物联网：一个互联的智能世界

科技正在以前所未有的方式改变着世界。因此，互联网领域也在不断扩张。其不再局限于智能手机、笔记本电脑、平板电脑或电脑。在当今时代，许多设备都是联网的，创造了“智能”设备。

众所周知，物联网是我们在日常生活中看到的所有联网设备的总称。要了解物联网如何创造一个智能和互联的世界，而不仅仅是设备，就得从最基本的开始。

什么是物联网?

物联网是指连接到互联网上的用于收集和共享信息的物理对象/事物。现有和潜在的物联网设备的范围是巨大的。物联网网络为物体提供了一个具有数字存在感的互联环境，并使其能够与其他物体和人进行通信。

物联网是数字世界的革命性变革，有可能触及每个人的生活。物联网带来的变化随处可见。物联网设备的一些示例是智慧城市、智能可穿戴设备、集成供应链、智能互联家庭、停车传感器等等。

物联网及其应用的发展速度非常快。现今看到的物联网的采用是由多种其他不断发展的技术驱动的，如无线协议、大数据、低成本微处理器、基于云的Web应用程序，以及最重要的是连接设备的激增。

物联网的架构

物联网架构由传感器、物理数据、云服务、通信层、用户、物联网协议、业务层、开发人员和执行器组成。由于网络对象领域的广泛，没有一个标准定义的架构被严格遵循。

根据不同行业的要求和需求，开发了多种架构。不过，物联网的构建有一个基本流程。本文将讨论物联网架构的主要层，即5阶段物联网架构。

●传感层

感知层的功能是实时识别连接物的物理状态变化。因此，传感器是这一层的主要元素。在传感器的帮助下，人们可以测量物理环境、收集数据、识别和定位智能对象，最后将数据发送到云端进行数据分析。

而在执行器的情况下，这个过程介入了物理现实。例如，可以调节室温或开/关灯。

●通信层

通信层处理物联网设备之间的消息路由、连接以及云和设备之间的路由。此外，从传感器采集到的数据直接传输到通信层的云和应用层。

消息队列遥测传输(MQTT)、受限应用协议(CoAP)和轻量级机对机(LwM2M)等协议有助于连接不同的设备以发送数据。

●云层

云层是所有从传感器和设备收集的数据传输的地方。这一层的功能是存储、处理和分析数据。此外，云利用数据中心作为中心服务器，处理边缘设备产生的数据。

●管理层

在管理层，可以借助云管理工具对所有其他层进行操作和监控。

●应用层

应用层提供许多服务和应用，包括收集、分析、可视化和数据安全。因此，其高度依赖于最终用户所需的功能。

物联网协议

物联网协议是物联网技术的重要组成部分。没有协议，设备将毫无用处。只有物联网协议才能使物联网设备通过有意义和结构化的方式，交换数据进行通信。

物联网协议确保来自设备或传感器的数据被其他网关/设备/服务识别。下面是为不同应用程序设计的物联网协议。

●受限应用协议(CoAP)

CoAP是一种应用层协议，旨在解决基于HTTP的物联网系统的需求。其使能力有限的设备能够以机器对机器的通信方式进行连接。

●数据分布服务(DDS)

数据分发服务(DDS)是一种通用的点对点通信协议。使用DDS，可以运行小型设备连接高性能网络。其简化了部署、降低了复杂性、提高了可靠性。

●消息队列遥测传输(MQTT)

MQTT是物联网的轻量级数据协议。MQTT用于远程位置的低带宽连接。其使用发布者-订阅者模式，绝对适用于需要高效电池和带宽的小型设备。

●可扩展消息传递和存在协议(XMPP)

XMPP是一种轻量级的开放标准通信协议。其专为不同网络实体之间的即时近实时数据交换而设计。

●高级消息队列协议(AMQP)

AMQP是一个软件层，可实现消息传递中间件之间互操作性。通过AMQP，各种应用程序和系统可以协同工作。其还创建了工业规模的标准化消息传递。

●轻量级M2M(LwM2M)

LwM2M设计用于远程管理和启用M2M(机器对机器)服务。该协议定义了位于物联网设备中的LwM2M的服务器和客户端之间的通信协议。

●传输控制协议(TCP)

TCP是大部分互联网连接的主要协议。TCP将大量数据分解成小的单个数据包，同时根据需求重发和重组数据包，以提供主机对主机通信。

●用户数据报协议(UDP)

UDP运行在IP之上，并允许进程与进程之间的通信。其还提高了TCP上的数据传输速率。UDP非常适合需要数据传输而不会丢失的应用程序。

●IP

一些物联网协议使用IPv4，而最近的执行使用IPv6。IP有助于通过Internet路由流量，并检测和定位网络上的设备。

●6LoWPAN

6LoWPAN是网络层通信协议。其最适用于处理能力有限的设备。

●Zigbee

Zigbee是基于IEEE802.15.4的规范。其是为高级通信协议设计的，用于创建具有低功率和小型数字无线电的个人区域网络。

物联网服务提供商

既然我们已经了解了物联网的基本知识，是时候仔细看看当今市场上可用的顶级物联网服务提供商了。

●AWS IoT Core  

AWS IoT Core为联网设备(传感器、嵌入式微控制器、执行器或智能电器)和AWSCloud之间提供双向和安全的通信。

这允许从多个设备收集、存储和解释遥测数据。还可以构建应用程序，方便用户从其平板电脑或手机控制这些设备。

●Oracle IoT Cloud

Oracle IoT Cloud是一种基于PaaS云的托管解决方案，通过将IoT设备连接到云并分析实时数据，帮助制定关键的战略和业务决策。

●Microsoft Azure IoT

Azure IoT是Microsoft的托管云服务集合，用于监控、连接和管理数十亿IoT设备。Azure提供了构建各种物联网解决方案的机会，以支持业务的数字化转型。

●IBM Watson IoT

IBM Watson IoT是一种托管的云托管解决方案，旨在简化从IoT设备中获取重要性的过程。通过IBM Watson，可以连接、捕获、监视、分析、存档、管理和监控物联网设备的使用情况。

其提供了一组IBMCloud服务，作为一个IBM管理的SaaS解决方案，用于为物联网资产收集和分析数据。

●SAP Leonardo IoT

SAP Leonardo IoT结合了创新、技术和智能应用，利用物联网为业务带来智能。其使组织能够自动化分析流程并获得洞察力，以实现更好的业务绩效。

●Siemens Mindsphere

Mindsphere是Siemens领先的物联网服务解决方案。通过高级分析和人工智能，Mindsphere利用连接设备提供的数据，为物联网解决方案提供动力。创造更好的商业模式，开发优质产品，优化所有运营。

与物联网的连接

我们已经处于一个超连接的世界，无形的事物和人通过物联网连接起来。此外，物联网集成了与服务、事物和人类系统相连的智能网络，用于分布式处理、联网和感知。