物联网设备通信

一、物联网发展史

1、物联网 = 互联网 + 物

物联网定义

  • 把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别、运作与管理功能的网络

互联网本质上已经实现了人与人、人与信息的连接,接下来就是人与人本身、人与物的连接了。看目前的发展趋势,我们也能很清楚的知道,物联网是互联网发展的必然趋势。这种万物互联的愿景和趋势,无疑会深刻改变我们的生活。

物联网发展趋势必然和互联网一样,会迅速到达一个最高点,然后进入泡沫期,最终趋于稳定成熟期,所以在什么时候入场,这个决策很重要。现在的物联网基本都是通过人去操作,极少部分是通过物识别人。

物联网的趋势大概率就是物识人到物识物。例如最近阿里云在爱玛电动车上实施的无感解锁方案,对骑行体验是颠覆性的。

二、物联网三层架构

第一层是设备层,对应各种物联网硬件设备,主要关注的是通信技术

第二层是网络层,主要关注的是设备与物联网平台的通信协议,底层依旧是TCP/IP协议,对于物联网开发人员,这块需要了解HTTPMQTTAMQP等网络协议,知道它们的适用场景

第三层是应用层,基本就是对应业务逻辑,和一般APP开发没有多大区别,唯一的区别就是物联网行业,海量数据处理是必须的,包括其中的数据分析以及AI在其中的落地。

三、物联网通信技术

在某种可到通信的媒介下,使用一种可控的协议,使终端与硬件设备端交换数据。

关键字:通信媒介、传输协议、交换数据。

  • 物理层(真实媒介):蓝牙、红外、声波、WiFi、网口、串口等

  • 传输层协议:TCP UDP

  • 应用层协议:ModBus、MQTT、私有协议等

  • 交换数据(透传):业务类数据交互(在协议体内)

四、物联网网关,边缘计算是否很重要

1、网关

并不是所有物联网设备都能直接接入互联网,直接和云平台通信的,例如传感器。这个时候网关的作用就体现了

或者例如冷库,冷库环境很复杂,库房内部的蜂窝网络信号一般都很差,因为要增强保温性能,墙壁势必做的很厚,而且库房一般位于郊区,所以设备在这个环境下,直接连接蜂窝网络有点不现实,一般都通过在稳定网络信号的地方部署物联网网关,让设备间接联网。

网关通信示意图

网关中一般会存储和设备的配置信息,防止因网络临时故障导致设备数据丢失。还有安全性相关,例如本地身份认证、数据加密传输,网关还能接入运营商专网接入。

2、边缘计算

因为海量设备入网,数据处理是一个急需解决的问题,如果都给云平台去处理,那么云平台挑战很大,毕竟要考虑到网络延迟和带宽等的影响。而且有些数据是机密的,上传到云平台会给用户带来很大的风险。

所以,现在行业内已经开始尝试将云平台上的部分计算服务,下沉到靠近数据发生地的“边缘设备”上进行,这就是边缘计算的由来,而物联网网关是边缘计算中最轻量级的解决方案的关键。

需要考虑的点

  • 安全、隐私

  • 自治能力。当网关与云平台的通信中断时,这种情况不应该影响网关处理数据的计算任务,和对物联网设备的管理

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