物聯網是為了解決特定場景下的特殊問題而出現的,其在發展初期并沒有形成統一規范的標準,造成了物聯網應用碎片化、場景分散化的問題。初期的物聯網設備簡單、功能單一,同時特定場景的需求不需要與其他的場景進行聯動,制訂的解決方案大多采用本地化的原則。再加上底層協議不統一,這些因素使物聯網在發展初期面臨工作效率低、場景聯動效率低的難題。
什么是物聯網架構?隨著物聯網產業的發展,網絡技術和云計算技術的突破,物聯網廠商在不斷探索商業模式的過程中,產生了“云-管-端”的架構,并將其廣泛應用于物聯網產業。“云-管-端”架構成為現代的物聯網廠商開發物聯網應用的主流架構標準。
“云”
此處的“云”是指物聯網云平臺,是未來信息服務架構的核心。它負責端側的設備接入和管理、應用部署,解決數據存儲、檢索、安全、維護、業務等問題,也為上層的應用提供強大的計算能力與開放的應用程序接口(ApplicationProgramming Interface,API)。
“云”是物聯網的“大腦”,能夠根據實際需求來安排服務器的運算資源,讓整個計算中心保持高效的運作,避免運算資源的浪費。2019年天貓雙11全天成交額為2684億元,當天1小時03分59秒成交額便已突破1000億元,創下了雙11歷年紀錄的新高。看得見的狂歡背后是看不見的云,2019年天貓雙11數字經濟狂歡的背后,是對云計算能力的挑戰。阿里云作為數字經濟的基礎設施和引擎,用技術成功護航各大“戰場”,用云計算產品完成了萬物狂歡的挑戰。
“管”
“管”是指通信管道,對應各種有線、無線網絡通信技術,負責設備與云平臺進行通信。物聯網常用的通信方式有藍牙(Bluetooth)、近場通信(Near FieldCommunication,NFC)、紫蜂(ZigBee)、無線局域網(Wi-Fi)、窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)等,如圖所示。
常用的物聯網通信方式
以物聯網通信為例,共享單車之所以能夠與云平臺聯通,是依靠2G通信模塊背后的蜂窩移動通信網絡,通過基站與核心網實現設備與云平臺的間接連接,讓我們的信息能夠傳送到云平臺。對于用戶而言,設備與云平臺實現連接的方式是透明的。為了便于理解,我們將眾多的通信方式的概念抽象成管道。
“端”
“端”是指物聯網設備端,其核心部分一般由MCU、電源、傳感器等模塊構成,負責數據信息采集和信號處理等。
傳感器是物聯網設備的“感知器官”,有用的信息需要通過它才能被采集到。根據物聯網設備應用的場景需要搭配合適的傳感器,如溫度檢測的設備要搭配溫度傳感器,斷電檢測設備要搭配斷電傳感器,因此傳感器是整個物聯網系統工作的基礎。正是因為有了傳感器,物聯網系統才有內容傳遞給云平臺。
我們可以將物聯網“云-管-端”架構用人來類比,“云”是人的大腦,“管”是人的神經網絡,“端”是人的眼耳口鼻。物聯網以人為藍本,讓物獲得像人一樣思考、行動的能力,這是物聯網讓物智慧化的原因。因此我們將物聯網+交通稱為智慧交通,物聯網+醫療稱為智慧醫療,物聯網+家居稱為智慧家庭。