02.IoT技术架构设计

智能控制模块02.IoT技术架构设计
背景
因作者在⼯作的前⼏年在做跟硬件相关的内容。所以,对于IoT技术进⾏了⼀些理解。在2018年的时候总结出来,并进⾏了⼀些通⽤型IoT项⽬的思考。在这⾥公开出来。
本⽂原先为PPT,这⾥将PPT内容粘贴出来并对其中内容进⾏⼀些简要的⽂字描述。PPT以五个部分为基础进⾏说明:技术⽅向,技术选型,架构设计,概要设计,环境准备。怎么自制纳米胶
技术⽅向
Gartner分析结论
世界著名的IT咨询公司对于IoT的评价以及分析。Gartner对于IoT的前景还是⽐较看好的。祛痘灵
物联⽹产业四层价值链
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物联⽹的技术体系主要包括四个层次:感知与控制层、⽹络层、平台服务层、应⽤服务层。物联⽹平台是物联⽹产业链的枢纽,向下接⼊分散的物联⽹传感层,汇集传感数据,向上⾯向应⽤服务提供商提供应⽤开发的基础性平台和⾯向底层⽹络的统⼀数据接⼝,⽀持具体的基于传感数据的物联⽹应⽤。 ⽬前物联⽹平台可以部署在企业私有云和物联⽹⼚商的公有云上。
感知与控制层: 通过从传感器、计量器等器件获取环境、资产或者运营状态信息,在进⾏适当的处理之后,通过传感器传输⽹关将数据传递出去;同时通过传感器接收⽹关接收控制指令信息,在本地传递给控制器件达到控制资产、设备及运营的⽬的。 在此层次中,感知及控制器件的管理,传输与接收⽹关,本地数据及信号处理是重要的技术领域。烫光机
通信⽹络层: 通过公⽹或者专⽹以⽆线或者有线的通讯⽅式将信息、数据与指令在感知控制层与平台及应⽤层之间传递。 主要由运营商提供的各种⼴域 IP 通信⽹络组成,包括 ATM、xDSL、光纤等有线⽹络,以及 GPRS、 3G、 4G、 NB-IoT 等移动通信⽹络。
平台服务层: 物联⽹平台是物联⽹⽹络架构和产业链条中的关键环节,通过它不仅实现对终端设备和资产的“管、控、营”⼀体化, 向下连接感知层, 向上⾯向应⽤服务提供商提供应⽤开发能⼒和统⼀接⼝。并为各⾏各业提供通⽤的服务能⼒,如数据路由、数据处理与挖掘、仿真与优化、 业务流程和应⽤整合、通信管理、 应⽤开发、设备维护服务等。
应⽤服务层: 丰富的应⽤是物联⽹的最终⽬标,未来基于政府、企业、消费者三类体将衍⽣出多样化物联⽹应⽤,创造巨⼤社会价值。 根据企业业务需要,在平台服务层之上建⽴相关的物联⽹应⽤,例如: 城市交通情况的分析与预测;城市资产状态监控与分析;环境状态监控、分析与预警(例如:风⼒、⾬量、滑坡);健康状况监测与医疗⽅案建议等等。
技术前提
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左图为开放组体系结构框架(TOGAF)中的架构开发⽅法(ADM)。参照这个⽅法做架构设计⽅法需要在设计之前做需求的了解。整体业务架构,业务⽅向等了解。
从业务架构与业务⽅向初步判断,右侧箭头中的:硬件设备,设备通信,IOT平台,业务场景。其中橙⾊部分为我们会涉及到的整体解决⽅案。设备通信部分借助通信运营商或者⾃建⽹络完成。
IOT技术选型
技术需求--整体架构分层
每个企业的商业模式都不相同,系统平台需要能够适应企业层中特异化的业务所造成的系统的不同。
技术需求--设备层
技术需求--通信层0
根据IOT场景的不同可以使⽤不同的设备通信⽅式完成。例如:城市环卫,车载设备使⽤NB-IoT,因为范围较⼤,设备还可能在移动。家⽤设备可能使⽤Wifi,⼀个家庭范围⽐较⼩,⽹络带宽要求⾼等等
上图中说明设备通信中的解决⽅案。此图中没有说明通信功率,可以简单的说明传输带宽越⾼,通信功耗越⾼。功耗说明设备在⽤电池供电时所能⽀撑的最长时间。
技术需求--通信层1
在物联⽹协议中,我们⼀般分为两⼤类,⼀类是传输协议,⼀类是通信协议。传输协议⼀般负责⼦⽹内设备间的组⽹及通信;通信协议则主要是运⾏在传统互联⽹TCP/IP协议之上的设备通讯协议,负责
设备通过互联⽹进⾏数据交换及通信。
技术需求--通信层2
DDS(Data Distribution Service for Real-Time Systems),⾯向实时系统的数据分布服务,适⽤范围:分布式⾼可靠性、实时传输设备数据通信。⽬前DDS已经⼴泛应⽤于国防、民航、⼯业控制等领域。应⽤于国防数据⼴播性下发的能⼒。
MQTT是⼀种基于发布 / 订阅 (publish/subscribe) 模式的 “轻量级” 通讯协议,该协议构建于 TCP/IP 协议上。与DDS相⽐实时性与服务发现⽅⾯的内容。
⼀般情况下会使⽤MQTT协议,配合动态发现⽤来完成整体通信。
右图为业界在IOT协议的使⽤情况,之后可以参考张图完成IOT协议选择。

本文发布于:2024-09-25 00:40:26,感谢您对本站的认可!

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