǎng)絡。典型的無線傳感器設備有ZigBee、UWB等。多跳接入方式適用于終端設備分別集中、終端與網(wǎng)絡間傳遞數(shù)據(jù)量較小的應用。通過采用多跳接入方式可以降低末梢節(jié)點、接入層和承載網(wǎng)絡的建設投資和應用成本，以及方便建設實施工作和提升接入網(wǎng)絡的健壯性，如圖所示。2.4.1 網(wǎng)絡層的組成網(wǎng)絡層的組成 網(wǎng)絡層可以細分為承載網(wǎng)絡層和應用控制層。 承載網(wǎng)絡主要由計算機網(wǎng)絡和通信網(wǎng)絡構(gòu)成。 應用控制層由各種應用服務器組成（包括數(shù)據(jù)庫

10、服務器），主要功能包括對采集數(shù)據(jù)的匯集、轉(zhuǎn)換、分析，以及用戶層呈現(xiàn)的適配和事件的觸發(fā)等。2.4.1 網(wǎng)絡層的組成網(wǎng)絡層的組成2.4.2 互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，但物聯(lián)網(wǎng)并不是互聯(lián)網(wǎng)的翻版，也不是互聯(lián)網(wǎng)的一個接口。由于物聯(lián)網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)的擴展，使其具備了互聯(lián)網(wǎng)的特性。物聯(lián)網(wǎng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)由人找物，而且能夠?qū)崿F(xiàn)以物找人，通過對人的規(guī)范性回復進行識別，還能夠做出方案性的選擇。 互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的比較 ，如下表所示。2.4.2 互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)2.4.3 云計算與物聯(lián)網(wǎng)云計算與物聯(lián)網(wǎng) 云計算是分布式計算技術的一種，其最基本的概念是透過網(wǎng)絡將龐大的計算處理程序自動分拆成

11、無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計算分析后將處理結(jié)果回傳給用戶。2.4.3 云計算與物聯(lián)網(wǎng)云計算與物聯(lián)網(wǎng)云計算具有以下特點：超大規(guī)模虛擬化高可靠性通用性高可擴展性按需服務極其廉價1.云計算與物聯(lián)網(wǎng)各自具備很多優(yōu)勢，把云計算與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，可以看出，云計算其實就相當于一個人的大腦，而物聯(lián)網(wǎng)就是其眼睛、鼻子、耳朵和四肢等。2.4.2 互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)云計算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合方式可以分為：單中心，多終端多中心，大量終端信息、應用分層處理，海量終端以上三種只是云計算與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合方式的粗線條的勾勒，也許已經(jīng)有很多模式或者方式在實際應用當中了，兩者的結(jié)合方式還需要繼續(xù)

12、探索研究。2.4.2 互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)云計算和物聯(lián)網(wǎng)都是新興事物，不過現(xiàn)在已經(jīng)有了很多的應用。但是，兩者結(jié)合的案例目前還是比較少的。有了云計算中心的廉價、超大量的處理能力和存儲能力，有了物聯(lián)網(wǎng)無處不在的信息采集，這兩者結(jié)合，將出現(xiàn)整個星球的生物都聯(lián)系起來的奇妙情景。云計算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢，它將引導互聯(lián)網(wǎng)和通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2.5 應用層應用層應用層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目的。軟件開發(fā)、智能控制技術將會為用戶提供豐富多彩的物聯(lián)網(wǎng)應用。各種行業(yè)和家庭應用的開發(fā)將會推動物聯(lián)網(wǎng)的普及。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展面臨互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期相似的問題，那就是如何解決內(nèi)容應用豐富和商業(yè)運營模式的問題。物聯(lián)

13、網(wǎng)是通信網(wǎng)絡的應用延伸，是信息網(wǎng)絡上的一種增值應用，有別于語音電話、短信等基本的通信需求。因此，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期面臨著廣泛開展需求挖掘及投資消費引導的工作。2.5 應用層應用層物聯(lián)網(wǎng)主要應用類型2.5 應用層應用層總體來說，物聯(lián)網(wǎng)將在提升信息傳送效率、改善民生、提高生產(chǎn)率、降低企業(yè)管理成本等方面發(fā)揮重要作用。從實際價值和購買能力來看，企業(yè)將有望成為物聯(lián)網(wǎng)應用的第一批用戶，其應用也將是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期的主要應用。從企業(yè)點點滴滴應用開始，逐步延伸擴大，推進產(chǎn)業(yè)鏈成熟和應用的成熟。2.6.1 物聯(lián)網(wǎng)的服務類型物聯(lián)網(wǎng)的服務類型根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)自身特征，其應該提供以下幾類服務：聯(lián)網(wǎng)類服務。物品標識、通信和定位。信

