物(wù)聯網：一(yī)個(gè)互聯的( ±‍de)智能(néng)世界

科(kē)技(jì)正在以前所未有(yǒu)的(↑↓Ω←de)方式改變著(zhe)世界。因此，互聯$÷‌網領域也(yě)在不(bù)斷擴張。其不(bù)再局限于智能<™(néng)手機(jī)、筆(bǐ)記本電(dià¶₹≤§n)腦(nǎo)、平闆電(diàn)腦(↓★​Ωnǎo)或電(diàn)腦(nǎo)。在當今時(shí)代，"♠許多(duō)設備都(dōu)是(shì)聯•βΩ✘網的(de)，創造了(le)“智能(néng)”設備。

衆所周知(zhī)，物(wù)聯網是(shì)÷✔≠我們在日(rì)常生(shēng)活中看(kàn)到(d≈≥$∞ào)的(de)所有(yǒu)聯網設備的(de)總稱。要(yào)了(le'"ε)解物(wù)聯網如(rú)何創造一(y♠♥ī)個(gè)智能(néng)和(hé)互聯的(de)世界，而不(bùδ∞ )僅僅是(shì)設備，就(jiù)得(de)從(¶✔"cóng)最基本的(de)開(kāi)始。

什(shén)麽是(shì)物(wù)聯網?

物(wù)聯網是(shì)指連接到(dào)互聯網上(♥δ"‍shàng)的(de)用(yòng)于收集和(hé)共享信息的♣₩β(de)物(wù)理(lǐ)對(duì)象/事(shì)物($±✔©wù)。現(xiàn)有(yǒu)和(hé)潛在的(de)物(wù)聯網設備∞☆的(de)範圍是(shì)巨大(dà)的(de)。物(wù)聯網網絡為(wè∏✔i)物(wù)體(tǐ)提供了(le)一(yī)個(gè)具有(yǒu)數( ☆∞↑shù)字存在感的(de)互聯環境，并使其能(néng)夠‍≠與其他(tā)物(wù)體(tǐ)和(hé)人(rén)進行(xín‌βg)通(tōng)信。

物(wù)聯網是(shì)數(shù)字世界的(de)革命性變革&¥✘，有(yǒu)可(kě)能(néng)觸及每個(✘σ↓gè)人(rén)的(de)生(shēng☆δ¥×)活。物(wù)聯網帶來(lái)的(de)變化(huà)随處可(k✘§←ě)見(jiàn)。物(wù)聯網設備的(de)一(₽ε yī)些(xiē)示例是(shì)智慧城(chéng)市(sσαελhì)、智能(néng)可(kě)穿戴設備、集♠×★成供應鏈、智能(néng)互聯家(jiā)庭、停車(chē)傳感器(qì↓€λ₩)等等。

物(wù)聯網及其應用(yòng)的(de)發展速度非常快∞​☆<(kuài)。現(xiàn)今看(kàn)到(dào)的(de)物(wù)聯網₽∏¶‍的(de)采用(yòng)是(shì)由多(duō)種其他(tā)不(bù)∏↓α斷發展的(de)技(jì)術(shù)驅動的(de)，如(rú)無線協議(®✘yì)、大(dà)數(shù)據、低(dī)成本微∑π✘≥(wēi)處理(lǐ)器(qì)、基于雲的(de)Web應用(yòng)程 πσ♠序，以及最重要(yào)的(de)是(shì)連接©↕​δ設備的(de)激增。

物(wù)聯網的(de)架構

物(wù)聯網架構由傳感器(qì)、物(w← ↔ù)理(lǐ)數(shù)據、雲服務、通(tōng)信層、用 "(yòng)戶、物(wù)聯網協議(yì)、業(yè)務層、開(kāi)發人β‍₹(rén)員(yuán)和(hé)執行(xíng♦×<≠)器(qì)組成。由于網絡對(duì)象領•ε域的(de)廣泛，沒有(yǒu)一(yī)個(gè)↓↔≠标準定義的(de)架構被嚴格遵循。

根據不(bù)同行(xíng)業(yè)的(de)要(yà​₩o)求和(hé)需求，開(kāi)發了(le)多(duō)種架構。不(b¶₹§₹ù)過，物(wù)聯網的(de)構建有(yǒu)↑‌£一(yī)個(gè)基本流程。本文(wén)✘β 将討(tǎo)論物(wù)聯網架構的(de)主要(yào)層，即5β$↑>階段物(wù)聯網架構。

