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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)堆棧–從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,傳感器,執(zhí)行器和網(wǎng)關(guān)到泵閥物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

2023-06-17 10:14:31??????點(diǎn)擊:

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)際上應(yīng)該是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),因?yàn)楫?dāng)然有很多,而重要的取決于目標(biāo)。但是,它們適合于此IoT技術(shù)堆棧,該堆棧具有不同的層,從IoT設(shè)備開始,每層都有多種技術(shù)。

在本文中,我們首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)堆棧,尤其是該物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)堆棧的前三層。

 首先是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備級(jí)別;因?yàn)橥ǔ]有精確的傳感器,執(zhí)行器和IoT設(shè)備,沒有精確的數(shù)據(jù),沒有精確的數(shù)據(jù),沒有物聯(lián)網(wǎng),更不用說IoT項(xiàng)目或產(chǎn)品/服務(wù)了。

 第二個(gè)是IoT網(wǎng)關(guān),我們對(duì)其進(jìn)行了更深入的介紹,但值得一提,尤其是在與IoT設(shè)備層緊密相連的IoT設(shè)備層概述中,這是實(shí)現(xiàn)下一步可操作步驟的必要水平數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用程序或消費(fèi)者應(yīng)用程序和服務(wù)。

 第三層是IoT平臺(tái)層,我們?cè)谄渲羞B接業(yè)務(wù)和消費(fèi)者應(yīng)用程序和服務(wù),以及這些服務(wù)的開發(fā)以及與前兩層的管理和互連。

物聯(lián)網(wǎng)彌合了物理世界和數(shù)字世界之間的鴻溝,始于事物。從廣義上講,有幾種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。有些人坐在網(wǎng)絡(luò)的邊緣,在那里發(fā)生真正的事物連接。

其他包括物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),它可以對(duì)來自“啟用物聯(lián)網(wǎng)”的事物或連接對(duì)象的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際處理。但是,我們不會(huì)像某些人那樣將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)視為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。這是一個(gè)不同的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層,甚至不一定像我們將看到的硬件。

什么是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)棧

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)棧不過是一系列技術(shù),標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用程序,從對(duì)象到互聯(lián)網(wǎng)的簡(jiǎn)單連接到使用這些連接的事物,它們收集和通信的數(shù)據(jù)以及為這些應(yīng)用程序供電需要采取不同的步驟。

沒有這種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)堆棧,就不可能對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行任何操作,也就沒有理由將其連接到互聯(lián)網(wǎng)。因此,簡(jiǎn)單地說,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)棧包含了從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)到實(shí)際目的和目標(biāo)或所謂的物聯(lián)網(wǎng)用例的所有必需技術(shù)。

然而,盡管看起來很簡(jiǎn)單,但不同層由物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的多種技術(shù)和選項(xiàng)組成。

此外,這不僅是在IoT技術(shù)堆棧中組合正確的技術(shù)的問題,而且還涉及以準(zhǔn)確,安全和具有成本效益的方式做到這一點(diǎn)。實(shí)際上,在互操作性方面仍然存在很多挑戰(zhàn),并且由于存在不同的標(biāo)準(zhǔn),所有這些技術(shù)元素都可以相互通信。此外,當(dāng)我們將已有的已連接設(shè)備引入建筑物管理或制造技術(shù)等領(lǐng)域已有很長(zhǎng)時(shí)間時(shí),后一個(gè)挑戰(zhàn)將變得更大。

讓我們看一下IoT技術(shù)棧的第一層:IoT設(shè)備或IoT端點(diǎn)。請(qǐng)注意,已經(jīng)進(jìn)行了各種嘗試來描繪和構(gòu)建IoT技術(shù)堆棧(以及在每個(gè)層中的各種協(xié)議,供應(yīng)商/播放器和子層)。當(dāng)思科仍然談?wù)撊f物互聯(lián)(IoE)時(shí),它還具有一個(gè)IoE技術(shù)棧,該技術(shù)棧是基于IoE愿景構(gòu)建的。

其他人則通過與許多現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)模型(例如OSI和TCP / IP)進(jìn)行比較,將很多精力放在IoT技術(shù)堆棧上。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和連接的物理物品

因此,事物,設(shè)備,傳感器等是第一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)堆棧層。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以采用多種形式和形狀。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備包括傳感器和執(zhí)行器等傳感器以及無數(shù)物體,它們通常被稱為“智能”,“智能”或普通的連接” (智能燈泡,已連接的閥門和泵,智能儀表,已連接的汽車,智能或智能建筑組件) ,智能家居設(shè)備等)。

