什么是物联网网络架构？超强解读

我们都听说过IoT或物联网，而且我们许多人甚至定期使用它。从智能安全系统和可穿戴手表到家庭中的自动舒适控制，物联网已经开始为我们提供以用户为中心的自适应设备，从而引领了互联网发展的下一阶段。

这就是为什么许多公司开始意识到物联网的重要性并热衷于投资互联技术的原因。实体可以通过多种方式开始其物联网之旅。但是重要的是，不要让感知到的物联网复杂性掩盖了为公司开展更具回报的项目的可能性。

一个简单的方法是从为您的物联网系统构建一个强大的框架开始。没有适合所有物联网领域的单一架构。但是，您可以投资购买一个由四部分组成的IoT网络体系结构，该体系结构如今已用作许多IoT系统的支持。将这些设备视为物联网流程中的各个阶段。所有这些都是集成结构，可以将有价值的数据从不同的网络“事物”传递到生产和IT系统，以提供可行的业务见解。

物联网系统的架构

1）传感器和执行器

在此阶段，传感器从环境中收集数据并将其转换为有用的信息。这方面的一个示例是手机中的特殊结构，该结构可检测重力的方向拉力并将其用作数据来定向设备。类似地，执行器也进行干预以更改生成数据的物理条件。例如，执行器关闭电源或调节系统中的空气流量阀。该感测或致动阶段涵盖了各种设备，包括工业设备，机器人摄像系统，水位检测器，空气质量传感器和心率监测器。

实际上，数据处理发生在物联网架构的每个阶段。但是，由于每个物联网设备上可用的处理能力有限，因此在传感器处处理的数据用途有限。由于数据是物联网网络架构概念的核心，因此在处理数据时还必须考虑即时性和洞察力。信息传递的速度越快，处理就必须越靠近终端设备。更深入的见解需要更多处理。在这种情况下，数据将被转移到一个基于云的系统或一个基于数据中心的系统中，该系统将完全容纳多个数据源。

2）互联网网关

传感器中收集的数据为模拟形式。因此，需要对其进行策划并将其转换为数字流以进行进一步处理。DAS或数据采集系统执行这些数据聚合和转换过程。DAS连接到传感器网络，收集输出，然后将模拟数据转换为数字数据。互联网网关接收收集到的数字化数据，并通过Wi-Fi或LAN连接将其发送到第3阶段系统以进行进一步处理。

第2阶段系统通常保持靠近传感器和执行器的位置。例如，泵可以包含许多传感器和致动器，以将数据馈送到数据收集设备以进行数字化。它可以物理连接到泵上。然后，靠近它的网关设备将处理数据并将其转发到下一阶段的系统。智能网关可以建立在基本网关功能之上，并提供诸如恶意软件防护，数据管理服务和分析之类的功能。这样的系统使得实时分析数据成为可能。

3）边缘IT

数据数字化后，现在就可以访问IT领域。但是，数据在进入云或数据中心之前可能仍需要进行一些处理。这就是边缘系统的用武之地。边缘系统对数据进行更多的分析。它们可以放置在远程办公室或边缘位置，但通常位于更靠近传感器的设施中。

由于物联网数据可以轻松消耗网络带宽并淹没您的数据资源，因此最好拥有能够执行分析的边缘系统，因为这将减轻核心IT基础架构的负担。尽管如此，拥有这样的基础设施并不容易。如果只有一个数据管道将数据传送到数据中心，则它必须具有巨大的容量。还有其他一些问题，例如安全性问题，存储问题，数据处理延迟。通过使用分阶段的方法，您可以有效地预处理数据并生成有意义的结果。

例如，您无需处理泵的原始振动数据，而是可以处理数据并仅在设备出现故障或需要维修时才通过投影。

国际电信联盟 ( ITU) 发布的 ITU 互联网报告，对物联网（IoT）做如下定义：通过二维码识读设备、射频识别 (RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。

物联网的架构

物联网本质简单来说是：传感+通信+IT 技术

终端: 透彻的感知和度量，使生产资料能思考，能与外界沟通
网络：泛在的接入及互联，公共通信网、物联网、互联网，确保生产资料和行业应用的泛在连接
应用：深入的智能分析及控制，行业智能应用和控制系统（计算、存储、应用）

物联网分层架构

终端：
未来社会是万物感知，用什么感知？软件用手抓不到，人类只有依靠终端才能体会终端不仅仅是手机，家庭路由器、摄像头、穿戴设备、传感器、汽车、物联网终端…等各种都可以称为「端」实现万物互联，端的形态多样化；实现万物感知，端的非生物元素和生物元素高度融合，物理世界与数字世界高度融合，并具有边缘计算能力；

网络：
接入侧有两种形式，即无线和固网固网接入方式运营商无法从物联场景抽取「联接」的利益，对于将物联网流量接入自己的物联网平台业务有效的帮助；而无线接入的方式，运营商不仅可以收取「联接」的利益, 更有利于将物联网流量接入自己的物联网平台，进行数据转型；

