物联网工程设计与实施-第一章课件.pptx

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物联网物联网按产业分工业物联网农业物联网服务物联网按行业分建筑车库变压器环保按开放度公有私有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物联网工程的概念物联网工程的概念物联网工程是研究物联网系统的规划、设计、实物联网工程是研究物联网系统的规划、设计、实施、管理与维护的工程科学施、管理与维护的工程科学要求物联网工程技术人员根据既定的目标，依照要求物联网工程技术人员根据既定的目标，依照国家、行业或企业规范，制定物联网建设的方案，国家、行业或企业规范，制定物联网建设的方案，协助工程招投标，开展

2、设计、实施、管理与维护协助工程招投标，开展设计、实施、管理与维护等工程活动。等工程活动。委托方（称为甲方）与承建方（称为乙方）工作委托方（称为甲方）与承建方（称为乙方）工作任务有区别任务有区别6/29p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

3、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。息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。7/298/29物联网工程(1)(1)数据数据感知系统感知系统(2)(2)数据数据接入与传接入与传输系统输系统(3)(3)数据数据存储系统存储系统(4)(4)数据数据处理系统处理系统(5

4、)(5)应用应用系统系统(6)(6)控制控制系统系统(7)(7)安全安全系统系统(8)(8)机房机房/数据中心数据中心(9)(9)物联物联网管理系网管理系统统组织方式组织方式9/29 招标、直接指定或审批承担招标、直接指定或审批承担单位和负责人，组织工程管单位和负责人，组织工程管理机构，自上而下组织实施。理机构，自上而下组织实施。政府工程 项目经理制，通过投标等方项目经理制，通过投标等方式获取工程承建权，组织施式获取工程承建权，组织施工队伍，按照商业合同组织工队伍，按照商业合同组织项目实施。项目实施。普通商业工程10/29组织机构领导小组总体组技术开发组11/29物联网工程监理是指在物联网建设

5、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、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p监理人员进行质量监控的主要工作：监理人员进行质量监控的主要工作：(1)(1)审查建设方案是否合理，所选设备质量是否合审查

6、建设方案是否合理，所选设备质量是否合格。格。(2)(2)审查基础建设是否完成，通信线路布设是否合审查基础建设是否完成，通信线路布设是否合理。理。(3)(3)审查信息系统硬件平台是否合理，是否具有可审查信息系统硬件平台是否合理，是否具有可扩展性，软件平台是否统一、合理。扩展性，软件平台是否统一、合理。(4)(4)审查应用软件的功能、使用方式是否满足需求。审查应用软件的功能、使用方式是否满足需求。(5)(5)审查培训计划是否完整，培训效果是否达到预审查培训计划是否完整，培训效果是否达到预期目标。期目标。(6)(6)协助用户进行测试和验收。协助用户进行测试和验收。12/291.2物联网工程设计的目标

7、与约束条件 物联网工程设计的目标物联网工程设计的目标在系统工程科学方法指导下，根据用户需求，在系统工程科学方法指导下，根据用户需求，设计完善的方案，优选各种技术和产品，科学设计完善的方案，优选各种技术和产品，科学组织工程实施，保证建设成一个可靠性高、性组织工程实施，保证建设成一个可靠性高、性价比高、易于使用、满足用户需求的系统。价比高、易于使用、满足用户需求的系统。13/291.2物联网工程设计的目标与约束条件 u不同系统的目标差异不同系统的目标差异在设计之初，就应该制定明确、具体的设计目在设计之初，就应该制定明确、具体的设计目标，用以指导、约束和评估设计的全过程及最标，用以指导、约束和评估设

8、计的全过程及最终结果。终结果。目标应具体，尽可能量化，用具体的参数表示目标应具体，尽可能量化，用具体的参数表示出来，比如带宽、数据丢失率、差错率、数据出来，比如带宽、数据丢失率、差错率、数据传输延迟、感知数据量及响应时间、存储空间传输延迟、感知数据量及响应时间、存储空间大小、可扩展的范围（节点数、距离、数据量）大小、可扩展的范围（节点数、距离、数据量）等。等。在总体目标之下，在每个阶段有具体的目标。在总体目标之下，在每个阶段有具体的目标。14/29物联网工程设计的约束条件 15/29约束条件政策预算 时间技术1.31.3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)(1)应围绕设计