當(dāng)人們談?wù)?/span>IoT設(shè)備時(shí),他們不會(huì)考慮傳感器,執(zhí)行器或涉及的所有其他東西,例如板,處理器/芯片,收發(fā)器,微機(jī)電系統(tǒng)或類似的東西。

他們確實(shí)考慮了智能設(shè)備,例如提到的設(shè)備或可穿戴設(shè)備,智能路燈,活動(dòng)跟蹤器,智能房間控件,智能恒溫器,灌溉控制器,或者可能是協(xié)作機(jī)器人,智能制造資產(chǎn),健康監(jiān)測(cè)設(shè)備(包括體內(nèi)),寵物或私人資產(chǎn),并標(biāo)有位置檢測(cè)技術(shù),是的,還有老式舊冰箱。一旦您開始添加農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè),“重工業(yè)”,零售,“智能”數(shù)字標(biāo)牌等,該列表將無窮無盡。

建議在更廣泛的上下文中研究事物和IoT設(shè)備,其中各種組件(硬件,軟件,連接)甚至相關(guān)服務(wù)都整合在一個(gè)設(shè)備中。在本文中,我們最感興趣的是傳感器和執(zhí)行器。

連接的對(duì)象可以具有數(shù)以千計(jì)的傳感器和換能器。用于汽車保險(xiǎn)的汽車中的遠(yuǎn)程信息處理盒通常有幾個(gè)傳感器,一個(gè)石油鉆機(jī)可能有成千上萬個(gè)。讓我們更深入地研究傳感器,執(zhí)行器和與物聯(lián)網(wǎng)相連的“事物”。

請(qǐng)注意,鑒于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的事實(shí),我們實(shí)質(zhì)上是在談?wù)摬东@和通信數(shù)據(jù),因此還有一個(gè)通信組件:設(shè)備連接性,即物理事物和控制器通過通信和處理單元連接。 

有些人將其添加為IoT技術(shù)堆棧的獨(dú)立層,但確實(shí)與IoT網(wǎng)關(guān)層以及IoT連接和IoT通信網(wǎng)絡(luò)層部分重疊,我們將其作為單獨(dú)的IoT層處理。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備:傳感器

從物聯(lián)網(wǎng)的當(dāng)前意義出發(fā),傳感器早就存在了,并且在建筑物,工廠,能源等領(lǐng)域無處不在。

在所有這些情況下,傳感器都是連接的智能解決方案的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)骨干網(wǎng)的一部分。一切與智能和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的東西都將基于傳感器和其他類型的傳感器,我們將在接下來看到。

傳感器是一種通過將其轉(zhuǎn)換為任何其他形式(主要是電脈沖)來檢測(cè),測(cè)量或指示任何特定物理量(例如光,熱,運(yùn)動(dòng),濕度,壓力或類似實(shí)體)的設(shè)備。

換能器將能量形式的信號(hào)轉(zhuǎn)換成另一種形式的信號(hào)。在IoT傳感器的上下文中,這僅意味著傳感器能夠感知其所存在的IoT設(shè)備中或周圍以及它們所連接的物理項(xiàng)目(狀態(tài)和環(huán)境)中及其周圍的條件。傳感器可以檢測(cè)環(huán)境中的事件或變化以及針對(duì)它們的設(shè)計(jì)目的,并可以將這些事件或特定參數(shù)的變化傳達(dá)給系統(tǒng)和其他設(shè)備,然后可以使用此數(shù)據(jù)進(jìn)行操作,分析等。

在環(huán)境參數(shù)中,傳感器可以“感知”和交流的因素和事件包括聲音,溫度,濕度,特定化學(xué)成分或氣體的存在,光線,占用率(例如房間)等參數(shù)。顯然,傳感器是物聯(lián)網(wǎng)必不可少的組件,并且必須非常準(zhǔn)確,因?yàn)樗鼈兪菑囊婚_始就捕獲數(shù)據(jù)的地方。

有超過100種不同類型的傳感器。它們可以單獨(dú)購買,也可以在所謂的傳感器板上購買,這些傳感器旨在收集IoT用例或項(xiàng)目范圍內(nèi)所需的多個(gè)傳感器。有用于諸如智能城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)和智能交通應(yīng)用之類的應(yīng)用的傳感器板。還有一些傳感器板,可用于定制用IoT應(yīng)用程序或構(gòu)建任何給定應(yīng)用程序所需的精確板,從而添加所需的傳感器。

