物联网技术栈——来自物联网设备,传感器,actuators and gateways to IoT platforms

一看vwin免佣百家乐 technology and the first layers of the IoT technology stack: IoT devices(包括传感器和执行机构),物联网网关 (和设备管理)物联网平台.

IT is becoming an integral part of the product itself,and these smart,connected products require companies build and support an entirely new technology infrastructure (PTC)

物联网由几个技术层组成,这些技术层在从简单连接“物联网”和物联网设备到构建服务于明确目标的应用程序的过程中都发挥着作用,无论是用于消费应用还是工业级物联网项目。

物联网技术真的应该是物联网技术,因为当然有几个,重要的是取决于目标。然而,它们适用于具有不同层的物联网技术堆栈,从物联网设备开始,以及每层无数的技术。

在本文中,我们首先看一下物联网技术栈,并从该物联网技术栈的三层开始。第一个是物联网设备级别;as without accurate sensors,执行机构和物联网设备,没有准确的数据,没有准确的数据物联网,更不用说物联网项目或产品/服务了。第二个是物联网网关,which we covered more in-depth but deserves a spot as a layer and certainly in an overview of the IoT device layer with which it is strongly connected and for which is a necessary level towards the next steps of actionable data and business applications or consumer apps and services.第三个是物联网平台层,我们在这里连接业务和消费者应用程序和服务,as well as the development of these services and the management and interconnection with the first two layers.

物联网技术-物联网设备

IoT bridges the gap between the physical world and the digital world and that starts with things.在更广泛的意义上,有几个物联网设备。有些人坐在网络的边缘,真正的事情就发生在那里。Others include IoT gateways which enable to actually do something with all the data coming from ‘IoT-enabled' things or connected objects.然而,我们不会像某些人那样将物联网网关计算为物联网设备;这是一个不同的物联网技术层,甚至不一定是我们将看到的硬件。

What is IoT technology?物联网技术栈

物联网技术堆栈只不过是一系列技术,standards and applications,从对象到互联网的简单连接到使用这些连接的东西的最简单和最复杂的应用程序,它们收集和通信的数据以及为这些应用程序提供动力所需的不同步骤。

如果没有这个物联网技术栈,就不可能用物联网设备做什么,也没有理由把东西连接到互联网上。所以,简单地说,物联网技术栈包含了从物联网设备和数据转移到实际目的和目标或所谓物联网用例所需的所有技术。

然而,虽然看起来很简单,不同的层包括物联网项目的几种技术和选项。此外,这不仅仅是将物联网技术栈中的正确技术结合起来的问题,而且也是在一个准确的过程中这样做的问题,安全和经济有效的方法。而且在实践中,在互操作性的层面上仍然存在着相当多的挑战,所有这些技术元素都能够在不同的标准下相互交流。此外,when we bring in existing connected devices as they've existed for ages in areas such as建筑管理制造技术,that latter challenge becomes even bigger.

让我们看看物联网技术栈的第一层:物联网设备。Do note that there have been various attempts to depict and construct the IoT technology stack(在每一层中,各种协议,供应商/玩家和子层).当Cisco还在谈论Internet of Everything(IOE)它也有一个IOE技术栈,它更基于IOE愿景构建。(您可以在本文中看到一个关于零售业中的物联网.其他人通过与许多现有的网络模型(如OSI和TCP/IP)进行比较,将大量精力集中在物联网技术栈上。That is for a separate article.

物联网设备和连接的物理设备

所以,这些东西,the devices,传感器等是第一个物联网技术堆叠层。物联网设备可以有多种形式和形状。

物联网设备包括transducers例如传感器、执行器和无数被称为“智能”的物体,“智能”或纯旧“已连接”(智能灯泡,连接阀门和泵,智能仪表,连接车智能或smart buildingcomponents,智能家居devices etc.).

当人们谈论物联网设备时,他们不会考虑传感器、执行器或所有其他相关的东西,如板,processors/chips,收发器,micro-electro-mechanical systems or anything like that.

They do think about smart devices such as the ones mentioned or about wearables,智能路灯,活动追踪器,智能房间控制,智能恒温器,irrigation controllers or maybe about协作机器人,智能制造资产,健康监测装置(including in the body),标记有位置检测技术的宠物或私人资产;对,连接良好的旧冰箱。一旦你开始增加农业和农业,这个清单就无穷无尽了,重工业,零售业,“智能”数字标牌等。

It has been suggested to look at the thinks and the IoT devices in this broader context where all kinds of components(硬件,software,connection)甚至连相关的服务都集中在一个设备中。然而,在本文范围内,我们最感兴趣的是传感器和执行器。

一个连接的物体可以有几个或几千个传感器和传感器。一汽车保险中使用的远程信息处理箱通常有一些传感器,一个石油钻塔可以有数万个。让我们更深入地研究传感器,actuators and IoT-connected ‘things'.

