物联网的关键技术有哪些:分模块快速选型
物联网的关键技术有哪些,完整分为感知层、网络层、平台层、应用层四大类,感知层负责采集物理数据,网络层完成数据传输,平台层实现设备管理与数据处理,应用层对接业务场景;适合弱电工程、设备运维、方案选型人员快速对照,纯软件开发人员可跳过射频识别、传感器硬件相关内容,只聚焦网络与平台技术。
物联网感知层技术
感知层是物联网获取现实信息的入口,核心作用是把温度、位置、震动、图像这类物理信号转为数字信号。传感器是基础单元,包含温湿度、压力、红外、气体传感器等;射频识别也就是RFID,依靠射频信号识别标签,多用于仓储、资产盘点;蓝牙低功耗BLE、NFC近场通信属于短距离感知识别技术,适合近距离触发交互。图像采集设备、摄像头也归属感知层,用于视觉类物联网方案。
感知设备供电是选型重点。
物联网网络层技术
网络层承担感知设备到服务器的数据转发,按照传输距离分成短距、广域两类。短距通信包含WiFi、蓝牙、ZigBee,适合厂房、室内局域网场景,部署成本低,传输延迟偏低;广域通信包含NB-IoT、LoRa、4G、5G,NB-IoT功耗低、覆盖广,适合水表、气表这类长期休眠的低频次上报设备,5G带宽更高,适配高清视频、工业高速采集场景。网关设备是网络层的中转节点,能够把多种异构协议统一转换,向上转发数据。
物联网平台层技术
平台层承担设备接入、协议解析、数据存储、规则运算,是整套物联网系统的中枢。设备接入技术用来兼容Modbus、MQTT等主流协议,MQTT是物联网最常用的消息传输协议,轻量化、适配弱网环境;时序数据库专门存储传感器持续上报的时序数据,查询历史采集记录效率更高;边缘计算技术会在靠近设备的网关本地完成计算,不需要全部数据上传云端,有效降低云端带宽压力,减少响应时延。
物联网应用层技术
应用层直接面向业务,把平台处理后的信息转化为可用功能。包含可视化大屏开发、移动端设备管控、数据告警推送、业务算法模型;比如智慧农业里的灌溉自动控制算法、智慧园区的入侵识别算法都属于这一层。应用层技术不单独存在,需要依托前面三层的数据和能力才能运行。
| 技术层级 | 典型技术 | 适合场景 | 短板 |
|---|---|---|---|
| 感知层 | 传感器、RFID、NFC | 数据采集、资产识别 | 容易受环境干扰 |
| 网络层 | NB-IoT、ZigBee、5G | 室内组网、户外广域采集 | 部分方案流量资费持续产生 |
| 平台层 | MQTT、边缘计算、时序库 | 设备统一管理、数据运算 | 云端部署存在运维成本 |
| 应用层 | 可视化、业务算法 | 行业业务自动化管控 | 需要定制开发,通用性弱 |
一套完整物联网项目,不会只单独使用某一项技术。普通水表远程抄表项目,搭配温湿度传感器+NB-IoT+MQTT平台就足够,不需要额外部署5G和复杂视觉采集设备。
GB/T33474-2016《物联网参考体系结构》划定了物联网四层参考架构,行业方案设计大多以这个架构作为参考框架。
单节点设备如果每秒上报超过50条数据,优先启用边缘计算,避免大量原始数据持续上云造成链路拥堵。
