Всем привет, мы снова встретились, я ваш друг Цюаньчжаньцзюнь. Интернет вещей（The Internet of Things,аббревиатураIOT）Его основным компонентом являетсяУстройства Интернета вещей, шлюзы и облако。

1сетевая архитектура Интернета вещей

Снизу вверх расположены уровень восприятия, сетевой уровень и уровень приложений.

1. Перцептивный слой：Определить объекты,собирать информацию;
2. сетевой уровень：В основном осуществляет передачу информации；
3. Прикладной уровень：Обеспечьте богатство на основе Интернет Применение вещей;

Пример: Приложение для удаленного считывания показаний счетчиков электроэнергии в интеллектуальной сети：Считыватель счетчика, расположенный в доме пользователя,Перцептивный Датчики в слое,После того, как эти датчики соберут информацию о потреблении электроэнергии пользователями,,проходитьсетьОтправляется и агрегируется в процессор электростанции.。Процессор и соответствующая ему работа принадлежатПрикладной уровень,Он завершит анализ информации о потреблении электроэнергии пользователем.,и автоматически принимать соответствующие меры.

2Как подключить устройство к сети

В зависимости от того, имеет ли само терминальное устройство IoT возможность доступа к сети, он делится на два метода: прямой доступ и доступ через шлюз.

1. прямой доступ：Интернет Вещи Само терминальное устройство имеет модуль связи и обладает сетевыми возможностямипрямой. доступсеть；

1. Доступ к шлюзу：Интернет Вещи Само терминальное устройство не имеет возможности подключения к сети. Его необходимо подключить к сети через шлюз после локальной сети.

Изображение воспроизведено из https://blog.csdn.net/mwlwlm/article/details/77932633. Проект архитектуры платформы Интернета вещей.

Интернет вещей шлюзИспользуется для реализации внутреннего и внешнего соединения сетей.,Это очень важное оборудование для интернет-вещей. Интернет вещи Шлюз — это связующее звено между беспроводными сенсорными сетями и традиционными сетями связи.,Интегрируйте мониторинг и передачу данных,используется для выполнения различных видовсеть Преобразование протоколов между узлами, сбор данных и удаленное управление узлами。

Основные функции шлюза IoT следующие:

1. функции управления. Интернет вещей шлюз может получать атрибуты и информацию о состоянии каждого узла в режиме реального времени.,И реализовать такие функции, как контроль состояния узла, пробуждение и сон, а также онлайн-диагностика.,В то же время он поддерживает автоматическое управление узлами посредством вторичного программирования.
2. Функция адресации источника. Технология адресации может гарантировать, что информация каждого узла точно находится и запрашивается в режиме реального времени для удовлетворения потребностей междоменной связи. Поскольку структура адреса узла отличается от структуры доменных имен DNS, необходимо разработать новую технологию адресации источника.
3. Функции преобразования протоколов и стандартизации формата данных. Чтобы реализовать взаимодействие данных между беспроводными сенсорными сетями и традиционными сетями связи, шлюз должен выполнять роль преобразования протоколов, единообразно инкапсулировать загруженные данные стандартного формата и распаковывать выданные данные в данные стандартного формата, чтобы инструкции можно было распознать. .

Шлюзы Интернета вещей обычно разрабатываются на основе решений ARM и встроенной платформы Linux для удовлетворения требований к производительности и приложениям, а также для управления ресурсами всей системы. В промышленных приложениях, с учетом ограничений реального времени, стабильности, окружающей среды и стоимости, шлюзы IoT часто основаны на сочетании беспроводных глобальных сетей (WWAN) и локальных полевых шин для адаптации к различным сложным промышленным средам. На данном этапе относительно развитые технологии беспроводной связи в глобальной сети включают технологию GPRS, технологию 4G и технологию спутниковой связи, в то время как широко используемые технологии полевой шины включают CAN, PROFIBUS, LONWORKS, HART, MODBUS и т. д.

