經(jīng)驗案例

物聯(lián)網(wǎng)傳感器和通信設(shè)備數(shù)據(jù)采集面臨的協(xié)議和高延遲怎么辦？

幾乎每個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)都需要某種方式將傳感器/設(shè)備連接到云，以便數(shù)據(jù)可以在它們之間來回發(fā)送。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)對于實現(xiàn)此連接至關(guān)重要，因為網(wǎng)關(guān)充當(dāng)傳感器/設(shè)備與云之間的橋梁。許多傳感器/設(shè)備將與網(wǎng)關(guān)“對話”，然后網(wǎng)關(guān)將獲取所有信息并與云“對話”。從高層次來看，這實際上也是蜂窩技術(shù)的工作方式。您的手機不直接與其他手機通信，而是與附近的蜂窩塔通信，蜂窩塔又與蜂窩提供商的服務(wù)器通信。然后信息以相反的方式流動，從蜂窩提供商的服務(wù)器到塔，再到其他人的電話。對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，基本概念完全相同，只需切換蜂窩塔的網(wǎng)關(guān)和蜂窩提供商服務(wù)器的云。包括與中間網(wǎng)關(guān)通信的額外步驟會產(chǎn)生以下好處：
電池壽命
如果傳感器/設(shè)備位于遠程區(qū)域，則可能需要遠程連接（例如衛(wèi)星連接）以與云通信。如此處所述，較長的范圍通常意味著功耗（和成本）增加; 這對于電池壽命有限的小型傳感器/設(shè)備來說可能是個問題。如果您正在進行智能農(nóng)業(yè)，您希望您的現(xiàn)場傳感器可以使用數(shù)年，而不是數(shù)月或數(shù)周。通過使用安裝在附屬建筑物或糧倉的頂部附近的高架網(wǎng)關(guān)，傳感器/設(shè)備只需將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)一小段距離，網(wǎng)關(guān)就可以通過單個更高帶寬的連接將數(shù)據(jù)回傳到云端。網(wǎng)關(guān)允許傳感器/設(shè)備在較短距離內(nèi)通信，從而延長電池壽命。

不同的協(xié)議
完整的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可能涉及許多不同類型的傳感器和設(shè)備。再次使用智能農(nóng)業(yè)，您可能需要溫度，濕度和陽光的傳感器以及自動灌溉和肥料系統(tǒng)等設(shè)備。所有不同的傳感器和設(shè)備都可以使用不同的網(wǎng)絡(luò)連接類型（基本上，傳輸信息的規(guī)則和格式）。連接類型包括LPWAN，Wi-Fi，藍牙和Zigbee等。網(wǎng)關(guān)可以通過不同的連接類型與傳感器/設(shè)備通信，然后將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（如MQTT）以發(fā)送到云。
未過濾的數(shù)據(jù)
有時，傳感器/設(shè)備會產(chǎn)生如此多的數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)難以接受，或者傳輸和存儲成本極高。通常在這種情況下，只有一小部分數(shù)據(jù)實際上是有價值的。例如，安全攝像機不需要發(fā)送空走廊的視頻數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)可以預(yù)處理和過濾傳感器/設(shè)備生成的數(shù)據(jù)，以減少傳輸，處理和存儲要求。

高延遲
在我之前關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)解決方案如何實際工作的文章中（第2部分），我解釋說時間對于某些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說至關(guān)重要; 傳感器/設(shè)備無法承擔(dān)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆撇⒌却诓扇⌒袆又暗玫巾憫?yīng)的能力。這對于醫(yī)療領(lǐng)域中的生死攸關(guān)的情況或者像汽車這樣的快速移動的物體都是如此。通過在網(wǎng)關(guān)上處理數(shù)據(jù)并在本地發(fā)出命令，可以避免更高的延遲。但是，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的許多傳感器/設(shè)備太小而且電池電量太低而無法自行處理。通過在網(wǎng)關(guān)本身而不是在云中執(zhí)行處理，網(wǎng)關(guān)可以減少時間關(guān)鍵應(yīng)用程序的延遲。安全連接到互聯(lián)網(wǎng)的每個傳感器/設(shè)備都容易被黑客攻擊。黑客傳感器/設(shè)備很糟糕。不僅是為了主人，也為了其他所有人。
幾年前，名為Mirai的惡意軟件被用來破解和控制數(shù)以千計的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。這種“bot-net”設(shè)備隨后用于取消互聯(lián)網(wǎng)的主要部分。網(wǎng)關(guān)減少了連接到互聯(lián)網(wǎng)的傳感器/設(shè)備的數(shù)量，因為傳感器/設(shè)備僅連接到網(wǎng)關(guān)。然而，這使得網(wǎng)關(guān)成為目標(biāo)，也是第一道防線。這就是為什么安全性需要成為任何網(wǎng)關(guān)的優(yōu)先級。

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