物联网架构基础|物联网硬件,软件架构
正如我们所知,IoT(物联网)一直在以非常快的速度发展。因此,对新的物联网设备和物联网无线技术的研究也在兴起,以更便宜和更快的速度带来物联网产品。
物联网被分为两类,即人对物(C2B(客户对企业))和物对物或机器对机器(M2M)。
“物联网”包括家庭可用的物联网设备,如可穿戴设备、健身相关设备、联网商品等。M2M涉及制造业和自动化行业的一切。
让我们了解基本的物联网体系结构.众所周知,物联网系统由传感器、网络连接和数据存储应用三大部分组成。图1描述了同样的情况。如图所示,物联网设备中的传感器要么直接与中央服务器通信进行数据存储,要么通过网关设备进行通信。
用于各种应用的传感器用于不同的物联网设备,如温度、功率、湿度、接近度、力等。
网关负责各种无线标准接口,因此一个网关可以处理多种技术和多个传感器。目前广泛应用的典型无线技术有6LoWPAN、Zigbee、Zwave、RFID、NFC等。网关接口与云使用骨干无线或有线技术,如WiFi,移动,DSL或光纤。
如图所示,物联网支持IPv4和IPv6协议。由于支持IPv6,其IP地址长度约为128位,因此有足够的地址可以满足物联网设备不断增长的需求。DTN(时延容忍网络)是物联网的独特特性,与传统计算机网络相比,它可以满足物联网网络的大可变时延需求。
如图所示,物联网服务提供商根据内存、CPU和电池消耗的不同定价和设计需求提供不同的QoS。
物联网硬件架构
正如我们所看到的物联网设备由上层协议栈、物理层和射频层组成。该系统可由单片机(MCU)构成。MCU的选择取决于系统对芯片资源、所需功率和不同传感器所需接口的选择。物联网硬件的内存需求也需要仔细研究。
为了最终确定物联网硬件架构,需要收集以下方面的信息。这些参数将有助于确定理想的物联网硬件原型以及所需物联网硬件组件的成本。
传感器/执行器的类型
•通信接口类型
•要捕获和传输的数据量
•数据传输的频率
软件物联网架构
物联网软件架构通常基于开源组件。上面的图2描述了大多数系统通常使用的物联网体系结构。如图所示,Linux被广泛使用;由于它不需要等待最终确定的目标,硬件和软件开发可以并行进行。
如今,许多公司都致力于为各种物联网特定应用提供随时可用的物联网框架。CoAP协议是物联网应用所特有的,并提供了与物联网设备通信的通用机制。
物联网框架供应商
下表列出了物联网框架供应商、提供商或开发人员。
物联网框架的供应商、开发者或提供商 |
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Thread Group基于Zigbee和6LoWPAN标准的线程框架。该框架需要网关来与服务器通信。 |
Eclipse开放物联网 |
开放互连联盟被称为IoTivity |
线性技术 |
微软 |
甲骨文 |
我们已经了解了物联网架构基础,包括物联网硬件架构、物联网软件架构和物联网框架供应商。
物联网架构协议和无线技术
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