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物联网是如何工作的?
来源: 知乎 | 作者: 易联科技 | 发布时间 : 2022-03-28 | 534 次浏览:  | 分享到:

在未来当你爬上称重机,冰箱提醒你,你不再接近我了............”


    这就是物联网在未来的工作方式。尽管这只是个玩笑,但未来大多数设备将会相互连接,一个超级决策框架会定义下一步的行动。



通过使用实际的物联网示例(如温度和湿度监测),您可以很容易地理解物联网设备的内部工作原理以及物联网的工作方式。

在您理解物联网是如何工作的之前,了解哪些是重要的部分以及它们如何将拼图拼装在一起是很重要的,因此,让我们看看这里涉及的不同组件。


物联网的组成部分

 1)物联网传感器

 2)连接/网络

 3)云

 4)超级决策框架

 5)用户界面


物联网传感器

    物联网中的“东西”因为传感器而变得栩栩如生。让我们以物联网服务为例,其中机器的加热被监控。在一个典型的场景中,一个热传感器会在模拟或数字屏幕上显示温度,有人会对其进行物理监控,或者在一个更高级的水平上,当加热超过一个阈值,就会发出警报。你需要靠近警报才能采取行动。


然而,在物联网的设置中,这个传感器将能够发送消息到一个决策引擎,该引擎内置了规则来采取行动。


这种物联网传感器有很多种,包括温度、湿度、压力、二氧化碳、光、运动等等。重要的是,这些传感器是“物联网设备组件”不可或缺的一部分。它们是真相的来源,当与决策引擎相连接时,就能使事情运转起来。


连接/网络

    现在我们已经了解了物联网中的传感器技术以及它们的功能,接下来让我们了解它们是如何与决策引擎通信的。


决策引擎并不新鲜。它们已经以PLC的形式存在了几十年。大多数与决策引擎的连接已经连接好了。随着传感器的增加以及各种设备和机器中传感器的激增,无线连接变得越来越重要。


近年来出现了各种使用射频技术的连通性协议。应用最广泛的技术有蓝牙低能量BLE、LoRa、ZigBee、SigFox和窄带物联网。没有必要对这些术语感到吃惊。简而言之,所有这些技术都调整了无线电频率,为来自物联网传感器的数据提供无线连接。


虽然上述技术在物联网中都有基于使用案例的应用,但其中最受欢迎的是BLE (低功耗蓝牙技术)。大多数物联网传感器可以使用UART(通用异步接收器/发射器)和Modbus通信协议将数据发送到BLE, BLE设备有能力将这些信息无线传输到其他BLE设备或称为网关的BLE接收器。


由于成本或基础设施的限制,增加许多接收器可能不可能,BLE设备可以安排在一个网状网络中,以便预期的接收器可以通过连接在网状网络上的节点接收消息。诸如此类的解决方案使得物联网传感器和设备在医疗保健、零售、物流和制造业等行业的普及


一旦接收器接收到数据,它们就可以将这些信息发送到决策引擎,这些决策引擎大多位于私有云或公共云中,使用机载GPRS、WiFi或LTE。


物联网云

    现在我们已经能够将数据发送到云,让我们尝试理解什么是物联网云,以及它如何成为理解物联网如何工作的一个不可或缺的部分。


物联网传感器通常资源有限,需要一个发送数据的目的地。这些物联网传感器通常使用MQTT (MQ遥测传输)协议来传输数据。MQTT的工作方式类似于一个代理,它接收信息并将信息传输给在主题上订阅它的用户。这个MQTT服务器通常也称为物联网服务器。通常,在此服务器上定义规则,以便在传入数据时对其进行过滤。


超决策框架

    物联网传感器能够将数据发送到云端。那么如何处理这些数据非常重要。如果员工意外进入危险区域,框架会立即向相关人员发送警报和通知。所以,让我们分解一下,来理解物联网是如何工作的。员工佩戴的标签向接收者发送了一个信息:“我(40567)在这里。”接收方将此消息发送到MQTT服务器。框架拾取这个信息并检查员工ID 40567是否被授权进入该区域。如果没有,它就发出警报。


