物聯(lián)網(wǎng)應用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供不同類型的特定服務，其主要功能包括對采集數(shù)據(jù)的匯集、轉換、分析，以及用戶層呈現(xiàn)的適配和事件觸發(fā)等。網(wǎng)絡層傳送過來的數(shù)據(jù)在這一層進入各 類信息系統(tǒng)進行處理，通過各種設備解決數(shù)據(jù)處理和人機交互問題。對于信息的采集，由于從末梢結點獲取的是大量的原始數(shù)據(jù)，這些原始數(shù)據(jù)對于用戶來說只有經(jīng)過轉換、篩選和分析處理后才有實際價值；這些有實際價值內容的應用服務器，根據(jù)用戶不同的呈現(xiàn)設備來完成信息呈現(xiàn)的適配，并根據(jù)用戶的設置觸發(fā)相關的通告信息。同時，當需要完成對末梢結點的控制時，應用層還可完成控制指令的生成和指令的下發(fā)控制。應用層按功能可劃分為智能處理層和應用接口層兩個子層。

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(1)智能處理層。以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)，其核心功能是對感知數(shù)據(jù)的智能處理，包括對感知數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、挖掘、理解，以及基于感知數(shù)據(jù)的決策和行為控制。物聯(lián)網(wǎng)的價值主要體現(xiàn)在對海量數(shù)據(jù)的智能處理與智能決策水平上。智能處理利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘、中間件等實現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的語義理解、推理和決策。智能處理層對下層(網(wǎng)絡層)的網(wǎng)絡資源進行認知，進而達到自適應傳輸?shù)哪康?；對上?應用接口層)提供統(tǒng)一的接口與虛擬化支撐。虛擬化包括計算虛擬化和存儲資源虛擬化等。智能決策支持系統(tǒng)是由模型庫、數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機分析處理(OLAP)、數(shù)據(jù)挖掘及交互接口集成在一起的。

智能處理層主要包括:①數(shù)據(jù)庫。為適應物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的海量性、多態(tài)性、關聯(lián)性及語義性等特點的需求，在物聯(lián)網(wǎng)中主要使用關系數(shù)據(jù)庫和新興數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。②海量信息存儲。海量信息早期采用大型服務器存儲，基本上是以服務器為中心的處理模式，使用直連存儲（DAS),存儲設備(包括磁盤陣列、磁帶庫、光盤庫等)作為服務器的外設使用。隨著網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，服務器之間交換數(shù)據(jù)或向磁盤庫等存儲設備備份時，都需要通過局域網(wǎng)進行，此時主要應用網(wǎng)絡附加存儲(NAS)技術來實現(xiàn)網(wǎng)絡存儲:但這將占用大量的網(wǎng)絡開銷，嚴重影響網(wǎng)絡的整體性能。③數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心不僅包括計算機系統(tǒng)和配套設備(如通信/存儲設備)，還包括冗余的數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設備、監(jiān)控設備及安全裝置，這樣通過高度的安全性和可靠性提供及時、持續(xù)的數(shù)據(jù)服務，可為物聯(lián)網(wǎng)應用提供良好的支持。④搜索引擎。Web搜索引擎是一個能夠在合理響應時間內，根據(jù)用戶的查詢關鍵詞，返回一個包含相關信息的結果列表服務的綜合體。傳統(tǒng)的Web搜索引擎是基于查詢關鍵詞的，對于相同的關鍵詞，會得到相同的查詢結果；而物聯(lián)網(wǎng)時代的搜索引擎必須從智能物體角度思考搜索引擎與物體之間的關系，主動識別物體并提取有用信息。⑤數(shù)據(jù)挖掘。物聯(lián)網(wǎng)需要對海量的數(shù)據(jù)進行更透徹的感知，要求對海量數(shù)據(jù)進行多維度整合與分析，更深入的智能化需要普適性的數(shù)據(jù)搜索和服務，需要從大量數(shù)據(jù)中獲取潛在有用的且可被人理解的模式，其基本類型有關聯(lián)分析、聚類分析、演化分析等，這些需求都使用了數(shù)據(jù)挖掘算法。

(2)應用接口層。物聯(lián)網(wǎng)應用涉及面廣，涵蓋業(yè)務需求多，其運營模式、應用系統(tǒng)、技術標準、信息需求、產(chǎn)品形態(tài)均不相同，需要統(tǒng)一規(guī)劃和設計應用 系統(tǒng)的業(yè)務體系結構，才能滿足物聯(lián)網(wǎng)全面實時感知、多業(yè)務目標、異構技術融合的需要。應用接口層的主要任務就是將智能處理層所提供的數(shù)據(jù)信息，按照業(yè)務應用需求，采用軟件工程方法，完成服務發(fā)現(xiàn)和服務呈現(xiàn)，包括對采集數(shù)據(jù)的匯聚、轉換、 分析，以及用戶層呈現(xiàn)的適配和事件觸發(fā)等。

應用接口層是物聯(lián)網(wǎng)與用戶(包括組織機構、應用系統(tǒng)、人及物品)的能力調用接口，包括物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺、行業(yè)應用接口、系統(tǒng)集成、專家系統(tǒng)等， 用于支撐跨行業(yè)跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通。除此之外，應用接口層還可以包括各類用戶設手機)、客戶端、瀏覽器等，以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。

應用接口層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的體現(xiàn)。目前，物聯(lián)網(wǎng)的應用領域主要包括綠色農業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共交通、公共安全、城市管理、遠程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測等。在這些應用領域均已有成功的嘗試，某些行業(yè)已經(jīng)積累了很好的應用案例。物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的特點是多樣化、規(guī)模化和行業(yè)化，為了保證應用接口層有條不紊地交換數(shù)據(jù)，需要制定一系列的信息交互協(xié)議。應用接口層的協(xié)議一般由語法、 語義與時序組成。 其中，語法規(guī)定智能處理過程的數(shù)據(jù)與控制信息的結構和格式;語義規(guī)定需要發(fā)出什么樣的控制信息，以及完成什么動作與響應;時序規(guī)定事件實現(xiàn)的順序。對于不同的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)，應制定不同的應用接口層協(xié)議。例如，智能電網(wǎng)應用接口層的協(xié)議，與智能交通應用接口層的協(xié)議不可能相同。通過應用層接口協(xié)議，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能服務。

物聯(lián)網(wǎng)是一個十分復雜而又龐大的系統(tǒng)，其體系結構是影響未來發(fā)展應用的關鍵所在，因此需要分階段、有計劃地開展深入的科學研究。

審核編輯 黃宇