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物联网工程三层架构是什么(2023年最新解答)

时间:2023-12-02 本站 点击:0

导读:今天首席CTO笔记来给各位分享关于物联网工程三层架构是什么的相关内容,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

什么是三层架构?各层的主要功能及相互关系有哪些

一般讲到三层架构,其实就是将整个业务应用划分为表示层、业务逻辑层、数据访问层等。

数据访问层DAL,业务逻辑层BLL。表现层UI (界面类的)【 model(数据模型层,主要放的我就不用说了。一般都是数据库中的。) ,】model是贯穿的。所有的都引用它,bll引用dal ui引用dal 和bll 然后就是调用

三层体系结构,是在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”,也叫组件层。这里所说的三层体系,不是指物理上的三层,不是简单地放置三台机器就是三层体系结构,也不仅仅有B/S应用才是三层体系结构,三层是指逻辑上的三层,即使这三个层放置到一台机器上。

普通三层:数据访问层DAL:用于实现与数据库的交互和访问,从数据库获取数据或保存数据到数据库的部分。 业务逻辑层BLL:业务逻辑层承上启下,用于对上下交互的数据进行逻辑处理,实现业务目标。 表示层UI:主要实现和用户的交互,接收用户请求或返回用户请求的数据结果的展现,而具体的数据处理则交给业务逻辑层和数据访问层去处理。业务实体Model:用于封装实体类数据结构,一般用于映射数据库的数据表或视图,用以描述业务中客观存在的对象。Model分离出来是为了更好地解耦,为了更好地发挥分层的作用,更好地进行复用和扩展,增强灵活性。 通用类库Common:通用的辅助工具类

工程模式:简单工厂模式又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式,属于类的创建型模式,通常根据一个条件(参数)来返回不同的类的实例。

工厂角色(Creator)

是简单工厂模式的核心,它负责实现创建所有具体产品类的实例。工厂类可以被外界直接调用,创建所需的产品对象。

抽象产品角色(Product)

是所有具体产品角色的父类,它负责描述所有实例所共有的公共接口。

具体产品角色(Concrete Product)

继承自抽象产品角色,一般为多个,是简单工厂模式的创建目标。工厂类返回的都是该角色的某一具体产品。

通常情况下,客户端不直接与数据库进行交互,而是通过COM/DCOM通 讯与中间层建立连接,再经由中间层与数据库进行交换.

完善的三层结构的要求是:修改表现层而不用修改逻辑层,修改逻辑层而不用修改数据层 否则你的应用是不是多层结构,或者说是层结构的划分和组织上是不是有问题就很难说. 不同的应用有不同的理解,这是一个概念的问题.

MVC系统中的模型从概念上可以分为两类――系统的内部状态和改变系统状态的动作。模型是你所有的商业逻辑代码片段所在。本文为模型提供了业务实体对象和业务处理对象:所有的业务处理对象都是从ProcessBase类派生的子类。业务处理对象封装了具体的处理逻辑,调用业务逻辑模型,并且把响应提交到合适的视图组件以产生响应。业务实体对象可以通过定义属性描述客户端表单数据。所有业务实体对象都EntityBase派生子类对象,业务处理对象可以直接对它进行读写,而不再需要和request、response对象进行数据交互。通过业务实体对象实现了对视图和模型之间交互的支持。实现时把"做什么"(业务处理)和"如何做"(业务实体)分离。这样可以实现业务逻辑的重用。由于各个应用的具体业务是不同的,这里不再列举其具体代码实例。

MVC(模型Model-视图View-控制器Controller)是一种设计模式,我们可以用它来创建在域对象和UI表示层对象之间的区分。 同样是架构级别的,相同的地方在于他们都有一个表现层,但是他们不同的地方在于其他的两个层。 在三层架构中没有定义Controller的概念。这是我认为最不同的地方。而MVC也没有把业务的逻辑访问看成两个层,这是采用三层架构或MVC搭建程序最主要的区别。当然了。在三层中也提到了Model,但是三层架构中Model的概念与MVC中Model的概念是不一样的,“三层”中典型的Model层是以实体类构成的,而MVC里,则是由业务逻辑与访问数据组成的。

