2014年9月12日 • 物联网

架构IoT基础架构

通过Gigaom研究

在里面Gigaom Research的最后一篇博客文章讨论了智能敏捷业务中的物联网用例。这篇文章将涵盖物联网基础设施的架构……

虽然智能设备无疑有所帮助，但物联网并不仅仅是指它能将什么单独连接到互联网上。相反，成功的业务用例能够解决更广泛的问题(节省资金或降低风险)或交付服务(增加收入)。

从架构的角度来看，物联网的配置包括以下关键要素:

足够大量的物理对象拥有类似的领域属性，可以从某种集中的协调和控制中受益，有助于或受益于共享和分布式以及增强的智能。例如，这些可能是医院里的病人，森林里的树，农场里的动物，或者高速公路上的汽车。
嵌入式无源传感器或有源器件。复杂性的所有形状，大小和复杂程度的嵌入式设备充当物联网的指控器。设备可以是被动的或有效的，后者可能包括一些基本的处理能力。这些使用各种消息和事件传递协议，例如用于异步消息交换的较低级MQTT1或更高级别的XMPP2。
本地处理。本地集线器设备能够以高效和安全的方式对事件进行整理、解释和交付到云中。例如，在发送相关数据或事件之前，可以在本地处理图像信息或测试阈值规则。虽然这可能是一台本地安装的计算机，但值得指出的是，智能手机是潜在的集成器，因为它们结合了网络、处理、传感器和人类交互。
多协议网关功能。鉴于各个设备和传感器中使用的协议和数据类型的数量仍然是不同的，偶尔专有的，网关技术来自Wind River，Intel，Cisco和Freescale能够进行整理的事件。网关也可以建立在安全性和可管理性功能中，这些功能通常缺乏各个传感器和设备。
适当低延迟的连接层。提供IOT的骨干，连接层通过Wi-Fi和2G，3G或4G移动到本地网络和更广泛的Internet，包括从设备特定ZigBee或蓝牙的有线和无线通信协议。请注意，并非所有使用情况都需要持续连接对象。
可扩展的存储能力。鉴于IOT的感官网络的事件驱动性质，存储要求可能难以预先定义并且易于低估。可以在本地存储和预处理生成的事件，例如在关系数据库中;使用更多可扩展的NOSQL方法的在线存储选项包括XILE，3 TEMPODB和AERIS。
基于云计算的处理。对于IOT而言，对于简单的远程监控和控制，它需要可扩展的计算能力来整理，解释和分析可能大量的信息。虽然此功能可以在内部服务器上传送（特别是如果安全或延迟是关注），但可伸缩性要求可以使基于云的服务，例如Amazon Web服务（AWS），托管Hadoop，或Splunk更有吸引力的选择。
一个管理和控制系统。这使得能够集中监视物理对象以及在某些事件发生时要设置的规则。它还可以实现对终点设备的控制，例如能够在建筑物中调节加热和空调单元。“事物管理”还需要将此类主题作为固件更新作为边缘的嵌入式设备。

通过将这些元素视为一个整体，我们可以看到物联网与以往趋势的区别，以及它将如何继续发展和成熟。上面的每一个都包含了一些约束和权衡。例如:

嵌入式设备可能体积小、功耗低，但较小的设备只能执行更基本的功能。
云处理可能是高度可伸缩的，但它需要大量的能力，而且成本可能会很高。
NoSQL方法适合高吞吐量数据处理，但它们的弹性不如更传统的数据管理技术。

结果是，系统和解决方案设计者需要选择正确的体系结构方法来考虑这些约束。没有什么能阻止制造商创造出一种结合了上述一些技术的新型设备——例如，一种具有一些预分析能力的嵌入式设备。同样，如果组织能够很好地定义需求，则可以选择在企业数据中心中托管自己的可伸缩处理或分析功能。事实上，就像基于网络的应用程序一样，组织很可能会使用基于云的服务试用物联网用例，并保留日后将其引入内部的选择。

虽然所有选项都是开放的，但实际上，在实际架构的情况下，旨在满足大多数当前物联网使用情况的架构模型，同时提供了实时响应性的感官网络原则，如下所示：