物联网的体系结构主要分为感知延伸层、网络层和应用层，以下是详细介绍：
一、感知延伸层
1：功能
●感知延伸层是物联网的基础，其主要功能是信息的采集、捕获和识别。它就像是物联网的 “触角”，能够感知周围环境中的各种物理量、化学量和生物量等信息。例如，通过温度传感器感知环境温度，通过湿度传感器感知空气湿度，通过气体传感器检测有害气体的浓度等。
2：技术手段
●传感器技术：这是感知延伸层最核心的技术之一。传感器可以将被测量的物理量（如压力、位移、速度等）、化学量（如酸碱度、化学成分等）或生物量（如血糖、血压等）按照一定的规律转换为电信号或其他可用的信号输出。例如，在智能家居系统中，光照传感器能够将光照强度转换为电信号，从而让智能系统根据光照情况自动调节窗帘的开合程度。
●射频识别（RFID）技术：RFID 是一种非接触式的自动识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预。例如，在物流仓储管理中，货物上的 RFID 标签可以被读写器远距离识别，从而快速获取货物的编号、名称、入库时间等信息，大大提高了物流的效率和准确性。
●全球定位系统（GPS）技术：主要用于获取物体的位置信息。在交通运输领域，汽车、船舶、飞机等交通工具上安装的 GPS 设备可以实时定位它们的位置，结合物联网系统，能够实现对交通工具的实时跟踪和调度。例如，在智能交通系统中，通过 GPS 技术可以获取车辆的位置信息，然后将这些信息发送到交通管理中心，以便对交通流量进行监控和管理。
●自组织网络和传感器网络技术：这些网络技术可以使大量的传感器节点相互协作，自动地组成一个网络。传感器节点之间能够进行数据的传输和共享，从而将感知到的信息汇聚到一起。例如，在环境监测系统中，分布在一片区域内的多个空气质量传感器可以通过自组织网络将采集到的空气质量数据传输到汇聚节点，再由汇聚节点发送到上层网络。
3：发展方向
●感知延伸层正朝着低功耗、低成本和小型化方向发展。低功耗能够使传感器等设备在电池供电的情况下长时间工作，降低维护成本。例如，采用低功耗的芯片和通信技术，可以让无线传感器节点在几年内无需更换电池。低成本可以使物联网设备得到更广泛的应用，而小型化则便于设备的安装和部署，能够适应更多复杂的应用场景。同时，其感知能力也在向更高灵敏度和更全面方向发展，以获取更多更准确的信息。
二、网络层
1：功能
●网络层在物联网中起着承上启下的关键作用，它相当于物联网的 “神经系统”。其主要功能是负责信息的传递，将感知延伸层获取的信息传输到应用层，同时也可以将应用层的控制指令传输回感知延伸层。此外，网络层还涉及数据的存储、查询、分析、挖掘、理解和决策等功能。例如，在工业物联网中，网络层将生产设备的状态数据传输到控制中心，控制中心对这些数据进行分析后，发出相应的控制指令，调整设备的运行参数。:
2：技术手段
●通信技术：涵盖了多种类型。短距离无线通信技术如蓝牙、ZigBee 等，适用于小范围内设备之间的通信。例如，在智能家居场景中，智能灯泡和智能开关之间可以通过 ZigBee 技术进行通信，实现灯光的智能控制。中距离无线通信技术如 Wi - Fi，可以在几十米到几百米的范围内提供高速数据传输。长距离无线通信技术包括 4G、5G、LoRa 等，能够实现远距离的数据传输。例如，在智能农业中，分布在农田中的传感器可以通过 LoRa 技术将数据传输到几公里外的基站。此外，还有有线通信技术，如以太网等，在一些对稳定性和带宽要求较高的场合使用。
●网络协议：物联网中使用多种网络协议来确保数据的正确传输和通信的顺畅。例如，传输控制协议 / 互联网协议（TCP/IP）是互联网的基础协议，在物联网的网络层也广泛应用，它能够保证数据的可靠传输。还有用户数据报协议（UDP），适用于对实时性要求较高但对数据完整性要求相对较低的应用场景，如一些简单的传感器数据传输。