请注意,考虑到物联网设备的实际情况,我们实际上是在谈论捕获和通信数据,还有一个通信组件:设备连接组件,通过通信和处理单元连接物理对象和控制器。有些人将其作为一个单独的层添加到物联网技术堆栈中,但它确实部分地与物联网网关层、物联网连接层和物联网通信网络层重叠,我们将其作为一个单独的物联网层处理。(不过在本文中没有)。

Sensors in one of many existing IoT technology stack views - source and courtesy
许多现有物联网技术堆栈视图中的一个传感器- source and courtesy

物联网设备:传感器

传感器早在物联网之前就存在于其当前意义上,并且普遍存在于例如,建筑,工厂,能量和更多。

在所有这些情况下,传感器都是连接和智能解决方案的数字数据主干的一部分。任何“智能”和物联网相关的东西都是建立在传感器和其他类型的传感器上的,我们将在下一步看到。

传感器是一种检测,测量或指示任何特定物理量,如光,heat,运动,水分,压力,或类似实体,通过把它们转换成任何其他形式,电脉冲

A transducer converts a signal in a form of energy into a signal in another form.在物联网传感器的背景下,这意味着传感器能够感应到物联网设备内或周围的条件,以及(state and environments of)附加到的物理项。传感器可以检测环境中的事件或变化,并将这些事件或特定参数的变化传达给系统和其他设备,然后这些设备可以使用这些数据进行操作,分析等等。

在物联网环境中我们还可以使用2016年关于2022年之前的全球传感器市场:“传感器是一种检测,测量或指示任何特定物理量,如光,heat,运动,水分,压力,或类似实体,通过把它们转换成任何其他形式,电脉冲。”

在环境参数中,传感器可以感知和交流的因素和事件是声音等参数,温度,湿度,存在特定的化学成分或气体,光,occupancy(例如)房间的)and much more.很明显,传感器是物联网的重要组成部分,需要非常精确,因为它们是数据获取的起点。

有100多种不同类型的传感器。它们可以单独购买,也可以在所谓的传感器板上购买,传感器板的设计目的是收集物联网用例或项目范围内需要的几个传感器。传感器板可用于以下应用:智慧城市空气质量监控和智能交通应用程序。There are also sensor boards which you can use to customize to try out IoT applications or to build the precise boards you need for any given application,添加所需的传感器。

如上所述,传感器是任何东西,但现在和已经普遍存在于许多行业之前,有人甚至听到了术语物联网。在当今的智能建筑中,smart factory projects of徳赢中国 ,智慧城市项目和任何与智能和物联网相关的东西,它们更无处不在,产品和技术都在进化。

物联网设备-传感器和执行器示例-来源物联网信息图表后置和港口研究-CC属性许可证
物联网设备-传感器和执行器示例-来源:物联网信息图 后景港口研究–CC属性许可证

IoT devices: actuators

就像传感器一样,执行器是传感器。就像传感器一样,它们已经被使用了相当长的一段时间了,当然是在物联网之前。

Whereas sensors sense and send,actuators act and activate.执行器收到一个信号,并将其所需的动作设定为动作,以便在环境中/环境中动作。在某种意义上,你可以说,执行器的作用与传感器相反,它至少同样重要,即使今天大多数公司所做的就是获取和分析数据,更不用说使用数据作为触发器,使“某物”在物理世界中发生,那里有相当多的价值,不仅在自动化范围内,而且在消费者物联网应用程序中。

Let's make the usage of actuators more tangible from an IoT perspective:

在我们关于建筑管理演变在物联网时代,简单地说,就像这样:执行器坐在你的散热器上,或者控制智能家居或智能建筑中智能房间的气流;传感器检测到房间里没有人;执行器被触发到较低温度(或停止暖通空调或其他);控制系统向管理系统反馈决策(因此节省了能源)每个人都很高兴。

到2025年,执行机构市场预计将以5.4%的复合年增长率增长。

从这个意义上来说,你可以想象许多其他的场景。会议室灯光,空调、暖气关闭;工人接近“智能办公室”,在他的应用程序中寻找可用的会议室并为会议预订;执行器接收信号,以确保会议室满足人们对健康舒适会议室的期望。

好啊,我们让它听起来比实际更简单。Just as there are many types of sensors there are many types of actuators and ways in which they are used.

