物联网架构：详细解释物联网的 4 层

关于我们如何朝着更智能的明天前进，已经说了很多。 在这些陈述中，毫无疑问，物联网被提到了很多次。 那么关于物联网的所有嗡嗡声是什么，实际上它是什么？ 请继续阅读此博客以了解有关物联网的更多信息。

物联网概述

首先，物联网代表物联网，其中包含连接到互联网的事物。 这些对象感知周围的环境并收集用于进一步处理的数据。 这些大量生成的未经处理的数据被转换为数字格式，然后进行预处理以供进一步分析。

然后是实际处理这些数据以从中获得有价值的见解的设备。 最后，处理后的数据然后被发送到云端或本地机器，在那里它们被存储和分析以执行操作。 物联网是一个四步过程。

物联网架构阶段

涉及的步骤

物联网架构有 4 个主要层，如上图所示。 让我们详细介绍它们中的每一个。

传感器

属于 IOT 架构初级级别的传感器负责捕获现实世界中的物理参数。 参数可以是——温度、烟雾、空气、湿度等。

这些可以是嵌入式设备，即单个板上的多个传感器，也可以是用于收集和测量它的独立设备。 嵌入式传感器的一个示例是同时测量甲烷含量、一氧化碳百分比和烟雾存在的传感器。

而湿度传感器将是独立传感器的一个示例。 借助传感器，执行器在这一层中也发挥着重要作用。 他们的任务是将物联网对象生成的数据转换为物理动作。

例如，考虑一个智能风扇。 安装合适的传感器后，执行器将根据环境温度（将由温度传感器测量）增加或降低风扇的速度。 而这一切都将在没有人为干预的情况下发生。 另一个例子可以是智能灌溉系统。

在测量土壤中的水分含量后，传感器将触发执行器，决定是否打开或关闭阀门。 目前，物联网领域的大量研究都针对在给定板上集成尽可能多的传感器。

数据采集​​系统

该层与传感器和执行器密切合作。 但由于其独特的功能，它应该在单独的层中占有一席之地。 它是连接传感器层和分析层的连接层。

它的主要功能是收集、选择数据并将其发送到进一步的处理层。 在进行处理之前，必须将来自传感器的数据转换为合适的格式。 一种易于使用且可传输的格式。 这是通过这一层实现的。

例如，考虑一个测量光强度的传感器。 它需要以 10V、5V 等电压的形式输入光子或光，并产生数字输出。 同样，颜色强度作为输入和输出的颜色传感器的 RGB 范围为 0–255。

这些也称为网关，它们为传入传感器数据的本地处理提供平台，以便为进一步处理做好准备。 为了提高这一层的安全性，使用适当的加密和解密算法来防止数据泄露等恶意活动。

该层中设备的一个很好的例子是模数转换器或 ADC。 周围的可测量参数，如光、声音、温度等，本质上是模拟的。 ADC 将这些模拟值转换为数字值。

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分析

不是每个物联网架构都可能有这一层。 它们的存在可以为整个过程带来附加值，特别是对于大量生成数据的大型项目。 对于此类项目，数据传输率或分析率起着至关重要的作用。 这些基础设施靠近数据源。

这使他们能够对传入的实时数据迅速采取行动，并以可操作信息的形式提供输出。 在这种情况下，那些需要在云端处理的数据被传递到这一层。 由于数据传输发生在这一层，因此必须通过最大限度地减少网络暴露来提高安全性。

由于这一层只进行了一些预处理，因此它以最小的功率和带宽工作。 一个示例可以是删除数据中存在的异常值。 一百万个数据点中可能有数千个异常值。 尽早摆脱它们意味着节省最终处理的时间。

数据中心

数据中心通常被视为物联网架构的大脑。 它们旨在存储、处理和分析大量数据。 随着数据分析和机器学习算法的运行，这一层提供了一些关于数据的有用见解。

这种处理在计算上比在前一层中执行的分析要重。 如果部署和布置得当，数据中心可以提供商业智能和建议，帮助用户与系统交互。

这一层为企业提供了许多好处，从更高的生产率到降低能源消耗。 它们还以饼图、直方图或图形的形式为客户提供清晰的可视化，帮助他们做出有关业务的明智决策。

真实世界的例子

自动驾驶汽车一直在使用物联网应用。 这些汽车是无人驾驶的，依靠其传感器从一个点到另一个点进行安全导航。 这些汽车配备了数百个传感器，如激光雷达、摄像头、陀螺仪、云架构、互联网等，可以感知周围环境并根据传感器输出做出快速智能的决策。

例如，在行人案例中，摄像头不断获取输入帧并将它们传递到云端进行处理。 然后人类检测算法检测人类的存在。 如果有人，控制器就会向制动器发送信号。 通过这种方式，来自一个传感器的信息被移动到云端，然后在互联网上被移动到执行器。

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结论

实际上，物联网架构可能因解决方案而异。 但大多数情况下，这四个基本块都存在。 人们还必须设计一种功能强大且可扩展的解决方案，并且在处理大量数据时不易崩溃。

在业务中部署物联网解决方案使他们能够从数据中提取更多价值并相应地迎合客户，从而超越客户。 重要的是不要被物联网的技术术语所迷惑，不要忽视可以带来完全自动化的无限可能性和变化。

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