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物聯網層次結構分為三層,自下向上依次是:感知層、網路層、應用層。感知層是物聯網的核心,是資訊採集的關鍵部分。感知層位於物聯網三層結構中的最底層,其功能為“感知”,即透過感測網路獲取環境資訊。感知層是物聯網的核心,是資訊採集的關鍵部分。
對我們人類而言,是使用五官和面板,透過視覺、味覺、嗅覺、聽覺和觸覺感知外部世界。而感知層就是物聯網的五官和面板,用於識別外界物體和採集資訊。感知層解決的是人類世界和物理世界的資料獲取問題。它首先透過感測器、數碼相機等裝置,採集外部物理世界的資料,然後透過RFID、條碼、工業現場匯流排、藍芽、紅外等短距離傳輸技術傳遞資料。感知層所需要的關鍵技術包括檢測技術、短距離無線通訊技術等。
感知層由基本的感應器件(例如RFID標籤和讀寫器、各類感測器、攝像頭、GPS、二維碼標籤和識讀器等基本標識和感測器件組成)以及感應器組成的網路(例如RFID網路、感測器網路等)兩大部分組成。該層的核心技術包括射頻技術、新興感測技術、無線網路組網技術、現場匯流排控制技術(FCS)等,涉及的核心產品包括感測器、電子標籤、感測器節點、無線路由器、無線閘道器等。
一些感知層常見的關鍵技術如下:
l感測器:感測器是物聯網中獲得資訊的主要裝置,它利用各種機制把被測量轉換為電訊號,然後由相應訊號處理裝置進行處理,併產生響應動作。常見的感測器包括溫度、溼度、壓力、光電感測器等。
2RFID:RFID的全稱為RadioFrequencyIdentification,即射頻識別,又稱為電子標籤。RFID是一種非接觸式的自動識別技術,可以透過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關資料。它主要用來為物聯網中的各物品建立唯一的身份標示。
3感測器網路:感測器網路是一種由感測器節點組成網路,其中每個感測器節點都具有感測器、微處理器、以及通訊單元。節點間透過通訊網路組成感測器網路,共同協作來感知和採集環境或物體的準確資訊。而無線感測器網路(WirelessSensorNetwork,簡稱WSN),則是目前發展迅速,應用最廣的感測器網路。
對於目前關注和應用較多的RFID網路來說,附著在裝置上的RFID標籤和用來識別RFID資訊的掃描器、感應器都屬於物聯網的感知層。在這一類物聯網中被檢測的資訊就是RFID標籤的內容,現在的電子(不停車),收費系統(ElectronicTollCollection,ETC)、超市倉儲管理系統、飛機場的行李自動分類系統等都屬於這一類結構的物聯網應用。
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從技術架構上來看,物聯網可分為三層:感知層、網路層和應用層。感知層由各種感測器以及感測器閘道器構成,包括二氧化碳濃度感測器、溫度感測器、溼度感測器、二維碼標籤、RFID標籤和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當於人的眼耳鼻喉和面板等神經末梢,它是物聯網識別物體、採集資訊的來源,其主要功能是識別物體,採集資訊。 網路層由各種私有網路、網際網路、有線和無線通訊網、網路管理系統和雲計算平臺等組成,相當於人的神經中樞和大腦,負責傳遞和處理感知層獲取的資訊。應用層是物聯網和使用者(包括人、組織和其他系統)的介面,它與行業需求結合,實現物聯網的智慧應用。