1、物联网设备如何接入到网络? 只有设备接入到网络里面,才能算是物联网设备。这里涉及到2个关键点:接入方式以及网络通信方式。
当前有2种接入方式
在物联网设备里面,物联网网关是一个非常重要的角色。一个处在本地局域网与外部接入网络之间的智能设备。主要的功能是网络隔离,协议转化/适配以及数据网内外传输。 一个典型的物联网网关架构如下:
常用的通信网络主要存在2种方式:
2、物联网设备接入网络后如何开展M2M,M2C通信? 物联网设备终端接入网络后,只是物联网应用的开始。设备接入网络后,设备与设备之间需要互相通信,设备与云端需要互相通信。只有互通,物联网的价值才展现出来。既然要互通,则需要一套物联网通信协议。只有遵循该套协议的设备相互间能够通信,能够交换数据。 常用的物联网通信协议有哪些? 主要有如下协议:MQTT,COAP等,他们有个共同点都是基于消息模型来实现的。设备与设备之间,设备与云端之间通过交换消息来实现通信,消息里面携带了通信数据。 3、物联网设备之间,设备与云平台能够交换数据后,接下来要干怎么呢? 21世纪,什么最重要?数据。有了大量的物联网设备数据后,针对数据,人类可以去挖掘里面的规律,挖掘里面的商业价值,对设备未来的状态进行预测等等。 对于物联网数据应用,分几个层次来讲 1. 基础应用:监控 通过物联网收集到设备数据后,如果设备数据状态超过预设的状态则自动第一时间报警,管理员第一时间开展处理,可以通过远程操作,下达命令。把问题解决在萌芽状态。 2. 进阶应用: 报表统计 通过统计方法,对设备的历史运行数据进行统计分析。可以按不同维度分析出不同报告。然后以图表或者大屏方式展现在管理员面前。管理员可以快速直观的了解到整个物联网设备运行状况。 3. 高级应用: 数据挖掘/机器学习 这部分需要从数据里面挖掘出有价值的东西出来。比如通过一段时间时间设备数据的连续跟踪分析并结合人类过往的设备运维经验,通过机器学习方式预测设备发生故障概率,以及发生故障后可能的引起原因,并给出维修方案。刚才举的例子,是物联网高级应用里面的冰山一角。通过引入现在火热的AI技术。物联网就能变成智能物联网了。也许在不久的将来,人与设备可以自由对话,设备与设备之间也能够对话并自动做出最优决策。 综合所述,物联网的价值在于提高生产效率,管理效率,极大促进社会生产力的提高。 4、如何搭建起一个物联网系统框架呢?它的技术架构又是怎么样呢? 物联网终端设备软件系统架构:常见系统框架的总结下来主要存在如下2种:带RTOS的(处理复杂的业务场景,场景里面通过需要多个事务并行协同完成工作)和不带RTOS的(通常处理的业务场景较单一) 不带RTOS设备终端系统框架: 带RTOS设备终端系统框架: RTOS是什么? 实时多任务操作系统,有了它,在终端设备里面可以并行运行多个任务。每个任务负责一个事务。通过并行化运行,响应实时性及效率就得到提升。 RTOS实时操作内核一般包含的重要组件如下:
以任务调度组件举例: 在嵌入式操作系统中,任务是CPU上最小运行单元。通常一个稍微复杂点IOT APP是由多个任务协同完成。比如有的任务负责处理用户事件输入以及UI显示,有的任务负责处理数据通信,有的任务负责业务逻辑处理。 既然一个系统中有多个任务在跑,而CPU资源确是单一的,这样导致每个时刻只能由一个任务在CPU上跑。因此为了每个任务都能够在CPU上有运行机会,就涉及到了任务调度概念。任务调度需要按照一定的规则来,那一般是按照哪些规则来的? 我们常见的调度方式有3种:一个基于优先级调度的,一个是基于时间片调度的,一个是把优先级和时间片结合在一起调度。 以优先级调度举例,在定义任务的时候,给每个任务分配一个优先级,在运行的时候,高优先级的任务都会优先被运行。直到没有高优先级任务后,低优先级任务才会被运行。假如低优先级任务获得CPU资源后,这是如果有高优先级任务就绪怎么办呢? 两种处理方式:
高优先级抢占CPU资源进入运行状态。 其他组件就不一一列举了。 物联网云平台系统架构:物联网云平台系统架构主要包含四大组件:
设备接入
设备管理
规则引擎
安全认证及权限管理
云计算产品
物联网应用
下面一张是来自百度物联网平台架构:突出展示了物联网设备,物联网云平台,云计算平台是如何协同工作的,有较大的参考价值。 |
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