平台：
平台是运营商介入到各行垂直物联网产业的核心竞争力物联网平台的主要功能包括连接管理、设备管理、应用使能；

应用：
物联网服务的各行业将各自行业感知终端采集的数据，通过网络和平台传递对应行业的物联网服务器，各行业根据其提供的高价值的数据，进行产业升级、提效及智能化改造；

物联网安全：
安全是物联网 top1 挑战，安全工作需从端点安全、网络安全、数据安全、平台安全、应用安全等方面保障。
典型物联网端到端网络结构 1-蜂窝物联网（CIoT）

行业终端: 传感器接口、应用驻留
NB-IoT 模块: 无线连接、软 SIM、传感器接口、应用驻留
基站：低成本站点解决方案、新空口支持 Massive IoT 连接
核心网：移动性/安全/连接管理、无 SIM 卡终端安全接入、终端节能特性、时延不敏感终端适配、拥塞控制和流量调度、计费使能
IoT 平台：应用层协议栈适配，终端 SIM OTA，终端设备、事件订阅管理，API 能力开放（行业，开发者），OSS/BSS（自助开户，计费），大数据分析

1、重用站点基础设施，降低部署成本

2、支持接口优化，优化 30% 以上信令开销，支持终端节电和降成本

3、基于 CloudEdge 平台优化的 IoT 专用核心网，可与现网组 pool，降低每连接成本

典型物联网端到端网络结构 2-家庭网关

1、分层解耦
终端、网关、应用平台、APP 解耦

2、多终端操作界面
手机 APP、语音音箱、PAD、PC Web portal

3、终端灵活多样接入方式
不同功能/协议/品牌终端接入
网关汇聚接入
直连接入

4、云云互通
实现不同云平台下设备的互联

5、终端之间多级联动
同一网关下设备之间的规则联动
同一平台下跨网关设备之间的规则联动
跨平台设备之间的规则联动

典型物联网端到端网络结构 3-LoRa 网关

LoRa 已拥有丰富的部署经验，最新数据显示，美国、法国、德国、澳大利亚、印度等 17 个国家公开宣布建网计划，120 多个城市地区已运行 LoRa 网络。荷兰、瑞士、韩国等更是部署或计划部署覆盖全国的 LoRa 网络。

据鹏博士物联网技术负责人崔忠涛，鹏博士将在网络已覆盖的 200 余座城市的一万个基站上部署 LoRa 网络为超一亿用户提供物联网服务。这也将成为全球最大的 LoRa 商用网络。

其中，居家安防，智能家居为 LoRa 提供了家庭应用场景，如通过 LoRa 家庭网络可为用户提供智能水表、电表、智能冰箱、空调门锁等控制管理，还可检测门窗、煤气、监测老人、儿童等服务。

2017 年 12 月 14 日，工信部发布新的《微功率短距离无线电发射设备技术要求》（征求意见稿），针对 05 年的规定，对微功率（Unlicensed 频谱）应用实施更严格的技术要求，对多个频段明确说明只能按照发文的应用使用「不得用于物联网等其他应用」，其中包括 LoRa 正在使用的 470-510MHz 频段，新要求将禁止 LoRa 的抄表类业务。

LoRa 使用的是免授权 ISM 频段，但各国或地区的使用频段不同，在中国主要使用 470-510MHz，但也有使用 779-787MHz；使用 470-518MHz 是由中国 LoRa 应用联盟（CLAA）推荐的；

中国 LoRa 联盟现状：
目前 LoRa 联盟在中国有 40 家成员，包括 LoRa 应用和模块/解决方案开发商，主要有：
应用开发商：新华三、中兴克拉、鹏博士、上海广电、唯传科技、Sensoro 等；
模块/方案开发商：唯传科技、洲斯物联、思创汇连、普天通达、八月科技、NPLink、门思科技、利尔达、通感微电子、上海雍敏、武汉拓宝、博大光通、三凡信息等。

物联网平台是物联网价值链的锚点

IoT 管理平台是运营商物联网的战略控制点，在连接价值不断走低，数据为王的时代，通过 IoT 管理平台分享未来物联网最大一块的蛋糕，也是各运营商、设备供应商和行业巨头们共同的选择。

根据物联网服务的层次，物联网平台主要分为四大平台类型：
设备管理平台（DMP）
连接管理平台（CMP）
应用使能平台（AEP）
业务分析平台（BAP）

设备管理平台（DMP）：主要针对 IoT 设备的接入，数据的收集，设备状态的监控和维护等；

连接管理（CMP）：即运营商比较熟知的 SIM 卡管理，其提供 SIM 卡生命周期管理，状态监控，故障诊断等功能；

应用使能（AEP）：简单的说，即帮助 IoT 应用开发者能够快速的开发，部署其需要的 IoT 应用；

业务分析平台（BAP）：平台在集合各类相关数据后，进行分类处理、分析并提供视觉化数据分析结果（图表、仪表盘、数据报告）。

总结：
1、介绍了物联网架构的几种端到端网络结构，包括 CIoT，网关和 Lora
2、介绍了物联网平台的价值，已经组成部分