14、息類服務。信息采集、存儲和查詢。操作類服務。遠程配置、監(jiān)測、遠程操作和控制。安全類服務。用戶管理、訪問控制、事件報警、入侵檢測和攻擊防御。管理類服務。故障診斷、性能優(yōu)化、系統(tǒng)升級和計費管理服務。1.根據(jù)不同領域物聯(lián)網(wǎng)的應用需求，以上服務類型可以進行相應地擴展或裁剪。物聯(lián)網(wǎng)的服務類型是設計和驗證物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主要依據(jù)。因此，也可以根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的不同應用來構(gòu)建不同的體系結(jié)構(gòu)。2.6.2 物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點分類物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點分類為了構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，首先需要劃分物聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡節(jié)點的類型。物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點可以分成無源CPS節(jié)點、有源CPS節(jié)點、互聯(lián)網(wǎng)CPS節(jié)點，其特征從以下方面進行描述：電源、移動性、

15、感知性、存儲能力、計算能力、聯(lián)網(wǎng)能力和連接能力。2.6.3 物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)根據(jù)以上物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的分類，可以進一步研究可能存在的連接類型。例如，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點之間存在無源節(jié)點與有源節(jié)點、有源節(jié)點與有源節(jié)點及有源節(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點之間的連接，這些類型的連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)的體系結(jié)構(gòu)。由于物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)性，通用物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)由三部分構(gòu)成：無源節(jié)點與有源節(jié)點互聯(lián)結(jié)構(gòu)、有源節(jié)點與有源節(jié)點互聯(lián)結(jié)構(gòu)、有源節(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點互聯(lián)結(jié)構(gòu)。2.6.3 物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)無源節(jié)點與有源節(jié)點互聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖所示。2.6.3 物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)有源節(jié)點與有源節(jié)點互聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖所

16、示。2.6.3 物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)有源節(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點互聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖所示。2.6.3 物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)在以上定義的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中，物聯(lián)網(wǎng)物理層協(xié)議提供在物理信道上采集和傳遞信息的功能，具有一定的安全性和可靠性控制能力；物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 提供對物理信道訪問控制、復用，在鏈路層安全、可 靠、高效傳遞數(shù)據(jù)的功能，具有較為完整的可靠性、安全性控制能力，可以提供服務質(zhì)量的保證；應用層協(xié)議提供信息采集、傳遞、查詢功能，具有較為完整的用戶管理、聯(lián)網(wǎng)配置、安全管理、可靠性控制能力。2.7 國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的研究國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的研究目前,物聯(lián)網(wǎng)還沒有一個廣泛認

17、同的體系結(jié)構(gòu),最具代表性的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)是歐美支持的EPCglobal物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)和日本的Ubiquitous ID(UID)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，針對國家領域的物品編碼標準體系有NIDA（韓國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處）提出的mRFID Code（可移動的RFID編碼）。EPCglobal和泛在ID中心(Ubiquitous ID center)都是為推進RFID標準化而建立的國際標準化團體,我國也積極參與了上述物聯(lián)網(wǎng)體系,正在積極制定符合我國發(fā)展情況的物聯(lián)網(wǎng)標準和架構(gòu)。2.7.1 UID技術體系結(jié)構(gòu)技術體系結(jié)構(gòu)日本在電子標簽方面的發(fā)展始于20世紀80年代中期的實時嵌入式系統(tǒng)TRON，T-Engine是其核心的體系架

