物联网“后端集中式”系统结构的实现与研究

周桃义

杭州万向职业技术学院 杭州 310023

1 物联网及其发展概述

在信息技术发展和进步的过程中，物联网技术应运而生，并成为其中的一大重要组成部分。物联网技术的基础是互联网技术，并在该技术基础上进行延伸，逐渐渗透到各个领域，发展为不同物和物之间的信息交换和通信。物联网技术在发展过程中不断完善，综合运用了目前各项重要的通信感知技术，例如智能感知技术、智能识别技术等。在物联网的发展阶段，需要不断进行创新。

物联网最早在1999年提出，并由国际电信联盟（ITU）于2005年正式提出，最初的定义是针对三大关系指出的，分别是人与人之间的互联关系，人与物以及物与物之间的互联关系。在此之后物联网技术得到了迅速发展，并迅速席卷全球。并且在我国快速发展和崛起的这一契机下，物联网在我国的发展得到了最为迅猛的发展，并对其发展作出了不可磨灭的贡献。在我国对于物联网的定义更加完善，把一切实现物与物之间环境以及状态互联并与计算机、互联网相结合的技术都划归为物联网技术。对物联网的研究和发展不断深入，最终成为了我国发展的一大推动力。

当前物联网技术被广泛应用到各个领域，例如常见的农业和工业中，甚至被应用到城市建设以及交通等领域。

2 物联网系统结构概述

物联网的体系结构能够精确地定义物联网系统各组成部件及其之间的关系，物联网的开发者遵循一致的原则实现物联网系统的构建，以保证最终建立的系统符合预期的需求。依据信息的生成、传输、处理和应用的不同环节，物联网的体系结构可由低到高分为四层，即感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。

3 后端集中式体系结构分析

（1）Networked Auto-ID体系结构分析 。Networked Auto-ID体系结构（如图1）主要针对的是实体物品，并且其范围非常广泛，扩展到整个世界范围内，其中在进行Networked Auto-ID体系结构的构建过程中采用了RFID的方式。在该系统中以互联网技术为基础，结合以射频设别技术为代表的遥感技术来实现物联网的功能，并最终达到智能识别以及智能管理。Networked Auto-ID体系结构当前被应用已经十分广泛，例如在零售行业中的条码标价的智能识别等。

图1 Networked Auto-ID体系结构

就目前体系结构的研究中，其各项指标评价最低的就是该系Networked Auto-ID体系结构。首先其属于后端集中式的信息处理方式，会受到物联网规模的影响，其扩展性就大大下降；并且该体系结构中值包含已经表示的信息网络，也就使得它的水平性比较弱；其他几项性能基本都是基于环境感知性能进行的，而Networked Auto-ID体系结构只能物品标识信息的采集和处理，这样最终就使得感知性、交互性以及自适应性均相对较差；操作性能也相对较差，但是其由于ID加密机制的采用，使得其具有安全性的优越性。

图2 USN体系结构

（2）USN体系结构分析。USN体系结构中实际上是一种由下而上进行工作的，在该体系结构中主要包含五部分，第一部分是感知网，第二部分是接入网，除此之外，还有网络基础设施、中间件和应用平台（如图2）。在目前的物联网体系结构中，USN体系结构是一种常见的体系结构。但是其本身还存在一定的问题，有待于进一步发展和完善。

通过相关评价指标展开对USN体系结构的评价。其中USN体系结构的优越性主要是由其中间件层决定的，在该层的作用下可以很好的进行信息感知，并能够进行处理，从而使得其具有很好的环境感知性，在良好环境感知的影响下，就具有良好的环境交互性和自适应性。其该三种评价指标比较而言的话，其他的相应评价指标就相对较差。例如在互操作性方面，就因为其5个部分之间的关系并没有具体的明确，就导致其互操作性较差。

4 物联网体系结构评价指标

为了进一步实现物联网其功能，具有必要对其体系结构进行相应的评价。本文就物联网发展过程中出现的常用的评价指标进行综合讨论，基本内容见下表（如表1），主要是八大指标。

表1 物联网体系结构评价指标

5 物联网体系结构综合比较分析

物联网的体系结构的评价主要是从功能角度进行的，由于前端式和后端式本身的特点使得体系结构本身具有不同的优势。后端式体系结构往往由于对于信息采集和处理较好，所以具有良好的环境感知、环境交互性和自适应性；而前端式则由于其控制层等的作用使其能够具备良好的抗毁性和互操作性。

本文系2015年浙江省教育厅访问工程师校企合作项目“基于地磁的室内定位系统研究”的研究成果。

[1]陈海明,崔莉,谢开斌.物联网体系结构与实现方法的比较研究[J].计算机学报，2013（1）:168-188.

[2]王琳伟.面向智能交通系统的物联网体系结构的研究与设计[D].南昌大学，2012.

[3]周卫东.物联网体系结构与实现方法的比较研究[J].信息系统工程，2014（10）:141-142.