物联网架构三层结构中不包括什么

物联网架构三层结构中不包括什么,第1张

物联网架构三层结构中不包括应用层,因为应用层不是物联网架构的一部分,而是应用程序的一部分。物联网架构三层结构包括物理层、网络层和数据层,它们分别负责物理设备的连接、网络通信和数据传输。物理层用于连接物理设备,网络层用于实现设备之间的网络通信,数据层用于实现数据的传输和处理。

主要学科有:
“主要学物联网概论、物联网硬件基础、无线传感网应用技术、RFID应用技术、M2M应用技术、物联网应用软件开发、Android移动开发等。物联网应用技术培养具有从事WSN、RFID系统、局域网、安防监控系统等工程设计、施工、安装、调试、维护等工作能力的高端技能型人才。”

物联网系统构成:

1、东西(设备):这些被定义为唯一可识别的节点,主要是传感器,它们通过网络进行通信,无需人工干预。

2、网关:它们充当东西和云之间的中介,以提供所需的网络连接、安全性和可管理性。

3、网络基础设施:它由路由器、聚合器、网关、中继器和其他控制数据流的设备组成。

4、云基础架构:云基础架构包含联网的大型虚拟化服务器和存储池。

简介。

物联网系统的出现被称为第三次信息革命。该系统通过射频自动识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描仪、图像感知器等信息设备,按约定的协议,把各种物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。实际上它也是一种微型计算机控制系统,只不过更庞大而已。

IOT网关,接收sensor数据的总入口,主要是日志,安全防护,流控,协议转换等功能,

图1 IOT网关

之前有提到IOT网关是基于python的twisted框架实现的,初期的时候该IOT网关主要实现的功能是 数据接收和转换功能 安全防护

数据接收和转换功能 ,这里很简单,拟定好数据交互格式后,IOT网关按照约定好的格式进行解析,然后转发给后端服务进行进一步的处理

安全防护 ,设备的区分主要是依靠烧录到硬件的SN号来实现,SN号包含的信息比较多,如生产批次,设备型号等,受制于厂商我安全防护不能做的非常完善,同时sensor与IOT网关的交互不能非常复杂。安全防护这一块理论上是设备接入要一型一密或者一机一密,协议上还应该启用tls/ssl安全通信协议。

图2 鉴权

安全防护要做ssl这类的安全通信协议的话,要考虑设备厂商实现通信模块能力,设备功耗,设备性能(低端设备cpu性能可能比较差,可考虑对称加密形式),IOT网关也需要引入相应模块。

另外认证从性能方面考虑,后期在设备比较多的情况下,可以加入redis等内存型key-value数据库,缓存设备信息,提高鉴权模块性能。

实践中,我们的sensor基本都是依靠电池供电,因此我们的IOT网关基本是面向短链接(后期我们有监测设备,依靠外部电源直接供电,为长连接),因此在每次发起连接我们都要进行一次鉴权,鉴权通过后,设备方可上传传感器监测数据和设备自身状态。

图3 数据交互流程

这一块的调试工作长达半年左右,才基本稳定下来,主要集中在设备商处除了硬件稳定性,还有在调试中发现传输的字符串乱码(c语言处理问题),沾包(厂商开发人员tcp协议不熟),优化传输效率,关闭cork或者 Nagle 算法(传输包很小)。

因为IOT网关不能主动断连接,理论 *** 作中,IOT网关应该和sensor有心跳协议,保证连接的有效性。设备商在数据流程交互完成后,竟然没有close 连接,直接休眠,导致网关所在服务器的连接的文件描述符一直没有正常释放,后面为了预防这种现象,我开启了 *** 作系统层面的keepalve定时器,回收失效连接(系统默认时间是2小时左右,我缩短了失效时间),理论上来说应该是应用层面去实现心跳协议。

整个IOT网关的设计,是无状态,可伸缩的,单网关在普通型ecs上可轻松达到数百tps。

问题1:工业物联网是什么?

简单来说,就是物联网在工业控制上的具体应用。

问题2:SSL/TLS是什么?

