物联网的技术体系概述与产业链介绍分析

2021-07-08

　　本文为物联网与金融支付，其中一章节

　　1、物联网技术体系概述

　　之前的文章中，从物联网应用的角度简单引见了物联网活动的组成要素，即物联网效劳提供商、物联网应用运营商、通讯效劳提供商、支付效劳提供商和消费主体这五个局部。如今，我们从技术完成体系层面对物联网停止剖析，主要包括四个层次：即感知控制层、网络通讯层、平台效劳层，以及应用效劳层。很多人一说起物联网技术，就以为只是传感器技术。其实物联网绝不只仅只是传感器，真正的物联网企业级应用需求在这四个层次上做有效整合，构成物联网智能管理系统，从而真正发挥支持行业业务的作用。

　　1.感知控制层

　　经过从传感器、计量器等器件获取环境、资产或者运营状态信息，在停止恰当的处置之后，经过传感器传输网关将数据传送进来；同时经过传感器接纳网关接纳控制指令信息，在本地传送给控制器件到达控制资产、设备及运营的目的。所采用的设备包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、各类终端和传感器网络等。主要技术触及感知及控制器件的管理，短间隔无线通讯、传输与接纳网关，本地数据及信号处置等。在物联网的应用过程中，感知控制层通常是由RFID、NFC等设备来感知和处置的。

　　2.网络通讯层

　　担任将感知控制层获取的信息停止传送和处置，是物联网的神经中枢。它经过公网或者专网以无线或者有线的通讯方式将信息、数据与指令在感知控制层与平台及应用层之间传送。其中特别需求对平安及传输效劳质量停止管理，以防止数据的丧失、乱序、延时等问题。

　　所触及的设备与技术包括各类有线或无线的通讯网络、从微距到超长的网络衔接与互联网交融、各类海量感知数据的存储、挑选、剖析、查询与处置。在物联网的应用过程中，网络通讯层主要由通讯效劳提供商来完成和完成。

　　3.平台效劳层

　　经过感知层及网络层取得数据后，对数据停止必要的路由和处置（包括数据过滤、丧失数据定位、冗余数据剔除、数据交融）。数据处置的逻辑依据设备和应用的不同而不同，其产生的高质量以及交融的数据会传送给数据剖析模块做进一步的数据发掘处置。剖析模块首先把数据与物理环境与设备和应用关联起来，依据当前数据和历史数据，评价和预测系统当前的状态以及风险要素。依据预警规则，剖析模块把具有一定风险等级的剖析结果经过业务流程及应用整合传送给控制与通知系统。假如需求对系统做优化，则能够运用仿真及优化计划，并提供决策支持。从而完成在实时感知根底上支持业务的即时优化与控制。值得一提的是，云计算平台正在成为物联网从网络层到应用层的重要支撑。在物联网应用的过程中，通常由物联网运营商提供这个平台，这样中小型物联网效劳提供商将相关应用部署到该平台中，能够降低这些企业的运营本钱。但是大型的物联网效劳提供商常常会树立本人的效劳平台，以保证其应用的平安性。

　　4.应用与效劳层

　　依据企业业务的需求，能够在平台效劳层之上树立相关的物联网应用。例如：城市交通状况的剖析与预测、城市资产状态监控与剖析、环境状态监控、剖析与预警（例如：风力、雨量、滑坡）；安康情况监测与医疗计划倡议等。这些应用会以业务流程的方式整合感知控制层，网络通讯层以及平台效劳层的效劳及才能，从而完成及时感知、及时剖析、及时响应的物联网智能管理业务形式，进而提升运营效率、推进业务形式创新并且降低运营与管理本钱。在物联网的技术体系中，物联网效劳提供商依据业务的实践需求在相关层面完成物联网应用与相关的效劳，参见表1.

