4、物联网网络与传统网络架构全解析

物联网网络与传统网络架构全解析

物联网设备概述

物联网是多种技术的演进成果，其解决方案主要包含三个关键组件：设备、应用和通信通道。其中，设备用于与环境资产交互，实现感知和驱动；应用将设备生成的信息转化为知识，以支持决策和可视化；通信通道则是连接设备和应用的纽带。在物联网网络中，有两种重要的拓扑结构：WPANs（无线个人区域网络）和LPWANs（低功耗广域网络）。与LPWANs相比，WPANs支持更短距离和更高吞吐量的连接，并且原生支持IPv6，确保了物联网的合规性。

物联网设备类型

1. 传感器
   • 功能原理 ：传感器是用于感知物理环境资产的逻辑设备，通过采样生成读数。可感知的资产包括温度、湿度、光强度等物理参数，以及库存水平、人口规模等可测量的量。传感器采样速度需足够快，以捕捉所有信号变化，根据奈奎斯特 - 香农定理，若信号的最快变化频率为B，则采样率必须大于2B才能完全捕捉信号。
   • 分类方式
     • 按尺寸分类 ：可分为纳米级（1 - 100 nm）、介观级（100 - 10,000 nm）、微观级（10 - 1000 μm）和宏观级（大于1毫米）。在无线传感器网络（WSNs）中，传感器有时会以阵列形式部署。
     • 按与环境的交互方式分类 ：分为主动传感器和被动传感器。主动传感器需要发射声音或电磁波，可通过外部观察检测到，如雷达、声纳和激光雷达；被动传感器则无需主动发