什么是物联网节点_物联网节点之间的关系

　　物联网的节点不仅仅是指传感器，物联网节点包含物联网传感器。物联网节点也可以是一个RFID的读写器。物联网端节点可能就是一个只能够感知周边环境温度、具有近距离通信能力的温度传感器节点。这样的节点不可能像一台功能很强的计算机那样，可以安装覆盖物理层到应用层的硬件与软件。从我们在研究无线传感器网络时，就已意识到它与计算网络、互联网在功能、结构与设汁思憩上的差异。

　　1 本地存储，通过在设备内部附加闪存等方式把数据存储在本地，或者本地网络的服务器上，实现数据的存储于随时调用。

　　2 私有云存储，企业或者组织通过假设私有云的方式，把物联网节点中的所有数据汇总到私有云上，用于随时查询与调用。

　　3 公有云，把汇聚节点的所有数据上传至公有云上，一方面便于管理，随时存取，另外一方面配合城市云平台，实现大数据的分析与预测。

　　为了构建物联网，首先需要划分物联网中网络节点的类型。物联网节点可以分成无源CPS节点、有源CPS节点、互联网CPS节点等，其特征可从电源、移动性、感知性、存储能力、计算能力、联网能力以及连接能力等几个方面进行描述，具体描述如表1.2所示。

　　表1.2 物联网节点类型与特征

　　无源CPS节点就是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CPS节点。无源CPS节点通常不带电源，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T2T连接。

　　有源CPS节点具备感知、联网和控制能力的嵌入式系统，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CPS节点。有源CPS带有电源，可以具有移动性、感知、存储、计算和联网能力，提供T2T、H2T、H2H连接。

　　互联网CPS节点具备联网和控制能力的计算系统，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、可靠性要求的，能够提供时间和空间约束服务的互联网节点就是一个互联网CPS节点。互联网CPS节点不是一般的互联网节点，它是属于物联网系统中的节点，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性和可靠性的控制体系。互联网CPS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，可提供H2T、H2H连接。

　　根据以上物联网节点的分类，节点之间可能存在的连接类型包括无源CPS节点与有源CPS节点，有源CPS与有源CPS节点，以及有源CPS节点与互联网CPS节点之间的连接。无源CPS节点与有源CPS节点互连结构如图1.4所示，两者通过物理层协议连接（如通过RFID协议），有源CPS可以获取无源CPS节点上电子标签的信息。

　　有源CPS节点与有源CPS节点互连结构如图1.5所示，有源CPS节点之间通过物理层、数据链路层和应用层的协议交互，实现有源CPS节点之间的信息采集、传递和查询。考虑到大部分有源CPS节点资源限制十分严格，有源CPS节点不适合配置已有的IP协议；配置的数据链路协议也应该是面向物联网的数据链路层协议，可以保证可靠、高效、节能地采集、传递和查询信息，满足物联网节点交互的应用需求。有源CPS节点之间的信息转发和汇聚可以通过应用协议实现。也就是说，这样可以按照应用需要，设计灵活的信息采集和转发协议，不需要采用通用的、低效的互联网中的IP协议。

　　有源CPS节点与互联网CPS节点互连结构如图1.6所示，有源CPS节点需要通过CPS网关，才能连接互联网节点。CPS网关实际上是一个有源CPS节点与互联网CPS节点的组合，其中实现了完整的互联网协议栈。通过CPS网关，可以在应用层与互联网连接，实现物联网与互联网之间的信息传递，以及物联网应用与互联网应用之间的互通、互联和互操作。这种互连结构允许不同类型的物联网采用满足自身需要的联网结构，简化不必要的联网功能，降低网络系统的复杂性。不同的物联网技术，如汽车电子联网技术、环境监测联网技术等，可以采用适用于各自应用领域的有源CPS节点之间连接的协议结构，只需通过CPS网关就可与互联网连接。

　　在上述三种互连中，物理层协议提供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，提供对物理信道访问控制、复用，在链路层安全、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、可靠性控制能力。