什么是物聯網節點

　　物聯網的節點不僅僅是指傳感器，物聯網節點包含物聯網傳感器。物聯網節點也可以是一個RFID的讀寫器。物聯網端節點可能就是一個只能夠感知周邊環境溫度、具有近距離通信能力的溫度傳感器節點。這樣的節點不可能像一臺功能很強的計算機那樣，可以安裝覆蓋物理層到應用層的硬件與軟件。從我們在研究無線傳感器網絡時，就已意識到它與計算網絡、互聯網在功能、結構與設汁思憩上的差異。

　　物聯網節點儲存方式

　　1 本地存儲，通過在設備內部附加閃存等方式把數據存儲在本地，或者本地網絡的服務器上，實現數據的存儲于隨時調用。

　　2 私有云存儲，企業或者組織通過假設私有云的方式，把物聯網節點中的所有數據匯總到私有云上，用于隨時查詢與調用。

　　3 公有云，把匯聚節點的所有數據上傳至公有云上，一方面便于管理，隨時存取，另外一方面配合城市云平臺，實現大數據的分析與預測。

　　物聯網的節點和互聯類型

　　為了構建物聯網，首先需要劃分物聯網中網絡節點的類型。物聯網節點可以分成無源CPS節點、有源CPS節點、互聯網CPS節點等，其特征可從電源、移動性、感知性、存儲能力、計算能力、聯網能力以及連接能力等幾個方面進行描述，具體描述如表1.2所示。

　　表1.2 物聯網節點類型與特征

　　1．無源CPS節點

　　無源CPS節點就是具有電子標簽的物品，這是物聯網中數量最多的節點。例如，攜帶電子標簽的人可以成為一個無源CPS節點。無源CPS節點通常不帶電源，可以具有移動性，具有被感知能力和少量的數據存儲能力，不具備計算和聯網能力，提供被動的T2T連接。

　　2．有源CPS節點

　　有源CPS節點具備感知、聯網和控制能力的嵌入式系統，這是物聯網的核心節點。例如，裝備了可以傳感人體信息的穿戴式電腦的人可以成為一個有源CPS節點。有源CPS帶有電源，可以具有移動性、感知、存儲、計算和聯網能力，提供T2T、H2T、H2H連接。

　　3．互聯網CPS節點

　　互聯網CPS節點具備聯網和控制能力的計算系統，這是物聯網的信息中心和控制中心，例如具有物聯網安全性、可靠性要求的，能夠提供時間和空間約束服務的互聯網節點就是一個互聯網CPS節點。互聯網CPS節點不是一般的互聯網節點，它是屬于物聯網系統中的節點，采用了互聯網的聯網技術相互連接，但具有物聯網系統中特有的時間和空間的控制能力，配備了物聯網專用的安全性和可靠性的控制體系。互聯網CPS節點具有不間斷電源，不具備移動性，可以具有感知能力，具有較強的存儲、計算和聯網能力，可提供H2T、H2H連接。

　　物聯網節點之間的關系

　　根據以上物聯網節點的分類，節點之間可能存在的連接類型包括無源CPS節點與有源CPS節點，有源CPS與有源CPS節點，以及有源CPS節點與互聯網CPS節點之間的連接。無源CPS節點與有源CPS節點互連結構如圖1.4所示，兩者通過物理層協議連接（如通過RFID協議），有源CPS可以獲取無源CPS節點上電子標簽的信息。

　　有源CPS節點與有源CPS節點互連結構如圖1.5所示，有源CPS節點之間通過物理層、數據鏈路層和應用層的協議交互，實現有源CPS節點之間的信息采集、傳遞和查詢。考慮到大部分有源CPS節點資源限制十分嚴格，有源CPS節點不適合配置已有的IP協議；配置的數據鏈路協議也應該是面向物聯網的數據鏈路層協議，可以保證可靠、高效、節能地采集、傳遞和查詢信息，滿足物聯網節點交互的應用需求。有源CPS節點之間的信息轉發和匯聚可以通過應用協議實現。也就是說，這樣可以按照應用需要，設計靈活的信息采集和轉發協議，不需要采用通用的、低效的互聯網中的IP協議。

　　有源CPS節點與互聯網CPS節點互連結構如圖1.6所示，有源CPS節點需要通過CPS網關，才能連接互聯網節點。CPS網關實際上是一個有源CPS節點與互聯網CPS節點的組合，其中實現了完整的互聯網協議棧。通過CPS網關，可以在應用層與互聯網連接，實現物聯網與互聯網之間的信息傳遞，以及物聯網應用與互聯網應用之間的互通、互聯和互操作。這種互連結構允許不同類型的物聯網采用滿足自身需要的聯網結構，簡化不必要的聯網功能，降低網絡系統的復雜性。不同的物聯網技術，如汽車電子聯網技術、環境監測聯網技術等，可以采用適用于各自應用領域的有源CPS節點之間連接的協議結構，只需通過CPS網關就可與互聯網連接。

　　在上述三種互連中，物理層協議提供在物理信道上采集和傳遞信息的功能，具有一定的安全性和可靠性控制能力；數據鏈路層協議，提供對物理信道訪問控制、復用，在鏈路層安全、可靠、高效傳遞數據的功能，具有較為完整的可靠性、安全性控制能力，可以提供服務質量的保證；應用層協議，提供信息采集、傳遞、查詢功能，具有較為完整的用戶管理、聯網配置、安全管理、可靠性控制能力。