物联网的技术标准和结构

物联网的生存之道--技术标准

1物联网的标准体系

1. 物联网的标准体系

2. 急需的物联网总体标准

3. 传感器标准

4. 传感器标准

5. 传感器标准进展情况

6. 传感器标准体系框架

1．物联网结构

3.1物联网的五感-感知层

认知感知层

1．感知层的概念

物联网层次结构分为三层,分别为感知层、网络层、应用层。感知层位于最 底层,它是物联网的核心，其功能为“感知”，即通过传感网络获取环境信息。 感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。

2．感知层的应用

感知层包括二维码标签及识读器、RFID 标签及读写器、摄像头、GPS 导航、 各种功能传感器、M2M 终端、传感器网关等，主要功能是识别物体、采集信息， 与人体结构中皮肤和五官的作用类似。

3．感知层的关键技术

(1) 传感器：传感器是物联网中获得信息的主要设备，它利用各种机制把被 测量转换为电信号，然后由相应信号处理装置进行处理，并产生响应动作。 (2)RFID：它的全称为 Radio Frequency Identification，即射频识别， 又称为电子标签。RFID 是一种非接触式的自动识别技术，可以通过无线电讯号 识别特定目标并读写相关数据。它主要用来为物联网中的各物品建立唯一的身份 标示。

(3)无线传感网络：它的英文名称为 Wireless Sensor Network，简称 WSN。 传感器网络是一种由传感器节点组成网络，其中每个传感器节点都具有传感器、 微处理器和通信单元。节点间通过通信网络组成传感器网络，共同协作来感知和 采集环境或物体的准确信息。它是目前发展迅速，应用最广的传感器网络。

3.2物联网的神经-网络层

认知网络层

1. 网络层的概念

网络层位于物联网三层结构中的第二层，它功能是通过通信网络进行信息传 输。网络层作为纽带连接着感知层和应用层，它由各种私有网络、互联网、有线 和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息，安 全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。

2. 网络层的组成

物联网网络层包含接入网和传输网，分别实现接入功能和传输功能。传输网 由公网与专网组成，典型传输网络包括电信网、广电网、互联网。接入网包括光 纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式，实现底层的传感器 网络、RFID 网络最后一公里的接入。

3. 网络层的主要技术

物联网用到的通信技术主要包括 3G/4G 通信、IPv6、WI-FI 和 WIMAX、蓝牙、 ZigBee 自组网技术等。正在向更快的传输速率，更宽的传输宽带、更高的频谱 利用率、更智能化的接入和网络管理发展。

3.3物联网的大脑应用层

认知应用层

1. 应用层的概念

应用层位于物联网三层结构中的最顶层，它的功能是通过云计算等计算平台 进行信息处理。应用层与最低端的感知层一起，是物联网的显著特征和核心所在， 应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘，从而实现对物理世界 的实时控制、精确管理和科学决策。

2. 应用层的技术

（1）物联网应用：它是用户直接使用的各种应用，通常用应用软件的形式 表现。如智能操控、安防、电力抄表、远程医疗、智能农业等。

（2）物联网中间件：物联网中间件是一种独立的系统软件或服务程序，将 各种可以公用的能力进行统一封装，提供给物联网应用使用。

（3）云计算：它对物联网海量数据的存储和分析。根据服务类型不同将云 计算分为：基础架构即服务(IaaS)、平台即服务（PaaS)、服务和软件即服务（SaaS)。

3. 应用层与其他两层的关系 感知层将采集到的数据通过网络层传递给应用层，应用层将接收到的数据进 行分析管理，再将这些数据根据各行各业的应用做出反应处理。例如，在智能电 网中的远程电力抄表应用：安置于用户家中的读表器上显示感知层中的传感器采 集到的数据，通过网络层将数据发送并汇总到发电厂的处理器上，该处理器及其 对应工作就属于应用层，它将完成对用户用电信息的分析，并自动采取相关措施。