电动执行机构可以把能量转化为机械扭矩,其他执行器可以控制阀门(考虑与传感器的组合,例如漏水),and so forth.这是一篇文章本身的食物,但希望图像是清晰的。

In the scope of IoT,在大多数情况下,执行器都是通过施加一些力来打开或关闭某些东西。然而,there are also plenty of applications in industrial applications or robotics such as the usage of actuators for grippers.  And there are certainly also smart devices in consumer applications where you can nicely see sensors and actuators working together,例如在改善睡眠方面。

空气夹持器自动机器人化工生产线转盘真空垫及电动执行机构导杆式
空气夹持器自动机器人化工生产线转盘真空垫及电动执行机构导杆式

物联网网关:设备/数据与物联网平台交叉点上的设备

在多个意义上物联网网关也可以在物联网设备下排名。An IoT gateway can be hardware but it can also be software and often a combination of both and,考虑到物联网网关的功能不断增加,最好将其视为一个单独的层,至少不是因为这些功能和技术方面。

物联网网关有多种形式和形状,正是因为他们(CAN)完成(数量越来越多)几项任务。换句话说:物联网网关的使用正在改变,与物联网的早期相比。这一切都与物联网网关的原始范围有关,以及物联网的演变如何导致网关中更多的功能捆绑,而网关是执行这些功能的理想场所,考虑到它作为桥梁的基本功能,好,gateway.

从严格意义上讲,物联网网关在物联网设备的交叉点上起着至关重要的作用。(因此来自物联网设备的数据)以及网络,cloud or data center as explained in our in-depth article on IoT gateways where you can also see there are gateways for the工业物联网,为所谓的边缘计算,家庭自动化网关,它们聚集并协调家庭传感器和云服务之间的通信等等。

所以,this is a broad layer with multiple devices,技术,解决(软件和硬件)以及功能。物联网网关实际上用于连接聚合,物联网数据的加密和解密(安全),解释了总体物联网技术布局中存在的各种协议的翻译,the management and onboarding of IoT devices,上述边缘计算,远程控制和管理,数据的预处理和聚合等。

Simply said: they play a critical role on multiple levels but as the name suggests IoT gateways essentially are just that: they are a gateway between the IoT device level and the technologies and environments where the data from IoT devices really get leveraged.

因为有更多的物联网设备,因此有更多的物联网数据,很容易理解为什么在物联网网关中会有更多的功能和目标。Many sensors with often really many data points mean that pre-processing can be done in the gateway and that gateways and the analysis of data overall is increasingly moving to the edge and edge gateways.

然而,正如你在我们关于物联网数据对IT基础设施的影响物联网数据的大多数分析仍然发生在数据中心。因此,物联网网关种类繁多,从边缘到网络或云,无论人们想要什么。在这一层的上下文中,我们还必须强调物联网设备管理这是物联网平台在M2M功能层面上的关键。

物联网网关可以坐在任何地方-英特尔物联网零售网关参考设计与专用物联网网关智能销售-源英特尔出版社
物联网网关可以坐在任何地方——Intel物联网零售网关参考设计,用于智能销售,带有专用物联网网关– source Intel press release

网关之外的物联网技术:物联网平台

The third layer of the IoT technology stack consists of物联网平台.它又是一种具有多种潜在功能的广泛应用程序。

有了物联网平台,我们就有了软件,更具体地说,一方面是物联网设备和物联网网关的硬件相关层之间的中间件,另一方面是业务层和应用层之间的中间件。然而,不是那么简单吗(anymore).

物联网平台一词被广泛使用,但并非每个人在谈论它时都有相同的含义。To make things even worse,there are several types of IoT platforms and,当然,考虑到我们在物联网网关方面的进展,你猜对了,这里还添加了其他功能。此外,在当前的物联网平台战争中,有超过400个不同的物联网平台,正在向专业化和差异化转变。而且,的确,没有物联网平台是相同的。

正如我们在一篇关于IoT platform market严格来说,物联网平台是物联网应用支持平台。这个名字几乎涵盖了它的作用。On top of that there areIoT device management platforms(DMPS)总体而言,物联网设备管理实际上始终存在于物联网平台中,分析平台和物联网协调平台,在这篇文章中你可以看到更多关于物联网平台测试.

数字化或模盖AS尼古拉斯·温德帕辛格,author of the物联网图书数字化或模具化,他还处理了物联网技术堆栈,也就是说,“不同类型的物联网平台已经成为必不可少的推动因素,一种收集和理解数据的方法,并在适当的时间提供适当类型的服务”。

确切地说:这是关于业务成果和服务的。作为尼古拉斯,世卫组织将物联网平台视为提供连接支持等服务,服务启用,device management application support and solution provider services,quoted from an interview he had with Josef Brunner,首席执行官雷亚尔,“最大的挑战是物联网平台不是关于技术,而是关于用例和用户利益。”

这似乎是结束这篇关于物联网技术栈的第一篇文章的一个很好的方法,然后继续第二篇文章,我们将看到更多的物联网技术层。

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