SSL(Secure Sockets Layer 安全套接层),及其继任者传输层安全(Transport Layer Security,TLS)是为网络通信提供安全及数据完整性的一种 安全协议 。TLS与SSL在传输层对网络连接进行加密。大部分互联网登录都是用的SSL/TLS,可以去网易邮箱>

作者 | 网络大数据

来源 | raincent_com

随着物联网的演变和发展,所有可以想象到的东西(或事物)和产业都将变得更加智能:智能家居和智慧城市、智能制造机械、智能汽车、智能健康等等。无数被授权收集和交换数据的东西正在形成一个全新的网络——物联网——一个可以在云中收集数据、传输数据和完成用户任务的物理对象网络。

物联网和大数据正在走向胜利之路。不过,要想从这一创新中获益,还需要解决一些挑战和问题。在本文中,我们很高兴与大家分享多年来在物联网咨询领域积累的知识。

物联网大数据如何应用

首先,有多种方法可以从物联网大数据中获益:在某些情况下,通过快速分析就足够了,而一些有价值的见解只有在经过深入的数据处理之后才能获得。

实时监测。通过连网设备收集的数据可以用于实时 *** 作:测量家中或办公室的温度、跟踪身体活动(计算步数、监测运动)等;实时监测在医疗保健中被广泛应用(例如,获取心率、测量血压、糖分等);它还成功地应用于制造业(用于控制生产设备)、农业(用于监测牛和作物)和其他行业。

数据分析。在处理物联网生成的大数据时,我们有机会超越监测,并从这些数据中获得有价值的见解:识别趋势,揭示看不见的模式并找到隐藏的信息和相关性。

流程控制和优化。来自传感器的数据提供了额外的上下文情境信息,以揭示影响性能和优化流程的重要问题。

▲交通管理:跟踪不同日期和时间的交通负荷,以制定出针对交通优化的建议,例如,在特定时间段增加公共汽车的数量,看看是否有改观,以及建议引入新的交通信号灯方案和修建新的道路,以减少街道的交通拥堵状况。

▲零售:跟踪超市货架中商品的销售情况,并在商品快卖完之前及时通知工作人员补货。

▲农业:根据传感器的数据,在必要时给作物浇水。

预测性维护。通过连网设备收集的数据可以成为预测风险、主动识别潜在危险状况的可靠来源,例如:

▲医疗保健:监测患者健康状态并识别风险(例如,哪些患者有糖尿病、心脏病发作的风险),以便及时采取措施。

▲制造业:预测设备故障,以便在故障发生之前及时解决。

还应注意的是,并非所有的物联网解决方案都需要大数据(例如,如果智能家居拥有者要借助智能手机来关灯,则可以在没有大数据的情况下执行此 *** 作)。重要的是要考虑减少处理动态数据的工作量,并避免存储将来没有用处的大量数据。

物联网中的大数据挑战

除非处理大量数据以获取有价值的见解,否则这些数据完全没用。此外,在数据收集、处理和存储方面还有各种挑战。

▲数据可靠性。虽然大数据永远不会100%准确,但在分析数据之前,请务必确保传感器工作正常,并且用于分析的数据质量可靠,且不会因各种因素(例如,机器运行的不利环境、传感器故障)而损坏。

▲要存储哪些数据。连网设备会产生万亿字节的数据,选择存储哪些数据和删除哪些数据是一项艰巨的任务。更重要的是,一些数据的价值还远远没有显现出来,但将来您可能需要这些数据。如果您决定为将来存储数据,那么面临的挑战就是以最小的成本做到这一点。

▲分析深度。一旦并非所有大数据都很重要,就会出现另一个挑战:什么时候快速分析就足够了,什么时候需要进行更深入的分析以带来更多价值。

▲安全。毫无疑问,各个领域的连网事物可以让我们的生活变得更加美好,但与此同时,数据安全也成一个非常重要的问题。网络罪犯可以侵入数据中心和设备,连接到交通系统、发电厂、工厂,并从电信运营商那里窃取个人数据。物联网大数据对于安全专家来说还是一个相对较新的现象,相关经验的缺失会增加安全风险。

物联网解决方案中的大数据处理

在物联网系统中,物联网体系架构的数据处理组件因输入数据的特性、预期结果等而不同。我们已经制定了一些方法来处理物联网解决方案中的大数据。

数据来自与事物相连的传感器。“事物”可以是任何物体:烤箱、汽车、飞机、建筑、工业机器、康复设备等。数据可以是周期性的,也可以是流式的。后者对于实时数据处理和迅速管理事物至关重要。

事物将数据发送到网关,以进行初始数据过滤和预处理,从而减少了传输到下一个物联网系统中的数据量。

边缘分析。在进行深入数据分析之前,有必要进行数据过滤和预处理,以选择某些任务所需的最相关数据。此外,此阶段还可以确保实时分析,以快速识别之前在云中通过深度分析所发现的有用模式。