有料 ▏工业无线传感器网络标准WirelessHART知多少

我们当初制定WirelessHART标准，不仅仅是完成一个标准文档就算了。其实主要目的是借此培育和占领市场，推销产品。所以我们围绕着标准做了一系列工作，前期现场技术验证、资料查询、标准用到的技术验证、标准推广等等。当然，还有产品的研发。也正因为这些工作，我们出版的著作有了足够的素材全面地介绍这个技术，促进了市场的拓展。

这儿介绍我们开发的标准测试工具。任何一个标准，都需要标准管理部门进行产品合规测试。WirelessHART基金会肩负这个任务。因为这是一个全新的标准，不可能有现成的测试工具。于是我们在标准制定过程中产生的东西演化成了基金会的测试平台。

我的领导主笔写标准，里面遇到的一些技术疑问就由我带领的一帮师弟解决。除了纸面上的文献查询，还要实际验证是否可行。所以起码要有两个通信节点硬件，然后在上面编写代码，按标准定义的方式在两个节点间进行通信。我还记得第一次完成在一个时隙里通信的喜悦。标准要求在10毫秒内发送一个数据包、接收一个响应包，并同步时种。虽然每次编程都只是验证某个设想或定义，等到标准完成时，节点里已经基本实现了全部的通信协议栈。

有了这个协议栈，就可以用我们的硬件与别人的WirelessHART设备建立通信，用来测试是否合乎标准。于是我们开始了测试工具的研发。首先是在硬件协议栈里增加代码记录协议底层的通信结果，并传送到电脑上，用于验证各层是否符合标准。然后在电脑上开发测试软件，能够读取不同的剧本（script）测试不同的应用层功能。我的领导喜欢写，于是剧本的句法和所有测试剧本就被他包了，我们负责编程实现。顺便提一句，测试软件再进一步，就可以成为一个WirelessHART网关。

测试工具交付给基金会之后，其测试负责人继续完善，同时编写更多的剧本。随着时间的推移，剧本越来越完备，测试的内容也越来越全覆盖。于是后来设备的验证更难通过也更符合标准。不知我这样说我的老东家会不会不高兴，因为最早通过认证的设备多是我老东家的。

相关问答

1、电流信号:4--20mA0--20mA2、电压信号:0--5V、1--5V等还有mv信号3、电阻信号。4、脉冲信号。以上信号都可以通过变送模块或电路板改成标准的4--20mA信...

传感器的三大基本参数1、测量精度传感器长期稳定测量所需的精度,要根据实际使用情况来确定。选择精度时以够用为原则,无需追求过高精度。2、有效量程传感...

1、阶跃响应特性(最大偏离量,延滞时间,上升时间,峰值时间,响应时间);2、频率响应特性(幅频特性(传感器的动态灵敏度/增益),相频特性)。在实际工作...1、阶...

1,标准有很多,但国际标准电流是4~20mA。电压有0~5V,0~10V,1~5V等等。2,没有硬性规定电流的量程范围下限值一定不等于0,有很多传感器的量程范围就是0...

无论何种传感器,作为直接面对测试对象的先锋,必须能够快速、准确、可靠而又经济地实现信息转换的基本要求。传感器的工作范围和量程需要足够大,可以...无论...

进气压力传感器(MAP)提供一个信号给电脑ECU,ECU将其值通过计算后直接输出,并且随进气管内真空度的不同,其输出值也不同,其范围一般在0~5.12V、0~255kPa或0...

[最佳回答]正常情况下,温度为20时,电阻值约为2-3千欧;在80时,电阻约为0.4-0.7千欧。如果测量结果不符合规定要求,应更换传感器。当安装在空气流量传感器中的空...

1.传感器:能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常有敏感元件和转换元件组成。①敏感元件是指传感器中能直接(或响应)被测...

传感器总线是一种点对点的单边半字节传输协议。广泛应用于汽车及运输行业中,对汽车中传感器和电子控制单元(ECU)之间高清传感器数据的传输起到了良好的作用。...

1、定位误差是指一批工件的工序基准在加工工序尺寸方向上的最大变动范围,其大小是判断夹具定位方案是否合理的重要依据。2、定位误差是指在调整法加工中工件...