本题考察的是物联网体系结构的三层模型。
A选项操作系统层、B选项中间件和操作系统层：操作系统和中间件属于支持平台范畴，不是物联网分层结构的标准组成，错误。
C选项协议层：协议是网络通信的一部分，但“协议层”不是物联网三层结构的标准术语，错误。
D选项感知层、网络传输层和应用层：这是物联网系统最常见的三层结构，也被称为“物联网三层架构”：

• 感知层：负责数据采集和识别，利用传感器、RFID、摄像头等设备。
• 网络传输层：负责将感知层获取的数据通过各种通信方式（如Wi-Fi、5G、以太网等）传输至应用层。
• 应用层：面向用户，处理数据并提供具体服务，如智能家居、智慧城市、工业自动化等。

因此，正确答案为：D. 感知层、网络传输层和应用层。