在ASP NET中的MVC架构编写的,具有极其良好的可扩展性。它可以轻松实现以下功能: ①实现一个模型的多个视图;②采用多个控制器;③当模型改变时,所有视图将自动刷新;④所有的控制器将相互独立工作。这就是MVC架构的好处,只需在以前的程序上稍作修改或增加新的类,即可轻松增加许多程序功能。以前开发的许多类可以重用,而程序结构根本不再需要改变,各类之间相互独立,便于团体开发,提高开发效率。下面讨论如何实现一个模型、两个视图和一个控制器的程序。其中模型类及视图类根本不需要改变,与前面的完全一样,这就是面向对象编程的好处。对于控制器中的类,只需要增加另一个视图,并与模型发生关联即可。该模式下视图、控制器、模型三者之间的示意图如图2所示。同样也可以实现其它形式的MVC例如:一个模型、两个视图和两个控制器。从上面可以看出,通过MVC架构实现的应用程序具有极其良好的可扩展性,是ASP NET面向对象编程的未来方向。

MVC的不足体现在以下几个方面:(1)增加了系统结构和实现的复杂性。对于简单的界面,严格遵循MVC,使模型、视图与控制器分离,会增加结构的复杂性,并可能产生过多的更新操作,降低运行效率。(2)视图与控制器间的过于紧密的连接。视图与控制器是相互分离,但确实联系紧密的部件,视图没有控制器的存在,其应用是很有限的,反之亦然,这样就妨碍了他们的独立重用。3)视图对模型数据的低效率访问。依据模型操作接口的不同,视图可能需要多次调用才能获得足够的显示数据。对未变化数据的不必要的频繁访问,也将损害操作性能。(4)目前,一般高级的界面工具或构造器不支持MVC架构。改造这些工具以适应MVC需要和建立分离的部件的代价是很高的,从而造成使用MVC的困难。

三层架构是将代码按其作用分成三部分,每部分解决自己负责的流程. 三层架构的功用之处,在于驾驭大型web程序的结构,使之便于管理和扩展.

在设计UI的时候,我们不需要关心其中的逻辑和数据问题,只需要空出对应的位置,用于放置数据. 在设计和修改的时候,要解决的只是HTML的结构,代码看起来干净利落,做起来也是干净利落.

UI直接将程序逻辑的任务丢给BLL,BLL就开始构建具体的实现细节.BLL的创建依赖于业务. 例如一个文章系统,BLL_Aticle就表示它是用于对文章的处理的.BLL_Aticle可以提供给UI一个文章列表的recordset,显示在UI的预留位置. 当BLL_Aticle需要从数据库中获取数据的时候,就将任务丢给DAL层

DAL层专门负责和数据库打交道,它从BLL获取参数,组织一个有效的SQL,建立数据库连接,执行SQL进行更新或获取,将返回的数据交给BLL.

每一部分的业务都集中于一个UI-BLL-DAL的链中,上下清晰了然. 至于是怎样的便于管理和扩展,将在后面结合实例进行分析.

复杂的生命形式必有复杂的生存法则,若想在自己的项目中应用好三层架构,需要多用点心体会其中的应用法则.

我对三层架构的理解还不够深,这些文章能算是抛砖引玉就不错了.大家在阅读当中不要局限于我所构思的法则,要多向具体的应用中去实践,根据具体情况,寻出自己的法则. 有所感悟,就记得写下来,这种感悟是进步的契机,但必然不是最终的结果.有了感悟就拿去应用,可以发现它的优劣,继续完善

三层架构比双层或单层结构都有更大的优势。三层结构适合群体开发,每人可以有不同的分工,协同工作使效率倍增。开发双层或单层应用时,每个开发人员都应对系统有较深的理解,能力要求很高,开发三层应用时,则可以结合多方面的人才,只需少数人对系统全面了解,从一定程度工降低了开发的难度。