●傳感層

感知(zhī)層的(de)功能(néng)是(shì)實時(shí)識别✔↑連接物(wù)的(de)物(wù)理(lǐ)狀态變化(huà)。因此，≠$傳感器(qì)是(shì)這(zhè)一(yī)層的(de∞$δ←)主要(yào)元素。在傳感器(qì)的(de)幫​×£助下(xià)，人(rén)們可(kě)以測量物(wù)理(lǐ)環境、收 ↔ε集數(shù)據、識别和(hé)定位智能(néng)對(duì)象，最後将數(​↑shù)據發送到(dào)雲端進行(xíng)數(shùελ↕€)據分(fēn)析。

而在執行(xíng)器(qì)的(de)情況下(xià)，這(zhè)個←✘∞(gè)過程介入了(le)物(wù)理(lǐ)現(xiàn)實。例如(r↓εú)，可(kě)以調節室溫或開(kāi)/關燈。

●通(tōng)信層

通(tōng)信層處理(lǐ)物(wù)聯網設備之間(j≤"iān)的(de)消息路(lù)由、連接↔$以及雲和(hé)設備之間(jiān)的(de)路(lù)↓©↔由。此外(wài)，從(cóng)傳感器(qì)采集到(dφ★≈™ào)的(de)數(shù)據直接傳輸到(dào)通(tōng)信層的₽"≠(de)雲和(hé)應用(yòng)層。

消息隊列遙測傳輸(MQTT)、受限應用(yòng)協議(yì)(Cσ'£oAP)和(hé)輕量級機(jī)對(duì)機(jī)(Lw±∑Ω¶M2M)等協議(yì)有(yǒu)助于連接不★∏®(bù)同的(de)設備以發送數(shù)據。

●雲層

雲層是(shì)所有(yǒu)從(cóng)傳感器(qì)和(hé)設備收集₽☆的(de)數(shù)據傳輸的(de)地(dì)方。這(♥§¶↑zhè)一(yī)層的(de)功能(néng)是(shì)存儲<<<★、處理(lǐ)和(hé)分(fēn)析數(shù)據。Ω >此外(wài)，雲利用(yòng)數(s↓®←↓hù)據中心作(zuò)為(wèi)中心服務器(qì)，處理(lǐ)∏∞↔邊緣設備産生(shēng)的(de)數(shù)™€γ據。

●管理(lǐ)層

在管理(lǐ)層，可(kě)以借助雲管理( ±lǐ)工(gōng)具對(duì)所有(yǒu)其λφ§®他(tā)層進行(xíng)操作(zuò)和(hé)監控♠ §。

●應用(yòng)層

應用(yòng)層提供許多(duō)服務和(hé)應用(πσ"​yòng)，包括收集、分(fēn)析、可(kě)視(shì)化©✘≤(huà)和(hé)數(shù)據安全。因此，其高(gāo)α¶↓≈度依賴于最終用(yòng)戶所需的(de)功能(néng)。

物(wù)聯網協議(yì)

物(wù)聯網協議(yì)是(shì)物(wù)聯網技(jì)術(shù≠λ€)的(de)重要(yào)組成部分(fēn)。沒有(yǒu)協議(yì←™")，設備将毫無用(yòng)處。隻有(yǒu)物(wù)聯網協議®→ (yì)才能(néng)使物(wù)聯網設備通(tōng)過有(yǒu)意義☆$>Ω和(hé)結構化(huà)的(de)方式，交換數(shù)據進行•♥​$(xíng)通(tōng)信。

物(wù)聯網協議(yì)确保來(lái)自(zì)設備Ω×或傳感器(qì)的(de)數(shù)據被其他(tā)網關'€☆♣/設備/服務識别。下(xià)面是(shì)為(wèi)不≥↓(bù)同應用(yòng)程序設計(jì)的(de)物(w≈≠₽ù)聯網協議(yì)。

●受限應用(yòng)協議(yì)(CoAP)

CoAP是(shì)一(yī)種應用(yòng)層協議(yì)，旨在解γ•決基于HTTP的(de)物(wù)聯網系統的(de)需求。其使能(n•γéng)力有(yǒu)限的(de)設備能(néng)"×‍ 夠以機(jī)器(qì)對(duì)機(jī)器(qì)的(de)通(tō¶★ng)信方式進行(xíng)連接。

●數(shù)據分(fēn)布服務(DDS)

