物联网构架模型

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概述

物联网已经从默默无闻到人尽皆知,我们现在周边的生活都已经离不开物联网了,10几年前,在公司内部的交流会中,我们公司的一位博士第一次给我提及M2M这个名称,当时就被这个产业所震撼而折服。我们就成立了物联网事业部开始对这个产业进行跟踪合学习。

在1999年,麻省理工学院(MIT)自动识别中心(Auto-ID Center)的联合创始人凯文·阿什顿(Kevin Ashton)向宝洁(P&G)的演讲中首次提到了物联网。物联网从M2M通信演变而来,即机器通过网络相互连接,而无需人工交互。M2M是指将设备连接到云,对其进行管理并收集数据。将M2M提升到一个新的水平,物联网是一个由数十亿智能设备组成的传感器网络,这些设备连接人员,系统和其他应用程序以收集和共享数据。作为其基础,M2M提供了支持物联网的连接性

简而言之,物联网是将任何设备(只要它具有开/关开关)连接到Internet和其他连接设备的概念。物联网是一个由互联事物和人组成的庞大网络,所有这些网络都收集和共享有关其使用方式以及周围环境的数据。随着物联网技术的普及和发展,人们越来越从中获得更多的收益,企业重新思考处理事情的逻辑和方式开始了数字化转型之路,消费者使用物联网的习惯逐渐养成,在工作、生活、学习等场景的依赖感越来越强,从而减少资源浪费,节约时间,生活品质的逐步提升。

构架模型的意义

但是物联网所涉及的领域和范围太广,由于物联网也没有国际兼容的标准,由于物联网场景的丰富多彩,没有一种技术和标准可以涵盖所有的场景,每个标准都有其特殊的场景和应用范围,例如6LoWPAN(低功耗无线个人局域网 )用于家庭自动化、LoRaWAN用于智慧城市、ZigBee的(IEEE)802.15.4标准用于工业环境、LiteOS是用于无线传感器网络的类Unix操作系统

因为物联网是由很多不同的机能组合起来,为了要让整个机能充分而有效的工作,需要有一个可持续的物联网生态系统,这个系统需要包含四个构建块:功能性、可扩展性、可用性和可维护性,尤其是可扩展性非常关键,因为系统需要能够与组织或项目的需求一起增长。虽然没有一个统一的标准,但是为了让物理网能有效的持续健康发展,需要大家共事一个整体的框架体系,让开放人员在设计产品的时候遵循同样的模型进行开放,类似ISO国际标准化组织OSI参考模型,让大家按共同的远景去研发各自的产品。

物联网架构有三层和四层之说,体系结构层的复杂性和数量根据手头的特定业务任务而有所不同。四层架构是标准和最广泛接受的格式。三层架构指的是:应用层、传输层、感知层;四层在三层的基础上,将应用层拆分变为:应用层(各种场景的应用软件)、处理层(边缘计算,机器学习和算法)、传输层(互联网网关)、感知层(各种传感器和终端产品)。

物联网四层模型

物联网4层架构

感知层

任何物联网系统最基础的是各类传感器和执行器用来感知物理世界的信息,如果没有这些最基础的设备存在,物联网实现就不会有任何意义。这些可以是无线传感器,他们对环境做出反应,并使收集的数据可用于分析,也可以是执行器或继电器和开关,因为它们能够以显着的方式与环境相互作用。例如,它们可用于在水达到一定水位时关闭阀门,或者简单地在太阳升起时关闭灯。

传输层(网络层)

传输层提供了数据在整个应用程序中的接口通信方式。该层包含数据采集系统 和网关。数据采集执行数据聚合和转换功能(从传感器收集和聚合数据,然后将模拟数据转换为数字数据等),物联网网关将智能设备和网络设备连接进行数据的传输。

处理层

预处理和增强的数据分析,鉴于物联网系统收集的大量数据以及随之而来的带宽需求,边缘IT系统在减轻核心IT基础设施的压力方面发挥着至关重要的作用。边缘IT系统采用机器学习和可视化技术从收集的数据中生成关键指标,机器学习算法提供对数据的分析和执行依据,而可视化技术用易于理解的方式呈现数据。

应用层

应用层是用户与物联网设备进行交互的层,它负责向用户提供特定于应用程序的服务,这可以是智能家居的操作,用户点击按钮或说话让窗帘打开或关闭;也可以是智慧停车时候让停车的起落架降低;或是在云位仓中进行的按钮进行盘点的工作。

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