18、構(gòu)。在T-Engine論壇領導下,泛在ID中心設立在東京大學，于2003年3月成立,并得到日本政府經(jīng)產(chǎn)省、總務省及大企業(yè)的支持，目前包括微軟、索尼、三菱、日立、日電、東芝、夏普、富士通、NTT、DoCoMo、KDDI、J-Phone、伊藤忠、大日本印刷、凸版印刷、理光等重量級企業(yè)。UID中心建立的目的是為了建立和普及自動識別“物品”所需的基礎技術，最終實現(xiàn)“計算無處不在”的理想環(huán)境。2.7.1 UID技術體系結(jié)構(gòu)技術體系結(jié)構(gòu)UID技術體系架構(gòu)由泛在識別碼(uCode)、泛在通信器、信息系統(tǒng)服務器和uCode解析服務器等4部分構(gòu)成。UID使用uCode作為現(xiàn)實世界物品和場所的標識，UC從uCod

19、e電子標簽中讀取uCode獲取這些設施的狀態(tài)，并控制它們，UC類似于PDA終端。UID能在多種行業(yè)中得到廣泛應用，其是將現(xiàn)實世界用uCode標簽的物品、場所等各種實體和虛擬世界中存儲在信息服務器中各種相關信息聯(lián)系起來，實現(xiàn)“物物互聯(lián)”。而且，UID是一個開放的架構(gòu)，它的規(guī)范是對大眾公開的。2.7.2 物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)是為了適應于異構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)無線通信環(huán)境而設計的體系結(jié)構(gòu)，其采用自主通信技術。自主通信是以自主件為核心的通信，自主件在端到端層次及中間結(jié)點執(zhí)行網(wǎng)絡控制面已知的或新出現(xiàn)的任務，可以確保通信系統(tǒng)的可進化特性。物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)面、控制面

20、、知識面和管理面。 如圖所示。2.7.2 物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)面主要用于數(shù)據(jù)分組的傳遞；控制面通過向數(shù)據(jù)面發(fā)送配置報文，優(yōu)化數(shù)據(jù)面的吞吐量及可靠性；知識面提供整個網(wǎng)絡信息的完整視圖，并且提煉成為網(wǎng)絡系統(tǒng)的知識，用于指導控制面的適應性控制；管理面協(xié)調(diào)和管理數(shù)據(jù)面、控制面和知識面的交互，提供物聯(lián)網(wǎng)的自主能力。2.7.2 物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)自主特征主要由STP/SP協(xié)議棧和智能層取代傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議棧，如圖所示。STP和SP分別表示智能傳送協(xié)議和智能協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的智能層主要用于協(xié)商交互節(jié)點之間STP/SP的選擇，用于優(yōu)化無線鏈路上的通信和數(shù)據(jù)傳

21、送，滿足異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)設備之間的聯(lián)網(wǎng)需求。2.7.3 基于基于EPC的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)基于EPC的物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，利用全球統(tǒng)一的物品編碼技術、RFID技術、無線數(shù)據(jù)通信技術等，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的單件產(chǎn)品的跟蹤與追溯，從而有效提高供應鏈管理水平，降低物流成本，被譽為具有革命性意義的新技術，引起了世界各國企業(yè)的廣泛關注。典型的EPC物聯(lián)網(wǎng)由信息采集系統(tǒng)、PML（physical markup language,實體描述語言）信息服務器、對象名解析服務器（ONS）和Savant系統(tǒng)4部分組成，如圖所示。2.7.3 基于基于EPC的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)物品物品2.7.3 基于基于EP

22、C的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)信息采集系統(tǒng)信息采集系統(tǒng)由產(chǎn)品電子標簽、讀寫器、駐留有信息采集軟件的上位機組成，主要完成產(chǎn)品的識別和EPC的采集與處理。EPC是Auto-ID中心為每個物理目標分配的唯一可查詢的標識碼，其內(nèi)含的一串數(shù)字可代表產(chǎn)品類別和制造商、生產(chǎn)日期和地點、有效日期、應運往何地等信息。同時，隨著產(chǎn)品在工廠內(nèi)的轉(zhuǎn)移或變化，這些數(shù)據(jù)可以實時更新。PML信息服務器PML信息服務器由產(chǎn)品生產(chǎn)商建立并維護，儲存著這個生產(chǎn)商生產(chǎn)的所有商品的文件信息。根據(jù)事先規(guī)定的原則對產(chǎn)品進行編碼，并利用標準的PML對產(chǎn)品的名稱、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、重量、體積、性能等詳細信息進行描述，從而生成PML文件。一個典