表1 物联网技术体系的四个层次及其对应的业务功用

物联网技术体系的四个层次及其对应的业务功用

　　这里举一个基于物联网手机付费系统的应用场景，刷卡设备和内置手机的RFID是感知层设备，所触及的网络包括无线网辨认和互联网的传输，经过平台层的实时处置，而应用层主要完成后台鉴别认证和银行网络划账，从而到达电子金融支付的目的。

　　普通来说，物联网系统应用的根本流程至少包括以下四个环节：

　　（1）对物体属性停止标志。属性包括静态属性和动态属性两类。静态属性能够直接存储在标签中，动态属性需求先由传感器实时探测。

　　（2）辨认设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为合适网络传输的数据格式。

　　（3）将物体的信息经过网络传输到信息处置中心（处置中心可能是散布式的，如个人计算机或者手机，也可能是集中式的），由处置中心完成物体通讯的相关计算。

　　（4）将完成处置的数据应用在指定的目的场景或者传输到需求的应用环境中。

　　正如前面例子中提到的手机作为支付终端的状况，此时的手机显然曾经可以称得上是智能手机或者挪动钱包了。它在默许的状态下不断处于"永远在线",一刻不停地从网上获取信息并停止挪动支付的前述各项操作。在国外，曾经有独立的公司来运作挪动付费的业务，如Twitter的结合开创人Jack Dorsey创立的Square公司。

　　经过剖析物联网技术体系的四个层次，下面罗列一些与物联网相关的主要关键技术组成，参见表2.

表2 物联网的主要关键技术

物联网的主要关键技术

　　这些技术专题中局部专用术语简介如下：

　　1）RFID技术

　　RFID （Radio Frequency ldentification,射频辨认）技术，是一种非接触式的自动辨认技术，它经过射频信号自动辨认目的对象并获取相关数据，辨认工作无须人工干预，可工作于各种恶劣的环境中。

　　RFID技术能够辨认通知运动物体并可同时辨认多个标签。RFID依照能源的供应方式能够分为无源RFID （被动式标签）、有源RFID （主动式标签）和半有源RFID （半被动式标签）三种。无源RFID读写的间隔近，但是价钱低廉；有源RFID能够提供更远的读写间隔，但是需求电池持续供电，因而本钱较无源RFID更高一些，适用于远间隔读写的应用场所。半有源RFID内的电池仅对标签内请求供电维持数据的电路供电，或提供辅助供电支持。一套完好的RFID系统主要由三局部组成：阅读器（Reader）、电子标签（Tag）、应用程序。其工作原理：是阅读器发射特定频率的无线电波能量给电子标签，用于驱动电子标签电路将内部的数据送出/接纳，此时阅读器按序接纳/发送数据，并交由应用程序做相应的处置。

　　2）NFC技术

　　NFC （Near Field Communication,近间隔无线通讯）技术，是一种短间隔的高频无线通讯技术，允许电子设备之间停止非接触式点对点数据传输，在10厘米内交流数据。NFC在运用中不需求电源，并且一次只和一台机器衔接，具有较高的失密性与平安性，因而NFC有利于信誉卡买卖时防止被盗用，遭到了手机消费商、金融机构的喜爱。

　　3）WSN

　　WSN （Wireless Sensor Network,无线传感器网络），是一种由部署在监测区域内大量的低价微型无线传感器结点组成，经过无线通讯方式构成的一个多条的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处置网络掩盖区域中被感知对象的信息，并发送给察看者。应用程序经过处置由各传感器返回的数据来监测相关区域的变化。

　　4）三网交融技术

　　三网交融技术，是指电信网、Internet和有线电视网三者交融开展，互联互通，为客户同时提供语音、数据和播送电视等多重效劳。

　　5）IPv6协议

　　IPv6 （Internet Protocol Version 6,互联网通讯协议第6版），是继IPv4的下一代互联网协议版本。由于IPv4的地址空间已于2011年2月3日全局部配终了，因而我们必需运用具有更大地址空间的IPv6协议。从理论上来说，地球上的每一颗沙子都能分配到一个IP地址，使得M2M成为可能。

　　6）M2M技术

　　M2M （Machine To Machine）技术，其实是一种理念，能够让机器、设备的应用途理过程与后台的信息系统共享信息，并与操作者共享信息。M2M的中心内容就是网络一切（Network Everything），就是让一切的设备都具备通讯和联网才能，使得网络化一切的设备成为可能。而M2M的通讯需求树立一个统一标准的通讯接口和规范化的传输内容。