9、目标开展设计工作应围绕设计目标开展设计工作 (2)(2)应充分考虑应用性要求应充分考虑应用性要求(3)(3)应在需求、成本、时间、技术等多种因素之应在需求、成本、时间、技术等多种因素之间寻求最好的平衡和折中间寻求最好的平衡和折中(4)(4)应优先选用最简单、最可行的解决方案应优先选用最简单、最可行的解决方案(5)(5)应避免简单照抄其它设计方案的做法应避免简单照抄其它设计方案的做法(6)(6)应具有可预见性和可扩展性应具有可预见性和可扩展性(7)(7)应使用有设计经验的人员主导设计工作应使用有设计经验的人员主导设计工作16/291.41.4物联网工程的设计方法物联网工程的设计方法p网络的生命周

10、期网络的生命周期 对于大多数网络系统来说，需要不断重复设对于大多数网络系统来说，需要不断重复设计、实施、维护的过程。计、实施、维护的过程。17/29构思构思计划计划分析分析设计设计实时实时运行运行系统系统维护维护淘汰淘汰网络生命周期的迭代模型网络生命周期的迭代模型 u核心思想是网络应用驱动理论和成本评价机制核心思想是网络应用驱动理论和成本评价机制 18/29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，都是一个网络重构的过程每一个迭代周期，都是一个网络重构的过程不同的网络设计方法，迭代周期的划分方式不同不同的网络设计方法，迭代周期的划分方式不同各种

11、方式的侧重点不同，拥有不同的网络文档模板各种方式的侧重点不同，拥有不同的网络文档模板没有一个可以完美描述所有项目的开发没有一个可以完美描述所有项目的开发u主要有三种主要有三种 :四阶段周期四阶段周期五阶段周期五阶段周期六阶段周期六阶段周期19/29四阶段周期四阶段周期 成本较低、灵活性高成本较低、灵活性高适用于网络规模较小、需求较为明确、网适用于网络规模较小、需求较为明确、网络结构简单的物联网工程络结构简单的物联网工程20/29五阶段周期五阶段周期 优点优点：所有的计划在较早的阶段完成，该系统的所有负责：所有的计划在较早的阶段完成，该系统的所有负责人对系统的具体情况以及工作进度都非常清楚，更容

12、易协人对系统的具体情况以及工作进度都非常清楚，更容易协调工作。调工作。缺点缺点：比较死板，不灵活。因为在项目完成之前，用户的：比较死板，不灵活。因为在项目完成之前，用户的需求经常会发生变化，使得已完成的部分需要经常修改需求经常会发生变化，使得已完成的部分需要经常修改21/29六阶段周期六阶段周期 偏重于网络的测试和优化，侧重于网络需求的不偏重于网络的测试和优化，侧重于网络需求的不断变更断变更适合于大型网络的建设工作适合于大型网络的建设工作 22/29设计过程设计过程中等规模的网络较多，应用范围较广中等规模的网络较多，应用范围较广大型问题可分解为多个小型可解的简单问大型问题可分解为多个小型可解的

13、简单问题题=五阶段迭代周期五阶段迭代周期23/29设计过程设计过程24/29需求分析的特性需求分析的特性 25/29需求分析重要性模糊性多样性全面性矛盾性策略性艰苦性需求内容需求内容26/29业务需求用户需求应用需求计算机平台需求网络需求收集需求的效果收集需求的效果可以明确需求变化的范围可以明确需求变化的范围有助于设计者更好地理解网络应该具有什么功能有助于设计者更好地理解网络应该具有什么功能和性能和性能为网络设计提供了依据：为网络设计提供了依据：能够更好地评价现有的网络体系能够更好地评价现有的网络体系能够更客观地做出决策能够更客观地做出决策提供完美的交互功能提供完美的交互功能提供网络的移植功能

