物联网解决方案架构及其流程_物联网ggsn数据处理流程-程序员宅基地

技术标签: 架构  网络  物联网  

随着物联网或物联网解决方案的出现,许多行业都从提高生产力和运营可靠性的物联网技术中受益匪浅。物联网解决方案提供了一种设置,其中包括传感器、仪器、机器和许多其他连接设备,无需人工干预即可运行。本文将慢慢分解物联网解决方案架构,以更多地了解物联网实施的分步过程。

什么是物联网解决方案架构?
物联网简而言之就是将事物都连上网络,其中“事物”一词可能指汽车、建筑物、机器,甚至是人。物联网解决方案是一个由互连的传感器、计算设备和机器组成的系统,它们通过网络连接起来,形成一个完整的操作。因此,物联网解决方案架构是从收集原始数据到获得预测或结果的逐步数据流的设计。物联网解决方案架构没有通用标准,但通常该技术需要四个主要组件,包括:

传感器/执行器

网关和网络

云或数据服务器

应用层

第 1 步:原始数据收集
作为每个物联网系统的根,连接的设备负责提供物联网系统的目的,即收集数据。因此,这项技术需要传感器收集预测所需的所有原始数据。传感器从过程或环境条件中收集数据,例如质量控制、温度、湿度、装配线的速度等等。此外,物联网解决方案架构允许以指令或命令的形式进行双向数据流,通知执行器采取控制或维护流程所需的任何操作。在某些情况下,传感器可能会检测到需要立即响应的情况,以便执行器可以实时执行补救措施。在传感器编译完所有原始数据后,

原始数据收集的物联网解决方案:

温度感应器

GPS/接近

运动/速度传感器

电动执行器

液压马达

第 2 步:物联网网关和数据采集系统 (DAS)
数据采集系统(DAS) 在将原始模拟数据转换为可编程数字数据方面发挥着重要作用。互联网网关在传感器和网关之间提供网络连接以执行 DAS。此网络连接可以通过无线或有线连接,如 LAN、USB 或 GPIO。在这一层 IoT 解决方案架构中,网关和 DAS 还有助于控制、过滤和选择数据,以最大限度地减少发送到云端的信息量,从而影响功率和整体性能。

在功耗和性能之间找到适当的平衡对于优化整体性能至关重要。因此,功率预算起着重要作用。功率预算是一种考虑操作整个物联网解决方案架构所需的可能功率的每个细节的行为。操作员必须考虑描述实际能量输出和计算能量输出之间关系的性能比或百分比。因此,通过比较理论和实际结果,可以更精确地计算功率预算。有人可能想知道为什么这如此重要。以下是物联网解决方案架构中功率预算的一些要点:

功率可用性:功率预算确保它仍然足够,并有足够的功率来确保未来的运行。

发热:满足功率和性能之间的适当平衡将防止过热。过热可能对计算机组件有害或导致性能下降。

成本:更大的功率意味着更大的组件,这意味着操作计算机需要更高的成本。

物联网网关和数据采集系统(DAS) 的物联网解决方案:

  1. SoC与Socket设计

在计算出整个物联网解决方案架构所需的功率预算后,下一步就是要知道要使用哪个处理器。在这里,我们有SoC(片上系统)和Socket设计。SoC 或片上系统是将所有计算机组件组合到单个基板系统上的集成电路。例如,除了CPU之外,它还包括GPU和内存存储等高级外围设备。因此,这种处理器设计通常用于节能和空间受限的部署。

另一方面,插座设计是主板上的单个连接器,提供与CPU的机械连接和电气接口。虽然插座芯片设计允许多个复杂的工艺,但由于它运行在高性能,这也意味着它具有更高的热设计功率(TDP)或更多的功率。因此,插座式芯片设计处理器需要额外的冷却,以避免可能导致故障和热节流的高温。对于选择哪种类型的处理器设计没有明确的解决方案;每个物联网解决方案都是根据处理能力和要求精确选择的。

在这里插入图片描述

2. 性能加速——用于实时处理的 CPU、GPU 和 M.2 加速器

性能加速器是能够从CPU 卸载任务并提高性能以获得实时决策的微处理器。仅一个 CPU 可能不足以处理来自越来越多的物联网设备的大量数据。因此,性能加速器利用并行计算,系统可以一次同时处理各种任务。物联网解决方案架构可以利用的一些性能加速器包括多核 CPU、GPU、VPU、NVME M.2 存储等等。在性能加速器的帮助下,边缘计算机可以处理来自多个物联网设备的所有数据,并在生成数据的地方执行复杂的分析。

