物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡被比作生物體的技術版本，因為它的傳感器可以看到、聽到和感覺到周圍的環(huán)境。就像人類對我們從感官中獲得的信息做出反應一樣——比如當我們過熱時出汗——物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡則是使用硬件和軟件組件來無縫通信和協(xié)同工作。隨著連接的傳感器和移動設備數(shù)量的增加，物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)必須不斷發(fā)展?，F(xiàn)在的IT架構(gòu)根本無法與物聯(lián)網(wǎng)設備生成的數(shù)據(jù)量競爭，也無法維持傳輸和處理該數(shù)據(jù)所需的處理能力。跟上的唯一方法是將邊緣計算與物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)集成。

邊緣物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)將網(wǎng)絡連接從集中式資源轉(zhuǎn)移到更靠近產(chǎn)生數(shù)據(jù)的設備的資源、通信和傳統(tǒng)處理，以維持數(shù)據(jù)量和速度。向邊緣移動的重點是對整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸進行優(yōu)先級排序和優(yōu)化。

這種類型的架構(gòu)在整個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡中分配智能，以提高性能、帶寬、效率、可靠性和安全性。

什么是邊緣物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)？

邊緣計算是一種分布式IT架構(gòu)，在該架構(gòu)中，數(shù)據(jù)的處理盡可能靠近原始來源。在物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，這意味著在更靠近物聯(lián)網(wǎng)硬件的地方處理數(shù)據(jù)，而不是將其發(fā)送到云端或本地數(shù)據(jù)中心進行處理。

邊緣物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)涵蓋從系統(tǒng)端點（包括設備、傳感器、執(zhí)行器和電器）到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的所有內(nèi)容。所述網(wǎng)關是通信集線器的網(wǎng)絡的物聯(lián)網(wǎng)。它為網(wǎng)絡執(zhí)行關鍵功能，例如傳感器數(shù)據(jù)聚合、傳感器協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換以及網(wǎng)關將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到云或本地網(wǎng)絡之前的傳感器數(shù)據(jù)處理。

鑒于過去幾年物聯(lián)網(wǎng)設備部署的爆炸式增長，擁有合適的邊緣物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)是高可用性和高功能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的關鍵部分。

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適當?shù)倪吘壩锫?lián)網(wǎng)架構(gòu)的重要性

在連接物聯(lián)網(wǎng)的辦公樓環(huán)境中，數(shù)以千計的傳感器監(jiān)控溫度、光線、噪音、空氣質(zhì)量和安全系統(tǒng)。關鍵系統(tǒng)中的執(zhí)行器響應傳感器檢測到的變化，以根據(jù)外部天氣關閉和打開燈、解鎖安全門或調(diào)整HVAC系統(tǒng)。每個物聯(lián)網(wǎng)設備和執(zhí)行器可能使用不同的協(xié)議——例如 Wi-Fi、藍牙、串行端口、消息隊列遙測傳輸 (MQTT) 或 Zigbee——來連接到網(wǎng)絡，并且可能具有不同的管理和安全模型。

一個架構(gòu)良好的邊緣物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡可以處理來自所有設備的數(shù)據(jù)涌入以及部分數(shù)據(jù)處理。但是，某些功能（例如打開安全門）無法等待數(shù)據(jù)從物聯(lián)網(wǎng)設備往返到基于云的應用程序或數(shù)據(jù)中心所需的時間。其他邊緣設備——例如不常使用的低功耗控制器——無法分析它們收集的數(shù)據(jù)，因為它們?nèi)狈@樣做的計算能力，而還有一些會生成如此多的數(shù)據(jù)，以至于它不會以其原始形式有價值。

適當?shù)倪吘壩锫?lián)網(wǎng)架構(gòu)的好處

實施良好的邊緣物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)可減少系統(tǒng)的整體延遲，提高高使用率應用程序和設備的性能。它還減少了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡與其他服務或網(wǎng)絡部分（例如云）之間架構(gòu)集成點的數(shù)據(jù)和通信瓶頸，因此它可以按照員工和客戶今天要求的速度運行。

適當?shù)倪吘壩锫?lián)網(wǎng)架構(gòu)還有這些優(yōu)勢：快速高效地部署物聯(lián)網(wǎng)項目；整體降低物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的安全風險；在技術堆棧中水平和垂直擴展物聯(lián)網(wǎng)項目；將機器學習和人工智能等更新的處理技術添加到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡。

邊緣物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)需要什么？

設計和實施邊緣物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)取決于多種因素：物聯(lián)網(wǎng)設備，包括它們的年齡、集成技術和通信協(xié)議；需要在邊緣部署多少智能；設備的物理位置；和受邊緣物聯(lián)網(wǎng)設備影響的系統(tǒng)。

在基本層面上，邊緣物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)——不包括數(shù)據(jù)中心、云和企業(yè)層——將由兩層組成：邊緣設備和中間服務器。

邊緣設備層

設備層或邊緣是物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的最外層。它由各種硬件組件組成，包括傳感器、設備和執(zhí)行器。

傳感器監(jiān)控互聯(lián)產(chǎn)品和機器的真實狀態(tài)。雖然大多數(shù)人認為它們只是物理對象，但任何收集和傳輸數(shù)據(jù)的東西都可以被視為傳感器——例如，光、溫度和濕度傳感器、GPS 接收器和車載診斷傳感器。

在談論物聯(lián)網(wǎng)時，人們通常會想到帶有傳感器的硬件設備來激活和控制它們并傳輸物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。示例包括嵌入在智能汽車和家用電器中的微控制器，以及嵌入在機器人或工業(yè)設備中的Raspberry Pi 設備等單板計算機。

執(zhí)行器控制物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的某些內(nèi)容或?qū)δ承﹥?nèi)容做出反應。它們可以是影響產(chǎn)品物理狀態(tài)或環(huán)境的硬件或軟件。API 根據(jù)從物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的其余部分收集的數(shù)據(jù)觸發(fā)執(zhí)行器，例如智能燈、遠程控制接入點、電機、機器人和軟件命令。

中間服務器層

也稱為控制層，物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的這一層包含物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關和其他促進通信、卸載處理功能和驅(qū)動邊緣操作的服務器。它是在將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心或云之前對從邊緣收集的數(shù)據(jù)進行本地預處理的地方。

數(shù)據(jù)預處理減輕了帶寬限制并優(yōu)化了轉(zhuǎn)發(fā)到系統(tǒng)其余部分的數(shù)據(jù)量。最大限度地減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量會影響網(wǎng)絡傳輸成本，尤其是在蜂窩網(wǎng)絡上，從而節(jié)省大量成本。大多數(shù)網(wǎng)關支持雙向通信并根據(jù)定義的規(guī)則和指南優(yōu)先通信。例如，網(wǎng)關可以保留所有南向數(shù)據(jù)傳輸，而關鍵設備更新包則以另一種方式出現(xiàn)。

此外，它還允許將關鍵業(yè)務規(guī)則和過濾器實時應用于數(shù)據(jù)。根據(jù)這些過濾器處理、傳輸或存儲數(shù)據(jù)以備后用，使公司能夠更有效地管理數(shù)據(jù)并開發(fā)更有用的見解。