物联网感知层详解：功能、设备与应用，物联网层次结构中的核心部分

物联网的层次结构分为三层，从下到上：感知层、网络层、应用层。感知层位于物联网三层结构的最底层，其功能是“感知”，即通过传感器网络获取环境信息。感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。

感知层包括QR码标签和阅读器、RFID标签和阅读器、摄像头、GPS、传感器、M2M终端、传感器网关等，其主要功能是识别物体、收集信息，以及皮肤和面部特征在感知中的作用。人体结构。相似的。

对于我们人类来说，我们利用五种感官和皮肤通过视觉、味觉、嗅觉、听觉和触觉来感知外部世界。感知层是物联网的五官和皮肤，用于识别外部物体并收集信息。感知层解决人类世界和物理世界的数据获取问题。它首先通过传感器、数码相机等设备从外部物理世界采集数据，然后通过RFID、条形码、工业现场总线、蓝牙、红外等短距离传输技术将数据传输出去。感知层所需的关键技术包括检测技术、短距离无线通信技术等。

感知层由基本传感设备（如RFID标签和阅读器、各种传感器、摄像头、GPS、二维码标签和阅读器等基本识别和传感设备）和传感器网络（如RFID网络、传感器网络）组成。等）由两部分组成。该层核心技术包括射频识别技术、新兴传感技术、无线网络组网技术、现场总线控制技术（FCS）等，涉及的核心产品包括传感器、电子标签、传感器节点、无线路由器、无线网关等。

感知层的一些常见关键技术如下：

传感器技术

传感器是物联网中获取信息的主要设备。它们最大的作用就是帮助人们完成对物品的自动检测和自动控制。目前，传感器相关技术已经比较成熟。常见的传感器有温度、湿度、压力、光电传感器等，应用于地质勘探、智慧农业、医疗诊断、商品质检、交通安全、文物等多个领域。守恒定律、机械工程等。传感器作为一种检测装置，首先感知外部信息，然后通过特定规则将这些信息转换为电信号，最后通过传感器网络传输到计算机，供人或人工智能分析利用。

传感器的物理组成包括敏感元件、转换元件和电子电路三部分。敏感元件可以直接感应到相应的物品。转换元件也称为传感元件。它们的主要功能是将其他形式的数据信号转换为电信号。电子电路作为转换电路，可以调节信号，将电信号转换成人和计算机可以使用的信号。有用电信号的处理和管理。

射频识别技术

射频识别（RFID），又称电子标签技术，是一种无线非接触式自动识别技术。可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据。主要用于为物联网中的每个物品建立唯一的身份。

物联网中的感知层通常构建射频识别系统，由电子标签、读写器和中央信息系统组成。其中，电子标签一般安装在物品表面或嵌入物品内层。标签中存储物品的基本信息，方便物联网设备识别；阅读器具有三个功能。一是读取电子标签中的相关信息。二是修改电子标签中待识别物品的信息，三是将获得的物品信息传输至中央信息系统进行处理；中央信息系统的功能是对阅读器从电子标签采集到的信息进行分析和管理。读入的数据信息。

二维码技术

二维条码又称二维条码、二维条码，是一种信息识别技术。 QR码通过黑白图形记录信息。这些黑白图形按照特定的规则分布在二维平面上。图形与计算机中的二进制数相对应。人们可以使用相应的光电识别设备来识别二维码。将代码输入计算机进行数据识别和处理。

QR码有两种类型，第一种是堆叠/行式QR码，另一种是矩阵QR码。堆叠/排列式 QR 码和矩阵式 QR 码在形式上存在差异。前者由堆叠的一维码组成，后者由矩阵组成。两者虽然形式不同，但使用的原理是相同的：每个二维码都有特定的字符集，用相应宽度的“黑条”和“空白”来代替不同的字符。还有校验码等等。

蓝牙技术

蓝牙技术是一种典型的短距离无线通信技术，已广泛应用于物联网的感知层。是物联网感知层重要的短距离信息传输技术之一。蓝牙技术可以在移动设备、固定设备或固定和移动设备之间配对。该技术将计算机技术与通信技术相结合，解决了无需电线或电缆的短距离信息传输问题。

蓝牙集成了时分多址、高频段跳频等多种先进技术，既可以实现点对点，也可以实现点对多点的信息交换。蓝牙在技术标准化方面已经比较成熟，相关国际标准已经出台。例如，其传输频段采用国际统一标准2.4GHz频段。此外，该频段之外还有间隔1MHz的特殊频段。蓝牙设备使用不同功率时，通信距离不同。如果功率为0dBm和20dBm，则对应的通信距离分别为10m和100m。

ZigBee技术

ZigBee是指IEEE802.15.4协议，它与蓝牙技术一样，也是一种短距离无线通信技术。根据该技术的相关特点，它介于蓝牙技术和无线标签技术之间，因此并不等同于蓝牙技术。

ZigBee 以低功率短距离传输信息。因此，这种低功耗通信技术经常被用于日常生活中的一些小型电子设备之间。与蓝牙技术一样，ZigBee使用的公共无线频段也是2.4GHz，并且同样采用了跳频、分组等技术。然而，ZigBee只有三个可用频段，即2.4GHz（公共无线频段）、868MHz（欧洲使用的频段）和915MHz（美国使用的频段）。 ZigBee的基本速率为250Kbit/s，低于蓝牙的速率，但比蓝牙成本更低、更简单。 ZigBee的速率与传输距离不成正比。当传输距离扩展到134m时，其速率仅为28Kbit/s。不过值得一提的是，在这个速率下，ZigBee的传输可靠性会变得更高。使用ZigBee技术的应用系统可以连接数百个网络节点，最多可达254个。这些特性决定了ZigBee技术在一些特定领域可以比蓝牙技术表现得更好，包括消费类精密仪器、消费电子、家庭自动化等。但是，ZigBee可以由于其速率低、通信范围小，只能完成短距离、小范围的数据流量传输。

ZigBee组件可以嵌入到多种电子设备中，可以实现这些电子设备的短距离信息传输和自动控制。