淺談物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程及檢測(cè)

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用涵蓋了交通、電力、水利、環(huán)保、物流、農(nóng)業(yè)、金融、智能家居等多個(gè)領(lǐng)域，目前仍處在發(fā)展階段，未形成成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)文從物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)分層為切入點(diǎn)，講述物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程及檢測(cè)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)用工程；檢測(cè)

物聯(lián)網(wǎng)：通過(guò)部署具有一定感知、計(jì)算、執(zhí)行和通信等能力的各種設(shè)備，獲得物理世界的信息或?qū)ξ锢硎澜绲奈矬w進(jìn)行控制，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸、協(xié)同和處理，從而實(shí)現(xiàn)人與物通信、物與物通信的網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)如下圖應(yīng)劃分為三層：感知延伸層、網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)層和應(yīng)用層。

1 感知延伸層

主要實(shí)現(xiàn)物理世界信息的采集、自動(dòng)識(shí)別和智能控制。

1.1 感知延伸層組成

感知延伸層部件：物聯(lián)網(wǎng)終端、物聯(lián)網(wǎng)端節(jié)點(diǎn)、感知延伸網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)等。

⑴物聯(lián)網(wǎng)終端指信息獲取功能模塊與通信網(wǎng)絡(luò)終端相連，直接與通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生交互的設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)終端/接入網(wǎng)關(guān)應(yīng)直接和網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)層相關(guān)功能實(shí)體進(jìn)行注冊(cè)、認(rèn)證、鑒權(quán)、信息交互等。移動(dòng)終端、RFID讀寫器是典型的代表。⑵物聯(lián)網(wǎng)端節(jié)點(diǎn)是構(gòu)成感知延伸層網(wǎng)絡(luò)的傳感器或者具有各種感知能力的設(shè)備，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)與通信網(wǎng)絡(luò)相連。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)是典型的物聯(lián)網(wǎng)端節(jié)點(diǎn)。⑶感知延伸網(wǎng)位于物聯(lián)網(wǎng)端節(jié)點(diǎn)與物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)之間，通過(guò)有線或近距離無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)感知延伸功能的網(wǎng)絡(luò)，主要是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)通信的進(jìn)一步延伸，使通信的覆蓋區(qū)域和服務(wù)領(lǐng)域的得到擴(kuò)展，車載子網(wǎng)、家庭子網(wǎng)、區(qū)域自組織網(wǎng)是典型的感知延伸網(wǎng)。⑷物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)中繼物聯(lián)網(wǎng)端節(jié)點(diǎn)到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)層之間的連接，感知延伸網(wǎng)可能通過(guò)多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)接入到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)層，作為物聯(lián)網(wǎng)端節(jié)點(diǎn)的代理，應(yīng)支持感知延伸網(wǎng)和核心網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議適配和轉(zhuǎn)換、地址映射、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能。物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)有多種類型，如車載網(wǎng)關(guān)、企業(yè)網(wǎng)關(guān)、家庭網(wǎng)關(guān)等。

1.2 感知延伸層檢測(cè)包括以下方面

⑴功能：適合性、準(zhǔn)確性、互操作性、功能依成性等。⑵性能：存儲(chǔ)能力、能耗、通信距離、抗干擾性（大氣環(huán)境（溫度、濕度、濕熱、大氣壓、鹽霧、太陽(yáng)輻射、霉菌、淋雨、沙塵等），機(jī)械環(huán)境（振動(dòng)、沖擊、碰撞、跌落），電磁環(huán)境（輻射、傳導(dǎo)、靜電、浪涌、脈沖群、工頻磁場(chǎng)、電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化、諧波等）。⑶效率：時(shí)間特性，資源利用，效率依成性等。⑷安全可靠性：保密安全性、容錯(cuò)性、易恢復(fù)性、可靠依成性等。⑸易用性：易理解性、易操作性、易學(xué)性等。⑹兼容性：軟件兼容性、硬件兼容性等。

2 網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)層

網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)層支撐感知層信息的傳遞、路由和控制，為物聯(lián)網(wǎng)人與物、物與物通信提供支撐.

2.1 網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)層組成

網(wǎng)絡(luò)層部件：核心網(wǎng)絡(luò)（通信網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)/行業(yè)專網(wǎng)）、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐管理平臺(tái)

⑴物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)絡(luò)至少要提供網(wǎng)絡(luò)連接能力，用于支撐物聯(lián)網(wǎng)信息的雙向傳遞和控制。核心網(wǎng)絡(luò)可提供短消息、數(shù)據(jù)通道、語(yǔ)音通道等多種通路傳送物聯(lián)網(wǎng)信息。應(yīng)支撐物聯(lián)網(wǎng)信息的雙向傳遞和控制，提供必要的網(wǎng)絡(luò)控制、互聯(lián)互通、移動(dòng)性管理等功能。物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)絡(luò)可以具有多種網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，可以是現(xiàn)有公眾網(wǎng)絡(luò)，如移動(dòng)網(wǎng)、固定網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)，也可以是各種政府和企業(yè)等專用網(wǎng)絡(luò)。如2G/3G/4G移動(dòng)接入、xDSL/FTTX有線接入、寬帶無(wú)線接入等。⑵物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐管理平臺(tái)向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供一些共性的能力和支撐，并提供開放的接口，使應(yīng)用可以接入和使用網(wǎng)絡(luò)資源和能力。應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供物聯(lián)網(wǎng)終端/接入網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)的能力和資源，提供對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息的統(tǒng)一采集、處理、存儲(chǔ)等能力，并支持對(duì)大信息量的存儲(chǔ)和處理。

