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网络生命周期的迭代模型
核心思想是网络应用驱动理论和成本评价机制
生命周 期开始
迭代周期 开始
迭代周期 维持
迭代周期 结束
是 网络系统是 否满足应用
否
否
再利用成本是否 大于新建成本
是
生命周 期结束
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网络生命周期的迭代模型
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 • 不同的网络设计方法，迭代周期的划分方式不同 • 各种方式的侧重点不同，拥有不同的网络文档模
第1章 物联网工程设计与实施工程
• 物联网工程的主要内容 • 物联网工程设计的目标与约束条件 • 物联网工程设计应遵循的原则 • 物联网工程的设计方法 • 物联网工程的设计步骤与主要文档
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1.1 物联网工程的主要内容
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
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
物联网工程的内容
设计、实施下述子系统与工程：
(1)数据感知系统 (2)数据接入与传输系统 (3)数据存储系统 (4)数据处理系统 (5)应用系统 (6)控制系统 (7)安全系统 (8)机房/数据中心 (9)物联网管理系统
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物联网工程的组织
组织方式 两种组织方式： • 政府工程：招标、直接指定或审批承担单位和负
需求分析
通信分析
逻辑网络设计
物理网络设计
实施
• 下一个阶段开始之前，前面的每个阶段的工作必须已经完 成，不允许返回到前面的阶段
• 优点：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，更容易协 调工作。
• 缺点：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17 /29
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物联网工程的பைடு நூலகம்织
监理人员进行质量监控的主要工作： (1)审查建设方案是否合理，所选设备质量是否合格。 (2)审查基础建设是否完成，通信线路布设是否合理。 (3)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。 (4)审查应用软件的功能、使用方式是否满足需求。 (5)审查培训计划是否完整，培训效果是否达到预期
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。 • 应掌握信息系统开发的主流技术，具有基于无线 通信、Web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。 • 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。
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需求分析
需求内容： • 业务需求 • 用户需求 • 应用需求 • 计算机平台需求 • 网络需求
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需求分析
收集需求的效果 • 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
和性能 • 为网络设计提供了依据：
– 能够更好地评价现有的网络体系 – 能够更客观地做出决策 – 提供完美的交互功能 – 提供网络的移植功能 – 合理使用用户资源
主要步骤
(1)根据需要，进行可行性研究（在规划、初步需求条件下） (2)根据拟建物联网工程的性质，确定所使用的周期模型 (3)进行需求分析，确定设计目标、性能参数 (4)根据具体情况，对现有网络进行分析 (5)进行逻辑网络设计（有时称为总体设计） (6)进行物理网络设计（有时称为详细设计） (7)进行施工方案设计（工期计划、施工流程、现场管理方案、
– 逻辑网络图和物理网络图，以便于管理人员快速掌握 网络
– 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 记录。
维护 • 故障监测和恢复、升级、性能优化
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1.5物联网工程的主要设计步骤与文档
• 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：
– 网络物理结构图和布线方案。
– 设备和部件的详细列表清单。
– 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。
– 安装后的测试计划。
– 用户的培训计划。
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安装和维护
安装 • 实施环境准备、设备安装调试 • 生成可运行的网络及文档：
责人，组织工程管理机构，自上而下组织实施。 • 普通商业工程：项目经理制，通过投标等方式获
取工程承建权，组织施工队伍，按照商业合同组 织项目实施。
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物联网工程的组织
组织机构 多种形式 例1：三层机构： • 领导小组 • 总体组 • 技术开发组 例2：三层机构： • 领导小组 • 技术组 • 实施组（包括施工队）
施工人员安排、工程质量保证措施等；应用软件开发/采 购方案） (8)设计测试方案 (9)设计运行、维护方案
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1.5物联网工程的主要设计步骤与文档
主要文档
(1)可行性研究报告（视项目大小和甲方的意见而定是否需要） (2)需求分析文档 (3)招标文件（协助甲方完成，用于招标。有时甲方单独撰写，
• 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。
• 是一个循环迭代的过程，每次循环迭代的动力都来自于网 络应用需求的变更；每次循环过程中，都存在需求分析、 规划设计、实施调试和运营维护等阶段。
• 有些网络仅仅经过一个周期就被淘汰，而有些网络在存活 过程中经过多次循环周期。
• 网络规模越大、投资越多，则其可能经历的循环周期也越 多。
不需要乙方协助） (4)投标文件（乙方完成，用于投标） (5)合同 (6)逻辑网络设计文档（总体设计） (7)物理网络设计文档（详细设计） (8)实施文档 (9)测试文档 (10)验收报告
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目标。 (6)协助用户进行测试和验收。
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1.2物联网工程设计的目标与约束条件
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，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、性价比高、 易于使用、满足用户需求的系统。
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1.2物联网工程设计的目标与约束条件
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物联网工程设计的约束条件
约束 • 政策约束 • 预算约束 • 时间约束 • 技术约束 折中 • 取消不能实现的需求 • 暂缓执行相关需求，等待设备或技术出现 • 组织力量或委托第三方研发，但存在失败的风险 • 作为双方的课题进行试验性探讨
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1.3物联网工程设计应遵循的原则
(1)应围绕设计目标开展设计工作 (2)应充分考虑应用性要求 (3)应在需求、成本、时间、技术等多种因素之间寻
• 需求收集困难，很多时候甚至用户自己也不清楚 具体需求是什么，或者需求渐渐增加而且经常发 生变化----模糊性
• 须采用多种方式与用户交流，才能挖掘出网络工 程的全面需求----多样性
• 收集需求信息要和不同的人员交流，需要把交流 所得信息归纳解释----全面性
• 不同用户群体之间的需求矛盾----矛盾性 • 均衡考虑各方利益，不激化用户矛盾----策略性 • 收集需求信息是一项费时的工作----艰苦性
求最好的平衡和折中 (4)应优先选用最简单、最可行的解决方案 (5)应避免简单照抄其它设计方案的做法 (6)应具有可预见性和可扩展性 (7)应使用有设计经验的人员主导设计工作
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1.4物联网工程的设计方法
网络的生命周期
• 从构思开始，到最后被淘汰的过程
• 至少包括网络系统的构思计划、分析设计、实时运行和维 护的过程。
六阶段周期
需求分析
监测及性能 优化
逻辑设计
实施及测试
物理设计
设计优化
• 偏重于网络的测试和优化，侧重于网络需求的不 断变更
• 适合于大型网络的建设工作
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设计过程
• 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题 • ==>五阶段迭代周期
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设计过程
需求分析
确定需求，包 括：
1商业 2用户 3应用 4计算机平台 5网络
通信分析
估计和测量通 信量及设备利 用率
逻辑网络设计
选择符合需求 的设计
物理网络设计
将逻辑设计应 用到物理空间
安装和维护
实现物理网络 设计
需求规范
通信规范
逻辑网络 设计
物理网络 设计
实施文档
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需求分析
• 需求分析是开发过程中最关键的阶段---重要性
不同系统的目标差异 • 在设计之初，就应该制定明确、具体的设计目标，
用以指导、约束和评估设计的全过程及最终结果。 • 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）等。 • 在总体目标之下，在每个阶段有具体的目标。
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确定网络逻辑结构
• 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的关 键阶段
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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
• 通过对设备的具体物理分布、运行环境等的确定， 确保网络的物理连接符合逻辑连接的要求
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，开展设计、实施、管理与维护 等工程活动。