对于基本协议转换和不同数据协议之间的通信,云网关是必需的。它还支持现场网关和中央物联网服务器之间的数据压缩和安全数据传输。

连网设备生成的数据以其自然格式存储在数据湖中。原始数据通过“流”进入数据湖。数据保存在数据湖中,直到可以用于业务目的。清理过的结构化数据存储在数据仓库中。

机器学习模块根据之前积累的历史数据生成模型。这些模型定期(例如,一个月一次)用新数据流更新。输入的数据被累积并应用于训练和创建新模型。当这些模型经过专家的测试和批准后,控制应用程序就可以使用它们,以响应新的传感器数据发送命令或警报。

总结

物联网产生大量数据,可用于实时监控、分析、流程优化和预测性维护等。然而,应该记住,从各种格式的海量数据中获得有价值的见解并不是一件容易事情:您需要确保传感器工作正常,数据得到安全传输和有效处理。此外,始终存在一个问题:哪些数据值得存储和处理。

尽管存在一些挑战和问题,但应记住,物联网的发展势头强劲,并可以帮助多个行业的企业开辟新的数字机遇。

花开半夏
面向物联网的21个开源软件项目有哪些,物联网开源平台搭建
admin 07-26 04:41 166次浏览
2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准
51CTOcom直译物联网市场呈现碎片化、无定形化、不断变化的特征,其性质通常只需关注互 *** 作性。 难怪开源在这方面不俗。 ——客户犹豫不决,害怕将物联网的未来寄托在可能难以定制或互联的专有平台上。
本文介绍了主要的开源软件项目,重点讨论了面向家庭和工业自动化的开源技术。 我们忽略了专注于垂直领域的物联网项目,如Automotive Grade Linux和Dronecode。 我们还忽略了面向互联网的开源 *** 作系统发行版,包括Brillo、Contiki、Mbed、OpenWrt、Ostro、Riot和Ubuntusnappping。这次,我们将智能
这里介绍的21个项目包括由Linuxfoundation管理的两个大型项目: Allseen(Alljoyn )和ocf (iotivity ),以及物联网传感器的端点和网关我还介绍了几个专门针对物联网生态系统特定领域的小项目。 我们曾介绍过更多的项目,但越来越难分清物联网软件和普通软件的区别。 从嵌入式环境到云,越来越多的项目都带有物联网元素。
您声称这21个项目都是开源的,但请确保完整的名称不在本文的范围内。 它们至少在生态系统的一个部分运行Linux,大多数都完全支持Linux,从开发环境到云/服务器、网关和传感器端点部件。 大多数组件都有可以在Linux开发板(如Raspberry Pi和BeagleBone )上运行的组件,大多数都支持Arduino。
物联网领域仍然有很多专有技术,特别是在自上而下的企业平台上。 但是,其中也提供了部分开放访问权限。 例如,威瑞森的ThingSpace针对4G智慧城市APP应用,拥有一套免费的开发API,支持开发板,尽管核心平台本身是独一无二的。 相似的是,亚马逊的AWS物联网工具包包括部分开放的设备SDK和开源入门工具包。
其他主要的专有平台包括苹果的HomeKit和微软的Azure物联网工具包。 在拥有230个成员的Thread Group中,该组织监督基于6LoWPAN的对等Thread网络协议。 Thread Group由谷歌的母公司Alphbet旗下的Nest设立,没有提供像AllSeen和OCF那样全面的开源框架。 但是,它与Brillo相关,也与Weave物联网通信协议相关。 5月,Nest发布了名为OpenThread的开源版Thread。
介绍21个面向物联网的开源软件项目。
AllseenAlliance(Alljoyn ) )。
由Allseenalliance(asa )监管的AllJoyn互 *** 作系统框架可能是市场上采用最广泛的开源物联网平台。
Bug Labs dweet和freeboard
bugglas是从制造基于模块化Linux的有bugh的硬件设备开始的,但很久以前就演变成了与硬件无关的企业级物联网平台。 Bug Labs提供“dweet”消息、警告系统和“freeboard”物联网设计APP。 dweet使用HAPI Web API和JSON来帮助发布和描述数据。 freeboard是一种拖放式工具,用于设计物联网仪表板和可视元素。
DeviceHive
DataArt基于AllJoyn的设备管理平台可以运行在许多云服务上,包括Azure、AWS、Apache Mesos和OpenStack。 DeviceHive专注于使用ElasticSearch、Apache Spark、Cassandra和Kafka,分析大数据。 有些网关组件可以在运行Ubuntu Snappy Core的任何设备上运行。 模块化网关软件与DeviceHive云软件和物联网协议配合使用,作为Snappy Core服务进行部署。
DSA
分布式服务架构(DSA )便于集中式设备的互 *** 作性、逻辑和APP应用。 DSA项目正在构建分布式服务链接(DSLinks )库,以支持协议转换以及与第三方数据源的数据集成。 DSA提供了一个可扩展的网络拓扑,其中包括多个DSLinks,用于在连接到分层代理分层结构的物理互联网边缘设备上运行。
EclipseIOT(Kura ) )。
