详解物联网的整体结构

物联网的整体结构 百恒物联 2018-06-23 2603

  物联网的整体结构


  物联网大体上有3个构成要素,一个是设备,另一个是网关,再来就是服务器。下面我们就来一一的给大家介绍。


详解物联网的整体结构一


  物联网的整体结构

  物联网的整体结构-设备


  关于物联网设备的结构可阅读百恒物联之前的文章,物联网设备的基本结构

  物联网的整体结构-网关


  物联网开发中使用的设备,有3台设备不能直接连接到互联网。网关就负责把这些设备转发到互联网。

  网关指的是能连接多台设备,并具备直接连接到互联网的功能的机器和软件。如今,市面上有很多种网关。在多数情况下,网关凭借Linux操作系统来运行。


详解物联网的整体结构二


  选择网关的标准

  选择网关时有几项重要的标准,我们来一起看一下。

  1、接口

  第一重要的是用于连接网关和设备的接口。网关的接口决定了能连接的设备,因此重点在于选择一个适配设备的接口。

  有线连接方式包括串行通信和USB连接。串行通信中经常用的是一种叫作D-SUB9针(pin)的连接器,而USB连接中用到的USB连接器则种类繁多。

  无线连接中用的接口是蓝牙和Wi-Fi(IEEE 802.11)。此外,还采用920MHz频段Zigbee标准,以及各制造商们的专属协议。

  2、网络接口

  我们用以太网或是Wi-Fi、3G/LTE来连接外部网络。网络接口会影响到网关的设置场所。以太网采用有线连接,通信环境稳定。然而正因为采用的是有线连接,所以必须把LAN电缆布线到网关的设置场所。因此,在设置场所方面就会在某种程度上受到限制。

  对于3G/LTE连接而言,设置场所就比较自由了,但通信的质量会受信号强弱影响,所以通信不如有线连接稳定。因此,有时很难再信号不良的大楼和工厂等封闭环境中设置。不过,3G/LTE连接有个好处,即只使用网关就能完成和外部的通信,因此操作起来很简单。此外,想使用3G/LTE时,需要和电信运营商签订协议并获取SIM卡,这点就跟使用手机一样。

  3、硬件

  相对于一般计算机而言,网关再CPU和内存这些硬件的性能方面比较受限。我们需要确定让网关作哪些事情,也需要考虑到它的硬件性能。

  4、软件

  人们主要使用Linux操作系统来运行网关。虽然很多种用于服务器的Linux,不过,网关上搭载的Linux是面向嵌入式的。

  此外,还有一个叫作BusyBox的软件,它运行起来占用内存少,集成了标准的Linux命令工具。它用于在硬件资源匮乏的时候运行网关。除此之外,还要考虑是否有关于控制网关功能的程序库,以及与这种程序库对应的语言等。

  5、电源

  说起来,电源很容易被人们遗忘。网关基本上都是使用AC适配器当电源的,因此需要事先在设置网关的场所准备好电源。如果网关本身搭载有电池,那么就不需要准备电源了,不过需要进行充电等维护工作。

  物联网的整体结构-服务器


  在功能方面,物联网服务大体可分为3个部分,我们称它们为前端部分、处理部分,以及数据库部分。


详解物联网的整体结构三


  物联网服务的3个功能

  首先,前端部分包括数据接受服务器和数据发送服务器。数据接收服务器接受设备和网关发来的数据,转交给后续的处理部分。数据发送服务器则刚好相反,它负责把从处理服务器接收到的内容发送给设备。

  通常情况下,Web服务的前端部分只接受HTTP协议。而物联网服务的前端部分则需要根据连接设备的不同来匹配HTTP以外的协议。使用者需要考虑到协议的实时性和通信的轻量化,以及能否以服务器为七点发送数据。

  处理部分负责处理从前端部分接收到的数据。这里的“处理”指的是分解数据、存储数据、分析数据、生成发给设备的通知内容,等等。数据处理包括批处理和流处理等,批处理即把数据存入数据库之后一并进行处理,而流处理是逐次处理从前端部分收到的数据。使用者需要根据处理内容和数据特性来灵活使用这些“处理”。

  最后是数据库。这里的数据库不只会用到关系数据库,还会用到NoSQL数据库。当然,使用者需要根据想存储的数据和想使用的方法来选择数据库。
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