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物聯網的四個組成部分

日期:2020-05-21 來源:币游国际

物聯網的組成,從普通用戶而非技術人員角度,大致可以概括為如下四個部分:物聯網終端、傳感器、網絡與物聯網服務

1.物聯網終端

物聯網終端就是指前麵提到的“物”。它上麵會裝有一種名為傳感器的電子元件,並與網絡相連接。比如大家拿著的智能手機和平板電腦就是物聯網終端的一種。汽車、家電產品、自行車、我們時刻戴著的手表和手環,包括農場中的一座大棚,工廠裏的一台機器等,隻要能滿足上述條件,就是一種物聯網終端。這些終端通常起著兩個作用:感測和反饋。

感測指的是搜集終端本身的狀態及周邊環境的狀態並通知係統。這裏說的狀態包括如燈是開是關、房間的溫度和濕度、門口有沒有人、機器運行的狀態,等等。而終端是利用傳感器這種電子元件來實現感測的。

反饋是指接收從係統發來的通知後,顯示信息或執行指定的操作。係統會基於從傳感器搜集到的數據,經過處理後,進行一些反饋,並通常需要通過物聯網終端針對現實世界采取相應的行動。反饋有多種形式,包括可視化、通知,以及控製等。通過“可視化”,用戶能夠使用電腦和智能手機上的Web瀏覽器或APP隨時查看經物聯網服務處理後的信息;通過“推送通知”,係統就能在檢測到“物”的異常狀態或觸發某些指令後,將其通知給終端或信息接收者,以達到提醒和告警的目的;通過“控製”,係統就可以直接控製終端的運轉,實現自動化操作,而無需借助人工。

2.傳感器

在物聯網終端中,要想搜集終端和環境的狀態,就需要利用一個叫做傳感器的電子元件。傳感器負責把物理現象用電子信號的形式輸出。例如有的傳感器可以把溫度和濕度作為電子信號輸出,還有的傳感器能把超聲波和紅外線等人類難以感知的現象轉換成電子信號輸出,等等。

通過傳感器輸出的電子信號,係統就能夠獲取現實世界中的“物”的狀態或周邊環境的狀態了。人們很少單獨利用這些傳感器,通常都是將它們置入各種各樣的物聯網終端裏來加以利用的。

3.網絡

在把終端連接到物聯網服務時,網絡是不可或缺的。物聯網使用的網絡大體上分為兩種:一種是把終端連接到其他終端的網絡,另一種是把終端連接到物聯網服務的網絡。

無法或不需要直接連接到互聯網的終端是存在的,而通過把終端連接到其他終端,如連接到負責收集傳感器數據的物聯網網關設備,就能通過物聯網網關把這些不能連接到互聯網的終端再集中連接到互聯網了。這種網絡連接方式在工業領域應用極廣,能夠節省成本以及提高連接效率。而針對終端之間的連接,藍牙、ZigBee、LoRa、WIFI是幾種比較有代表性的網絡標準。

至於把終端直接連接到物聯網服務係統,則通常會涉及到互聯網的訪問。除了基於WIFI和寬帶網絡外,GPRS/3G/4G/5G以及通用的NB-IoT等移動線路也很常用,尤其是在戶外和移動場景下。而除了現在Web服務中廣泛使用的HTTP和WebSocket協議以外,還有一些專為機器對機器通信和物聯網而產生的輕量級協議,如MQTT,CoAp,XMPP等。

4.物聯網服務

對於技術人員來說,在網絡層之上,物聯網體係還會劃分出如基礎設施層、平台層、應用層等不同層次,但對於普通用戶來說,可以統稱為物聯網服務。物聯網服務有兩個作用:一是從終端接收數據以及發送數據給物聯網終端;二是處理和保存數據。

物聯網接收從終端直接發來的數據。終端發來的數據內容包括終端搭載的傳感器所采集到的信息,以及用戶對終端進行的操作等。

而僅僅采集傳感器和終端發來的數據,那隻不過是將一堆龐大的數據聚在一起而已,很難直接應用這些數據。為了實現具體的應用服務,就需要從采集到的數據中分析出有價值的信息。因此,隻有通過對數據進行分析,才有可能掌握終端的運轉情況,找出其中蘊含的趨勢,提前檢測出今後可能會發生的異常情況。這樣才能把整個物聯網服務從一個單純的采集數據的係統升華到一項幫助使用者創造價值的服務。

不過,從終端接收到的數據不隻有能用計算機簡單處理的數值型數據,根據傳感器的不同,還包含圖像、語音、自然語言等很難直接用計算機處理、沒有被結構化的數據。我們把這種數據叫做非結構化數據。數據處理時,有時也會把那些易於用計算機處理的數據從非結構化數據中提取出來,例如把表示圖像和語音特征的特征值提取出來。這些信息也會被保存到結構化的數據庫中,並按照傳統數據處理的方式進行分析和使用。而對於那些無法進行結構化數據提取的非結構化數據,則需要借助目前日臻成熟的如大數據、機器學習等技術去進行分析和處理了。


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