第3步:边缘处理

在这一层的物联网解决方案架构中,所有前期已经数字化和积累的模拟数据都会归结为这个过程,称为预处理或边缘处理。在这个阶段,机器学习可以非常有助于向系统提供反馈并管理整个正在进行的过程,而无需等待来自云端的指令。因此,机器学习通过在边缘处理一些数据来帮助减少发送到云或数据中心的数据量。

物联网中的工作负载整合

需要坚固的边缘计算解决方案作为所有数据预处理的媒介。此外,坚固的边缘计算解决方案通过多核处理器、巨大的数据存储和各种I/O 选项提供可扩展的高级处理能力。因此,通过利用强大的边缘计算解决方案连接所有传感器、设备和物联网基础设施,可以在减少硬件占用的情况下执行物联网解决方案架构流程。

第 4 步:在云或数据中心进行进一步分析
在物联网解决方案架构的第四步,云或数据中心作为整个物联网架构流程的大脑延伸。数据中心或基于云的系统专门设计用于存储、处理和分析来自多个传感器或站点的大量数据,以进行更深入的分析。在这个阶段,数据中心将收集到的所有数据结合起来,以获得更全面的物联网整体架构图和可操作的预测。最后,预测可以直接传回传感器或执行器或最终用户应用程序。

第5 步:用于状态和数据管理的人机界面 (HMI)

这是物联网解决方案架构的最后一步。如前所述,来自云或数据中心的最终预测将传回传感器/执行器或直接传给最终用户。因此,在与最终用户直接接触时,考虑物联网平台至关重要。HMI 或人机界面是提供人机交互的图形用户界面 (GUI)。HMI 允许操作员管理正在进行的流程并显示数据可视化。因此,物联网中的 HMI 对于实现来自机器系统的远程交互和可视化是至关重要的。

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/qq_43359864/article/details/123570201

智能推荐

【4】机器人手眼标定:J4关节移动相机标定算法_可动眼标定-程序员宅基地

文章浏览阅读904次。分享一个可任意移动,任意旋转的J4关节移动相机标定算法。只需标定一次,相机就可以在任意位置且相机可以带旋转的进行拍照。简单方便。—Edited By Hugo部分代码如下截图:..._可动眼标定

HDU 1114_while(t--) { for(i = 0; i < 10001; i++); }-程序员宅基地

文章浏览阅读332次。背包问题_while(t--) { for(i = 0; i < 10001; i++); }

CentOS MySQL5.5编译安装_centos mysql5.5 编译安装-程序员宅基地

文章浏览阅读543次。准备工作:CentOS系统,MySQL安装包(也可在系统在线下载)实验环境:腾讯云centos7.2 X64 , mysql-5.5.54描述:源码下载目录/src/;安装目录/usr/local/mysql/;目录可根据自己及的需求自定义一、远程连接到Linux服务器,二、创建mysql用户及所属mysql组不允许登录,在线下载mysql源码包,并解压,创建mysql用户及组不允许登录,可以使用..._centos mysql5.5 编译安装

很多人觉得FPGA难学,因为他们没总结出数电的尽头是模电!-程序员宅基地

文章浏览阅读6.1k次,点赞33次,收藏152次。问:本人零基础,想学FPGA,求有经验的人说说,我应该从哪入手,应该看什么教程,应该用什么学习板和开发板,看什么书等,希望有经验的好心人能够给我一些引导。如果想速成,那就..._密码学和图像处理哪个难

HDU 5046 Airport (DLX可重复覆盖+二分)_给定n个城市,选择k个城市-程序员宅基地

文章浏览阅读338次。题意:在N个城市选出K个城市,建飞机场(1 ≤ N ≤ 60,1 ≤ K ≤ N),N个城市给出坐标,选择这K个机场,使得从城市到距离自己最近的机场的 最大的距离 最小。输出这个最小值。思路:我居然想歪,歪到想到了模式识别的K均值算法,简直瞎搞2333333.(虽说和DLX一样都是暴力)DLX可重复覆盖+二分距离制关系表即可代码:kuangbin模板,注意爆_给定n个城市,选择k个城市

