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        • 物聯網開發入門之架構篇

          adinnet / 2019-08-26 15:15 /用戶研究

          或許“智慧城市”等概念聽起來很大很遙不可及,但它正在悄然的改變著我們的生活:二維碼點菜、實時追蹤快遞、實時掌握心率、每天監測睡眠質量、自助掛號、遠程監控貓主子……

          從PC互聯網到移動互聯網都是人與人的連接,物聯網(IoT)則是將身邊的所有東西、事件都連接在互聯網上。智慧醫療、智慧交通、智慧政務等等都是要基于物聯網,只有相關物體或事件連接到互聯網以后產生了數據才有智慧的可能。

          架構?先從控制家里的燈說起……

          從tb買了一個智能燈泡,然后:

          1. 【通電】-將燈泡擰到了燈口;

          2. 【應用】-掃描說明書的二維碼下載APP;

          3. 【配網】-按照說明通過APP和燈進行交互使設備聯網;

          4. 【鑒權】(如果成功,用戶無法感知)-設備聯網后設備請求接入服務,應用層會根據鑒權規則確認設備是否可以接入,允許接入后設備成功接入服務。

          5. 【使用】-在APP上控制燈的顏色、燈的亮度、燈的開關,充分享受物聯網帶來的便捷。

          看起來很簡單是不是,但這么幾個簡單的操作在這么多平臺轉了一圈:

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          解釋2個概念:

          1. 【配網】指的是將設備連接到互聯網上,有的設備通過家用wifi入網,比如家里的攝像頭;有的通過藍牙入網,比如手環;有的通過zigbee網關入網,比如智能路燈,具體入網方式和設備所要處理的業務、位置有關,整體從耗電量、通信范圍、數據上傳下載量等多個維度平衡選擇。

          2. 【鑒權】指設備接入應用層的時候需要確認是不是擁有應用層發給你的標識,舉個例子:拿著身份證在國內暢行無阻,但你要拿著身份證出國就有問題了,國外不承認【身份證識別合法居民】這個規則,只有護照人家才承認。

          以上例子中,燈泡屬于【感知層】,如何配網屬于【網絡層】,用APP控制燈泡是【應用層】在起作用。

          下面從下往上說說我對每一層的理解。

          感知層

          如果把物聯網的架構比喻成一個人,【感知層】就像我們的視覺、味覺、嗅覺、聽覺等等,他們幫我們度量、定義事和物,比如溫度、濕度、霧霾指數、是否移動、光照度、氣味等等;主要的技術有傳感器技術、射頻識別技術、二維碼技術。

          目前所接觸的智能設備有兩種:

          1. 簡單的單一感知能力的設備,例如煙霧探測器、安裝GPS的防丟水杯等等;

          2. 傳感器、攝像頭等混合并實現聯動的復雜設備。

          第一種設備的廠商非常多,且技術含量越來越低,而第二種設備其實是第一種的設備的組合創新,不僅考驗設備的硬件能力,想要做得好,軟件實力也得跟上。

          網絡層

          【網絡層】也叫傳輸層,它就像我們的身體,感官接收到相應的信息后會經過身體傳輸到大腦,而物聯網的網絡層也會將感知到的信息傳到應用層;網絡層包括各種私有網絡、互聯網、有線和無線通信網等組成。

          日常生活中物聯網的應用雖然廣泛卻總覺得缺乏科技含量,一些貌似黑科技的寶貝要么穩定性差,要么功能做假,也許5G可以解決以上問題。關于5G對物聯網的影響建議讀:吳軍老師的《前牙科技之吳軍講5G》,里邊既有技術脈絡的分析,又有技術成熟后相關應用的設想,既深刻又易懂。

          可以參考《物聯網的數據傳輸及聯網方式》這篇文章。

          應用層

          【應用層】就像我們的大腦,我們會對接收到的信息進行歸類、判斷并作出相應的動作或決定。

          目前應用層的實現大致有兩種:

          1. 煙囪式的實現,即一套軟件解決一類設備,優點是成本低、工期短,缺點是可擴展性差;

          2. 搭建SaaS、PaaS、IaaS架構,優點是可擴展性好,缺點是成本高(但可以通過尋求合作伙伴解決)。

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          煙囪式的實現

          在所有設備都智能化的當代,不加“智能”兩個字就沒有市場,所以很多硬件廠商不得已賣硬件送軟件,所以這樣的系統智能沉淀單一設備的數據,無法大數據化更別提人工智能。

          但實際上這樣的一個個數據孤島并不是少數,或許曾鳴《智能商業》中提到的S2B2C模式可以解決這個問題:廠商(B)借助一個互聯平臺(S)享受數據智能、降低軟件成本、精準對C端用戶營銷,互聯平臺(S)借助數量龐大的各類型的廠商(B)沉淀數據并衍生其他服務進一步助力廠商(B)。

          云計算架構:SaaS、PaaS、IaaS

          SaaS、PaaS、IaaS是云計算提出的架構,而云計算是實現物聯網的技術之一,再延伸的說:人工智能依賴于大數據,大數據依賴于人聯網、物聯網,而這些都依賴于云計算。所以從云計算的這個架構去看物聯網是這樣的:

          SaaS(Software as a Service)強調應用即服務,我們用來控制燈、窗簾、音響的軟件都是SaaS層。

          PaaS(Platform as a Service)強調平臺即服務,平臺層不關系你是燈還是窗簾,只知道你這類型的【物】有12個不同類型的屬性,真正連接了1324個設備,那個類型的【物】有6個不同類型的屬性,真正連接了34個設備。什么物模型、物影子、規則引擎、物接入等概念都在這一層實現。

          IaaS(Infrastructure as a Service)強調基礎設施即服務,燈的色溫值是什么,電飯煲的煮飯方式是什么,窗簾是開是關,這些數據都是要存儲在數據庫中。

          平臺層在幾秒內找到目標設備等動作是需要計算能力的。而承載這些數據庫、計算能力的都是真實的硬件資源。IaaS層就是要調度、計算哪些工作需要多少資源,什么彈性伸縮、擴縮容都是這一層做的事情。

          從實現的角度來看,每一層到底要實現什么功能沒有統一的標準,設備所屬的行業、當前的技術水平、具體的業務要求、是2B的還是2C的等等這些因素都決定著每一層要承載的功能。

          寫在最后

          本文只是簡單的概述物聯網的大概架構,目前隨著物聯網應用的不斷深入,我們已經看到概念已經從IoT變成了AIoT,智慧城市也有了智慧大腦、城市神經中樞等概念,也許這一切只是剛剛開始……

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