物聯(lián)網產品入門之物聯(lián)網架構

物聯(lián)網相關數(shù)據可以存儲在物聯(lián)網網絡中的多個位置。物聯(lián)網網絡和基于云的系統(tǒng)中的傳感器、網關和本地設備可以存儲不同數(shù)量的數(shù)據。

云計算

圖 2-1 中間的云計算層在生態(tài)系統(tǒng)中占據著重要地位，可以存儲大量信息，并基于這些數(shù)據做出決策;它可以有效集成來自解決方案各組件的數(shù)據。將云添加到物聯(lián)網還可以提高安全性、可用性、可擴展性和性能，因為云存儲/數(shù)據庫提供商愿意采用這些功能，以幫助他們在相關行業(yè)領域取得成功。

例如，物聯(lián)網智能家居高度依賴云的計算能力。如圖 2-2 所示，智能家居有一個傳感器和家庭連接層，可以從不同的節(jié)點收集數(shù)據，然后將這些信息提供給云服務器，以便做出決策。

邊緣計算

有時候，將物聯(lián)網數(shù)據發(fā)送到云進行處理并沒有什么意義。雖然云可以處理大量數(shù)據，它也有缺點，比如通信延遲。此外，有時云會不可用，或者需要更快的處理周轉時間。

在這些情況下，可以使用邊緣計算。當數(shù)據在傳感器或網關的源端處理和存儲時，就會發(fā)生邊緣計算，而且只有在需要額外處理時，網絡才會使用云。有些終端設備并不總是將數(shù)據發(fā)送回云，而是使用邊緣計算在源端存儲和處理數(shù)據。這有助于為最終用戶提供更實時的體驗，也有助于確保網絡安全。

在功率或帶寬受到限制時，邊緣計算尤其有用。使用傳感器在網絡邊緣對數(shù)據流實施有用處理可以降低功耗，并更有效地使用帶寬。邊緣計算不會將可識別身份的信息發(fā)送至云，而是在源端存儲和處理，這有助于保護用戶的隱私。隨著物聯(lián)網技術不斷發(fā)展，延遲逐漸成為更大的問題，邊緣計算將變得更加普及，以實現(xiàn)實時處理。

審視物聯(lián)網架構

一些物聯(lián)網應用已經成熟，比如無線控制家用恒溫器或使用手機打開車門。但未來，物聯(lián)網的潛在應用將更加廣泛，規(guī)模也更大。試想一下，使用手機尋找停車位，或者您的冰箱清楚什么時候需要補充物品并自動下單;橋梁和其他基礎設施中的傳感器會在需要維修或維護時自動通知工程師;當您非常接近高度傳染性疾病患者或者有害物質或環(huán)境時，定位技術會通知您，這會是怎樣一種體驗。這些未來應用將需要能夠在后臺進行大量數(shù)據傳輸和處理的物聯(lián)網架構平臺。

這種物聯(lián)網平臺/架構由幾個內部連接層組成(參見圖 1-1)。我們來詳細了解一下物聯(lián)網平臺各連接層中的各個組件：

傳感器和執(zhí)行器：物聯(lián)網傳感器和執(zhí)行器用于測量溫度、聲音、濕度和振動等。在典型的物聯(lián)網智能家居中，恒溫器等智能設備都具有嵌入式通信單元，可連接至家庭網絡。恒溫器中的傳感器和執(zhí)行器可將這些物理測量值轉換為驅動系統(tǒng)的電氣值。

物聯(lián)網網關：網關在本地網絡和英特網之間傳送數(shù)據。首先，接收傳感器和執(zhí)行器的電子值，然后使用網絡協(xié)議將其上傳至本地網絡，如藍牙、藍牙低功耗 (BLE)、蜂窩、LoRaWAN、Thread、Wi-Fi 或 ZigBee。網關會創(chuàng)建一個網狀骨干網來分發(fā)收集到的數(shù)據，并向設備發(fā)送響應。

云基物聯(lián)網平臺：通過網關傳輸?shù)臄?shù)據存儲在云基物聯(lián)網平臺或公司的數(shù)據中心，并在那里進行處理。然后，可利用這些數(shù)據執(zhí)行智能操作和制定決策。

應用：最后，物聯(lián)網設備的數(shù)據可用于各種應用，以幫助人們或組織做出更明智的決定或采取具體措施。這些應用可將云端信息推送至智能手機、平板電腦或計算機上的應用。應用層對用戶來說最重要，因為它是用戶與物聯(lián)網網絡的接口，允許用戶控制和監(jiān)控物聯(lián)網系統(tǒng)的許多要素，有時還可以實現(xiàn)實時控制和監(jiān)控。