B2-2.2.1
物联网三层体系结构。
物联网三层经典体系结构
必记感知层（Sensing Layer）
- 核心功能定义
- 全面感知物体信息，采集物理世界模拟量与数字量
- 典型设备与关键技术
- RFID 电子标签、传感器、二维码、GPS、摄像头
- 人体比喻
- 皮肤与感官
网络层（Network Layer）
- 核心功能定义
- 可靠、安全、长距离地将感知信息传输到计算中心
- 典型设备与关键技术
- 移动蜂窝网（4G/5G/NB-IoT）、互联网、有线宽带、局域网（Wi-Fi/蓝牙/ZigBee）
- 人体比喻
- 神经中枢与脉络
应用层（Application Layer）
- 核心功能定义
- 结合行业需求对海量物联数据处理决策，提供智能服务
- 典型设备与关键技术
- 智慧城市、智能家居、车联网、智能制造、云计算、大数据平台
- 人体比喻
- 大脑与执行器官
| 体系层次 | 核心功能定义 | 典型设备与关键技术 | 人体比喻 |
|---|---|---|---|
| 感知层（Sensing Layer） | 全面感知物体信息，采集物理世界模拟量与数字量 | RFID 电子标签、传感器、二维码、GPS、摄像头 | 皮肤与感官 |
| 网络层（Network Layer） | 可靠、安全、长距离地将感知信息传输到计算中心 | 移动蜂窝网（4G/5G/NB-IoT）、互联网、有线宽带、局域网（Wi-Fi/蓝牙/ZigBee） | 神经中枢与脉络 |
| 应用层（Application Layer） | 结合行业需求对海量物联数据处理决策，提供智能服务 | 智慧城市、智能家居、车联网、智能制造、云计算、大数据平台 | 大脑与执行器官 |
分层判断高频题陷阱
必记易错陷阱
选择题中识别技术归属层：RFID 读写器、温湿度传感器属于感知层；无线局域网路由、5G 基站传输属于网络层；环境监控系统可视化大屏、智能水表计费软件属于应用层。
随堂自测（3 题 · 共 115 道关联题）展开作答
以下关于物联网传输层的描述中错误的是（）。
三层结构的物联网包括____________、网络层和____________。
____________是物联网体系架构的第一层。
B2-2.2.2
物联网感知层关键技术，RFID、EPC、传感器等技术基本原理。
RFID（射频识别）核心原理与分类
必记按供电方式
- 类型名称
- 无源（被动）标签（Passive）
- 工作原理与供电
- 内部无电池，靠阅读器天线发出的射频电磁场感应供电
- 特点与典型应用
- 成本极低、寿命长、读距短（数厘米到数米），公交卡、门禁卡
按供电方式
- 类型名称
- 有源（主动）标签（Active）
- 工作原理与供电
- 内置电池主动发射射频信号
- 特点与典型应用
- 读距远（几十到百米）、成本高、寿命受限，ETC、集装箱追踪
组成三要素
- 类型名称
- 电子标签（Tag）、阅读器（Reader）、天线（Antenna）
- 工作原理与供电
- 阅读器通过天线发射射频载波，标签调制反射并解析数据
- 特点与典型应用
- 实现非接触式、多目标同时识别
| 分类维度 | 类型名称 | 工作原理与供电 | 特点与典型应用 |
|---|---|---|---|
| 按供电方式 | 无源（被动）标签（Passive） | 内部无电池，靠阅读器天线发出的射频电磁场感应供电 | 成本极低、寿命长、读距短（数厘米到数米），公交卡、门禁卡 |
| 按供电方式 | 有源（主动）标签（Active） | 内置电池主动发射射频信号 | 读距远（几十到百米）、成本高、寿命受限，ETC、集装箱追踪 |
| 组成三要素 | 电子标签（Tag）、阅读器（Reader）、天线（Antenna） | 阅读器通过天线发射射频载波，标签调制反射并解析数据 | 实现非接触式、多目标同时识别 |
EPC 电子产品代码与传感器原理
必记- EPC（Electronic Product Code）：全球统一开放的产品全球唯一编码体系，是条形码的升级版，给全球每一个实体物品赋予唯一身份证
- 传感器（Sensor）：能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号（通常为电信号）的器件，主要由敏感元件、转换元件、变换电路三部分组成
随堂自测（3 题 · 共 505 道关联题）展开作答
RFID 标签的分类按标签芯片分
