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使物联网网关开发人员能够快速将新应用程序推向市场,从而缩短上市时间、开发成本和设计风险。
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物联网的基本要素_如何部署物联网解决方案

发表时间:2023-06-02 13:30

  物联网可以为企业带来巨大的利益。它将各种设备、传感器、机器连接到互联网,允许组织实时收集和分析数据,自动化工作程序,以提高效率。物联网的运营从根本上是基于物联网硬件、网络、计算能力、软件工具和技术栈。为了更好地构建物联网项目,我们建议您首先了解基本组件(终端设备、网关、PaaS、SaaS、设备到云消息队列)。他们是什么关系?

  终端设备

  旨在与云通信的终端设备,包括智能传感器、智能可穿戴设备、智能执行器等。它们从环境中收集原始数据,对其进行处理,并传输到中间件网关,以便进一步将数据上传到云,用于数据分析和远程控制。

  传感器的种类非常广泛。我们可以根据它的使用场景进行分类。例如,在家庭和建筑自动化中使用的传感器可以包括光传感器、泄漏(水和气体)传感器、门传感器、烟雾探测器、RIP传感器、温度和湿度传感器等。您可以查看更多物联网智能传感器

  物联网网关

  物联网网关在整个物联网框架中起着非常重要的作用。主要用于不同设备和系统之间的数据交换和协议转换。一;一个物联网网关能够转换不同的协议、数据格式和通信方法,以便终端设备能够与云通信。以电子产品制造中的温度监控为例:为了保持制造设备正常运行并满足PCBA组装要求,必须达到要求的车间标准才能开始生产。另一方面,它会影响电子产品的最终质量,导致投资时间和金钱的损失。这对于SMT表面安装技术尤其重要。您可以了解更多关于的详细信息物联网如何帮助温度监控


  通信协议

  协议对于物联网中的数据传输和交换具有重要意义。终端设备和网关通常使用这些协议:BLE,Zigbee,Z-Wave,LoRaWAN等。在网关解析数据之后,它以另一种协议(如无线WiFi/蜂窝或有线以太网)将信息发送给PaaS。为什么物联网有不同的协议?

  终端设备成本相对较低

  组织使用大量的物联网传感器来收集数据,它们无处不在,并且需要低成本。这就决定了大多数终端设备都是内存小,价格便宜,通过01序列反复处理信息,无法像PaaS服务器一样存储多种底层语言。

  终端设备是低功率的

  对于终端设备,低功耗是关键。一些传感器部署在偏远地区,它们总是处于睡眠模式,只有在必要时才会醒来,如当温度超过设置时发送警报信息。由于这种不常见的无线电传输设计,终端设备能够节省能量并长时间工作。因此,他们也更喜欢低功耗协议,如BLE(蓝牙低功耗),Zigbee,LoRaWAN等。

  可量测性

  如上所述,终端设备和网关之间使用的协议语言通常是BLE、Zigbee、LoRaWAN等。这提供了高度的可扩展性和灵活性,因为终端设备可以根据其部署策略、功耗要求、安全性或成本选择不同的协议。

  增强的安全性

  在终端设备和网关之间或者网关到PaaS之间传输的信息可能是高度隐私的。因此,需要额外数据验证来确保数据安全。显然,使用不同的协议是建立安全保护机制的好方法。

  更容易维护

  使用不同的通信协议将使下行系统更易于管理和维护。开发人员可以利用不同的协议框架(已经过测试和验证)来编写相关的应用程序。这提高了开发和维护的简易性。

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  平台即服务

  PaaS是基于云的可组合开发服务,通常由大型云服务提供商提供。PaaS包含一个完整的技术堆栈生态系统,内置硬件和软件的软件组件,如运行时库、工具、应用程序、电子邮件和HTTP服务器。PaaS使开发人员能够将更多的时间集中在创建应用程序上,而不是担心基础设施、存储、软件升级或操作系统。它允许更多的灵活性和定制。

  典型的PaaS例子是图雅智能家居PaaS。客户可以选择他们喜欢的方式来开发OEM应用程序,或者利用他们的物联网应用程序SDK来完成自我开发。无论您选择哪种方式,数据和设备管理都需要一个API。

  图雅智能家居paas

  SaaS(软件即服务)

  SaaS也是基于云的服务。如果你想要现成的方便和易用性,SaaS显然是最好的选择。你不必花时间担心软件托管在哪里,购买服务器和软件的钱也省了。你需要的只是互联网,控制台仪表盘或者API。

  许多大大小小的软件供应商都可以提供SaaS。企业可以使用它进行集中的数据管理,使用人工智能来提高效率,或者在新的地理位置扩大物联网部署,而无需担心基础设施。此外,SaaS提供商将提供软件维护和安全补丁。

  一个受欢迎的SaaS提供商是ThingsBoard。它为用户提供了数据收集和可视化、设备管理以及rest API。

  物联网网关如何向云端发送消息?

  传感器从环境中收集原始数据并传输到网关,网关MCU处理并打包信息,然后通过WiFi发送到云端。但是在应用层,网关如何与云通信?你可能会想到在网络上广泛使用的HTTP(超文本传输协议)。但对于强调低功耗的物联网设备来说,这可能会负担过重且耗电。

  考虑到这个因素,轻量级、机器对机器、发布-订阅MQTT(消息队列遥测传输)是传感器到云通信的最佳选择。MQTT的目标是在低带宽下工作,占用小空间,通过TCP/IP发送消息。MQTT已经广泛应用于智能家居、楼宇自动化和工业自动化。

  MQTT可以在内部设备和设备到服务器之间使用。一个叫做BLE2MQTT使BLE设备能够连接到MQTT代理并与之通信。网关也使用MQTT向云发送数据。以支持BLE的智能电表为例,网关聚合和存储传感器数据,并将数据发布给MQTT代理。当用户需要了解实时能耗情况时,他从MQTT broker订阅。这样,该用户就能够通过基于云的平台即服务(PaaS)或SaaS实现实时能源监控。

  通过MQTT增强安全性

  MQTT可以提供安全保护,防止数据被入侵者攻击。这种发布-订阅消息传递机制允许客户端认证,这认可了双向握手。如果您想增强加密的MQTT消息/数据传输,有一个关于如何使用SSL将网关连接到MQTT代理的指南.

  总结

  众多物联网组件的协调发展是物联网发展的基石。需要在物联网系统中实现数据采集、数据转换、数据传输、数据分析、数据处理,以支持各种“物”产生的信息畅通无阻地流动。因此,物联网网关硬件的重要性不容忽视。

  它可以安装在本地,并设置为在将从多个传感器收集的数据发送到云平台之前执行本地预处理。同时,它作为设备和云之间的安全层,防止恶意攻击和非法访问。

  进一步阅读:物联网项目要素有哪些?如何选择网关设备?

  当您考虑创建物联网生态系统的众多技术和物理元素时,将物联网视为系统的系统是有意义的。企业架构师倾向于构建由边缘设备、应用、传输设备、通信协议和云分析功能组成的集成解决方案,从而构成一个完整运行的物联网系统。因此,创建一个为组织提供真正商业价值的物联网系统有时是一项具有挑战性的任务。


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