三层架构属于瘦客户的模式,用户端只需一个较小的硬盘、较小的内存、较慢的CPU就可以获得不错的性能。相比之下,单层或胖客户对面器的要求太高。

三层架构的另一个优点在于可以更好的支持分布式计算环境。逻辑层的应用程序可以有多个机器上运行,充分利用网络的计算功能。分布式计算的潜力巨大,远比升级CPU有效。

三层架构的最大优点是它的安全性。用户端只能通过逻辑层来访问数据层,减少了入口点,把很多危险的系统功能都屏蔽了。

物联网的体系结构

物联网的英文名称为"The Internet of Things” 。由该名称可见,物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络;第二,扩展到了任其用户端延伸和何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网的整个结构可分为射频识别系统和信息网络系统两部分。射频识别系统主要由标签和读写器组成,两者通过RFID空中接口通信。读写器获取产品标识后,通过internet或其他通讯方式将产品标识上传至信息网络系统的中间件,然后通过ONS解析获取产品的对象名称,继而通过EPC信息服务的各种接口获得产品信息的各种相关服务。整个信息系统的运行都会借助internet的网络系统,利用在internet基础上的发展出的通信协议和描述语言。因此我们可以说物联网是架构在internet基础上的关于各种物理产品信息服务的总和。从应用角度来看,物联网中三个层次值得关注,也即是说,物联网由三部分组成:一是传感网络,即以二维码、RFID、传感器为主,实现对“物”的识别。二是传输网络,即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算。三是应用网络,即输入输出控制终端。

EPC系统是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。它主要由全球产品电子代码(EPC)体系、射频识别系统及信息网络系统三大部分组成。

(1)EPC编码标准

EPC编码是EPC系统的重要组成部分,它是对实体及实体的相关信息进行代码化,通过统一并规范化的编码建立全球通用的信息交换语言。

(2)EPC标签

EPC标签是装载了产品电子代码的射频标签,通常EPC标签是安装在被识别对象上,存储被识别对象相关信息。标签存储器中的信息可由读写器进行非接触读/写。

3.2 EPC系统特点

(1)开放的体系结构

EPC系统采用全球最大的公用的刀又TERNET网络系统。这就避免了系统的复杂性,同时也大大降低了系统的成本,并且还有利于系统的增值。梅特卡夫(Metcalfe)定律表明,一个网络大的价值是用户本系统是应该开放的结构体系远比复杂的多重结构更有价值。

(2)独立的平台和高度的互动性

EPC系统识别的对象是一个十分广泛的实体对象,因此,不可能有那一种技术适用所有的识别对象。同时,不同地区,不同国家的射频识别技术标准也不相同。所以开放的结构体系必须具有独立的平台和高度的交互操作性。EPC系统网络建立在INTERNET网络系统上可以与INTERNET网络所有可能的组成部分协同工作

(3)灵活的可持续发展的体系

EPC系统是一个灵活的开放的可持续发展的体系,可在不替换原有体系的情况下就可以做到系统升级。整体的EPC网络操作依赖于RFID系统和网络应用系统的介入,使产品信息有效的传播。安装在不同需求链环境的解读器可以读取标签中储存的产品数据。因此供应链数据可以通过网络及时地检查、更新或者交换信息。

3.3 EPC编码编码标准

EPC码是新一代与EAN/UPC码兼容的编码标准,在EPC系统中EPC编码与现行GTIN相结合,因而EPC并不是取代现行的条码标准,而是由现行的条码标准逐渐过渡到EPC标准或者是在未来的供应链中EPC和EAN.UCC系统共存。EPC中码段的分配是由EAN.UCC来管理的。在我国,EAN.UCC系统中GTIN编码是由中国物品编码中心负责分配和管理。同样,ANCC也即将启动EPC服务来满足国内企业使用EPC的需求。

EPC码是由一个版本号加上另外三段数据(依次为域名管理者、对象分类、序列号)组成的一组数字。其中版本号标识EPC的版本号,它使得EPC随后的码段可以有不同的长度;域名管理是描述与此EPC相关的生产厂商的信息。

