物联网由什么组成

英特尔称物联网设备方案
如果您转向Wikipedia寻找“物联网”一词的定义,则可以看到以下内容:
物联网(IoT)是物理设备(“物”)的计算机网络的概念,配备了用于相互之间或与外部环境进行交互的内置技术,并将此类网络的组织视为可以重建经济和社会流程的现象,从部分行动和运营中排除了人类参与的需要。

在本文中,我想考虑在我们的世界中可以确切地实现这种想法的“事物”的方法,以及它们彼此之间或与外部环境进行交互的方式。

基本元素分为几种类型:传感器,执行器和门。

感测器


也许没有必要解释这种元素的含义和目的。 它与标准设备没有什么不同:各种温度计,麦克风,照相机和许多其他不常见的设备。 在Arduino传感器入门套件的图像中可以看到其中的一些:

Arduino平台的传感器模块

执行器


此类元素旨在影响环境或其中的特定对象。 这种作用可以通过多种设备来发挥:从伺服器和扬声器到带有照明装置的锁(当然是电子锁)。

盖茨


这些设备通常被分配以逻辑方式对来自与其连接的传感器的信息进行表面分析。 在某些情况下,数据分析可能需要少量的计算资源,因此Gates完全有能力自行做出一些决策。 在做出这样的决定时,它们将某些控制命令发送给执行器,执行器又已经执行了其功能。
如果处理信息的成本很高,或者需要收集此信息,则闸门会将其发送到服务器,并在服务器上进行进一步的工作。 微型计算机(上方)或微处理器(下方)很可能将用作闸门:

Raspberry Pi 3 B型微型计算机

Arduino微控制器

为了构建监视系统,仅使用传感器和某些服务器就足够了。 例如,借助运动传感器和有条件的“树莓”,可以轻松组织经过某种通道的人数计数。

通过将扬声器表面的执行器添加到先前构建的模型中,可以确保雄伟的歌迷听到每n次通过的声音。

因此,使这种电池的设计复杂化可能需要相当长的时间。 但是,在某些时候不可避免地需要长期存储所收集的统计信息,对其进行分析,可视化等等。 在这里,您将需要可以将这些职责委派给它们的成熟服务器。 这些服务器一起形成云,门连接到云。

交通运输


现在,或多或少地清楚了使用哪些设备来创建基础结构,您可以看看这些设备如何相互交互。 如您在第一张图片中所看到的,有2个条件组-云和外围。

如您所见,由上述类型的设备组成的单元位于外围,并使用特殊的通信协议进行通信。 最常见的是LoRa和ZigBee。 与例如4G甚至3G相比,这两个网络都非常慢,但是它们也有其优势。

主要的一项是其能源效率。 事实是,物联网的想法是创建一个无需人工干预即可相互通信的设备环境。 值得注意的是,在某些情况下,不可能完全避免人为干预。 例如,在用于统计经过人数的系统中,有一个运动传感器。 像任何其他电子设备一样,他需要电源。 为每个这样的传感器通电(如果它们多于5个,并且它们在空间中非常分散),这似乎不是一个好主意。 因此,它们将在电池或蓄电池上工作。 如果电荷消耗过多,他们将需要经常更换电池。 这将导致物联网试图摆脱的困境-有人必须更换这些电池。 但是,如果传感器具有高能效,那么只需插入电池,然后将其忘掉一年,两年,五年等等就足够了。

这些网络的另一个优势是其高抗扰性。 这些网络中的每一位信息都是通过单独的无线电信号发送的,因此很容易将其与空中噪声背景区分开来。

LoRa和ZigBee的比较


主要比较特征徽标LoRaZigBee徽标
拓扑学星星简单而网状
频率范围(因国家/地区而异)2.4 GHz,868/915 MHz,433 MHz,169 MHz2.4 GHz,915 MHz,868 MHz
网络节点
  • 基地台
  • 主持人
  • 路由器
  • 协调器(路由器之一)
  • 主持人
开放空间范围10-15公里〜500 m(取决于发射器功率)
速度0.3-50 kbps5-250 kbps


但是,在外围设备与云之间以及云内部,它们通常使用熟悉的Wi-Fi和以太网,蜂窝和卫星网络等。

根据速度和范围比较不同类型的网络


不同网络的分布范围/数据速率图

结论


现在,在检查了物联网网络的设备之后,我们可以肯定地说,就硬件而言,没有什么神秘而复杂的东西。 今天可以购买相当便宜的组件并用几行代码编写的任何人都可以构建一个简单的IoT网络。 但是,为了开发和实施严肃的项目,例如实施智能家居甚至智能城市的概念,您需要付出巨大的努力。 毕竟,为了使所有这些设备协同工作,您需要一个可以控制所有正在进行的过程的平台。

同样,不要忘记,其他技术也可以在物联网的云中使用,以帮助更大程度地揭示其潜力。 例如BigData,BlockChain和机器学习神经网络。 但是,最后列出的每种技术都是计算机科学的一个独立领域(并非如此)。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN436708/


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