我看到一些有关IoT网络细节的问题,例如关于端口转发的问题。我认为,询问通用物联网系统的典型基线架构可能会很有用。

我们有几个问题在谈论传感器侧的网络,网状网络是否合适等。对于这个问题,我对此不太感兴趣-它们可以概括为短距离无线连接。我对节点之间的本地网络的细节也没有特别的兴趣,除非这些细节直接影响整个网络的拓扑。

我并不是在寻找详尽的描述,只是捕获了当前规范。当今通常使用哪种通用网络拓扑,并提供了一个良好的可扩展模型,其中至少涵盖了以下功能:


本地网络控制
远程访问
传感器节点在多个位置
数据聚合(用于机器学习等)
数据共享(受信任的邻居等)
断电恢复能力(通常考虑WAN)

我不是在这里寻找发明,也不是在特定情况下寻找答案。我还想排除安全性,除非拓扑的任何方面对于良好的安全性是必不可少的(我认为很明显,它不属于上面的功能列表)

评论

任何切线问题本身都可能成为很好的“参考”问题...

#1 楼

为了简单起见,我将使用典型的智能家居设置作为参考来进行描述,但是应用程序在这里并没有真正解决任何问题。高级拓扑同样适用于覆盖数千公里,数千个传感器的农场监控应用,跟踪城市中的停车位或办公楼中的照明管理。

我将大致解决该问题设备层次结构中的层,这可能对应于安装复杂性的增加,或在特定用例场景中的应用。这是我覆盖整个网络的概括图。 。该节点通常同时具有传感器和控制功能,以及少量的本地计算/存储。理想情况下,节点可以自主行动。该节点可以直接通过局域网(如果具有WiFi /蓝牙)从本地交换机控制,也可以从本地集线器或云控制。一个节点通常会与集线器或云保持持久的TCP连接。

一个位置通常包含多个具有不同功能的节点,并使用各种连接选项。智能家居可能会收集室内/室外温度,活动和视频数据。远程传感器可能使用与Internet的不同连接。节点通常使用微控制器,通常使用低时钟频率。

集线器级别在智能家居中,可能有多个集线器(每个设备供应商一个),聚合或层次结构。集线器可以组合在路由器中,也可以独立使用。集线器甚至不需要在网络中处于活动状态(除了转发数据包之外)。但是,集线器可能负责将命令中继到节点-来自其他本地连接节点或远程服务器的命令。集线器可以实现数据的存储转发,数据的压缩或过滤。确实,该枢纽只是一个促进者。如今,集线器已成为网络中能够提供公共DNS的第一部分,这使其能够将网络结构信息发布到整个系统。如本问题所述,通常需要一个集线器来在有线/ WiFi TCP-IP与低功率无线电协议(例如zigbee或蓝牙低功耗)之间建立桥梁。集线器通常围绕微处理器构建,并且功耗比节点少。

漫游终端也称为智能手机。这些通常是用户交互的重点。一旦该节点可以与特定设备建立直接或中介链接,便可以通过智能手机呈现其整个用户界面。从根本上实现这一点需要建立信任/所有权/配对的机制。终端可以确定自己的集线器是否在本地网络上,是否需要通过外部服务器执行所有通信,或者是否可以查找允许直接路由到其“本地”集线器的IP地址。后一种情况通常要求将路由器配置为进行端口转发。

云服务尽管并非总是必要的(尽管并非所有实现都需要任何云功能),但云服务通常执行堆栈中的大部分工作。外部(公开寻址)服务器可以提供的最有用的功能是业务流程。网络的每个节点和中间元素通常都可以通过直接通道与该服务器通信,并且服务器可以轻松地将消息从一个设备传递到另一个设备。服务器可以聚合数据并将可视化呈现给用户。基于用户的配置,它还可以将信息转发给其他用户(例如,可以将访问和加热控制权授予访客,洪水/火灾/入侵警告可以使用其他网络选项来生成警报)。云还可以很好地接收其他数据源,因此可以根据预测和日历信息修改供热配置文件,或将本地传感器信息输入到本地预测模型中,为公用事业提供商生成警报等。