红外线测体温门用到物联网中的部件是（）
用于“嫦娥 2 号”遥测月球的各类遥测仪器或设备、用于住宅小区保安之用的摄像头、火灾探头、用于体检的超声波仪器等，都可以被看作是（ ）。
B2-2.2.3
物联网网络层关键技术，ZigBee、Wi-Fi、蓝牙等技术基本原理与特点。
短距离无线通信技术核心对比表（专转本高频必考）
必记ZigBee（紫蜂）
- IEEE 标准
- IEEE 802.15.4
- 典型速率
- 250 kbps（低速）
- 覆盖距离
- 10 ~ 75 米
- 核心特点与主要应用
- 超低功耗、低成本、自组网（Mesh）、大网络容量（可容纳 65535 个节点），用于智能家居传感器组网
蓝牙（Bluetooth）
- IEEE 标准
- IEEE 802.15.1
- 典型速率
- 1 ~ 3 Mbps（BLE 更省电）
- 覆盖距离
- 10 米以内（PAN）
- 核心特点与主要应用
- 点对点/主从星型连接、设备小巧，用于无线耳机、手环、手机近距互联
Wi-Fi（无线保真）
- IEEE 标准
- IEEE 802.11 系列
- 典型速率
- 数十 Mbps ~ 数 Gbps（高速）
- 覆盖距离
- 数十米到百米
- 核心特点与主要应用
- 高带宽、高吞吐、功耗较大，用于家庭办公无线宽带接入与高速物联网终端
| 通信技术 | IEEE 标准 | 典型速率 | 覆盖距离 | 核心特点与主要应用 |
|---|---|---|---|---|
| ZigBee（紫蜂） | IEEE 802.15.4 | 250 kbps（低速） | 10 ~ 75 米 | 超低功耗、低成本、自组网（Mesh）、大网络容量（可容纳 65535 个节点），用于智能家居传感器组网 |
| 蓝牙（Bluetooth） | IEEE 802.15.1 | 1 ~ 3 Mbps（BLE 更省电） | 10 米以内（PAN） | 点对点/主从星型连接、设备小巧，用于无线耳机、手环、手机近距互联 |
| Wi-Fi（无线保真） | IEEE 802.11 系列 | 数十 Mbps ~ 数 Gbps（高速） | 数十米到百米 | 高带宽、高吞吐、功耗较大，用于家庭办公无线宽带接入与高速物联网终端 |
ZigBee 技术特性必记
必记易错陷阱
牢记 ZigBee 的四大标签：低功耗、低数据速率、低成本、支持自组网（Mesh 网状拓扑）。在工业传感和智能家居照明传感器互联中居于支配地位。
随堂自测（3 题 · 共 33 道关联题）展开作答
Wi-Fi 属于物联网的 ____ 。
车域网:用户在基于汽车环境的背景下使用的网络。（）
物联网网络层技术主要用于实现物联网信息的双向传递和控制，重点在于适应物物通信需求的无线接入网和核心网的网络改造和优化，以及满足低功耗、低速率等物物通信特点的感知层通信和组网技术。（）
B2-2.2.4
物联网应用层关键技术原理，物联网应用与云计算、大数据、人工智能等技术的融合。
物联网应用层关键支撑技术
必记- 中间件技术（Middleware）：屏蔽底层异构硬件设备通信协议差异，为上层应用提供统一 API 和数据抽象服务
- 边缘计算（Edge Computing）：在靠近物或数据源头的网络边缘侧，就近提供计算和存储服务，降低延迟并减轻骨干网带宽压力
- 数字孪生（Digital Twin）：在数字空间构建物理实体的全要素动态镜像仿真
物联网与前沿新兴技术的深度融合
必记| 融合方向 | 协同互补机制 | 典型落地应用 |
|---|---|---|
| IoT + 云计算 | 为千万级并发设备连接提供弹性的海量数据入库与计算平台 | 阿里云 IoT 物联网平台、华为云 OceanConnect |
| IoT + 大数据 | 对海量传感器时序数据做统计挖掘与关联分析 | 设备预测性维护、耗电异常诊断、智能管网漏损监控 |
| IoT + 人工智能 | 赋予物联网终端“边缘推理能力”，实现端侧智能 | 人脸识别门禁闸机、工业缺陷检测相机、自动巡检无人机 |
随堂自测（3 题 · 共 28 道关联题）展开作答
物联网中间件的主要作用在于将实体对象转换为虚拟对象。（ ）
物联网应用层主要包含应用支撑子层和应用服务子层，在技术方面主要用于支撑信息的智能处理和开放的业务环境，以及各种行业和公众的具体应用。（）
物联网信息开放平台:将各种信息和数据进行统一汇聚、整合、分类和交换，并在安全范围内开放给各种应用服务。（）