數(shù)據分(fēn)發服務(DDS)是(shì)一(yī)種通(tō<×​≈ng)用(yòng)的(de)點對(duì)點通€↕(tōng)信協議(yì)。使用(yòng)DDS，可(k₽∞↑©ě)以運行(xíng)小(xiǎo)型設備連λα接高(gāo)性能(néng)網絡。其簡化(huà)了(le)部署、降低(→¶±dī)了(le)複雜(zá)性、提高(gāo)了(le)可(kě×←)靠性。

●消息隊列遙測傳輸(MQTT)

MQTT是(shì)物(wù)聯網的(de)輕量級數(shù)¥σ據協議(yì)。MQTT用(yòng)于遠(yuǎn)程位置的(de)‍★低(dī)帶寬連接。其使用(yòng)發布者-訂&₩閱者模式，絕對(duì)适用(yòng)于需要(yào)高(gā <o)效電(diàn)池和(hé)帶寬的(de)小(xiǎo)型設備。ε'✘

●可(kě)擴展消息傳遞和(hé)存在協議(↓​£yì)(XMPP)

XMPP是(shì)一(yī)種輕量級的 δ∞(de)開(kāi)放(fàng)标準通☆∞"(tōng)信協議(yì)。其專為(wèi)不(bù)同網絡實體(t♣Ω£∑ǐ)之間(jiān)的(de)即時(shí)近(jìn)實時(s ♦φ hí)數(shù)據交換而設計(jì)。

●高(gāo)級消息隊列協議(yì)(AMQP)

AMQP是(shì)一(yī)個(gè)軟件(jiàn)層，可(kě)實現 ×±★(xiàn)消息傳遞中間(jiān)件(jiàn)之間(jiān)₽​​互操作(zuò)性。通(tōng)過AMQP，各種€×₹‌應用(yòng)程序和(hé)系統可(kě)以協同工(♣<βgōng)作(zuò)。其還(hái)創建了(le)工(gōng)業(y≥∑è)規模的(de)标準化(huà)消息傳遞。

●輕量級M2M(LwM2M)

LwM2M設計(jì)用(yòng)于遠(>λ'yuǎn)程管理(lǐ)和(hé)啓用(yòng)M2M(機(jī)βλ✘≠器(qì)對(duì)機(jī)器(qì))服務。該協議(yì)定¶±↕義了(le)位于物(wù)聯網設備中的(de)LwM2M的(d←‍e)服務器(qì)和(hé)客戶端之間(jiān)的(dα×←→e)通(tōng)信協議(yì)。

●傳輸控制(zhì)協議(yì)(TCP)

TCP是(shì)大(dà)部分(fēn☆✔)互聯網連接的(de)主要(yào)協議(y≈< ≠ì)。TCP将大(dà)量數(shù)據分(f×γēn)解成小(xiǎo)的(de)單個(gè)數(shù)據包★♥∏，同時(shí)根據需求重發和(hé)重組數(shù)據包，以提供主機(j™↑ī)對(duì)主機(jī)通(tōng)信。

●用(yòng)戶數(shù)據報(bào)協議(yì)(UDP)

UDP運行(xíng)在IP之上(shàng)，并允許進程 ↕←與進程之間(jiān)的(de)通(tōng) γ↕信。其還(hái)提高(gāo)了(le)TCP上(shàng)的(d←≥÷↔e)數(shù)據傳輸速率。UDP非常适合需要(yào®☆£)數(shù)據傳輸而不(bù)會(huì)丢失的(de)應用(yòng ‌≥→)程序。

●IP

一(yī)些(xiē)物(wù)聯網協議(yì)使用(yòng)IPv4，₹≈★→而最近(jìn)的(de)執行(xíng)使用(yòng)IP¥→v6。IP有(yǒu)助于通(tōng)過Inte♦α"σrnet路(lù)由流量，并檢測和(hé)定位網絡上(sh×™àng)的(de)設備。

●6LoWPAN

6LoWPAN是(shì)網絡層通(tōng)信協議(yì)。其最≠←↓适用(yòng)于處理(lǐ)能(néng)力有(yǒu)限的(d₩"e)設備。

●Zigbee

Zigbee是(shì)基于IEEE802.15.4的(de)規ε₹×α範。其是(shì)為(wèi)高(gāo)級通(tōng)信協議(yì)設計₽>Ωσ(jì)的(de)，用(yòng)于創建具有(™↑₽yǒu)低(dī)功率和(hé)小(xiǎo)型數(shù)字無線電(d•☆iàn)的(de)個(gè)人(rén)區(qū)域網絡。​Ω&‌