第四章 物联网在家庭中应用

随着时代的发展,中国已经逐步进入了老龄化社会,以后我们社会面临的现状将是一对年轻的夫妻,在照看自己小孩的同时,还要照看2~6对老人,这就为全社会出了一个难题。每家都雇保姆,显然不现实;那么,只能通过科技的手段来解决这个问题了,靠提高家庭的生活品质、方便家庭与外界的信息交互、用传感节点感知家里发生的情况等,这就为家庭物联网的实现奠定了社会基础。

物联网的概念正大行其道,也使人们看到了社会未来的发展趋势,然而物联网大部分却停留在概念阶段,真正规模应用还有待时日。家庭区域相对狭小、需求比较明确,最有可能优先实现物联网的应用。它不只是现代家庭现实的需要(照看老人、孩童),更是人们日益增强的家庭安全

4.1家庭物联网应用领域

寒冷的冬季,供暖系统使北方城市家庭充满温暖,而当白天大部分人离家上班的时候,空空的房间仍温暖如春。我们需要一个智能化的供暖控制系统。在生产安全领域,在食品卫生领域,在工程控制领域,在城市管理领域,在人们日常生活的各个方面,甚至在人们的娱乐活动中,都需要建立随时能与物体沟通的智能系统。通过装置在各类物体上的电子标签(RFID),传感器、二维码等经过接口与无线网络相连,从而给物体赋予智能,可以实现人与物体的沟通和对话也可以实现物体与物体相互间的沟通和对话。在电度表上装上传感器,供电部门随时都可知道用户的用电情况,实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理,一年来降低电损。在电梯装上传感器,当电梯发生故障时,无需乘客报警、电梯管理部门会借助网络在第一时间得信息,以最快的速度去现场处理故障。

4.2发展历程

1999年,物联网的概念就已被提出,10年间,世界各国都在加紧研究。物联网的发展共分为四个阶段:第一个阶段是大型机、主机的联网,第二个阶段是台式机、笔记本与互联网相联,第三个阶段是手机等一些移动设备的互联,第四阶段是嵌入式互联网兴起阶段,更多与人们日常生活紧密相关的应用设备,包括洗衣机、冰箱、电视、微波炉等都将加入互联互通的行列,最终形成全球统一的“物联网”。

对于互联网来说,20世纪80年代是黄金时代,这段时间出了一个知名的人物——鲍勃•卡恩(BobKahn),他被人们称为互联网之父(被赋予同样称呼的人还有好几个)。在为互联网做出卓越贡献的同时,他也非常有远见的为另一个始于上世纪80年代的项目——分布式传感网(DistributedSensorNet,简称DSN)——做了奠基。在那个年代,传感器远比我手上的这个大得多,要用一辆卡车来拉。这么大的传感器作为一个个节点组织在一起,通过微波彼此相连,就组成了传感网。

庞大的传感器在体积方面跟不上人们对其功用上的期望,于是研究者们就开始思考能不能把它做得小一点、再小一点。于是,在上世纪90年代,“智能微尘”(SmartDust)这个很有意思的概念出现了,提出者是KrisPister,他是加州大学伯克利分校的教授。这一概念认为可以将计算和通讯集成在约1~2平方毫米的超微型传感器中,用以对周围环境的参数进行探测。其核心的成分是微电机系统(Micro-Electro-MechanicalSystem,简称MEMS;这个概念在当时引起非常大的轰动),该系统中可以集成很多和机械有关的传感器。

当时KrisPister这批人有一个幻想——在蒲公英上面悬挂一个传感芯片,蒲公英飞到哪里就探测哪里的信号,再把信号传递回来。虽然只是一个假想,但当时真有科学家信心百倍地投入其中,并且还把所需的数据算出来了。比如有空气动力学专家计算出了芯片应有的重量等等。在2001年,加州大学伯克利分校的实验室真做出了这种理想中的芯片雏形,比米粒还小,可谓“细如发丝,薄如蝉翼”。他们送给了我一个,当时我还精心包装了一下。可惜最近找不到了,特别遗憾。倘若芯片里面还有电留存的话,说不定我就能通过网络定位到它的“安身之所”了。