Eclipse基金会的物联网主要围绕基于Java/OSGi的Kura API容器和聚合平台,支持在服务网上运行的m2m APP应用。 Kura基于Eurotech的Everywhere Cloud物联网框架往往与Apache Camel集成,后者是基于Java的基于规则的路由和中介引擎。 Eclipse物联网子项目包括Paho消息传递协议框架、面向轻量级服务器的Mosquitto MQTT体系结构和Eclipse SmartHome框架。 有些项目实现名为Californium的基于Java的受限APP应用协议(CoAP )。
Kaa
CyberVision支持的Kaa项目为云互联的大型物联网提供了可扩展的端到端物联网框架。
该平台包括一种支持REST的服务器功能,可用于服务、分析和数据管理,通常部署成由Apache Zookeeper协调的节点集群。Kaa的端点SDK支持Java、C++和C开发,负责处理客户机/服务器通信、验证、加密、持久性和数据编排。SDK包括针对特定服务器、支持GUI的模式,这些模式可转换成物联网物件绑定。模式治理语义,并抽象一组迥异设备的功能。
Macchinaio
Macchinaio提供了一种“支持Web、模块化、可扩展的”JavaScript和C++运行时环境,可用于开发在Linux开发板上运行的物联网网关应用程序。Macchinaio支持一系列广泛的传感器和连接技术,包括Tinkerforge bricklet、XBee ZB传感器、GPS/GNSS接收器、串行和GPIO联网设备以及方向感应器。
GE Predix
GE面向工业物联网的平台即服务(PaaS)软件基于Cloud Foundry。它增添了资产管理、设备安全、实时预测分析,并支持不同数据的采集、存储和访问。GE Predix是GE为内部运营而开发的,它已成为最成功的企业物联网平台之一,收入大约60亿美元。GE最近与HPE达成了合作伙伴关系,HPE将把Predix整合到自己的服务中。
Home Assistant
这个作为后起之秀的草根项目提供了一种面向Python的家居自动化方法。
Mainspring
M2MLabs的基于Java的框架针对远程监控、车队管理和智能电网等应用领域中的M2M通信。与许多物联网框架一样,Mainspring高度依赖REST Web服务,并提供了设备配置和建模工具。
Node-RED
这种面向Nodejs开发人员的可视化布线工具拥有基于浏览器的数据流编辑器,可用于设计物联网节点当中的数据流。然后,节点可以迅速部署成运行时环境,并使用JSON来存储和共享。端点可以在Linux开发板上运行,支持的云包括Docker、IBM Bluemix、AWS和Azure。
Open Connectivity Foundation(IoTivity)
英特尔和三星支持的开放互联联盟(OIC)组织和UPnP论坛组成的这个组织正在努力成为物联网方面领先的开源标准组织。OCF的开源IoTivity项目依赖充分利用的JSON和CoAP。
openHAB
OpenIoT
这款基于Java的OpenIoT中间件旨在使用一种公用云计算交付模式,为开放、大规模的物联网应用提供便利。除了表示物联网物件的本体、语义模型和标注外,该平台还包括传感器和传感器网络中间件。
OpenRemote
OpenRemote为家庭和楼宇自动化而设计,它以广泛支持众多智能设备和网络规范而出名,比如1-Wire、EnOcean、 xPL、Insteon和X10等规范。规则、脚本和事件都得到支持,还有基于云的设计工具,可用于用户界面、安装、配置、远程更新及诊断。
OpenThread
这是Nest最近从基于6LoWPAN的物联网Thread无线网络标准分离出来的开源项目,它还得到了ARM、Microchip旗下的Atmel、Dialog、高通和德州仪器的支持。OpenThread实现了所有Thread网络层,还实现了Thread的端点设备、路由器、Leader和边界路由器等角色。
Physical Web/Eddystone
谷歌的Physical Web让蓝牙低能耗(BLE)信标可以将URL发送到智能手机。它针对谷歌的Eddystone BLE信标经过了优化,这提供了除苹果的iBeacon之外的一种开放技术。其想法是,行人可以与任何具有BLE功能的支持性设备(比如汽车停放计时器、标牌或零售产品)联系。
PlatformIO
基于Python的PlatformIO包括IDE、项目生成器和基于Web的库管理器,它是为访问来自基于微控制器的Arduino和基于ARM Mbed的端点的数据设计的。它为200多种板卡提供了预先配置的设置,并与Eclipse、Qt Creator及其他IDE整合起来。
The Thing System
这种基于Nodejs的智能家居“监管”软件声称支持真正的自动化,而不是简单的通知。其自学习人工智能软件可处理许多协同式M2M *** 作,不需要由人干预。缺少云组件恰恰提供了更好的安全性、隐私性和控制性。
ThingSpeak
成立五年的ThingSpeak项目专注于传感器日志、位置跟踪、触发器及提醒以及分析。ThingSpeak用户可以使用用于物联网分析和可视化的MATLAB版本,不需要向Mathworks购买许可证。
Zetta
Zetta是一种面向服务器的物联网平台,利用Nodejs、REST和WebSockets构建而成,奉行基于数据流的“响应式编程”开发理念,用Siren超媒体API连接起来。设备被抽取成REST API,用云服务连接起来,这些服务包括可视化工具,并支持Splunk之类的机器分析工具。该平台可将Linux和Arduino开发板之类的端点与Heroku之类的云平台连接起来,以便构建地理分布式网络。
转载于:>