14、提供网络的移植功能合理使用用户资源合理使用用户资源27/29现有网络体系的分析现有网络体系的分析 现有网络的逻辑拓扑图。现有网络的逻辑拓扑图。反映网络容量、网段及网络所需的通信容量和模反映网络容量、网段及网络所需的通信容量和模式。式。现有感知设备、控制设备的类型与功能。现有感知设备、控制设备的类型与功能。详细的统计数据、基本的测量值和所有其他直接详细的统计数据、基本的测量值和所有其他直接反映现有网络性能的测量值。反映现有网络性能的测量值。InternetInternet接口和广域网提供的服务质量接口和广域网提供的服务质量(QoS)(QoS)报告。报告。限制因素列表清单，例如，使用线缆和设备等。

15、限制因素列表清单，例如，使用线缆和设备等。28/29确定网络逻辑结构确定网络逻辑结构 网络的逻辑结构设计，描述用户、设备、功网络的逻辑结构设计，描述用户、设备、功能的分类、分布、互联方式，但不对具体的能的分类、分布、互联方式，但不对具体的物理位置和运行环境进行确定。物理位置和运行环境进行确定。网络逻辑结构设计是体现网络设计核心思想网络逻辑结构设计是体现网络设计核心思想的关键阶段的关键阶段29/29确定网络物理结构确定网络物理结构 物理网络设计是对逻辑网络设计的物理实现物理网络设计是对逻辑网络设计的物理实现通过对设备的具体物理分布、运行环境等的确定，确通过对设备的具体物理分布、运行环境等的确定，

16、确保网络的物理连接符合逻辑连接的要求保网络的物理连接符合逻辑连接的要求需要确定具体的软硬件、连接设备、布线和服务需要确定具体的软硬件、连接设备、布线和服务网络物理结构设计文档必须尽可能详细、清晰地描述：网络物理结构设计文档必须尽可能详细、清晰地描述：网络物理结构图和布线方案。网络物理结构图和布线方案。设备和部件的详细列表清单。设备和部件的详细列表清单。软硬件和安装费用的估算。软硬件和安装费用的估算。安装日程表，详细说明服务的时间以及期限。安装日程表，详细说明服务的时间以及期限。安装后的测试计划。安装后的测试计划。用户的培训计划。用户的培训计划。30/29安装和维护安装和维护 u安装安装实施环境

17、准备、设备安装调试实施环境准备、设备安装调试生成可运行的网络及文档：生成可运行的网络及文档：逻辑网络图和物理网络图，以便于管理人员快速掌握网逻辑网络图和物理网络图，以便于管理人员快速掌握网络络满足规范的设备连接图、布线图等细节图，同时包括线满足规范的设备连接图、布线图等细节图，同时包括线缆、连接器和设备的规范标识，这些标识应与各细节图缆、连接器和设备的规范标识，这些标识应与各细节图保持一致。保持一致。安装测试记录和文档，包括测试结果和新的数据流量记安装测试记录和文档，包括测试结果和新的数据流量记录。录。u维护维护故障监测和恢复、升级、性能优化故障监测和恢复、升级、性能优化31/291.51.5

18、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主要步骤主要步骤 32/29可行性研究确定周期模型确定设计目标、性能参数分析现有网络设计逻辑网络设计物理网络设计施工方案设计测试方案设计运维方案1.51.5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)(1)可行性研究报告（视项目大小和甲方的意见而定是否可行性研究报告（视项目大小和甲方的意见而定是否需要）需要）(2)(2)需求分析文档需求分析文档(3)(3)招标文件（协助甲方完成，用于招标。有时甲方单独招标文件（协助甲方完成，用于招标。有时甲方单独撰写，不需要乙方协助）撰写，不需要乙方协助）(4)(4)投标文件（乙方完成，用于投标）投标文件（乙方完成，用于投标）(5)(5)合同合同(6)(6)逻辑网络设计文档（总体设计）逻辑网络设计文档（总体设计）(7)(7)物理网络设计文档（详细设计）物理网络设计文档（详细设计）(8)(8)实施文档实施文档 (9)(9)测试文档测试文档 (10)(10)验收报告验收报告33/29