如前所述,傳感器現(xiàn)在還算不上什么,在許多行業(yè)甚至沒有人聽說過物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)術(shù)語之前,傳感器就已經(jīng)普及了。在當(dāng)今的智能建筑,工業(yè)4.0的智能工廠項(xiàng)目,智能城市項(xiàng)目以及與智能和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的任何事物中,它們甚至無處不在,并且產(chǎn)品和技術(shù)都在發(fā)展。 

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備:執(zhí)行器

就像傳感器一樣,執(zhí)行器也是傳感器。就像傳感器一樣,它們已經(jīng)使用了很長(zhǎng)一段時(shí)間,而且肯定是在物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)術(shù)語誕生之前。

傳感器感應(yīng)并發(fā)送,執(zhí)行器動(dòng)作并激活。自動(dòng)器獲得信號(hào)并使其運(yùn)動(dòng)以使其作用于環(huán)境/在環(huán)境中進(jìn)行動(dòng)作。

從某種意義上講,您可以說執(zhí)行器的作用與傳感器相反,即使今天大多數(shù)公司所做的就是獲取和分析數(shù)據(jù),執(zhí)行器也起著至關(guān)重要的作用,更不用說使用數(shù)據(jù)作為觸發(fā)因素在物理上發(fā)生“某些事情”了不僅在自動(dòng)化范圍內(nèi),而且在消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序中,都存在著很多價(jià)值。

從物聯(lián)網(wǎng)的角度來看,讓執(zhí)行器的使用更加切實(shí):

我們有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代建筑物管理發(fā)展的文章中列舉了一個(gè)例子,簡(jiǎn)而言之,它是這樣的:執(zhí)行器坐在您的散熱器上或控制智能家居或智能建筑物中智能房間中的氣流;傳感器檢測(cè)到房間里沒有人;執(zhí)行器被觸發(fā)降低溫度(或停止HVAC或其他);控制系統(tǒng)將決策報(bào)告回管理系統(tǒng)(從而節(jié)省了能源),每個(gè)人都很高興。

2025年,執(zhí)行器市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以5.4%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)

您可以想象這種情況下的許多其他情況。會(huì)議室燈,空調(diào)和暖氣已關(guān)閉;工作人員進(jìn)入“智能辦公室”,在其應(yīng)用程序上尋找可用的會(huì)議室并將其預(yù)訂以供開會(huì);執(zhí)行器會(huì)收到信號(hào),以確保會(huì)議室符合健康舒適的會(huì)議室的要求。

好的,我們使其聽起來比實(shí)際容易一些。就像傳感器的種類很多一樣,執(zhí)行器的種類也很多,使用方式也不同。電動(dòng)執(zhí)行器可以通過機(jī)械轉(zhuǎn)矩來轉(zhuǎn)換能量,其他執(zhí)行器可以控制閥門(考慮與傳感器的組合,例如漏水)等等。它本身就是文章的食物,但希望圖像清晰。

在物聯(lián)網(wǎng)的范圍內(nèi),執(zhí)行器在大多數(shù)情況下是通過施加一些力來打開或關(guān)閉某些物體。但是,在工業(yè)應(yīng)用或機(jī)器人技術(shù)中也有大量應(yīng)用,例如將執(zhí)行器用于抓具。當(dāng)然,在消費(fèi)類應(yīng)用中也有智能設(shè)備,您可以很好地看到傳感器和執(zhí)行器協(xié)同工作,例如改善睡眠。 

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān):位于設(shè)備/數(shù)據(jù)和泵閥物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)相交處的設(shè)備

從多種意義上講,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還可以列在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備下。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以是硬件,但也可以是軟件,并且通常可以是兩者的組合,并且鑒于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)功能的不斷增強(qiáng),最好將它們視為一個(gè)單獨(dú)的層,而至少由于這些功能和技術(shù)方面而已。

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具有多種形式和形狀,恰好是因?yàn)樗鼈儯梢裕┩瓿桑ㄔ絹碓蕉啵┒囗?xiàng)任務(wù)。換句話說:與早期的物聯(lián)網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的使用正在發(fā)生變化。這與IoT網(wǎng)關(guān)的原始范圍以及IoT的發(fā)展如何導(dǎo)致網(wǎng)關(guān)中的更多功能捆綁有關(guān),這是理想的位置,可以執(zhí)行這些功能,這要?dú)w功于其作為橋梁,網(wǎng)關(guān)的基本功能。

