三分钟带你简单了解物联网的架构和矩阵

说到物联网,有些人会觉得跟我们的现实生活相提甚远或是无关紧要,然而在如今的科技化信息化高度发展的社会当中,我们的衣食住行都离不开物联网的存在。上班路上需要用乘车码进地铁、刷公交,下班时拿起手机打开付款码支付一段晚餐,在超市购物扫描商品条形码进行读价。这些画面都蕴藏着物联网的技术和设备,那么究竟什么是物联网,接下来为大家简单介绍一下它的架构。

物联网的技术架构可以分为六个层面和两大技术矩阵:边缘域和云端域。

六个层面

元素层、器件层、终端层、(信息)资源汇聚层、平台服务层和应用层。

元素层:就是原理和理论,包含了各种基础信息科学的集合,他也是构成器件层的基础(物联联网最基本的技术基础)

器件层:也是信息产业的的基本元器件,主要是各类电子元器件、电路模组和功能板件,例如芯片、传感器之类。

终端和节点层:一种物联网的终端,包括非智能的终端(也称哑终端,一般无数据处理能力,只能通过网络上报传感数据,或人工操控数据)、智能终端(如工业机器人)、用户智能终端(手机、笔记本电脑);另一种是专用的信息处理节点:网络设备、计算设备、储存设备。这些节点都具备网络接口、计算和存储器件,但他们通常提供某一种专用的信息能力。除了哑终端以外,其他设备都具有通用或专用的计算能力。

资源汇聚层:主要包括三种核心的信息处理的资源和能力:网络(互联网、通信协议)、计算(云计算、大数据、机器学习)和存储(云存储、数据库)

平台服务层:包括了物联网服务平台的架构、中间件、接口标准、信息服务规范等等,也融合了各行业中的一些基础性的技术服务。提供软件开发、运营的工具,便于各类行业系统对技术和设施的使用、组合、评测、维护。在平台服务层,形成了物联网应用的词典,各类物联网的资源(设施)是“名词”、各种信息处理功能是“动词”,开发人员将可以将主要精力放置在构建“语句”和“段落”(应用的逻辑功能)上,并最终书写出完整篇章(应用系统、商业体系)。

应用层:对物联网行业应用的设计、搭建、运营。开发者和运营者在应用层,选取所需的资源和功能(包括信息技术和行业技术),通过对下层服务的调用,构建自己的行业应用。在物联网技术层级的体系中,应用层之下的五层,都可以理解为应用层的“硬件”;“软件”则是应用开发者自己编写的应用逻辑。

如果应用软件承载于SAAS(软件即服务)之上,系统底层设备由云计算服务商提供,那么在应用中可能就看不到任何物理实体的“硬件”,取而代之的,是下层模块化、标准化的信息服务和行业功能。


两大技术矩阵:边缘域和云端域

两域的边界主要体现在终端和节点层、资源汇聚层、应用层。

信息流“接入”和“汇聚”的两种需求,将物联网的技术自然地分成了“边缘”和“云端”两个“域”:有无数设备需要联网,接近物理实体现场的“边缘域”;远离现实物件,但信息集中汇聚的“云端域”。在应用层面,不同的功能需求进一步促进了两域的分隔。

“边缘域”的应用和功能是更倾向于需要实时性的反馈操作,而“云端域”的应用则是更倾向于抽象化的预测分析、海量数据检索等等。

在终端和节点层、资源汇聚层中,两个域所包含的硬件和软件是有差别的。例如,边缘网络中有各类终端配备传感器---用以感知物理世界;但云端网络中的设备则只有标准的信号输出输入接口。

边缘网络会部署各种类型的网络协议,包括了有线网络和无线网络、“对等网络协议”和“非对等网络”(备注:“TCP/IP”是一种对等网络协议,而RFID技术在无线侧则不是对等网络协议);而“云端域”只有对等网络协议,例如IPv4、IPv6。

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