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物联网体系结构和实现方法的比较

【摘要】现今,随着物联网技术的不断发展,该领域内也面临着一些亟待解决的难题,具体是指：对物联网设计和实现构建统一、有效、科学的方法.对于物联网体系结构设计来说,则是实现其体系结构的一个极其重要的前提条件.笔者对物联网体系结构展开了全面地分析与探讨,然后对其结构具备的不同特点及相关实现方案进行比较,其目的是希望能够为相关研究工作者明确研究方向、完善创新思路.另外,笔者研究总结了现今创建后端集中式与前端分布式物联网体系的常规手段,且强调,若要形成物联网设计与实现的统一方法,在今后的研究工作中,务必要在物联网体系结构的模块化方面展开深入性地探究和检验,从而真正地促进物联网服务机制的实现.

【关键词】物联网体系结构实现方法服务体制

在国际信息产业领域内,物联网是现今一个重要的发展方向,其相关技术及产业链等发展逐渐受到世人的重视,同时,在近期一段时间内,也创建出了很多类型不一样的体系结构,主要分为前端分布式与后端集中式,但是目前这几种信息处理方式并没有进行全面发展与推行,也没有开展统一性地比较和研究,所以,针对其实现方法、分层归纳等问题来说,也并未真正地发展下去,造成相关研发工作者在进行科研的过程中,认为物联网系统选择是存在一定的难度的,因为在进行筛选的时候是没有一个统一的参考标准与依据.

另外,以上体系结构和具体实现方法并未完全结合在一起,所以,造成在进行物联网体系研发的过程中,人们无法选择最适合的体系结构,并且也无法确定最佳的实现方法,对构建一个真正“实现物和物,物和人之间的信息互动”的物联网系统造成一定的制约与干扰.因此,笔者着重以物联网体系结构和实现方法的对比为方向进行探讨与分析,提出了一系列的改进建议,以便在进行信息处理模式时有更为明确的选择标准,能够根据不同情况来选择最适合的信息处理模式.

一、物联网体系结构概述

从定义上进行分析,体系结构是指“具备统一性、相同性的形式或结构”,对网络计算系统而言,它能够呈现出体系中不同构件之间的关联性,明确体系设计和实现路径的相关概念性准则.对于相对健全、成熟的体系结构来说,能够帮助系统研发工作者对开发期间的各个技术进行科学筛选与确定,使其尽可能地与系统预设需求相兼容,所以,在创建体系结构的过程中,则是设计和实现网络化计算系统的重要环节.从另一个角度来看,物联网属于一种全新的网络计算应用系统,对于其体系结构定义和网络计算系统的体系结构来说,是存在一定的相似性,所以,当对其进行设计和实现过程中,务必要最先构建一样的体系结构,其目的是为了保障最终创建的物联网系统功能和预设标准完全一样.并且在这一过程中,最关键的一个环节是：通过对不同应用需求进行筛选,最终构建出与其相兼容的系统构件,乃至覆盖不同构件之间的组织关联性,需要注意的是,通常可通过若干个层面来筛选系统构件与其关联性,例如：处理环节层面、功能层面、模型层面等.

二、物联网体系结构对比研究

通过功能层面来探讨物联网体系结构,能够将其划分成两种结构类型,即：“前端分布式”、“后端集中式”,对于前者来说,能够为物联网领域解决大量的信息处理问题,并且满足用户多元化的服务需求,具体构建路径是：由前端感应设备或网关设备而创建形成的,最具有代表性的是：Phvsical-net、AOA、SENSEI、IoT-A、M2M 等；针对后者而言,同样能够为物联网领域解决大量的信息处理问题,并且满足用户多元化的服务需求,不过,其具体构建路径是：由后端信息服务器或服务平台来创建出来的,最具有代表性的是：uID IoT、USN、Networked、Auto-ID 等.

若要明确各种体系在物联网特征方面的优缺点,目前通过四个角度进行全面探讨,主要包括：自适用性、能拓展性、环境交互性、安全性.相关内容如下：

2.1 自适应性

在探讨这方面问题的过程中,因为Networked、Auto-ID自身对环境的感应力是非常弱的,所以无法利用环境的转变来实现对系统配置数据和功能的完善,虽然uID IoT 可以抓捕到附近的环境数据,不过,其只可以运用在对相关事物信息的抓捕方面,却并不是运用在针对某一系统配置参数及功能的整顿方面,所以,对于此三类体系结构而言,其自适应性较差；不过,对于USN 中部间件层、Physical-net 服务供应层、M2M 能力服务层等来说,能够按照环境的转变来针对性地抓捕相关感应数值,然后进行针对性地调控,所以其自适应性是非常强的.其中后端集中式的自适应能力相较强于前端分布式的自适应能力.

2.2 能拓展性

在此方面应用后端集中式信息处理方式,会受到物联网规模不断扩大的影响,其在后端信息服务器当中所需进行处理的数据信息量将持续增多,系统规模也将会受到后短信息服务器在数据处理能力方面的限制影响、因而,相对比来看后端集中式信息处理方式所能够支持的网络规模略逊色于前端分布式处理方式的体系结构.

