2.2 物联网中的组成节点
为了认识物联网的体系结构,首先需要划分物联网中网络节点的类型。一般而言,物联网中的网络节点可以分成无源节点、有源节点和互联网节点,其特征从以下方面进行描述:电源、移动性、感知性、存储能力、计算能力、联网能力、连接类型。表2-1说明了这三类节点的区别。
表2-1 物联网中的三类节点
● 无源节点:一般指具有电子标签的物品,这是物联网中数量最多的节点。例如携带电子标签的人可以成为一个无源节点。无源节点一般不带电源,可以具有移动性,具有被感知能力和少量的数据存储能力,不具备计算和联网能力,提供被动的物与物之间的连接。
● 有源节点:一般指具备感知、联网和计算能力的嵌入式系统,这是物联网的核心节点。例如装备了可以传感人体信息的穿戴式电脑的人可以成为一个有源节点。有源节点带有电源,可以具有移动性、感知、存储、计算和联网能力,提供物与物、人与物、人与人之间的连接。
● 互联网节点:具备联网和计算能力的计算系统,这是物联网的信息中心和控制中心。例如,具有物联网安全性和可靠性要求,并能够提供时间和空间约束服务的节点,就是一个互联网节点。它是属于物联网系统的节点,采用了互联网的联网技术相互连接,但具有物联网系统中特有的时间和空间的控制能力,配备了物联网专用的、安全、可靠的控制体系。一般而言,互联网节点具有不间断电源,不具备移动性,可以具有感知能力,具有较强的存储、计算和联网能力,可以提供人与物以及人与人之间的连接。
节点之间可能存在的连接类型包括无源节点与有源节点、有源节点与有源节点,以及有源节点与互联网节点之间的连接。无源节点与有源节点通过物理层协议连接(如通过RFID协议),有源节点之间的信息转发和汇聚可以通过应用协议实现。一般来说,有源节点需要通过网关才能连接互联网节点。在这三种连接中,物理层协议提供了在物理信道上采集和传递信息的功能,具有一定的安全性和可靠性控制能力。数据链路层协议提供对物理信道的访问控制和复用,提供在链路层上安全、可靠、高效传递数据的功能,具有较为完整的可靠性、安全性控制能力,可以提供服务质量的保证。应用层协议提供信息采集、传递、查询功能,具有较为完整的用户管理、联网配置、安全管理和可靠性控制等能力。