在这一时期,有三所高校和研究机构在传感器领域处于领军地位,一是加州大学伯克利分校(以KrisPister为代表,他们提出了“智能微尘”理论),另外两个是加州大学洛杉矶分校(他们提出了“微无线技术”)和施乐帕克研究中心(XeroxPARC)。施乐帕克研究中心的团队主要由我带领,我们做的是传感信息处理和“智能物质”(SmartMatter),希望能把计算、微电机系统放到物理世界中,与“智能微尘”也有非常紧密的联系。

自本世纪初以来,对于传感的研究越来越受到人们的重视,有很多学校和大公司的研发机构开始进行了类似的研究,并有许多新兴公司借此东风异军突起。将传感器连接成“网”或“系统”,就成了传感网。除了传感网以外,类似的概念也相继提出,比如“CyberPhysicalSystem”和“InternetofThings”(简称IOT)。相较而言,IOT的概念在提出的初期更接近于日常生活,比如常见的RFID(RadioFrequencyIdentification,射频识别)技术就是它的一部分。

关于传感网和物联网的历史,若从大的传感器开始算起,传感网诞生至今应有30年了;而若从微传感网(MicroWirelessSensorNetwork)来说,应该仅有15至20年:微传感网始于上世纪90年代,那个时期的人们刚刚提出“微电机系统”的概念,试图把传感器和计算机处理和通讯全部都集成在一个芯片上,即“智慧微尘”。

其实传感器的历史,归结起来就八个字——从大到小,以点到面。这八个字看似简单,但做起来却是困难重重——要想让传感器真正“飞入寻常世界中”,它必需在体积、造价、能耗等方面进行“瘦身”,这样它才真正能够进入到物理世界。

然而,造型的缩小并不是传感进入生活的唯一条件,还需要互联网技术的配合以实现从点到面的网际联系。就IP地址而言,物联网应采用IPv6(IPv4必然不够),它有128位两进制的IP网址数,这相当于给世界上的每个沙粒都赋予了一个 IP地址。唯有当所有的物体都有一个属于自己的IP的时候,物联网才能真正实现。总而言之,物联网的实现需要这两方面的相辅相成:一是利用微处理技术(micro-fabrication),提高集成度;其二是运用IP技术,以提供足够丰富的网址。

4.3面临的问题

国内智能家居市场存在很多问题。1、进入门槛较高,一般一次性投入要1、2万元,这就大大限制了中等收入以下人群的购买需求。2、功能华而不实,很多都是遥控个灯光、音响,需求跟投入不成比例。3、生搬硬套,将原来很多工业上使用的东西直接照搬到家庭里,缺少人性化,不能完全适合家居生活需要。4、很多智能家居企业缺少核心技术,东拼西凑,组成个系统就推广,导致成本增高、企业竞争力下降。

RFID超高频技术在我国的应用尚处于起步阶段,一些项目的应用只是试点,还没有得到广泛应用,也没有在供链上应用。比如,只在某一个仓库里应用,或只在生产线上应用。应该说,这些试点项目全

都属于闭环状态的应用,在供应链上串起来应用的案例国内还没有出现。

物联网发展潜力无限,但物联网的实现并不仅仅是技术方面的问题,建设物联网过程将涉及到许多规划、管理、协调、合作等方面的问题,还涉及标准和安全保护等方面的问题,这就需要有一系列相应的配套政策和规范的制订和完善。

首先是技术标准问题。标准是一种交流规则,关系着物联网物品间的沟通。各国存在不同的标准,因此需要加强国家之间的合作,以寻求一个能被普遍接受的标准。

其次是安全的问题。物联网中的物品间联系更紧密,物品和人也连接起来,使得信息采集和交换设备大量使用,数据泄密也成为了越来越严重的问题。如何实现大量的数据及用户隐私的保护,成为待解决的问题。

第三,协议问题。物联网是互联网的延伸,在物联网核心层面是基于TCP/IP,但在接入层面,协议类别五花八门,CPRS、短信、传感器、TD-SCDMA、有线等多种通道,物联网需要一个统一的协议基础。