物(wù)聯網服務提供商

既然我們已經了(le)解了(le)物(wù)聯網的(de)基本知(zhī)識♣∞，是(shì)時(shí)候仔細看(kàn)看(kàn)當今市(sh₩σì)場(chǎng)上(shàng)可(kě)用(&→≥yòng)的(de)頂級物(wù)聯網服務提供商Ωπα‌了(le)。

●AWS IoT Core  

AWS IoT Core為(wèi)聯網∞φ₽設備(傳感器(qì)、嵌入式微(wēi)控制(zhì)器(☆≤qì)、執行(xíng)器(qì)或智能(néng)電(di₩♣♦àn)器(qì))和(hé)AWSCloud之‌™間(jiān)提供雙向和(hé)安全的(de)通(tōng)信。

這(zhè)允許從(cóng)多(duō)個(gè)設備收集、存儲和(hé)解¥♣釋遙測數(shù)據。還(hái)可(kě)以構建應用(yòng)程序，↓α↔方便用(yòng)戶從(cóng)其平闆電(§β"diàn)腦(nǎo)或手機(jī)控制(zhì)這(z↔₩α‌hè)些(xiē)設備。

●Oracle IoT Cloud

Oracle IoT Cloud是(shì)一(yī)種基于PaaS雲的(★∑ ∑de)托管解決方案，通(tōng)過将IoT設備δ≈∏連接到(dào)雲并分(fēn)析實時(shí)數(sh ↔ù)據，幫助制(zhì)定關鍵的(de)戰略和(hé)業(yè) εε≠務決策。

●Microsoft Azureα€≤ IoT

Azure IoT是(shì)Microsoft的(de)∏σ<γ托管雲服務集合，用(yòng)于監控、連接和(hé)管理"​₩(lǐ)數(shù)十億IoT設備。Azu"¥♠re提供了(le)構建各種物(wù)聯網解決方案的(de)機(λ jī)會(huì)，以支持業(yè)務的(de)↔≠數(shù)字化(huà)轉型。

●IBM Watson IoT

IBM Watson IoT是(shì)一(yī)種托管的(de)雲托↕≤管解決方案，旨在簡化(huà)從(cóng)IoT設備中獲取重要(yào)"™™"性的(de)過程。通(tōng)過IBM Watson，可(kě)以連接、捕₩≥σ'獲、監視(shì)、分(fēn)析、存檔、管理(lǐ)和(héφα‌)監控物(wù)聯網設備的(de)使用(yòng)情況。™φ₩

其提供了(le)一(yī)組IBMCloud服務，作(zuò✘×)為(wèi)一(yī)個(gè)IBM‌♠管理(lǐ)的(de)SaaS解決方案，用(yòng)于為(wèi)物(wù)✘≥聯網資産收集和(hé)分(fēn)析數(shù)據。

●SAP Leonardo IoT

SAP Leonardo IoT結合了(☆‌<le)創新、技(jì)術(shù)和(hé)智能(néng)應用(yò​₹™÷ng)，利用(yòng)物(wù)聯網為(wèiσλ€)業(yè)務帶來(lái)智能(néng)。其使組織能(nén↕÷€g)夠自(zì)動化(huà)分(fēn)析流程并獲得(de)洞察力，↕<以實現(xiàn)更好(hǎo)的(de)業(yè)務績效。

●Siemens Mindsphere

Mindsphere是(shì)Siemens領先的(d≈•>e)物(wù)聯網服務解決方案。通(tōn↕♠g)過高(gāo)級分(fēn)析和(hé)人(rén)工©>(gōng)智能(néng)，Mindsphere利用(y☆εòng)連接設備提供的(de)數(shù)據，為(wèi)物(wù)聯網解決方÷÷¶↓案提供動力。創造更好(hǎo)的(de)商業(yè)模式，開(kāiΩ☆)發優質産品，優化(huà)所有(yǒu)運營™ 。

與物(wù)聯網的(de)連接

我們已經處于一(yī)個(gè)超連接的(de)世界β✘♣，無形的(de)事(shì)物(wù)和(hé)人(r逧n)通(tōng)過物(wù)聯網連接起來(lái)。此外(wài)，物±≠↑♥(wù)聯網集成了(le)與服務、事(sh÷α ¥ì)物(wù)和(hé)人(rén)類系統相(xiàng)連的(de)智能(n★εéng)網絡，用(yòng)于分(fēn)布式處理(lǐ)、聯網和(hé)§™感知(zhī)。