Передача данных может осуществляться по активному или пассивному рабочему механизму. В активном рабочем режиме передача данных будет происходить только при изменении контролируемых данных или при задании запланированных задач. Преимущество заключается в том, что это упрощает функцию сбора данных терминала и снижает рабочее энергопотребление. В пассивном рабочем режиме передача данных происходит только тогда, когда он находится в активном рабочем режиме. данные собираются. Передача данных будет происходить только при активной команде запроса, что дает центру мониторинга полномочия, но энергопотребление увеличивается, а эффективность передачи снижается. Шлюз Интернета вещей использует гибридный механизм передачи данных, использует механизм ответа для прослушивания двусторонних данных и использует активный механизм для регулярного сбора и передачи данных с несколькими пороговыми значениями. При этом учитываются преимущества активного режима и режима ответа. баланс между энергопотреблением и эффективностью передачи.

Цитируется из магистерской диссертации, соответствующая информация будет добавлена ​​позже.

Разница между шлюзом IoT и маршрутизатором

Основная функция промышленного шлюза Интернета вещей — преобразование устройств с двумя разными протоколами в соответствующие протоколы, которые могут взаимодействовать для двунаправленной передачи данных. В основном он предназначен для объединения в сеть двух устройств, которые не могут обмениваться данными напрямую. Поскольку единого стандарта для протоколов датчиков Интернета вещей не существует, а каждый производитель имеет собственное определение, шлюз в настоящее время действует как функция перевода, позволяя различным датчикам подключаться и обмениваться данными. Маршрутизаторы — это устройства сетевого уровня, которые можно использовать для разделения широковещательных доменов. Они рассматриваются как шлюзы с узкой ролью. В повседневной жизни Ethernet можно сказать, что шлюзы и маршрутизаторы — это одно и то же. Основные функции используются для подключения к сети и обеспечения нормальной работы устройства в сети.

В эпоху взаимосвязи всего, Интернет Увеличение количества оборудования привело к необходимости передачи большого количества данных в облако для анализа, что также оказывает огромное влияние на облако и затраты на передачу. Доступ создает большую нагрузку, а в процессе передачи также существует риск утечки данных. И промышленный Интернет вещей Еще одно большое различие между шлюзом и промышленными маршрутизаторами заключается в том, что Jixin Internet вещей периферийные устройства шлюза Функция вычисления может вычислять данные на периферии, снижая нагрузку на обработку данных в облаке и избегая риска утечки данных. Он не только отвечает потребностям цифровизации отрасли с точки зрения гибкого подключения, бизнеса в реальном времени, оптимизации данных и интеллекта приложений, но также отвечает ключевым потребностям безопасности и защиты конфиденциальности.

https://blog.51cto.com/14579554/2448538?source=dra В чем разница между промышленным шлюзом IoT и промышленным маршрутизатором

3 метода сетевой связи

1. мобильная сеть：2/3/4G
2. широкополосный доступ

Облачная платформа 4IoT

В обычных обстоятельствах сервисные терминалы не могут напрямую взаимодействовать с другими терминальными устройствами, которые не находятся в одной локальной сети. В этом случае для передачи необходим сервер, расположенный в Интернете. Этот сервер представляет собой так называемое облако IoT. это сейчас популярно. Облачная платформа IoT предоставляет устройствам безопасные и надежные возможности подключения и связи, подключается к большому количеству устройств вниз и поддерживает сбор и загрузку данных об устройствах в облако. Она предоставляет облачный API вверх, а сервер отправляет инструкции устройству; вызов облачного API для удаленного управления.

Архитектура системы облачной платформы Интернета вещей в основном включает в себя четыре основных компонента:

1. Доступ к устройству：Может установить безопасное двустороннее соединение между интеллектуальными устройствами и облаком.；
2. Управление устройствами：Сервисы имеют жизненные циклы、Группировка устройств、тень устройства、физическая модель、Анализ данных、хранение данных、Онлайн-отладка、Обновление прошивки、удаленная настройка、Мониторинг в реальном времени и т.д.;
3. механизм правил：механизм правила создает и настраивает правила для обеспечения связи потока данных и сцены. Основная функция – удалить Интернет Данные платформы передаются в другие продукты облачных вычислений посредством фильтрации;
4. Аутентификация безопасности и управление полномочиями

5 протоколов Интернета вещей

Протоколы Интернета вещей делятся на две основные категории: протоколы доступа и протоколы связи. протокол доступа：Обычно отвечает за сеть и связь между устройствами в подсети.,Общий доступ имеет протоколы ZigBee, Bluetooth и Wi-Fi; Протокол связи：В основном работает в традиционном Интернете.протокол Протокол связи устройств на основе TCP/IP отвечает за обмен данными и связь между устройствами через Интернет. Общие протоколы связи включают HTTP, websocket, XMPP, COAP, MQTT и т. д.

