物联网如何工作？谈谈物联网架构的基础

从智能农业到智能烤箱，联网设备有潜力解决数百万美元的商业困境和普通人的日常问题。让智能设备真正变革性的是它们能够在一个被称为“物联网”的系统中连接到互联网。

虽然智能烤箱尚未进入主流，但它们只是物联网力量改变我们日常生活的一个小例子。在其最基本的层面上，物联网是一个将任何物体都连接到互联网的系统。因此，互联网充当了媒介，通过它，设备可以相互通信。设备之间的信息交换使它们能够作为物联网系统的一部分相互影响。

物联网应用有两种主要类型：企业和消费者。消费者物联网通常是直接面向消费者销售的产品。市场上的大多数“智能”设备都属于消费者物联网类别。另一方面，企业物联网为企业提供关于其资产的实时洞察，消除了人工跟踪、检查和猜测的需要。

当消费者物联网主导主流媒体时，企业物联网即将带来最具颠覆性的变化。企业物联网系统为企业提供了对其组织重要的每一个流程的功能和位置的实时洞察，而不是转向昂贵和耗时的人工劳动。因为物联网是全面的，所以本文将重点介绍企业物联网系统。

为了开始理解企业物联网的巨大力量，让我们来分析一下。虽然企业物联网系统跨越了巨大的行业范围，但所有系统都是相似的，因为它们包括四个概念组件：设备、连通性、计算和业务集成。为了解释这四个概念组件以及它们如何协同工作，让我们看一个企业物联网系统的例子。

掌握自己的钥匙已经够难的了。想象一下，试图同时跟踪数千个不断移动位置的键，并且在任何时间点都需要找到给定键的位置。听起来不可能吗?这就是企业物联网资产跟踪系统的切入点。

虽然资产跟踪绝不是物联网系统的唯一用途，但它是一个几乎可以应用于任何行业的物联网系统的例子。将设备附加到资产上允许组织跟踪位置并实时监控资产的性能。Cox2M的车辆管理系统Lot Vision允许用户从一个网络应用程序检查车辆位置和电池。Lot Vision应用于汽车拍卖和经销商现场，它能让用户在6米以内从成千上万辆汽车中精确定位某一辆。

让我们深入了解物联网在这个车辆管理系统中的每个组件是如何发挥作用的。

1、设备

设备是企业物联网系统的第一层。它们由硬件(无线电台、电池、微处理器、传感器等)和固件集成而成。设备连接到一个对象，并捕获关于该对象的数据(例如，位置，状态等)。你可以把设备想象成收集整个系统的“输入”。

术语“传感器”经常与“设备”互换使用。“传感器和设备的一个重要区别是，一个设备可以将多个传感器捆绑在一起。例如，你的智能手机设备包含一个GPS模块、一个摄像头、一个触摸屏和一个加速度计——所有这些都是传感器。然而，智能手机不仅仅是一个传感器，它还可以进行计算和无线通信。

设备使用传感器从环境中收集数据，然后使用设备上的无线无线电传输数据。在一个智能农业系统中，设备可以感知的范围从系统的温度到土壤的湿度，再到完整的视频。

设备很重要，因为它们能让我们收集事件发生时的数据，从而让我们做出更明智的决定。尤其是在医疗应用中，实时数据的收集非常有价值。在物联网系统中，一种设备可以检测到患者摔倒并触发警报框架，立即通知紧急响应人员。在这种情况下，实时传感器数据可能是生与死的差别。设备从环境中收集数据后，将数据发送给物联网系统中的其他地方的决策者。

在Lot Vision系统中，每辆车都有一个附属设备，由Lot人员安装。该设备利用GPS和加速计收集位置和运动数据，并可以插入OBD端口读取汽车电池和故障代码。

2、连接

从设备收集的数据需要发送到计算层进行处理。这些设备可以通过各种方法连接，包括蓝牙，WiFi，蜂窝，LoRa，卫星，以及更多。因此，将连接性考虑为“传输”层可能会有所帮助。

在某些情况下，数据可以在设备本身或网关上进行处理，而不是将数据发送到云进行处理，这一过程被称为边缘计算。边缘计算在延迟、带宽或电池寿命都是重要因素的应用程序中尤其重要。

因为对于不同的应用程序有许多连接选项，所以没有万能的方法。每个选项都在功率、范围和带宽（可以传输多少数据）之间进行权衡。你的手机是高功率、高带宽和高范围连接的一个例子。由于它可以远距离传输和接收大量数据，因此需要每1-2天更换一次或连接电源。

对于Lot Vision来说，由于车辆不断移动，远程无线连接是必要的。高带宽是不必要的，因为发送的数据量很低(主要是位置和设备状态数据)。不过，由于这些设备都是电池供电的，所以有必要尽量减少电池损耗。如果设备必须频繁更换，管理物联网系统和成千上万的设备的运营开销将是巨大的。

因此，我们在选择互联互通时需要长程、低带宽、低能耗。如果车辆行驶在拍卖范围或经销商范围之外，蜂窝NB-IoT是一个不错的选择。如果运动主要是地方性的，LoRa是一个很好的选择。

插图：©IoT for All

3、计算

通常发生在云中，计算层代表算法、逻辑、摄取服务器、云基础设施和转换数据并使其有用的数据存储。一旦设备数据到达云，数据处理就开始了。这包括从应用高级机器学习到视频流来识别家庭入侵者，到检查测量的温度是否在可接受范围内的简单逻辑。

在Lot Vision中，来自设备的原始车辆位置数据被接收到云端，经过处理并存储，以便在地图上显示车辆位置，或在用户搜索时快速找到车辆。此外，警报规则适用于在设备电池不足、需要更换或车辆意外离开地理位置时触发警报。

4、业务集成

业务集成层将计算层绑定到企业中，使其具有价值。只知道设备在哪里并不重要，除非你知道它与什么资产配对以及它的相关信息。企业通常拥有现有的业务系统（例如ERPs、CMSs等），其中包含关于企业资产、销售、市场营销等的信息。

物联网的真正价值在于将来自设备的数据与其他数据流结合起来。例如，在Lot Vision中，知道所有车辆的位置是很有用的，这样用户就可以快速找到它们。然而，如果企业能够在拍卖或经销商区域中定义不同的区域，并了解车辆如何通过这些区域，这就更有价值了。如果车辆停留在集结区太长时间，企业收到警报将会很好。

但是在一个区域里呆多久才算太久呢?首先，区域是什么，它们为什么重要？这两个问题以及更多的问题对于每个企业来说都是不同的。因此，业务集成是关键，因为它代表了每个特定企业的物联网系统的配置和定制，使其在其独特的业务环境中具有价值。

业务集成包括API，这些API将数据从现有业务系统拉入物联网系统，并将数据从物联网系统推入现有业务系统。业务集成还由针对企业配置和定制的用户界面组成，使用户能够在需要时获得所需的洞察力。

对于Lot Vision，API将拍卖和经销商的车辆销售数据拉入物联网系统，以补充车辆位置数据。此外，当车辆离开某个区域或在某个区域停留过长时，Lot Vision 用户界面可以配置警报。

物联网系统的每一层都至关重要，以确保海量数据被处理，最终对用户有用。特别是在企业物联网系统中，原始数据往往同时来自数千台设备，优化系统的每一层是其成功的关键。

目前，企业物联网需要大量的人工劳动和时间，随着自动化的潜力，它具有巨大的影响，而目前的应用只释放了物联网所拥有的巨大力量的一小部分。物联网超越行业，有能力改变我们所有人的生活、工作和娱乐方式。

文章来源 | iot for all