從嚴(yán)格意義上講,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的數(shù)據(jù))與網(wǎng)絡(luò),云或數(shù)據(jù)中心的交叉點(diǎn)上起著至關(guān)重要的作用,這在我們有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的深入文章中已有解釋。看到存在用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān),用于邊緣計(jì)算的網(wǎng)關(guān),用于家庭自動(dòng)化的網(wǎng)關(guān),它們?cè)谄渲芯酆虾蛥f(xié)調(diào)家庭傳感器和云服務(wù)之間的通信,等等。

因此,這是一個(gè)具有多個(gè)設(shè)備,技術(shù),解決方案(軟件和硬件)和功能的廣泛層。實(shí)際上的IoT網(wǎng)關(guān)用于連接性聚合,IoT數(shù)據(jù)的加密和解密(安全性),已解釋的整個(gè)IoT技術(shù)領(lǐng)域中存在的各種協(xié)議的轉(zhuǎn)換,IoT設(shè)備的管理和啟用,所提到的IoT邊緣計(jì)算,遠(yuǎn)程控制和管理,數(shù)據(jù)的預(yù)處理和匯總等。

簡(jiǎn)而言之:它們?cè)诙鄠€(gè)級(jí)別上都起著至關(guān)重要的作用,但顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)本質(zhì)上就是:它們是IoT設(shè)備級(jí)別與真正利用IoT設(shè)備數(shù)據(jù)的技術(shù)和環(huán)境之間的網(wǎng)關(guān)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備越來越多,物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)也越來越多,人們很容易理解為什么物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中包含了更多的功能和目標(biāo)。許多傳感器通常具有很多數(shù)據(jù)點(diǎn),這意味著可以在網(wǎng)關(guān)中進(jìn)行預(yù)處理,并且網(wǎng)關(guān)和整體數(shù)據(jù)分析越來越多地移向邊緣和邊緣網(wǎng)關(guān)。

但是,您可以在有關(guān)IoT數(shù)據(jù)對(duì)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的影響的文章中閱讀,大多數(shù)對(duì)IoT數(shù)據(jù)的分析仍在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行。因此,無論人們想要什么,從邊緣到網(wǎng)絡(luò)或云的各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。在這一層的上下文中,我們還必須強(qiáng)調(diào)IoT設(shè)備管理 ,這是IoT平臺(tái)在M2M功能級(jí)別上的關(guān)鍵。 

網(wǎng)關(guān)之外的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù):泵閥物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)棧的第三層由泵閥物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)組成。它還是具有多種潛在功能的廣泛應(yīng)用程序類別。借助IoT平臺(tái),我們可以使用軟件,更具體地說,可以使用IoT,一方面是IoT設(shè)備和IoT網(wǎng)關(guān)的更多與硬件相關(guān)的層,另一方面是業(yè)務(wù)和應(yīng)用程序?qū)又g的中間件。但是,它不再那么簡(jiǎn)單了。

泵閥物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)”被廣泛使用,但并不是每個(gè)人在談?wù)撍鼤r(shí)都具有相同的含義。更糟的是,有多種類型的IoT平臺(tái),當(dāng)然,考慮到我們談到的有關(guān)IoT網(wǎng)關(guān)的發(fā)展,您猜到了,這里還添加了其他功能。此外,在當(dāng)前的泵閥物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)大戰(zhàn)中,圍繞著400多種不同的泵閥物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),正在不斷向?qū)I(yè)化和差異化發(fā)展。而且,的確沒有任何泵閥物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是相同的。

正如我們?cè)谟嘘P(guān)IoT平臺(tái)市場(chǎng)的文章中提到的那樣,嚴(yán)格地說,IoT平臺(tái)是IoT應(yīng)用程序啟用平臺(tái)。這個(gè)名字幾乎涵蓋了它的作用。最重要的是,IoT設(shè)備管理平臺(tái) (DMP)使IoT設(shè)備管理實(shí)際上始終存在于IoT平臺(tái),分析平臺(tái)和IoT編排平臺(tái)中,在本文中有關(guān)IoT平臺(tái)測(cè)試的內(nèi)容中可以列舉更多。

正如物聯(lián)網(wǎng)書籍《數(shù)字化或死亡》(Digitize or Die)的作者尼古拉斯·溫德帕辛格(Nicolas Windpassinger)一樣,他也談到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)棧。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間提供服務(wù)。

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