物联网在我们周围. 健身乐队计算我们的步骤. 智能恒温器在我们到达之前将房间推到设定的温度. 宠物项圈上的标签告诉我们它在哪里徘徊. 在工厂, 物联网传感器 收听电动机并捕捉奇怪的振动. 每个设备都是一个小的声音发送数据. 挑战不是让一个设备谈话. 挑战是建立一个收集的系统, 移动, 保护, 并将数据变成动作.
这就是物联网体系结构的来源. 将其视为显示系统中的内容以及零件如何一起工作的蓝图. 具有清晰的体系结构, 团队的摩擦尺度较小, 确保数据安全, 并避免在操作过程中出乎意料的问题.
本指南使事情保持实用. 我们从简短的观察本身开始, 然后进入组件, 常见的六层模型, 实际项目中使用的四阶段流, 以及您选择自己的道路时重要的因素.
什么是物联网?
物联网是一个可以感知世界并共享数据的连接对象网络. 对象可以是跟踪器, 传感器, 智能电表, 相机, 可穿戴设备, 和线上的机器. 有些唯一的措施. 有些还通过执行器（例如阀门）对命令作用, 继电器, 或电动机. 他们收集的数据范围从温度或位置等数字到音频和视频. 一旦捕获数据, 它移至存储它的软件, 分析它, 并将其呈现给人或其他系统. 价值不是小工具. 值是传感的闭环, 决定, 和表演.
什么是物联网架构?
物联网体系结构是结构性蓝图，它定义了所有这些 物联网设备, 物联网网络, 平台, 和应用程序相互作用. 它显示了数据如何从物理世界流动 (通过设备), 跨网络旅行, 被处理, 终于变成了见解.
架构不仅是零件列表. 这些部分如何一起工作. 传感器或标签本身就是硬件. 但是当它连接到边缘设备时, 通过网关传输, 并出现在仪表板上 - 这是一个正在行动的架构.
良好的体系结构可确保系统可扩展, 安全的, 和可互操作. 它允许企业发展自己的物联网部署，而不必重建所有内容.
物联网体系结构的组成部分是什么?
查看系统的一种简单方法是通过四个主要组件. 大多数企业部署都存在.
安全和管理组件
安全触摸堆栈的每个部分. 设备需要受保护的固件和强大的身份. 网络需要加密和访问控制. 平台需要基于角色的权限, 审计, 和连续监视. 管理层坐在安全旁边，因为操作永远不会停止. 您需要提供的方法, 配置, 更新, 和大规模退休设备. 您还需要观察健康和表现的可观察性.
应用和分析组件
这是数据变成价值的地方. 申请收集, 过程, 并可视化信息. 分析可以是基本阈值或高级模型，例如异常检测和预测. 输出进入仪表板, 警报, 或其他系统中的自动操作. 在许多团队中，这部分还包括对上下文的看法, 不仅图表. 例如, 人们在商店中流动热图或泵的预测维护评分.
集成组件
基础架构是生成和移动数据的物理和虚拟图层. 它包括传感器, 标签, 执行者, 网关, 和链接它们的网络. 短距离连通性 蓝牙 或者 Wi-Fi 适合房间和地板. LTE-M等远程选项, 窄带物联网, 或者 洛拉万 西装校园和城市. 正确的选择取决于范围, 力量, 带宽, 和成本.
集成组件
集成将物联网成果与业务系统联系起来. 数据可能会流到ERP, CRM, 维护系统, 或自定义应用程序. 诸如消息经纪和API之类的中间件使交易所组织和可靠. 没有整合, 见解留在屏幕上，永远不会达到需要更改的过程.
6 物联网体系结构层
层帮助团队分割工作并思考界面. 这些名称各不相同, 然而，想法重叠.
设备层
所有传感器和智能设备都住在这里. 传感器从物理世界中捕获事实. 跟踪器提供实时位置更新. 执行器根据命令或逻辑执行操作. 设备可能很简单且电池供电, 或与本地计算的复杂. 他们定义了系统的边缘.
网络层
该层包括网络硬件和通信方法. 它将数据从设备移至系统的其余部分，然后返回命令回到字段. 选择包括个人区域网络, 本地网络, 和广域网络.
数据层
一旦传输数据, 它必须去某个地方. 数据层包括数据库, 存储平台, 和数据湖. 它负责以结构化的方式持有数据以进行以后分析或处理.
分析层
这是原始数据成为洞察力的地方. 算法, 机器学习模型, 和分析引擎住在这里. 例如, 该层可能检测到异常, 预测趋势, 或推荐基于传感器读数的操作.
应用/集成层
这是物联网的面向用户方面. 它包括移动应用, 仪表板, 蜜蜂, 以及其他帮助用户与物联网数据进行交互的工具. 它还与外部系统（例如业务应用程序或自动化工具）连接.
安全与管理层
与其他层不同, 这个削减了其他所有. 安全不是孤立的. 每一层, 是设备还是云, 需要自己的保护: 加密, 验证, 安全引导, 访问控制, 和更多.
4 物联网体系结构的阶段
除了分层模型, 查看物联网体系结构的另一种方法是通过其部署阶段, 在计划现实世界系统时特别有用:
设备
这是一切开始的地方. 传感器或执行器收集环境数据或执行操作. 他们可能是可穿戴设备, 相机, 工业传感器, 或智能标签.
互联网网关
设备通常不会直接连接到云. 他们首先将数据发送到本地网关. 这些网关处理协议转换, 初始过滤, 和安全的云输送.
边缘计算
而不是将所有内容发送到云, 边缘设备可以在本地处理一些数据. 这会减少带宽并加快反应时间.
云或数据 中心
最后一站. 在云中, 数据存储, 可视化, 并大规模分析. 复杂的任务（例如AI模型培训或深度趋势分析）通常会在此处进行.
选择物联网体系结构时的因素
设计物联网系统不仅是技术. 您还需要将体系结构与您的实际需求相匹配. 这是要考虑的四个关键因素:
可扩展性
您的第一个部署可能很小. 但是该系统以后可以处理数百或数千台设备? 寻找支持水平和垂直缩放的平台.
数据处理
数据将在哪里处理, 在边缘, 在云中, 或两者兼而有之? 混合方法通常效果最好. 使用边缘进行时间敏感的任务, 云进行更深入的分析.
互操作性
物联网环境充满了混合设备和供应商. 确保您的体系结构支持开放标准, 共享数据格式, 和API. 避免供应商锁定.
安全
安全必须从一开始就设计. 从防篡改传感器到端到端加密和云访问控制, 每一层都需要自己的保护.
结论
物联网是强大的. 但这仅与背后的建筑一样强大. 一个好的体系结构连接设备, 处理数据, 与您的业务集成, 并确保一切安全. 无论您是设计智能工厂, 部署医疗传感器, 或只是自动化建筑物, 使架构正确的是使其一切正常的原因. 从目标开始. 绘制您的图层. 选择扩展的工具. 确保一切. 然后让您的物联网系统成长, 适应, 并提供真正的价值.
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