检查和扩大物联网系统设计

2022年12月13日

关键的外卖

描述一个物联网网络身体和展望未来三层结构。
充实物联网系统设计与额外的流程和新结构。
物联网是如何影响设备和硬件水平。

物联网系统设计关注网络设备和它们之间的连接。

在许多方面,物联网是一个成熟的领域,但仍有令人兴奋的发展渗透到设计,材料和技术的新飞跃。整体设备连接继续发芽,空间设计结合产生的新的和改进的系统。物联网系统设计将推动更大的性能,更高的速度,降低成本/功耗和提高效率更高的见解在几乎每一个行业的。

物联网网络的大小和形状

物联网系统运行在多个层,高度的灵活性在构建对象之间的通信网络使用不同的标准和协议。考虑到物联网系统广泛可用的配置数量,它的价值开始与一些分析变量会影响架构。设计由两个独立因素影响:

规模网络的显示区域的大小进行通信。当地的外围设备,存在于网络体系结构可以被认为是小规模的,因为它没有与其他附近的节点连接。与此同时,智能建筑可以考虑大规模的(取决于范围),其领域包括许多物联网设备和它们之间的通信。
如何紧密或松散的分布式物联网设备是在一个区域显示密度。密度也是一个强烈的反射带宽限制和延迟的网络。

物联网据说是一个广泛的涵盖性术语,和定义网络的参数有助于形状设计的基础设施。从表面上看,物联网可以定义在三层,这些传感器/致动器,网络层和应用程序层;这些三层捕获核心功能,感知、通信、分别和交互性。进一步最大化此体系结构中,物联网系统需要接受一些额外的标准扩展在基本层:

软件接口,在高级别上,语言需要与一般性推广操作易用性以及避免翻译冲突。此外,标准化语言之间驱动更大的可访问性,解锁额外的配置系统设计。
位置- - - - - -绝对的概念和近端位置在任何网络很重要,但在新的意义的物联网由于网络能力的增加在最近几年便携式电子设备。传感器探头当地环境,与其他设备相结合,形成一个特定的动态映射特征有密切关系的网络的目的。这些传感器的位置可能会或可能不会是动态的,和设计师可以更好地代表参数考虑占这些设备的未来定位。
数据-数据流经过多个阶段的设计旅行时从传感器接口。桥不同的格式,数据需要标准化。网络框架还需要包括收集和传输的数据,是否连续,离散或事件驱动。

在边缘扩大物联网系统设计

有时缺乏物联网体系结构的三层模型描述系统中实际的过程。为此,一些设计师专注于把模糊的“网络”层分解成更合适的运输和处理层:

的传输层是感官之间的中间数据采集和处理步骤。使用各种不同的协议,从设备发送的数据水平到一个中心枢纽。根据系统的需求,例如,范围,功耗,延迟,等,某些网络协议可能青睐,足够的性能不好,或者完全不合适的。
的处理层代表大数据系统与物联网的包络。强大的计算,名副其实的重量下物联网设备可以利用服务器端和传回设备通过网络连接。数据也可以存储研究历史趋势和帮助预测未来网络行为。

然而,长期储存有其挑战。数据,即使在聚合,需要谨慎处理来保护用户的身份或擦洗的任何个人信息。也与这种需求,一些架构考虑系统的总体安全的重要性的层,提供了有价值的宝贵的专有的和潜在的敏感数据的加密和解密。

边缘计算

最近,一个新的范式在增长物联网系统设计。称为边缘计算(更普遍,被称为雾计算,即分散的云),这个解决方案的目标是使更多的设备的处理能力。这种方法有几个优点,主要是通过网络发送信息可以小,允许更多的灵活性在协议部署。此外,边缘计算可以实现数据杂化的方式,行动更迅速地对预处理数据相关的传感器和执行器同时继续传递信息到云进行更全面的分析。缺点是,边缘计算大大自己有限的存储和处理能力,和极端的低功耗网络可能会发现预处理有害的能源成本相对于任何增长速度或响应能力。