物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層結(jié)構(gòu)與應用分析

十多年前，當大家談起“萬物互聯(lián)”，多是把這看作對未來的憧憬。如今，中國已經(jīng)計劃在2018年實現(xiàn)窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）的大規(guī)模商用，各個產(chǎn)業(yè)的工業(yè)云、物聯(lián)網(wǎng)平臺、智能硬件發(fā)展的也是如火如荼，萬物互聯(lián)已不再是一個憧憬，而是觸手可及的現(xiàn)實。對于中國制造業(yè)來說，物聯(lián)網(wǎng)有著特別的意義。物聯(lián)網(wǎng)不僅能幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高運營效率；更為重要的是借助物聯(lián)網(wǎng)抓取到的數(shù)據(jù)，企業(yè)得以持續(xù)感知客戶需求，創(chuàng)新服務模式，為客戶提供動態(tài)、個性化的智能服務，獲得增長新動能，推動企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

在物聯(lián)網(wǎng)的三層體系架構(gòu)中，網(wǎng)絡層主要實現(xiàn)信息的傳送和通信，又包括接入層和核心層。網(wǎng)絡層可依托公眾電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，也可以依托行業(yè)專業(yè)通信網(wǎng)絡，也可同時依托公眾網(wǎng)和專用網(wǎng)。同時，網(wǎng)絡層承擔著可靠傳輸?shù)墓δ?，即通過各種通信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將感知的各方面信息，隨時隨地的進行可靠交互和共享，并對應用和感知設備進行管理和鑒權(quán)。由此可見，網(wǎng)絡層在物聯(lián)網(wǎng)中重要的地位。在網(wǎng)絡層，主要包括接入網(wǎng)絡、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)、業(yè)務網(wǎng)、網(wǎng)管系統(tǒng)和業(yè)務支撐系統(tǒng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和標準的不斷進步和完善，物聯(lián)網(wǎng)的應用會越來越廣泛，政府部門、電力、環(huán)境、物流等關系到人們生活方方面面的應用都會加入到物聯(lián)網(wǎng)中，到時，會有海量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡層傳輸?shù)脚c計算中心，因此，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層必須要有大的吞吐量以及較高的安全性。

例如，在智能農(nóng)業(yè)方面。隨著信息及通信技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)各行業(yè)得到廣泛應用，大量傳感設備部署于各應用場地，由于商業(yè)、技術(shù)成熟度或者歷史原因，這些感知設備的功能、接口和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議等都存在著明顯差異。感知設備通過CAN總線或者485總線等有線方式，以及藍牙、WiFi、zigbee、RF ID等無線傳感器網(wǎng)絡方式獲取監(jiān)測對象的相關信息，再通過GPRS、WiFi、以太網(wǎng)等形式傳送至遠端服務器。無線傳感器網(wǎng)絡、總線網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、傳輸方式等各不相同，這就使得用戶必須針對各種感知網(wǎng)絡進行單獨開發(fā)，加大了上層應用程序開發(fā)的難度和復雜度，如何有效地實現(xiàn)不同網(wǎng)絡不同設備間的互聯(lián)互通以及獲取所需的各類服務是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用中的一個核心問題。    

物聯(lián)卡之家（）資訊指出，在目前的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應用中，物聯(lián)網(wǎng)設備通常由不同的設備制造商提供，并且基于這些設備的應用和服務都是獨立開發(fā)的，使得數(shù)據(jù)格式兼容性較差，信息在各系統(tǒng)之間無法融合而彼此形成信息孤島，使得企業(yè)之間的數(shù)據(jù)分享和服務協(xié)同變得異常困難。同時農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層將產(chǎn)生數(shù)以萬計的海量信息，如果將這些海量的原始數(shù)據(jù)直接發(fā)送給上層應用，勢必導致上層應用系統(tǒng)計算處理量的急劇增加，甚至引起系統(tǒng)崩潰。因此，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用層之前構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享層對海量傳感信息進行過濾和分析處理，進而為上層應用程序的開發(fā)提供更為直接和有效的支撐是大勢所趨。

網(wǎng)絡層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，網(wǎng)絡層要根據(jù)感知延伸層的業(yè)務特征，優(yōu)化網(wǎng)絡特性，更好地實現(xiàn)物與物之間的通信、物與人之間的通信以及人與人之間的通信，這就要求必須建立一個端到端的全局物聯(lián)網(wǎng)絡。因此在局部形成一個自主的網(wǎng)絡，還要連接大的網(wǎng)絡，這是一個層次性的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這要借助有線和無線的技術(shù)，實現(xiàn)無縫透明的接入。隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務種類的不斷豐富、應用范圍的擴大、應用要求的提高，對于通線網(wǎng)絡也會從簡單到復雜、從單一到融合，從多種的接入方式到核心網(wǎng)的融合整體的過渡。