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1、物联网工程设计与实施概述物联网工程什么是物联网？The Internet of things物联网1.1 1.1 物联网工程的主要内容物联网工程的主要内容 p物物联网工程的概念网工程的概念物物联网工程是研究物网工程是研究物联网系网系统的的规划、划、设计、实施、管理与施、管理与维护的工程科学的工程科学要求物要求物联网工程技网工程技术人人员根据既定的目根据既定的目标，依照，依照国家、行国家、行业或企或企业规范，制定物范，制定物联网建网建设的方案，的方案，协助工程招投助工程招投标，开展，开展设计、实施、管理与施、管理与维护等工程活等工程活动。委托方（称委托方（称为甲方）与承建方（称甲方）与承建方（称
2、为乙方）工作乙方）工作任任务有区有区别6p特殊性特殊性应全面了解物联网的原理、技术、系统、安全等应全面了解物联网的原理、技术、系统、安全等知识，了解物联网技术的现状、发展趋势、产品。知识，了解物联网技术的现状、发展趋势、产品。应熟悉物联网工程设计与实施的步骤、流程、相应熟悉物联网工程设计与实施的步骤、流程、相关标准与规范，熟悉物联网设备及其发展趋势，关标准与规范，熟悉物联网设备及其发展趋势，具有设备选型与集成的经验和能力。具有设备选型与集成的经验和能力。应掌握信息系统开发的主流技术，具有基于无线应掌握信息系统开发的主流技术，具有基于无线通信、通信、WebWeb服务、海量数据处理、信息发布与信息
3、服务、海量数据处理、信息发布与信息搜索等要素进行综合开发的经验和能力。搜索等要素进行综合开发的经验和能力。应熟悉物联网工程的实施过程，具有协调评审、应熟悉物联网工程的实施过程，具有协调评审、监理、验收等各环节的经验和能力。监理、验收等各环节的经验和能力。78组织方式组织方式910物联网工程监理是指在物联网建设过程物联网工程监理是指在物联网建设过程中，为用户提供建设方案论证、系统承中，为用户提供建设方案论证、系统承建商确定、物联网工程质量控制等服务，建商确定、物联网工程质量控制等服务，其核心职责是工程质量控制，包括工程其核心职责是工程质量控制，包括工程材料的质量、设备的质量、施工的质量材料的质量
4、、设备的质量、施工的质量等。等。监理单位为具有资质的第三方，通常由监理单位为具有资质的第三方，通常由甲方通过招标确定；不隶属于甲、乙方。甲方通过招标确定；不隶属于甲、乙方。工程监理工程监理11p监理人理人员进行行质量量监控的主要工作：控的主要工作：(1)审查建建设方案是否合理，所方案是否合理，所选设备质量是否量是否合格。合格。(2)审查基基础建建设是否完成，通信是否完成，通信线路布路布设是否是否合理。合理。(3)审查信息系信息系统硬件平台是否合理，是否具有硬件平台是否合理，是否具有可可扩展性，展性，软件平台是否件平台是否统一、合理。一、合理。(4)审查应用用软件的功能、使用方式是否件的功能、使
5、用方式是否满足需足需求。求。(5)审查培培训计划是否完整，培划是否完整，培训效果是否达到效果是否达到预期目期目标。(6)协助用助用户进行行测试和和验收。收。121.2物联网工程设计的目标与约束条件 物物联网工程网工程设计的目的目标在系在系统工程科学方法指工程科学方法指导下，根据用下，根据用户需求，需求，设计完善的方案，完善的方案，优选各种技各种技术和和产品，科学品，科学组织工程工程实施，保施，保证建建设成一个可靠性高、性价比高、成一个可靠性高、性价比高、易于使用、易于使用、满足用足用户需求的系需求的系统。131.2物联网工程设计的目标与约束条件 u不同系不同系统的目的目标差异差异在在设计之初，
6、就之初，就应该制定明确、具体的制定明确、具体的设计目目标，用以指用以指导、约束和束和评估估设计的全的全过程及最程及最终结果。果。目目标应具体，尽可能量化，用具体的参数表示出具体，尽可能量化，用具体的参数表示出来，比如来，比如带宽、数据、数据丢失率、差失率、差错率、数据率、数据传输延延迟、感知数据量及响、感知数据量及响应时间、存、存储空空间大大小、可小、可扩展的范展的范围（节点数、距离、数据量）点数、距离、数据量）等。等。在在总体目体目标之下，在每个之下，在每个阶段有具体的目段有具体的目标。14物联网工程设计的约束条件 151.31.3物联网工程设计应遵循的原则物联网工程设计应遵循的原则(1)应
7、围绕设计目目标开展开展设计工作工作(2)应充分考充分考虑应用性要求用性要求(3)应在需求、成本、在需求、成本、时间、技、技术等多种因素之等多种因素之间寻求最好的平衡和折中求最好的平衡和折中(4)应优先先选用最用最简单、最可行的解决方案、最可行的解决方案(5)应避免避免简单照抄其它照抄其它设计方案的做法方案的做法(6)应具有可具有可预见性和可性和可扩展性展性(7)应使用有使用有设计经验的人的人员主主导设计工作工作161.41.4物联网工程的设计方法物联网工程的设计方法p网网络的生命周期的生命周期 对于大多数网于大多数网络系系统来来说，需要不断重复，需要不断重复设计、实施、施、维护的的过程。程。1
