物聯網在我們周圍. 健身樂隊計算我們的步驟. 智能恆溫器在我們到達之前將房間推到設定的溫度. 寵物項圈上的標籤告訴我們它在哪裡徘徊. 在工廠, 物聯網傳感器 收聽電動機並捕捉奇怪的振動. 每個設備都是一個小的聲音發送數據. 挑戰不是讓一個設備談話. 挑戰是建立一個收集的系統, 移動, 保護, 並將數據變成動作.
這就是物聯網體系結構的來源. 將其視為顯示系統中的內容以及零件如何一起工作的藍圖. 具有清晰的體系結構, 團隊的摩擦尺度較小, 確保數據安全, 並避免在操作過程中出乎意料的問題.
本指南使事情保持實用. 我們從簡短的觀察本身開始, 然後進入組件, 常見的六層模型, 實際項目中使用的四階段流, 以及您選擇自己的道路時重要的因素.
什麼是物聯網?
物聯網是一個可以感知世界並共享數據的連接對象網絡. 對象可以是跟踪器, 感應器, 智能電錶, 相機, 穿戴式裝置, 和線上的機器. 有些唯一的措施. 有些還通過執行器（例如閥門）對命令作用, 繼電器, 或電動機. 他們收集的數據范圍從溫度或位置等數字到音頻和視頻. 一旦捕獲數據, 它移至存儲它的軟件, 分析它, 並將其呈現給人或其他系統. 價值不是小工具. 值是傳感的閉環, 決定, 和表演.
什麼是物聯網架構?
物聯網體系結構是結構性藍圖，它定義了所有這些 物聯網設備, 物聯網網絡, 平台, 和應用程序相互作用. 它顯示了數據如何從物理世界流動 (通過設備), 跨網絡旅行, 被處理, 終於變成了見解.
架構不僅是零件列表. 這些部分如何一起工作. 傳感器或標籤本身就是硬件. 但是當它連接到邊緣設備時, 通過網關傳輸, 並出現在儀表板上 - 這是一個正在行動的架構.
良好的體系結構可確保系統可擴展, 安全的, 和可互操作. 它允許企業發展自己的物聯網部署，而不必重建所有內容.
物聯網體系結構的組成部分是什麼?
查看系統的一種簡單方法是通過四個主要組件. 大多數企業部署都存在.
安全和管理組件
安全觸摸堆棧的每個部分. 設備需要受保護的固件和強大的身份. 網絡需要加密和訪問控制. 平台需要基於角色的權限, 審計, 和連續監視. 管理層坐在安全旁邊，因為操作永遠不會停止. 您需要提供的方法, 配置, 更新, 和大規模退休設備. 您還需要觀察健康和表現的可觀察性.
應用和分析組件
這是數據變成價值的地方. 申請收集, 過程, 並可視化信息. 分析可以是基本閾值或高級模型，例如異常檢測和預測. 輸出進入儀表板, 警報, 或其他系統中的自動操作. 在許多團隊中，這部分還包括對上下文的看法, 不僅圖表. 例如, 人們在商店中流動熱圖或泵的預測維護評分.
集成組件
基礎架構是生成和移動數據的物理和虛擬圖層. 它包括傳感器, 標籤, 執行者, 閘道, 和鏈接它們的網絡. 短距離連通性 藍牙 或者 無線上網 適合房間和地板. LTE-M等遠程選項, 窄頻物聯網, 或者 洛拉萬 西裝校園和城市. 正確的選擇取決於範圍, 力量, 帶寬, 和成本.
集成組件
集成將物聯網成果與業務系統聯繫起來. 數據可能會流到ERP, CRM, 維護系統, 或自定義應用程序. 諸如消息經紀和API之類的中間件使交易所組織和可靠. 沒有整合, 見解留在屏幕上，永遠不會達到需要更改的過程.
6 物聯網體系結構層
層幫助團隊分割工作並思考界面. 這些名稱各不相同, 然而，想法重疊.
設備層
所有傳感器和智能設備都住在這裡. 傳感器從物理世界中捕獲事實. 跟踪器提供實時位置更新. 執行器根據命令或邏輯執行操作. 設備可能很簡單且電池供電, 或與本地計算的複雜. 他們定義了系統的邊緣.
網絡層
該層包括網絡硬件和通信方法. 它將數據從設備移至系統的其餘部分，然後返回命令回到字段. 選擇包括個人區域網絡, 本地網絡, 和廣域網絡.
數據層
一旦傳輸數據, 它必須去某個地方. 數據層包括數據庫, 存儲平台, 和數據湖. 它負責以結構化的方式持有數據以進行以後分析或處理.
分析層
這是原始數據成為洞察力的地方. 演算法, 機器學習模型, 和分析引擎住在這裡. 例如, 該層可能檢測到異常, 預測趨勢, 或推薦基於傳感器讀數的操作.
應用/集成層
這是物聯網的面向用戶方面. 它包括移動應用, 儀表板, 蜜蜂, 以及其他幫助用戶與物聯網數據進行交互的工具. 它還與外部系統（例如業務應用程序或自動化工具）連接.
安全與管理層
與其他層不同, 這個削減了其他所有. 安全不是孤立的. 每一層, 是設備還是雲, 需要自己的保護: 加密, 驗證, 安全引導, 存取控制, 還有更多.
4 物聯網體系結構的階段
除了分層模型, 查看物聯網體系結構的另一種方法是通過其部署階段, 在計劃現實世界系統時特別有用:
裝置
這是一切開始的地方. 傳感器或執行器收集環境數據或執行操作. 他們可能是可穿戴設備, 相機, 工業傳感器, 或智能標籤.
互聯網網關
設備通常不會直接連接到雲. 他們首先將數據發送到本地網關. 這些網關處理協議轉換, 初始過濾, 和安全的雲輸送.
邊緣計算
而不是將所有內容髮送到雲, 邊緣設備可以在本地處理一些數據. 這會減少帶寬並加快反應時間.
雲或數據 中心
最後一站. 在雲中, 數據存儲, 可視化, 並大規模分析. 複雜的任務（例如AI模型培訓或深度趨勢分析）通常會在此處進行.
選擇物聯網體系結構時的因素
設計物聯網系統不僅是技術. 您還需要將體系結構與您的實際需求相匹配. 這是要考慮的四個關鍵因素:
可擴展性
您的第一個部署可能很小. 但是該系統以後可以處理數百或數千台設備? 尋找支持水平和垂直縮放的平台.
資料處理
數據將在哪里處理, 在邊緣, 在雲中, 或兩者兼而有之? 混合方法通常效果最好. 使用邊緣進行時間敏感的任務, 雲進行更深入的分析.
互操作性
物聯網環境充滿了混合設備和供應商. 確保您的體系結構支持開放標準, 共享數據格式, 和API. 避免供應商鎖定.
安全
安全必須從一開始就設計. 從防篡改傳感器到端到端加密和雲訪問控制, 每一層都需要自己的保護.
結論
物聯網是強大的. 但這僅與背後的建築一樣強大. 一個好的體系結構連接設備, 處理數據, 與您的業務集成, 並確保一切安全. 無論您是設計智能工廠, 部署醫療傳感器, 或只是自動化建築物, 使架構正確的是使其一切正常的原因. 從目標開始. 繪製您的圖層. 選擇擴展的工具. 確保一切. 然後讓您的物聯網系統成長, 適應, 並提供真正的價值.
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