因此,超决策框架是构建在超速度下工作的规则引擎中的一组规则。对接收到的信息进行分析,并将这些信息映射到一组相互重叠的规则中,并执行与该规则相关联的决策,这就是我们所说的超级决策框架。


另一个例子,你可能会体验到,在一些电影院,当电影院不满的时候,里面的温度可能会比舒适的温度低,当电影院满的时候,你会希望温度低一点,让它舒适。这是因为,不管剧场里有多少人,暖通空调都在输送同样数量的气流。通过我们的物联网传,我们可以将影院的人数发送到超决策引擎,它可以自动调节气流,这样不仅可以降低成本,还可以让我们的观影体验更好。


用户界面

    最后,需要有一个接口到整个系统。这通常表现为移动应用程序,也可以用作基于web的应用程序。这将有助于为解决方案提供人机接口。


这个界面将帮助用户与系统进行交互,就像在家庭自动化的情况下,提供的用户界面将帮助用户打开或关闭特定房间的灯或风扇。在工业应用中,车间经理可以根据数据输入直接控制机器。


现实世界中的物联网

    现在我们已经理解了概念,让我们来理解几个“物联网如何工作的例子”


购物中心-邻近营销

    如今的购物者喜欢在购买前触摸和触摸产品,但也更喜欢数码眼镜带来的便利。如今,物联网就是这样让接近营销成为现实,当一个顾客经常光顾一个特定的商店附近的商店,物联网传感器可以将用户的信息发送到超级决策框架,分析顾客行为和购物模式发送正确的信息,在正确的位置,在正确的时间和正确的人。


资产跟踪

    资产通常包括高价值的库存、工具、夹具等等。对于医疗保健部门,资产包括各种可移动的测试机器,如脑电图机、超声波机、便携式x光机、担架、轮椅等。需要对这些资产进行跟踪,以便更容易地监视资产的生命周期、资产的位置,并协助对资产进行年度审计。


资产通常与物联网传感器相连。这些传感器与接收器对话,任何需要资产信息的人都可以检查仪表板/应用程序/移动设备,以检查资产的位置。


仓库托盘跟踪

    仓库中的可重用托盘是许多组织的重要资产。随着仓库的规模越来越大,库存的范围每年都在增加,托盘跟踪有助于方便地识别托盘的位置,减少时间浪费和宝贵的库存。


BLE物联网传感器也可以放置在托盘上,它可以提供托盘位置的有价值的信息,托盘所持有的库存信息以及从何时开始的信息。


员工监测

    监控组织内的员工不仅从提高生产力的角度来看很重要,而且对安全和士气的提升也很重要。


员工可以佩戴身份证形式的物联网传感器。这些ID卡带有物联网传感器,可以检测卡是否在个人身上,这样就可以管理安全性,并可以跟踪生产效率。


温湿度监测

    “冷链”的供应链管理最大限度地利用了物联网传感器。这些传感器记录集装箱内的温度和湿度,并将这些数据与卡车的GPS位置一起发送出去。与目前的数据记录器相比,其优势在于,物联网传感器可以与超决策框架对话,并实时帮助纠正问题,而不是相互指责和指责。从而节省金钱、时间和声誉。


保安巡逻警卫管理

    保安面临的最大挑战是,当恐怖袭击发生时,他们没有工具与他们的团队沟通以寻求帮助。大多数时候,巡逻警卫要么失去武器,要么失去生命。


物联网在这里有什么帮助?保安肩上戴着身份证。万一受到攻击,他可以按两下卡上的求救按钮。这个SoS信号可以实时发送到物联网云服务器,框架可以将消息发送到最近的可用帮助。


水传感器

    有大型水库或水箱的水位需要监测,以帮助采取适当的行动。大多数液位传感器需要电源,有时可能无法在某个位置提供电源。在这里,物联网传感器可以被放置在水箱的不同位置。一旦水接触到每个传感器,就可以传达水平指示并采取适当的行动。


上面提到的用例只是展示物联网功能的一小部分。不仅是企业,家庭也开始实现物联网。随着物联网应用在所有行业的应用,联网设备的数量正在改变我们今天的生活方式。