8、7网络生命周期的迭代模型网络生命周期的迭代模型 u核心思想是网核心思想是网络应用用驱动理理论和成本和成本评价机制价机制 18网络生命周期的迭代模型网络生命周期的迭代模型 u迭代周期的构成迭代周期的构成每一个迭代周期，都是一个网每一个迭代周期，都是一个网络重构的重构的过程程不同的网不同的网络设计方法，迭代周期的划分方式方法，迭代周期的划分方式不同不同各种方式的各种方式的侧重点不同，重点不同，拥有不同的网有不同的网络文文档模板档模板没有一个可以完美描述所有没有一个可以完美描述所有项目的开目的开发u主要有三种主要有三种:四四阶段周期段周期五五阶段周期段周期六六阶段周期段周期19四阶段周期四阶段周期
9、成本成本较低、灵活性高低、灵活性高适用于网适用于网络规模模较小、需求小、需求较为明确、网明确、网络结构构简单的物的物联网工程网工程20五阶段周期五阶段周期 优点点：所有的：所有的计划在划在较早的早的阶段完成，段完成，该系系统的所有的所有负责人人对系系统的具体情况以及工作的具体情况以及工作进度都非常清楚，更容易度都非常清楚，更容易协调工作。工作。缺点缺点：比：比较死板，不灵活。因死板，不灵活。因为在在项目完成之前，用目完成之前，用户的的需求需求经常会常会发生生变化，使得已完成的部分需要化，使得已完成的部分需要经常修改常修改21六阶段周期六阶段周期 偏重于网偏重于网络的的测试和和优化，化，侧重于网
10、重于网络需求的不需求的不断断变更更适合于大型网适合于大型网络的建的建设工作工作 22设计过程程中等中等规模的网模的网络较多，多，应用范用范围较广广大型大型问题可分解可分解为多个小型可解的多个小型可解的简单问题=五五阶段迭代周期段迭代周期23设计过程程24需求分析的特性需求分析的特性 25需求内容需求内容26收集需求的效果收集需求的效果可以明确需求可以明确需求变化的范化的范围有助于有助于设计者更好地理解网者更好地理解网络应该具有什么功能和具有什么功能和性能性能为网网络设计提供了依据：提供了依据：能能够更好地更好地评价价现有的网有的网络体系体系能能够更客更客观地做出决策地做出决策提供完美的交互功能
11、提供完美的交互功能提供网提供网络的移植功能的移植功能合理使用用合理使用用户资源源27现有网络体系的分析现有网络体系的分析 现有网有网络的的逻辑拓扑拓扑图。反映网反映网络容量、网段及网容量、网段及网络所需的通信容量和模所需的通信容量和模式。式。现有感知有感知设备、控制、控制设备的的类型与功能。型与功能。详细的的统计数据、基本的数据、基本的测量量值和所有其他直接和所有其他直接反映反映现有网有网络性能的性能的测量量值。Internet接口和广域网提供的服接口和广域网提供的服务质量量(QoS)报告。告。限制因素列表清限制因素列表清单，例如，使用，例如，使用线缆和和设备等。等。28确定网络逻辑结构确定网
12、络逻辑结构 网网络的的逻辑结构构设计，描述用，描述用户、设备、功、功能的分能的分类、分布、互、分布、互联方式，但不方式，但不对具体的具体的物理位置和运行物理位置和运行环境境进行确定。行确定。网网络逻辑结构构设计是体是体现网网络设计核心思想核心思想的关的关键阶段段29确定网络物理结构确定网络物理结构 物理网物理网络设计是是对逻辑网网络设计的物理的物理实现通通过对设备的具体物理分布、运行的具体物理分布、运行环境等的确定，境等的确定，确保网确保网络的物理的物理连接符合接符合逻辑连接的要求接的要求需要确定具体的需要确定具体的软硬件、硬件、连接接设备、布、布线和服和服务网网络物理物理结构构设计文档必文档
13、必须尽可能尽可能详细、清晰地、清晰地描述：描述：网网络物理物理结构构图和布和布线方案。方案。设备和部件的和部件的详细列表清列表清单。软硬件和安装硬件和安装费用的估算。用的估算。安装日程表，安装日程表，详细说明服明服务的的时间以及期限。以及期限。安装后的安装后的测试计划。划。用用户的培的培训计划。划。30安装和维护安装和维护 u安装安装实施施环境准境准备、设备安装安装调试生成可运行的网生成可运行的网络及文档：及文档：逻辑网网络图和物理网和物理网络图，以便于管理人，以便于管理人员快速掌快速掌握网握网络满足足规范的范的设备连接接图、布、布线图等等细节图，同，同时包包括括线缆、连接器和接器和设备的的规
14、范范标识，这些些标识应与与各各细节图保持一致。保持一致。安装安装测试记录和文档，包括和文档，包括测试结果和新的数据流果和新的数据流量量记录。u维护故障故障监测和恢复、升和恢复、升级、性能、性能优化化311.51.5物联网工程的主要设计步骤与文档物联网工程的主要设计步骤与文档p主要步主要步骤 321.51.5物联网工程的主要设计步骤与文档物联网工程的主要设计步骤与文档p主要文档主要文档(1)可行性研究可行性研究报告（告（视项目大小和甲方的意目大小和甲方的意见而定是否而定是否需要）需要）(2)需求分析文档需求分析文档(3)招招标文件（文件（协助甲方完成，用于招助甲方完成，用于招标。有。有时甲方甲方单独独撰写，不需要乙方撰写，不需要乙方协助）助）(4)投投标文件（乙方完成，用于投文件（乙方完成，用于投标）(5)合同合同(6)逻辑网网络设计文档（文档（总体体设计）(7)物理网物理网络设计文档（文档（详细设计）(8)实施文档施文档 (9)测试文档文档 (10)验收收报告告33