23、型PML的服務器的原理圖如圖所示。2.7.3 基于基于EPC的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)（1）Web服務器它是PML信息服務器中唯一直接與客戶端交互的模塊，是位于整個PML信息服務器最前端的模塊，可以接收客戶端的請求，進行解析、驗證，確認無誤后發(fā)送給SOAP引擎，并將結(jié)果返回給客戶端。2.7.3 基于基于EPC的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)（2）SOAP引擎它是PLM信息服務器上所有已部署服務的注冊中心，可以對所有已部署服務進行注冊，提供相應組件的注冊信息，將來自Web服務器的請求定位到對應的服務處理程序，并將處理結(jié)果返回給Web服務器。（3）服務處理程序它是客戶端請求的服務實現(xiàn)程序，包括實時路徑更新程

24、序、路徑查詢程序和原始信息查詢程序等。（4）數(shù)據(jù)存儲單元它用于PML信息服務器端數(shù)據(jù)的存儲，主要用于客戶端請求數(shù)據(jù)的存儲，存儲介質(zhì)包括各種關系數(shù)據(jù)庫或者一些中間文件，如PML文件。在整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，PML信息服務器主要提供以下三個功能：實時路徑信息的存儲、產(chǎn)品路徑信息查詢和產(chǎn)品原始信息查詢。2.7.3 基于基于EPC的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)ONSONS的作用是在各信息采集節(jié)點與PML信息服務器之間建立聯(lián)系，實現(xiàn)從產(chǎn)品EPC到產(chǎn)品PML信息之間的映射。當前，典型的ONS服務用來定位某一EPC對應的PML信息服務器。ONS服務是聯(lián)系前臺Savant軟件和后臺PML信息服務器的網(wǎng)絡樞紐，并且ONS

25、的設計與架構(gòu)都以Internet域名解析服務（DNS）為基礎。因此，可以使整個EPC網(wǎng)絡以Internet為依托，迅速架構(gòu)并順利延伸到世界各地。ONS的體系結(jié)構(gòu)如下圖所示，它是一個分布式的系統(tǒng)架構(gòu)，主要由以下幾部分組成：（1）映射信息（2）ONS服務器（3）ONS解析器（4）ONS本地緩存2.7.3 基于基于EPC的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)2.7.3 基于基于EPC的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)Savant系統(tǒng)Savant系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中處于讀寫器和企業(yè)應用程序之間，相當于物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)。 Savant系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，層次化地組織、管理數(shù)據(jù)流，具有數(shù)據(jù)搜集、過濾、整合與傳遞等功能，因此，能將有用的

26、信息傳送到企業(yè)后端的應用系統(tǒng)或者其他Savant系統(tǒng)中。Savant系統(tǒng)需要對數(shù)據(jù)進行相應的處理，其中，最關鍵的三方面為：（1）冗余數(shù)據(jù)過濾（2）數(shù)據(jù)聚合（3）信息傳遞2.8 物聯(lián)網(wǎng)的安全策略和統(tǒng)一接入控制物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)研究是目前物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的主要研究內(nèi)容。在“物物相連感知世界”的物聯(lián)網(wǎng)時代的背后，是一場看不見的戰(zhàn)爭如何保護物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，抵御各種威脅和侵害。安全策略是物聯(lián)網(wǎng)時代必須要解決的核心問題，尤其是面向物聯(lián)網(wǎng)的安全策略涉及國家安全、社會秩序和經(jīng)濟活動的有序開展，涉及世界范圍內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展的競爭力。物聯(lián)網(wǎng)的安全策略是建立整個物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的指導方針，是必須明確設立的安全保障決策規(guī)范，是系統(tǒng)安全管理的依據(jù)。在物聯(lián)網(wǎng)時代，安全策略的主要問題是：（1）大多數(shù)安全策略僅僅以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡漏洞為目標，缺乏完整性；（2）大多數(shù)安全策略的標準、過程等相關元素界限模糊，沒有明確的界定；2.8 物聯(lián)網(wǎng)的安全策略和統(tǒng)一接入控制（3）大多數(shù)安全策略是按照業(yè)務流程制定的，雖然安全策略的框架元素直接有一定的邏輯關系，但對策略的可跟蹤性沒有明確的界定和實現(xiàn)。針對傳統(tǒng)信息安全產(chǎn)品沒有統(tǒng)一標準、缺乏