物联网的功能组件:

设备。包括现有常用的设备,例如智能仪表或车辆,这些连接组件已集成到产品设计中。也包括由于物联网技术而出现的新设备,例如宠物追踪器。这样的设备必须具有传感器、通信功能,还将具有其他元素(例如,电源)。另外,根据设备的类型,它可能具有HMI。

传感器和执行器已连接的设备。传感器能够从环境中捕获数据(例如,温度)。执行器响应指令并进行更改设备状态(例如,调节恒温器的温度)。执行器的指令可以来自同一设备上的传感器,也可以来自其他来源(例如,房主回家时,可以通过移动电话激活恒温器)。设备可以同时具有传感器,执行器两类功能。

通信硬件使设备能够连接到网络,以将数据从传感器发送到后端系统。包括用于通过蓝牙,Wi-Fi,ZigBee,LoRa,蜂窝网络(例如GSM,5G,NB-IoT,LTE-M)或多种专有技术进行无线连接或通过固定网络进行无线连接的硬件。有些设备将具有连接到多种类型网络的硬件。

–连接网络(可以是蜂窝网络,固定网络或卫星网络)可以通过Internet或专用网络将来自传感器的数据传递到用户的后端系统。

此外,可以将各种不同的应用软件为最终用户提供附加价值。

–服务端软件包括用于收集和分析来自传感器和其他来源的数据(例如,天气预报数据)的服务器。这些服务端系统可以在公共或私有云或本地硬件中找到。对于非常简单的系统,服务端软件可以是标准PC。

–设备管理,安全性和数据分析等软件平台可确保IoT设备正常运行。这样的平台还包括用于分析数据并改善业务流程的数据分析软件,以及用于存储数据的数据库。

–应用软件还包括计费和客户支持等服务。

物联网价值链还包括设计,构建和管理物联网服务的系统集成商(SI)或开发人员。物理设备通常需要安装和维护。

天工测控主要面对安防,车载,物联网,无人机,机器人,智能家居一类生产企业,提供核心模块技术和方案。其中就包含提供位置信号的定位模块及基于位置信号的应用方案,比如我们的GPS模块、北斗模块、组合导航模块和蓝牙室内定位方案、室内外无缝定位方案、UWB测距应用等;然后把各种信息连接起来,服务于我们智能生活中的无线模块及应用方案,比如WiFi模块、BLE蓝牙模块、组合模块和智能插座方案、无线图传方案、智能照明方案、智能门锁等智能家居类应用方案,为我们的生活提供更多便利,营造一个更安全、舒适的家居环境。


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