20、物联网：从技术到应用的全面解析

物联网：从技术到应用的全面解析

一、物联网概述

1.1 物联网定义

物联网（IoT）有望成为我们这个时代最重要的技术进步之一。它是一个全球性的基础设施，主要依靠利用现有的或新的可互操作基础设施以及通信技术，通过先进的服务将各种事物连接起来。无需人工干预，物联网就能将电子设备连接到分布式服务器，并实现信息交换。物联网可以看作是一个由相互连接的智能设备组成的网络，这些设备能够收集数据、分发信息，并经常自行做出适当的响应。这些连接到互联网的设备，包括传感器、软件和嵌入式电子设备，负责收集和交换数据，它们通常具有自配置功能，旨在与附近的节点进行智能通信。

1.2 物联网架构层次

典型的物联网架构由三个不同的层次组成，具体如下：
|层次|描述|
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|应用层|通过基于网络和移动的软件为消费者提供服务。在当今的高科技社会中，物联网有着广泛的应用，使得住宅、家庭、建筑以及教育、交通、农业、健康和商业等领域都变得智能化。|
|网络层|在物联网系统中更为重要，它作为信息传输和重定向的中间层，使用各种连接协议（如GSM、IPv6、5G等）将提供智能服务的设备连接起来。该层的本地服务器和云存储并处理数据，充当网络层与后续层之间的中间人。|
|感知层|由物理层（PHY）和介质访问控制层（MAC）组成，是物联网架构的初始层。PHY层主要关注硬件，如使用各种通信协议（如蓝牙、Zigbee、RFID等）进行数据传输和接收的智能设备和传感器。MAC层则负责创建物理设备与网络之间的连接，它使用多种协议（包括蜂窝网络）连接到网络层。物联网层设备中的大部分是即插即用设备，它们会产生大量的数据。|