通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(11)：物聯(lián)網(wǎng)解決方案設(shè)計(jì)
2019-12-20新聞
在設(shè)計(jì)一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案時(shí)，需要考慮這些方面的內(nèi)容：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)搭建、設(shè)備管理、協(xié)議設(shè)計(jì)、應(yīng)用場(chǎng)景、系統(tǒng)維護(hù)、新建系統(tǒng)還是在舊系統(tǒng)上進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)升級(jí)、與外部系統(tǒng)的接口、供電與安裝等。本文將對(duì)這些方面的內(nèi)容進(jìn)行一一介紹。
搭建物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)
在設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)方案時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的布局包括：局域物聯(lián)網(wǎng)、廣域物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)和移動(dòng)終端。
局域物聯(lián)網(wǎng)中有低頻窄帶傳輸、實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)景；有實(shí)時(shí)性要求不高但對(duì)分組丟失率有要求的場(chǎng)景；有控制響應(yīng)、數(shù)據(jù)采集要求高的場(chǎng)景。所謂“眾口難調(diào)”，為了滿足不同的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，在設(shè)計(jì)時(shí)需要選擇不同的近距離通信協(xié)議。
在設(shè)計(jì)廣局域網(wǎng)時(shí)，需要在最開始就考慮到廣域物聯(lián)網(wǎng)的概念，在條件允許的情況下建立移動(dòng)微基站、Wi-Fi、光纖等信號(hào)放大器，建立類似物聯(lián)網(wǎng)專有的廣域網(wǎng)絡(luò)，最終利用運(yùn)營(yíng)商的接入服務(wù)或者VPN服務(wù)建立起高可靠、帶寬固定的物聯(lián)網(wǎng)廣域網(wǎng)絡(luò)。
對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)來說，云技術(shù)的引入不僅可以從根本上提高系統(tǒng)的能力(計(jì)算機(jī)速度、并發(fā)性、穩(wěn)定性、可靠性等)，也極大地縮短了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)周期。帶有云技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)方案系統(tǒng)也具有更多的自我擴(kuò)張性，云技術(shù)“一切皆服務(wù)”的思想也為行業(yè)客戶帶來了新的商業(yè)模式的思考。
移動(dòng)終端中的移動(dòng)特性有兩個(gè)含義：一是控制和展示，在設(shè)計(jì)方案時(shí)要考慮某些數(shù)據(jù)不光在PC端顯示，同時(shí)要在移動(dòng)終端上顯示；另外一個(gè)含義是利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的思維來設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)方案，提升用戶體驗(yàn)。
設(shè)備管理
在一個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備管理中，實(shí)際上包括了兩個(gè)設(shè)備：一個(gè)是被控制的工業(yè)或行業(yè)設(shè)備，另一個(gè)是物聯(lián)網(wǎng)終端控制設(shè)備。
對(duì)于被控制的工業(yè)設(shè)備或者行業(yè)設(shè)備來說，設(shè)備管理包括：狀態(tài)監(jiān)測(cè)生命周期管理、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、設(shè)備診斷等幾個(gè)功能。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)終端控制設(shè)備來說，設(shè)備管理包括：接口管理、數(shù)據(jù)分析設(shè)備控制、網(wǎng)絡(luò)連接管理、軟件升級(jí)、設(shè)備位置管理等。
此外，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)方案中要突出設(shè)備的深度控制。深度控制是指物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供更多的設(shè)備節(jié)點(diǎn)和更多的控制方式，因此可以做到方案從頂層到單元的多層控制。
協(xié)議設(shè)計(jì)
物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議從設(shè)備管理的需求而來，通常包括：數(shù)據(jù)通信協(xié)議、命令控制協(xié)議、診斷協(xié)議、升級(jí)服務(wù)協(xié)議、長(zhǎng)期在線協(xié)議和安全協(xié)議。
數(shù)據(jù)通信協(xié)議要保證數(shù)據(jù)從物聯(lián)網(wǎng)終端控制設(shè)備到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，最后到云端服務(wù)器都能夠高效地傳輸。診斷協(xié)議要保證在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施過程中快速地部署網(wǎng)絡(luò)和定位問題，提高系統(tǒng)可靠性。升級(jí)服務(wù)協(xié)議要保證在設(shè)備和系統(tǒng)安裝后，通過軟件升級(jí)來完成系統(tǒng)的更新?lián)Q代。長(zhǎng)期在線協(xié)議要進(jìn)行兩個(gè)方面的考慮，一個(gè)是協(xié)議層次不斷地發(fā)送心跳，以保持服務(wù)器的狀態(tài)更新；另一方面是設(shè)計(jì)自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制，能夠在設(shè)備處于異常狀態(tài)時(shí)快速恢復(fù)到初始化狀態(tài)。安全協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)中是必需的，但不會(huì)像傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)安全協(xié)議那樣復(fù)雜。
應(yīng)用場(chǎng)景(設(shè)備位置)
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常為固定位置，移動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景較少。從設(shè)備位置來看，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)部署是一個(gè)挑戰(zhàn)，首先需要有線、無線，近距離多重網(wǎng)絡(luò)才能達(dá)到有一定質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；其次需要傳感器長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行環(huán)境；再次是設(shè)備的生命周期要盡量地長(zhǎng)，且設(shè)備生命周期管理預(yù)測(cè)機(jī)制要能夠考慮到方案中；最后是設(shè)備的安裝也很重要。
新建系統(tǒng)還是在舊系統(tǒng)上進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)升級(jí)
如果是舊系統(tǒng)改造，那么考慮更多的是現(xiàn)有設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)化升級(jí)；如果是新建系統(tǒng)，方案設(shè)計(jì)要考慮更多的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，需要分批分階段地實(shí)施。
供電與安裝問題
供電問題(或者說電池問題)往往是阻礙物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施的一個(gè)實(shí)際問題，需要在設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)解決方案時(shí)重點(diǎn)考慮。
安裝是物聯(lián)網(wǎng)的另外一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)楹芏嘣O(shè)備需要重新部署，并且在方案設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮設(shè)備的耐用性。
總結(jié)
本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)解決方案的設(shè)計(jì)，具體包括：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)搭建、設(shè)備管理、協(xié)議設(shè)計(jì)、應(yīng)用場(chǎng)景、系統(tǒng)維護(hù)、新建系統(tǒng)還是在舊系統(tǒng)上進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)升級(jí)、與外部系統(tǒng)的接口、供電與安裝等。由于物聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜性，很難在最開始就將所有的問題都考慮到，需要大家在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施的過程中慢慢積累經(jīng)驗(yàn)，以設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。
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