第四,终端问题。物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能,且不同行业需求各异议,如何满足终端产品的多样化需求,对运营商来说的一大挑战。

第五,地址问题。每个物品都需要在物联网中被寻址,就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址,IPv4资源即将耗尽,那就需要IPv6来支撑。IPv4 向IPv6过渡是一个漫长的过程,因此物联网一旦使用IPv6地址,就必然会存在与IPv4兼容性问题。

第六,费用问题。目前物联网所需的芯片等组件的费用较高,若把所有物品都植入识别芯片花费自然不少,如何有效解决这一问题仍需考虑。

第七,规模化问题。规模化是运营商业绩的重要指标,终端的价格、产品多样性、行业应用的深度和广度都会地用户规模产生影响,如何实现规模化是具有待商讨的问题。

第八,商业模式问题。物联网在商业应用方面的业务模式还不是很明朗,商业模式问题值得更进一步探讨。

第九,产业链问题。物联网所需要的自动控制、信息传感、射频识别等上游技术和产业已成熟或基本成熟,而下游的应用也单体形式存在。物联网的发展需要产业链的共同努力,实现上下游产业的联动,跨专业的联动,从而带动整个产业链,共同推动物联网发展。

要建立一个有效的物联网,有两大难点必须解决:一是规模性,只有具备了规模,才能使物品的智能发挥作用;二是流动性,物品通常都不是静止的,而是处于运动的状态,必须保持物品在运动状态,甚至高速运动状态下都能随时实现对物品的监控和追踪。

实现物联网,首先必须在所有物品中嵌入电子标签等存储体,并需安装众多读取设备和庞大的信息处理系统,这必然导致大量的资金投入。因此,在成本尚未降至能普及的前提下,物联网的发展将受到限制。已有的事实均证明,在现阶段,物联网的技术效率并没有转化为规模的经济效率,目前的所谓物联网应用也没有一个在商业上获得了较大成功。例如,智能抄表系统能将电表的读数通过商用无线系统(如GSM短消息)传递到电力系统的数据中心,但电力系统仍没有规模使用这类技术,原因在于这类技术没有经济效率。

物联网的关键在于RFID、传感器、嵌入式软件及传输数据计算等领域,包括“云计算”、无线网络的扩容和优化等均是物联网普及需解决的问题。只有通过“云计算”技术的运用,才能使数以亿计的种类物品的实时动态管理变得可能。从目前国内产业发展水平而言,传感器产业人水平较低,高端产品为国外厂商垄断。

三层架构是什么?

通常意义上的三层架构就是将整个业务应用划分为:表现层(UI)、业务逻辑层(BLL)、数据访问层(DAL)。区分层次的目的即为了“高内聚,低耦合”的思想。表现层(UI):通俗讲就是展现给用户的界面,即用户在使用一个系统的时候的所见所得。业务逻辑层(BLL):针对具体问题的操作,也可以说是对数据层的操作,对数据业务逻辑处理。数据访问层(DAL):该层所做事务直接操作数据库,针对数据的增添、删除、修改、更新、查找等每层之间是一种垂直的关系。三层结构是N层结构的一种,一般来说,层次之间是向下依赖的,下层代码未确定其接口(契约)前,上层代码是无法开发的,下层代码接口(契约)的变化将使上层的代码一起变化。

优点: 分工明确,条理清晰,易于调试,而且具有可扩展性。

缺点: 增加成本。

物联网智能网关到底属于物联网三层架构中的哪一层?

网络层,它能把所有的电器设备都联网,然后可以在手机、平板等终端操作,非常便捷,联网后可以随时随地地控制你家里、办公室的电器设备, 远程监控等。

物联网三层结构和四层结构有什么区别

这个只是人为划分层数的推荐值

一般3层以下是物理层,只处理网络数据通讯

一般4层以上是软件层,可以有各种策略

结语:以上就是首席CTO笔记为大家整理的关于物联网工程三层架构是什么的全部内容了,感谢您花时间阅读本站内容,希望对您有所帮助,更多关于物联网工程三层架构是什么的相关内容别忘了在本站进行查找喔。


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