2.3 环境交互性

对于其特征来说,因为后端集中式的uID IoT、Auto-ID、Networked 等只是利用标识阅读末端来搜集与事物相关的信息与数据,那么在这一阶段通常不可能发生操作或控制指令,自然不具备这一特性.不过对于前端分布式的M2M来说,更重视设备之间的资源互动,且前端分布式的AOA也非常关注数据层之间的通讯协议控制成效,不过它是不能够对感知环境进行针对性地操控,所以对于环境交互性而言,并不明显.但是,后端集中式的USN 是能够通过后端信息服务研究来对环境感知数据或信息进行处理,并且明确相应地决策,形成相应的控制或操作指令,且对感知对象给予限制；而前端分布式的SENSEI、IoT-A 能够利用前端感知设备进一步将感知数据或信息进行处理,且对其决策活动进行针对性地操作或控制,所以,与以上几个特征相比,其在环境交互性方面存在一定的优势.所以,不同的信息处理模式的环境交互性是不确定的,需要根据具体情况进行具体分析,选取最为适合的信息处理模式.

2.4 安全性

在探讨这一特征的过程中,只有SENSEI、IoT-A 存在相对健全的系统安全规程,所以现今,这两项系统结构的安全性与稳定性是非常强的,不过对于其它的体系结构而言,若要增强安全性与稳定性,则无需进行全面地调整与整改,可以通过增设相关加密机制等手段来实现这一目的.因此,“前端分布式”与“后端集中式”的体系结构在安全性来说,实现起来都不困难,可根据需要选取在其他方面相对合适的体系结构.

三、物联网实现方法对比研究

3.1 服务发现

目前,其对应的解决方法有两个,具体是指：查询中继模型、同步信息数据模型.

3.1.1 查询中继模型

通过多播手段确定或查询服务,不需要对其进行相对集中的服务目标实施全面维护,且能够利用积极轮询或被动告知等手段对服务情况进行调整与完善,所以,一般适合运用在感知与实施网络区域的发现体系内.而在全面实施的过程中,能够把mDSN-SD 与某一公共DSN 服务器相统一,其目的是用来创建与物联网服务相关的服务发现机制.

3.1.2 同步信息数据模型

将DHT-P2P,Afilias,ID@URI,BGIDGE 这始终服务发现机制进行对比分析,其中第一种方法是应用Hash 分布表来对服务资源进行维护与查询; 而后三种机制均是选用的一组集中式后端服务器亦或是代理维护系统服务资源,客户端可借助于特定的程序协议来对相应的EPC 服务进行查询、通过对这四种发现机制的分别由自适应性、可拓展性、环境交互性、安全性等方面进行对比分析,结果显示,DHT-P2P 的稳定性、可拓展性均更加优异.

3.2 语义服务

现今,基于Web 服务系统下,所创建的物联网基本上是通过JSON、EX-I 等语义来实施数据或信息阐释的,并且通过提前确定概念和规则等手段来对相关数据或信息进行处理.若要保证系统能够独立进行数据或信息的处理和集成工作,就要利用资源阐述结构进一步提高对数据或信息内涵的合理性、科学性、全面性地表达,利用网络本体语言或其它关联语言对数据或信息的类型及规则进行阐释与研究.

3.3 安全服务

安全服务能够最大化地保障标识与感知数据之间的安全性与稳定性,并且,在物联网领域内,其正处于一个重要的发展时期,所以在具体应用方面需要克服这方面的难题与挫折.与之前互联网范围内所具备的安全隐患进行对比,不同之处包括：物联网数据或信息在传输过程中存在较强的安全性与稳定性,并且也能够保证数据或信息在搜索或查询的过程中,也能够处在一个相对安全、稳定的环境下.现今,在这一领域中,也不断涌现出一些确保物联网系统安全、稳定的机制软件,例如一些研发工作者创建了智能化的健康监护管理体系,可以对6Lo WPAN 的位置问题明确相对安全、稳定的信息或数据交换机制,且进一步构建了一个全新、高端、先进的安全输送模型,能够在查询、搜索、传输等过程中尽可能地增强其安全性能.

四、小结

经过以上内容的介绍,我们能够看出,物联网技术是具备一定的复杂性的,包含了若干个学科领域知识,具体是包括控制技术、网络计算技术、技术、互联网运用技术等等,所以其技术手段相对复杂、全面.

不过,笔者在对其体系结构进行分析的过程中,发现其中存在一个十分重要的因素,因为在具体实践活动中,若要促进对物联网技术的科学构建与结构优化,其存在的困难与障碍是非常多的,所以,对于相关技术研究工作者来说,在面对以上难题与挫折的过程中,也需要在不同的专业领域内坚持下来,不断地专研和实验,通过相关的理论知识与具体实践检验,来逐一解决相关的技术难题与障碍,从而进一步推动物联网技术的不断发展,且在各个领域内能够得到最大化地应用和推广.

参考文献

[1] 物联网体系结构与实现方法的研究[J]. 刘乔佳. 电子测试. 2016(23)

[2] 物联网体系结构与实现方法的比较研究[J]. 吕绍鑫. 电脑迷. 2016(04)

[3] 物联网体系结构和实现方法的对比分析[J]. 周莉. 通讯世界. 2015(11)

体系结构论文范文结:

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5、论文结构