摘要：物联网技术虽然在现代得到了较为良好的发展与应用，但对于物联网系统的设计与实现，却一直未能得到统一，无论是物联网体系结构还是基于体系结构指导的实现方法，目前都显得比较复杂。基于此，本文对USN、MMN＆SOF等物联网体系结构进行了比较分析，同时从从物品连接模式、通信协议两个层面入手，对各类物联网实现方法进行了综合对比，希望对物联网设计、实现方法的统一有所促进。
关键词：物联网；实现方法；体系结构
引言：在物联网系统的设计与实现过程中，体系结构作为对系统组成部件及部件间关系的准确定义，一直都发挥着关键的基础性作用，只有根据系统预期需求来完成系统部件及部件组织关系的抽取，才能够保证系统性能与预期需求相统一。但由于物联网领域的体系结构与实现方法都比较多，其功能特征差异又比较大，因此在进行物联网系统的开发时，人们经常会面临选择上的困难，而对于要想避免这一问题的出现，则需要对物联网的各种体系结构与实现方法展开比较、分析。
1物联网体系结构的比较分析
1.1USN
USN体系结构的核心是将物联网系统划分为感知层、接入层、应用平台等多个层级，并对不同层级进行明确的功能定义，最后再通过接口来将不同层级连接起来，使其能够以互联网为基础，形成一个完整的物联网系统，在各个行业领域中得到有效应用。虽然从出现至今，USN体系结构仅经历了十余年的发展时间，但由于其对物联网系统的层级划分具有着开放性特点，应用者可根据自身实际需求来对体系结构进行适当的修改，自由定义层级划分与各层级功能，对于物联网的组成也十分清晰，因此其自适应性、环境感知性都是比较突出的。例如在USN体系结构的最初定义中，物联网系统会分为感知层、接入层、中间层、应用平台及互联网，分别负责传输环境信息采集、通信保障、信息传输支持、大规模数据采集与处理、人机交互等工作[1]。而在后续的发展与应用中，USN体系结构则逐渐演化出了感知层、传输层、处理层、应用层以及感知、传输、决策和控制等多种层级划分与功能定义模式。同时，USN结构体系还可以将不同类型的感知网络或物品标识集成起来，并在各种通信协议下为物联网系统得各层级连接提供支持，其水平性同样是十分突出的。当然，由于USN结构体系的发展时间仍比较短，因此在通信接口、数据接口等方面都尚未形成统一的规则定义，其规范性仍相对不足，而这也是未来USN体系模式所必须要解决的问题。
1.2NetworkedAuto-ID
NetworkedAuto-ID体系结构出现于上世纪末期，简单来说就是利用RFID技术（包括电子标签）及各种信息传感设备来将物联网与物品连接起来，以实现对对各类物品的智能化管理。在这一体系结构中，物联网系统通畅可分为电子标签、阅读器、信息传输网络、信息服务器以及标识解析服务器几部分，在系统运行阶段，阅读器会直接对电子标签中的编码等物品唯一标识，并由标签解析服务器来完成对特定标识的解析，获取其中的信息服务器地址，这时阅读器会根据获得的地址来访问信息服务器，从而实现对物品的识别、定位等一系列管理操作，目前已经在物流领域有着十分广泛的应用。但需要注意的是，由于NetworkedAuto-ID
体系结构只能对物品的标识信息进行识别，且无法通过阅读器来实现物品控制，因此在环境感知性、自适应性等方面均有所不足，而在信息网络仅包括标识的情况下，其水平性也同样与USN等体系结构间存在着一定的差距[2]。
1.3MMN＆SOF
MMN＆SOF是一种以人体信息处理模型为基础的物联网体系结构，通常可分为人体神经网络模型与社会组织架构模型两部分，其中人体神经网络模型是指模仿人体的信息处理过程，对物联网系统中各感知节点所采集到的信息交由信息服务器与信息网络，使其能够按照人体处理信息的方式完成大量信息的整合处理。而社会组织架构模型则是以现有的社会组织架构为基础，对行业内或地区内的本地物联网系统进行集成，使其能够成为规模更大、层次更深的互联网系统[3]。与其他更为常见的物联网体系结构相比，MMN＆SOF体系结构虽然在理论上能够为物联网技术应用与物联网系统管理带来巨大帮助，但由于目前相关理论研究尚未形成体系，如接口定义、信息交互等也都比较抽象，因此其实现难度是比较高的，环境感知性、自适应性等情况也很难确定。
2物联网体系结构指导下的实现方法比较
2.1物品连接模式比较
物品连接模式简单来说就是以人们日常生活中的常用物品为对象，通过应用各种技术使其成为具有计算、通信能力的智能物品，之后再将不同智能物品连接起来，组成物联网系统，其实现方法目前可分为直接连接、网关辅助连接与服务器辅助连接三种。这其中网关辅助连接模式较为方便，只需将物品通过网关接入后，与服务器或其他智能物品建立连接即可，具有着很强的灵活性，但对于网关的要求也比较高。服务器辅助连接则需要以本地服务器为基础，将物品与远程服务器建立连接，同样具有着很高的灵活性，网关要求也比较低，但在组网能力上往往会存在较大的限制。相比之下，直接连接模式可以直接将智能物品接入网络，虽然网关要求较低，但灵活性及组网限制等方面都有着明显不足。
2.2通信协议比较
物联网系统中的感知设备、通信设备、计算设备均比较多，不同设备所采用的通信协议也可能会存在差异，因此为实现对各类设备的有效集成，对于物联网系统各层级通信协议的合理选择就显得至关重要。例如在应用层中，当前物联网的应用层通信协议普遍以HTTP协议为主，该协议虽然在适应性上具有着较大的优势，但数据传输量比较有限，在计算上也显得比较复杂[4]。相比之下，近几年新兴的各种轻量级应用层协议虽然尚处于完善阶段，但却已经体现出了比较大的发展潜力，其中CoAP协议在订阅通信、异步通信等方面具有着比较明显的优势，EBHTTP通信协议的传输成本更低、计算简单，可扩展性也比较好，而LTP通信协议则具有着数据包格式可定义、消息长度短等特点。
结论：在物联网时代下，当前物联网的体系结构与实现方法均比较复杂，不同体系结构、实现方法也都有着各自的优势特点，但从文中提到的USN体系结构、NetworkedAuto-ID体系结构以及MMN＆SOF体系结构中，以USN体系结构的性能最为突出。而在从实现方法来看，物联网系统的物品连接模式以网关辅助连接与服务器辅助连接最具应用价值，可根据实际情况进行灵活选择，直接连接模式则存在比较明显的局限性。通信协议中HTTP协议的缺陷已经得到明显体现，未来还需对CoAP协议、EBHTTP协议等新兴通信协议加以利用。
参考文献：
[1]孙其博，刘杰，黎羴等.物联网：概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报，2010，33(03)：1-9.
[2]刘会珍.基于APP的物联网体系结构与实现方法研究[J].信息与电脑(理论版)，2018(13)：177-178.
[3]沈苏彬，杨震.物联网体系结构及其标准化[J].南京邮电大学学报(自然科学版)，2015，35(01)：1-18.
[4]孙文，马进，张大伟.物联网体系结构研究[J].中国设备工程，2019(03)：167-168.