●云计算和边缘计算技术：云计算为物联网提供了强大的计算和存储资源。通过云计算，物联网系统可以将大量的数据存储在云端服务器上，并利用云端的计算能力进行数据的分析和处理。边缘计算则是将计算和数据存储靠近数据源或用户端，以减少延迟和网络带宽的占用。例如，在智能安防系统中，摄像头附近的边缘计算设备可以对视频数据进行初步的分析，如目标检测等，只有在发现异常情况时才将完整的数据发送到云端进行进一步处理。
3：特点和要求
●网络层需要根据感知延伸层的业务特征来优化网络特性。不同的感知设备有不同的通信需求，如有的设备需要低延迟通信，有的设备需要高带宽通信。因此，网络层要能够灵活地调整和优化，以满足各种物联网应用的需求。
三、应用层
1：功能
●应用层是物联网发展的驱动力和最终目的。它主要是对感知和传输来的信息进行分析和处理，做出正确的控制和决策，从而实现智能化的管理、应用和服务。例如，在智能城市管理中，应用层可以根据交通流量数据、环境质量数据等，制定交通疏导方案、环境治理措施等。
2：结构层次
●管理服务层：主要负责对物联网系统进行管理和维护，包括用户管理、设备管理、数据管理、安全管理等。例如，在一个大型的物联网应用系统中，管理服务层可以对连接到系统中的成千上万个设备进行注册、认证和监控，确保设备的合法性和正常运行。同时，它还负责对系统中的数据进行分类、存储和备份，以及保障系统的安全，防止数据泄露和恶意攻击。
●行业应用层：这是物联网与各个具体行业相结合的部分，根据不同的行业需求实现各种应用。例如，在医疗行业，应用层可以实现远程医疗诊断、患者健康监测、医疗设备管理等功能；在工业领域，可以实现工业自动化生产、设备故障预测和维护等应用。行业应用层是物联网价值的直接体现，通过将物联网技术与各行业的业务流程深度融合，推动各行业的智能化升级。
一、感知延伸层
1：功能
●感知延伸层是物联网的基础，其主要功能是信息的采集、捕获和识别。它就像是物联网的 “触角”，能够感知周围环境中的各种物理量、化学量和生物量等信息。例如，通过温度传感器感知环境温度，通过湿度传感器感知空气湿度，通过气体传感器检测有害气体的浓度等。
2：技术手段
●传感器技术：这是感知延伸层最核心的技术之一。传感器可以将被测量的物理量（如压力、位移、速度等）、化学量（如酸碱度、化学成分等）或生物量（如血糖、血压等）按照一定的规律转换为电信号或其他可用的信号输出。例如，在智能家居系统中，光照传感器能够将光照强度转换为电信号，从而让智能系统根据光照情况自动调节窗帘的开合程度。
●射频识别（RFID）技术：RFID 是一种非接触式的自动识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预。例如，在物流仓储管理中，货物上的 RFID 标签可以被读写器远距离识别，从而快速获取货物的编号、名称、入库时间等信息，大大提高了物流的效率和准确性。
●全球定位系统（GPS）技术：主要用于获取物体的位置信息。在交通运输领域，汽车、船舶、飞机等交通工具上安装的 GPS 设备可以实时定位它们的位置，结合物联网系统，能够实现对交通工具的实时跟踪和调度。例如，在智能交通系统中，通过 GPS 技术可以获取车辆的位置信息，然后将这些信息发送到交通管理中心，以便对交通流量进行监控和管理。
●自组织网络和传感器网络技术：这些网络技术可以使大量的传感器节点相互协作，自动地组成一个网络。传感器节点之间能够进行数据的传输和共享，从而将感知到的信息汇聚到一起。例如，在环境监测系统中，分布在一片区域内的多个空气质量传感器可以通过自组织网络将采集到的空气质量数据传输到汇聚节点，再由汇聚节点发送到上层网络。
