MEMS传感器技术是什么？物联网的构架一般分为几层？

1、物联网技术是什么?

物联网即是万物相连的互联网，最初的概念由麻省理工学院在1999年提出，其定义是“通过射频识别(RFID)、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品通过物联网域名相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种 *** 概念”。

2005 年 11 月 17 日在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS，World Summit on theInformation Society)上，国际电信联盟(ITU，International TelecommunicationsUnion)发布了《ITU 因特网报告 2005：物联网》，正式提出了物联网概念。物联网时代中，一切物体可以通过互联网主动进行数据交换与控制，当时报告指出射频识别、传感器技术、纳米技术、智能嵌入将得到广泛应用。

互联网主要包括的是人的虚拟映射和虚拟物体(货币、道具等等)，而在物联网时代，无论是现实世界中存在的物体，抑或是虚拟物品都在 *** 世界中存在自主标识。物体可以实现与物体间自主的数据交流、环境感知、自主反应、智能控制。

究其本质，物联网是互联网的延伸，目标在于实现物体与物体、物体与人的更广泛链接，促使人类向更加高效的生活与生产管理方式转变，提高社会信息化管理能力。在物理网时代，人类将实现真正的数字化生存。在物联网框架下实现对现实世界的数据化、智能化。

近年来，随着移动通信技术的突飞猛进，4G *** 迅速普及，5G技术已进入标准制定阶段，商用进程已经箭在弦上，除此之外，大数据、云计算、芯片、微机械系统等周边技术也在快速发展，为物联网产业的大爆发提供了技术基础，万物互联已不再是遥不可及的空中楼阁。物联网产业由此逐渐由硬件向软件化、平台化发展，各种新应用层出不穷，同时也由过去的单一技术应用向物联网生态系统路径演进。具体表现为各种应用的井喷式涌现，如智能穿戴、智能驾驶、智能家居、智慧城市、智能制造等等。

2、物联网主要技术及架构介绍

物联网的构架一般分为四层：感知层、 *** 层、平台层和应用层。

感知层主要由各种传感器以及传感网关构成，包括温湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、红外线、GPS等感知终端。感知层是物联网识别物体、采集信息的来源，关键在于具备更精确、全面的感知能力和实现低功耗、小型化。主要技术有二维码、RFID、GPS/北斗导航、MEMS等。

*** 层由各种 *** ，包括互联网、广电网、有线和无线通信 *** 、 *** 管理系统和云计算平台等组成，是整个物联网的中枢，负责传递和处理感知层获取的数据和信息。 *** 层的关键在于高效、可靠的信息传输和处理，主要技术有Wifi、蓝牙、Zig Bee、2G/3G/4G、LPWAN、LTE-M及大数据和云计算等。

平台层则是以云计算为核心，将传感器在物体上采集到的数据进行汇总和处理。在物联网产业链中，平台层与感知层被视为物联网的核心环节。

应用层是物联网和用户(人、组织或其他系统)的接口，是物联网的智能应用。应用创新是物联网发展的核心，它把物联网与具体行业需求相结合，提供物联网智能化应用的解决方案集。应用层的关键在于行业需求融合、智能化的解决方案、有效的商业模式等。主要技术有大数据、云计算、各行业应用技术等。

MEMS传感器技术

物联网的感知层主要包含MEMS传感器、执行器、通信模组和MCU等，这里重点介绍一下MEMS传感器。因为MEMS传感器技术的发展，更广更深的数据得以被有效采集，从而使物联网应用能够在更多的生活生产场景落地实现，极大地促进了物联网产业的发展，成为其爆发式增长的主驱动力之一。

MEMS的快速发展基于已经相当成熟的微电子技术、集成电路技术及其加工工艺。使其具有体积小，功耗低，精度高，能够批量生产等优势。未来，尺寸更小，数据监测维度更多的传感器会被部署在各个行业，而更精细的数据将为市场带来新的增量。目前，MEMS传感器件已经广泛地被应用于汽车电子、智能家居、智能电网、智能手机、消费电子、医疗器件、运动追踪、智慧城市等各个领域，MEMS传感器件已经成为了智能感知时代下最重要的硬件。

低功耗广域物联网技术(LPWAN)

LPWAN的出现主要是为了平衡广覆盖与低功耗/低成本这对物联网与生俱来的矛盾。目前主流的移动通信技术是为了人与人之间的连接而量身定制的，单个体功率较高，单扇区覆盖面积也有限，无法满足物联网广域覆盖和超大连接数的需求。如图3-8充分展示了LPWAN与传统移动通信系统的特性差异，LPWAN侧重广覆盖与低功耗，传统移动通信 *** 侧重高性能。

为了改进GPRS无法满足物联网连接需求的现状，业界提出了如Lo Ra、Sig Fox等工作于未授权频段的低功耗广域物联网 LPWAN 通信协议。与此同时，作为行业标准制定机构3GPP也提出了基于LTE发展而来的e MTC协议、基于G *** 发展而来的EC-G *** 协议和NB-Io T协议。相较于3G/4G蜂窝 *** ，LPWAN具有成本低、能源消耗少、覆盖广等优势。

物联网业务应用总体可分为三类业务

(1)高速率业务：对于速率要求较高，部分具有语音、移动性需求，但对于成本、功耗不太敏感，可依托现有 4G 技术;

(2)中速率业务：部分业务具有移动性与语音要求，且有一定覆盖和成本要求，可采用LTE低等级UE或演进技术(e MTC);

(3)超低速率业务：一般为静止且速率超低，要求超深广覆盖，超低功耗，超低成本，可采用窄带物联网技术(NB-Io T);

总体来说，中速率业务和超低速率业务均可以通过LPWAN来实现。

云计算与大数据

物联网的发展离不开云计算与大数据的技术支撑，三者相辅相成，同时三者也共同构成了人工智能的基础。

云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。

美国国家标准与技术研究院(NIST)定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的 *** 访问，进入可配置的计算资源共享池(资源包括 *** ，服务器，存储，应用软件，服务)，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。

云计算的基础思想是通过云端计算资源分担纷繁复杂的计算职责，使得试错成本下降，减少甚至省去终端设备上的计算模块，从而降低成本与功耗，进而实现设备的小型化、轻薄化，更加好的适应物联网海量采集、海量连接的要求。

顾名思义，大数据是指海量的数据。大数据的“大”是有标准的，并非所有规模较大的数据都能称之为大数据。

研究机构Gartner认为“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。麦肯锡全球研究所则给出的定义是：大数据是一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据 *** ，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。

大数据技术的关键不在于数据信息量的庞大，而是如何对获得的数据进行专业化处理。这就比如一座工厂，核心能力不在与原材料的采购与运输，而在于如何将原材料加工成能够满足市场需求的产品。

从技术角度来看，大数据与云计算始终是紧密联系在一起的。大数据应用需要处理海量庞大的甚至无规则的数据，以目前的计算设备处理能力，单机必然无法胜任。所以，大数据的计算必然会采用分布式架构。依托云计算的分布式处理、数据库、云存储和虚拟化技术，充分挖掘数据背后的价值。

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