2.2 網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)層檢測(cè)包括以下方面

⑴功能：機(jī)房環(huán)境、接入網(wǎng)絡(luò)、匯聚網(wǎng)絡(luò)、核心網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)備份、文件共享、權(quán)限控制、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、數(shù)據(jù)分析與管理等。⑵性能：吞吐量、時(shí)延、丟包率、帶寬、連通性、協(xié)議一致性、并發(fā)事物量、負(fù)載均衡、響應(yīng)時(shí)間等。⑶效率：系統(tǒng)資源占用率，輸入輸出效率，能耗比等。⑷安全可靠性：物理安全、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全等。⑸兼容性：軟件兼容性、硬件兼容性、平臺(tái)兼容性、接口兼容性等。

3 應(yīng)用層

⑴應(yīng)用層包含各種具體物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，既有公眾服務(wù)，也有行業(yè)服務(wù)，行業(yè)服務(wù)可以是面向公眾的行業(yè)公眾服務(wù)，也可以是滿足行業(yè)內(nèi)部特定應(yīng)用需求的行業(yè)專用服務(wù)。其中公眾服務(wù)是面向公眾普遍需求提供的基礎(chǔ)服務(wù)，如智能家居、移動(dòng)支付等。行業(yè)專用服務(wù)通常是面向行業(yè)自身特有的需要，面向行業(yè)內(nèi)部提供的服務(wù)，如智能電網(wǎng)、智能交通、智能環(huán)境等；其中部分行業(yè)服務(wù)也可以面向公眾提供，如智能交通，稱為行業(yè)公眾服務(wù)。⑵應(yīng)用層檢測(cè)包括以下方面。功能：軟件評(píng)測(cè)、準(zhǔn)確、可識(shí)別、可執(zhí)行、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、自動(dòng)升級(jí)能力、文檔需求等。效率：響應(yīng)時(shí)間、資源占利用率等。安全可靠性：成熟性、易恢復(fù)性、數(shù)據(jù)保護(hù)、容錯(cuò)性、安全機(jī)制等。易用性：易理解性、報(bào)錯(cuò)提醒、輸入輸出界面和形式清晰、易學(xué)習(xí)等。兼容性：軟件兼容性、硬件兼容性、數(shù)據(jù)格式兼容性、易安裝性、對(duì)平臺(tái)和系統(tǒng)加以驗(yàn)證和支持。文檔：完備性、準(zhǔn)確性、一致性、易理解性、易學(xué)性、可操作性。

4 工程初檢測(cè)要求

在運(yùn)行開通前，進(jìn)行初檢，用以檢驗(yàn)主要系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備是否符合運(yùn)轉(zhuǎn)要求。初檢應(yīng)在系統(tǒng)調(diào)測(cè)后進(jìn)行。

初驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)至少包括下列項(xiàng)目。

⑴設(shè)備硬件檢測(cè)：前端感知設(shè)備的檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的檢測(cè)、服務(wù)器設(shè)備的檢測(cè)、存儲(chǔ)設(shè)備的檢測(cè)等。⑵終端管理功能測(cè)試：終端注冊(cè)功能測(cè)試、終端注銷功能測(cè)試、終端狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能測(cè)試、終端故障管理功能測(cè)試、終端參數(shù)配置功能測(cè)試、終端遠(yuǎn)程控制功能測(cè)試、終端信息查詢功能測(cè)試。⑶務(wù)處理功能測(cè)試：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能測(cè)試、業(yè)務(wù)路由尋址功能測(cè)試、協(xié)議適配功能測(cè)試、QoS執(zhí)行功能測(cè)試。

⑷接口管理功能測(cè)試。終端接入功能測(cè)試、應(yīng)用接入功能測(cè)試、管理支撐接口功能測(cè)試、能力調(diào)用接口功能測(cè)試。⑸性能測(cè)試：系統(tǒng)支持終端連接數(shù)量性能測(cè)試、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間性能測(cè)試、系統(tǒng)路由轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間性能測(cè)試。⑹安全及冗余測(cè)試。測(cè)試系統(tǒng)防病毒、防攻擊的功能和性能、對(duì)于有冗余的設(shè)備功能模塊測(cè)試系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)主備自動(dòng)倒換，并正常提供業(yè)務(wù)、對(duì)于有冗余的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，測(cè)試系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間冗余保護(hù)機(jī)制的自動(dòng)倒換，并正常提供業(yè)務(wù)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中的主備鏈路，測(cè)試系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)主備自動(dòng)倒換，并正常提供業(yè)務(wù)。

5 試運(yùn)轉(zhuǎn)及竣工檢測(cè)

⑴試運(yùn)轉(zhuǎn)期間的日常統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是竣工驗(yàn)收測(cè)試的主要依據(jù)；⑵驗(yàn)證主要指標(biāo)和性能是否達(dá)到工程設(shè)計(jì)文件及技術(shù)規(guī)范書中的規(guī)定。

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