第３６卷　第１期２０１３年１月

计　　算　　机　　学　　报

ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＯＭＰＵＴＥＲＳ　　　

Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．１

Ｊａｎ．２０１３

物联网体系结构与实现方法的比较研究

陈海明　崔　莉　谢开斌

１）（中国科学院计算技术研究所

１）１），１）２）

）００１９０　北京　１

２）（）中国科学院大学　北京　１０００４９

摘　要　构建物联网设计与实现的统一方法是目前物联网研究领域亟待解决的问题之一．物联网体系结构是设计与实现物联网系统的首要基础．文中从功能角度将目前已经提出的物联网体系结构分为“后端集中式”和“前端分布式”两种类型，并以水平性、可扩展性、环境感知性、环境交互性和自适应性等为指标对这两类体系结构进行了比较分析，指出了Ｕ对未来物联网的设计与实现具有更好的参考价ＳＮ和ＩｏＴ－Ａ具有更多符合物联网特征的属性，文中还从物品连接模式、通信协议和服务机制３个方面对这两类物联网体系结构指导下的物联网实现方法进值．

行了分层归纳，总结了目前建立后端集中式和前端分布式物联网系统的常用方法．最后还指出，为形成物联网设计与实现的统一方法，未来还需要在物联网体系结构的形式化说明与验证、物联网服务机制的实现方面，深入开展一些研究工作．

关键词　物联网；体系结构；连接模式；通信协议；服务机制

／中图法分类号ＴＰ３９１　　　ＤＯＩ号　１０．３７２４ＳＰ．Ｊ．１０１６．２０１３．００１６８

ＡＣｏｍａｒａｔｉｖｅＳｔｕｄｏｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓａｎｄＩｍｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｌｏｉｅｓｏｆ　　　　　　　ｐｙｐｇ　

ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｓ　　ｇ

１１１

ＣＨＥＮ　ＨａｉｉｎＵＩＬｉＩＥＫａｉＢｉｎ－Ｍ　　　Ｘ　－ｇ　Ｃ

１）（

））），２）

）ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏＣｏｍｕｔｉｎＴｅｃｈｎｏｌｏＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｏＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｉｎ００１９０　　ｆ　ｐｇ　ｇｙ，ｙｆ　ｊｇ　１　２）（）ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｏＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｉｎ０００４９　ｙｆ　ｙｆ　ｊｇ　１　　

Ａｂｓｔｒａｃｔｔｉｓａｖｉｔａｌｌｉｍｏｒｔａｎｔｔｏｆｏｒｍａｕｎｉｆｉｅｄａｒｏａｃｈｔｏｄｅｓｉｎａｎｄｉｍｌｅｍｅｎｔｒｏｂｌｅｍ　Ｉ　　　　　　　　　　　　　ｙｐｐｐｇｐｐ　

ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｓ（ＩｏＴ）．ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｉｓｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｔｏｄｅｓｉｎａｎｄｉｍｌｅｍｅｎｔＩｏＴｓｓｔｅｍｓ．　　　　　　　　　　　ｇｇｐｙ，ＩｎａｅｒｒｏｏｓｅｄｔｈｉｓｗｅｄｉｖｉｄｅｔｈｅｒｅｃｅｎｔｌａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓｏｆＩｏＴｉｎｔｏｔｗｏｃａｔｅｏｒｉｅｓｆｒｏｍｔｈｅ　　　　　　　　　　　　　ｐｐｐｐｙｇ　

，，ｆｕｎｃｔｉｏｎｅｒｓｅｃｔｉｖｅｎａｍｅｌｂａｃｋｅｎｄｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄａｎｄｆｒｏｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓａｎｄｃｏｍ　－　　　　　　－ｐｐｙ　

，，，，ａｒａｔｉｖｅｌａｎａｌｚｅｔｈｅｍｉｎｔｅｒｍｓｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｉｔｓｃａｌａｂｉｌｉｔｃｏｎｔｅｘｔａｗａｒｅｎｅｓｓｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｉｔ　　　　　－ｐｙｙｙｙｙ　ａｄａｔａｂｉｌｉｔａｎｄｏｔｈｅｒｓ．ＴｈｅａｎａｌｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＵＳＮａｎｄＩｏＴ－Ａｈａｖｅｍｏｒｅｄｅｓｉｒｅｄｒｏ　　　　　　　　　　　　－ｐｙｙｐｐ　

ｅｒｔｉｅｓａｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓｆｏｒｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆＩｏＴ．Ｗｉｔｈｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｔｈｅｓｅａｒｃｈｉｔｅｃ　　　　　　　　　　　　－ｐ

，，ｔｕｒｅｓｗｅａｌｓｏｓｕｍｍａｒｉｚｅｔｈｅｉｍｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｌｏｉｅｓｏｆＩｏＴｉｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｔｈｒｅｅｌａｅｒｓ　　　　　　　　　　　ｐｇｇｙ　，，ｎａｍｅｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｒｏｔｏｃｏｌａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａｎｄｃｏｎｃｌｕｄｅｔｈｅ　　　　　　ｐｙ　ｒｅｃｅｎｔｌｃｏｍｍｏｎｌｕｓｅｄｍｅｔｈｏｄｓｔｏｂｕｉｌｄｂａｃｋｅｎｄｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄａｎｄｆｒｏｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＩｏＴｓｓｔｅｍｓ．　　　　－　　　　　　ｙｙｙ　　，Ｆｉｎａｌｌｗｅｏｉｎｔｏｕｔｓｏｍｅｆｕｔｕｒｅｗｏｒｋｔｏｂｅｄｏｎｅｔｏｆｏｒｍａｕｎｉｆｉｅｄａｒｏａｃｈｔｏｄｅｓｉｎａｎｄｉｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　－ｙｐｐｐｇｌｅｍｅｎｔＩｏＴ，ａｒｔｉｃｕｌａｒｌｆｏｒｍａｌｌｓｅｃｉｆｉｎａｎｄｖｅｒｉｆｉｎａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓｏｆＩｏＴａｎｄｉｍｌｅｍｅｎｔｉｎ　　　　　　ｐｐｙｙｐｙｇｙｇｐｇ　　　　

ｓｅｒｖｉｃｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆＩｏＴ．　　　；；；；Ｋｅｗｏｒｄｓ　ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｓａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｒｏｔｏｃｏｌ　　　　ｇｐｙｓｅｒｖｉｃｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ　

；、收稿日期：最终修改稿收到日期：本课题得到国家“九七三”重点基础研究发展规划项目基金（２０１２０７１８２０１２１０２３．２０１１ＣＢ３０２８０３）－－－－）、）国家自然科学基金青年科学基金项目（中国科学院战略性先导科技专项项目（资助．陈海明，男，６１１００１８０ＸＤＡ０６０３０７０００１９８１年生，：博士，助理研究员，中国计算机学会（会员，主要研究方向为无线网络与网络化嵌入式计算系统．ＣＣＦ）Ｅ－ｍａｉｌｃｈｅｎｈａｉｍｉｎｉｃｔ．ａｃ．ｃｎ．ｇ＠崔　莉，女，博士，研究员，博士生导师，中国计算机学会（高级会员，主要研究领域为传感器技术、无线传感器网络及物１９６２年生，ＣＣＦ）谢开斌，男，博士研究生，中国计算机学会（学生会员，主要研究方向为无线传感器网络和物联网的体系结构．联网．１９８１年生，ＣＣＦ）