3：发展方向
●感知延伸层正朝着低功耗、低成本和小型化方向发展。低功耗能够使传感器等设备在电池供电的情况下长时间工作，降低维护成本。例如，采用低功耗的芯片和通信技术，可以让无线传感器节点在几年内无需更换电池。低成本可以使物联网设备得到更广泛的应用，而小型化则便于设备的安装和部署，能够适应更多复杂的应用场景。同时，其感知能力也在向更高灵敏度和更全面方向发展，以获取更多更准确的信息。
二、网络层
1：功能
●网络层在物联网中起着承上启下的关键作用，它相当于物联网的 “神经系统”。其主要功能是负责信息的传递，将感知延伸层获取的信息传输到应用层，同时也可以将应用层的控制指令传输回感知延伸层。此外，网络层还涉及数据的存储、查询、分析、挖掘、理解和决策等功能。例如，在工业物联网中，网络层将生产设备的状态数据传输到控制中心，控制中心对这些数据进行分析后，发出相应的控制指令，调整设备的运行参数。:
2：技术手段
●通信技术：涵盖了多种类型。短距离无线通信技术如蓝牙、ZigBee 等，适用于小范围内设备之间的通信。例如，在智能家居场景中，智能灯泡和智能开关之间可以通过 ZigBee 技术进行通信，实现灯光的智能控制。中距离无线通信技术如 Wi - Fi，可以在几十米到几百米的范围内提供高速数据传输。长距离无线通信技术包括 4G、5G、LoRa 等，能够实现远距离的数据传输。例如，在智能农业中，分布在农田中的传感器可以通过 LoRa 技术将数据传输到几公里外的基站。此外，还有有线通信技术，如以太网等，在一些对稳定性和带宽要求较高的场合使用。
●网络协议：物联网中使用多种网络协议来确保数据的正确传输和通信的顺畅。例如，传输控制协议 / 互联网协议（TCP/IP）是互联网的基础协议，在物联网的网络层也广泛应用，它能够保证数据的可靠传输。还有用户数据报协议（UDP），适用于对实时性要求较高但对数据完整性要求相对较低的应用场景，如一些简单的传感器数据传输。
●云计算和边缘计算技术：云计算为物联网提供了强大的计算和存储资源。通过云计算，物联网系统可以将大量的数据存储在云端服务器上，并利用云端的计算能力进行数据的分析和处理。边缘计算则是将计算和数据存储靠近数据源或用户端，以减少延迟和网络带宽的占用。例如，在智能安防系统中，摄像头附近的边缘计算设备可以对视频数据进行初步的分析，如目标检测等，只有在发现异常情况时才将完整的数据发送到云端进行进一步处理。
3：特点和要求
●网络层需要根据感知延伸层的业务特征来优化网络特性。不同的感知设备有不同的通信需求，如有的设备需要低延迟通信，有的设备需要高带宽通信。因此，网络层要能够灵活地调整和优化，以满足各种物联网应用的需求。
三、应用层
1：功能
●应用层是物联网发展的驱动力和最终目的。它主要是对感知和传输来的信息进行分析和处理，做出正确的控制和决策，从而实现智能化的管理、应用和服务。例如，在智能城市管理中，应用层可以根据交通流量数据、环境质量数据等，制定交通疏导方案、环境治理措施等。
2：结构层次
●管理服务层：主要负责对物联网系统进行管理和维护，包括用户管理、设备管理、数据管理、安全管理等。例如，在一个大型的物联网应用系统中，管理服务层可以对连接到系统中的成千上万个设备进行注册、认证和监控，确保设备的合法性和正常运行。同时，它还负责对系统中的数据进行分类、存储和备份，以及保障系统的安全，防止数据泄露和恶意攻击。
●行业应用层：这是物联网与各个具体行业相结合的部分，根据不同的行业需求实现各种应用。例如，在医疗行业，应用层可以实现远程医疗诊断、患者健康监测、医疗设备管理等功能；在工业领域，可以实现工业自动化生产、设备故障预测和维护等应用。行业应用层是物联网价值的直接体现，通过将物联网技术与各行业的业务流程深度融合，推动各行业的智能化升级。