Ниже приводится краткое введение в широко используемый протокол связи IoT MQTT.

MQTT

MQTT (MessageQueuing Telemetry Транспорт, транспорт телеметрии очереди сообщений ),Этот протокол построен напротокол TCP/IPначальство,Для сравнения, этот протокол связи больше подходит для Интернет-вещей.,Это потому, что это можно сделать с очень небольшим количеством кода и ограниченной пропускной способностью.,Предоставляйте надежные услуги обмена сообщениями в режиме реального времени для подключения удаленных устройств.

MQTTПротокол принимает клиентский-Серверапубликовать/подписаться（publish/subscribe）модель,Все Интернет вещей终端都проходитьTCPПодключитесь к облаку,Облако управляет контентом связи каждого устройства, ориентированным на различные темы.,Отвечает за пересылку сообщений между устройствами.

Основной MQTT основан на TCP-соединении для передачи данных, а версия MQTT на основе UDP называется MQTT-SN.

Клиент и сервер MQTT во время общения,MQTTВ соглашении указаны три личности（См. картинку）：Издатель（Publish）、актерское мастерство（Broker）（сервер）、подписчик（Subscribe）。в,Издатель и подписчик сообщения являются клиентами,информацияактерское Мастерство является сервером и Издатель сообщения может быть подписчиком одновременно. MQTT-клиентМогу публиковать информацию、информация о подписке、Отписаться или удалить информацию、断开与Серверасоединять； MQTT-серверМожно получить клиентасетьсоединять、Информация опубликована клиентом、Запросы клиента на подписку и отписку、Пересылка сообщений от клиентской подписки.

передача сообщения 每个客户端与сервер建立的соединять Прямо сейчас是сессия（Session）,подписка（Subscription）будет ссессияассоциация,одинсессия Может содержать несколькоподписка。MQTT传输的информация分为темаинагрузкадве части：тема（Topic）Прямо сейчасинформация的类型,подписчикподписканазад,Полученныйтема Конкретное содержаниенагрузка（Payload）。

Область применения: Обеспечить передачу данных на базе облачной платформы и мониторинг удаленных устройств в ненадежных сетях с низкой пропускной способностью.

https://www.jianshu.com/p/f5a6977e9fef Семь основных протоколов связи Интернета, сколько вы знаете? https://www.cnblogs.com/jikexianfeng/articles/5697069.html Введение в протоколы связи Интернета вещей (эта запись в блоге представляет собой перепечатанную запись в блоге, срок действия исходного соединения истек) https://www.runoob.com/w3cnote/mqtt-intro.html Введение в MQTT

6 других концепций

периферийные вычисления

用于获取и分析信息的设备不能总是依赖于сетьили приложение,Если что-то пойдет не так с одним из,Вся система выйдет из строя. По этой причине для таких устройств предусмотрены другие возможности.,Прямо сейчаспериферийные вычисления Функция,То есть возможность анализировать и обрабатывать на границе решения (то есть самого устройства),периферийные вычисления позволяют устройству выполнять некоторые операции и вычисления в автономном режиме.,без необходимостисетьсоединять。

Ссылки

https://www.cnblogs.com/forbeat/p/9143641.html Введение в системную структуру Интернета вещей.

Заявление об авторских правах: Содержание этой статьи добровольно предоставлено пользователями Интернета, а мнения, выраженные в этой статье, представляют собой только точку зрения автора. Данный сайт лишь предоставляет услуги по хранению информации, не имеет никаких прав собственности и не несет соответствующей юридической ответственности. Если вы обнаружите на этом сайте какое-либо подозрительное нарушение авторских прав/незаконный контент, отправьте электронное письмо, чтобы сообщить. После проверки этот сайт будет немедленно удален.

Издатель: Лидер стека программистов полного стека, укажите источник для перепечатки: https://javaforall.cn/192053.html Исходная ссылка: https://javaforall.cn