亚马逊海外购德国馆上线了,这次什么值得买?-程序员宅基地

文章浏览阅读1.2w次。昨天下午“亚马逊海外购德国商店正式上线”的消息一出,网友不淡定了,在亚马逊微博话题#真德来了#底下,刷出了三千多条评论,九千多万阅读量(截至发稿)。有网友问,德系车能买么;有网友说,之前去德国旅游总要背几把刀回来,那质量杠杠的,这次应该可以直接上亚马逊海外购买德国刀了吧;还有网友吐槽,在国内真见不着功能键那么多的热水壶......没错,继美、日、英站点之后,亚马逊海外购上线了德国站_亚马逊海外购买什么意思

随便推点

C++解析XML文件(一、 CMarkUp的使用)_c++ cmarkup-程序员宅基地

文章浏览阅读1.3k次。一、前言XML文件经常会被当做配置文件来使用,所以如何解析XML文件,也是一个必备skill。本文介绍如何用CMarkUp来解析XML文件,CMarkUp是一个不需要编译成动态库可以直接用的类。二、函数介绍2.1 bool CMarkup::Load( MCD_CSTR_FILENAME szFileName ) 加载xml文件,szFileName为文件名2.2 bool CMarkup::FindElem( MCD_CSTR szName ) 查找名为szName的元素或者节点2.3 _c++ cmarkup

Kafka分区、副本机制(二)_kafka生产者分区写入策略-程序员宅基地

文章浏览阅读141次。2.Kafka 高级2.1. 分区和副本机制2.1.1 分区写入策略生产者可以写入消息到同批次中,Kafka将会根据不同的策略分配到不同的分区中。分区策略主要3种:轮询分区策略这是一种默认的策略,也是采用最多的策略。它可以最大限度保证所有的消息平均分配到一个分区中。当生产者生产消息时,将key设置为 null, 则认为使用轮询算法均匀地分配分区。[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yKkRTPXS-1604475558866)(_kafka生产者分区写入策略

强化学习笔记 experience replay 经验回放_经验回放数组存满后为什么要删除旧的数据-程序员宅基地

文章浏览阅读4.6k次,点赞10次,收藏29次。1 回顾 :DQNDQN 笔记 State-action Value Function(Q-function)_UQI-LIUWJ的博客-程序员宅基地DQN是希望通过神经网络来学习Q(s,a)的结果,我们输入一个人状态s,通过DQN可以得到各个action对应的Q(s,a)通常用TD来求解DQN其中rt是实际进行交互得到的真实奖励,Q(s,a),是预测得到的价值函数(注:Q是fixed target network,所以qt和yt会稍有不同)在之前我们所说..._经验回放数组存满后为什么要删除旧的数据

算术的非标准模型(修改稿)_非标准算术模型-程序员宅基地

文章浏览阅读2.2k次。算术的非标准模型包括无穷大自然数,是非标准分析的先驱。鲁宾逊无穷小微积分(超实数)就是传统微积分的非标准模型。深入学习、理解算术的非标准模型对于正确理解无穷小微积分是十分有益的。建议读者仔细研读本文附件。,袁萌 陈启清 12月10日附件:算术的非标准模型Non-Standard Models of ArithmeticAsher M. Kach1 May 20..._非标准算术模型

2020.3.19 XCTF的基础题_hackbar xxf头-程序员宅基地

文章浏览阅读382次。题目描述:(学会使用hackbar)1.打开hackbar,用get方式传递a=1,如图所示2.勾选hackbar上的Enable post data,用post方式传递b=2,可获得flag,如图所示原理:X-Forwarded-For:简称XFF头,它代表客户端,也就是HTTP的请求端真实的IP,只有在通过了HTTP 代理或者负载均衡服务器时才会添加该项HTTP Referer..._hackbar xxf头

如何在Python中使用静态变量在计数_python3 静态计数-程序员宅基地

文章浏览阅读2.3k次。如何在Python中使用静态变量在计数转载:https://blog.csdn.net/sunshine_in_moon/article/details/51145843今天,在用Python写一个统计一个文件下有多少文件的小标本时,遇到了一个很棘手的问题。如何在Python中使用静态变量来计数。然后,就在网上一通查找,找的方法都是利用类的方法来实现静态变量。说实话没有看太懂,另外我想如果用类成员..._python3 静态计数