2、物联网的架构

1、物联网架构和关键技术

　　物联网的本质很简单：传感+通信+IT技术

　　终端：透彻的感知和测量，使生产资料能够有自己的思想，并与外界沟通交流；

　　网络：泛在的接入和互连、公共通信网络、物联网、互联网，以确保生产资料和工业应用的泛在的连接；

　　应用程序：深度智能分析与控制、行业智能应用与控制系统（计算、存储、应用）；

　　物联网的分层体系结构

　　终端：未来社会是万物的感知，用什么感知？软件做不到，只有依靠终端。终端不仅是一部手机，更是一部家庭路由器、摄像头、可穿戴设备、传感器、汽车、物联网终端。它们都可以称为“端”，实现万物互联、端形式多样化、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：接入端有无线和固定两种方式。固定网络接入模式运营商无法从物联场景中提取“连接”好处，这是将物联网流量连接到自己的物联网平台业务的有效帮助。无线接入模式运营商不仅可以获得“连接”的好处，而且更有利于将物联网流量连接到自己的物联网平台，进行数据转换；

　　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、设备管理和应用使能；

　　应用：物联网服务的各行业将各自行业感和终端设备采集的数据，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数据，进行产业升级、提效及智能化改造；

 

　　消息触达能力是物联网（internet ofthings, IOT）的重要支撑，而物联网很多技术都源于移动互联网。

　　从开发的角度，无线接入是物联网设备端的核心技术，身份设备管理和消息推送技术是物联网云端的核心技术。而从场景体验的角度，除了前者，还要包括手机的前端开发技术。

　　IP互联架构已是物联网的事实标准。本文所讲的消息推送技术是基于TCP/IP协议的应用层协议技术。

　　我们先进一步抽象基于IP架构的物联网组成，如下图（忽略internet和路由等基础技术）：

　　可见，核心组成就是物联设备、网关和云端。物联设备分为两类，一类是其自身天然支持TCP/IP而能直接接入物联网，如wifi、GPRS/3G/4G（当然，还有即将到来的5G）等设备；另一类是其未能支持IP协议而需要网关（协议转换）来接入物联网，如Zigbee、蓝牙等设备。对于蓝牙设备而言，手机其实是一个网关。

　　手机通过自身的蓝牙跟外设蓝牙设备通信，并将消息通过手机的wifi或者3G/4G模块与云服务端通信。

　　从场景的角度来分析，物联网最终是给人类服务的，而手机是人类体验的最直接入口。因此在上图中可以单独添加手机组成部分，并将其与一般意义上的网关区分出来。这样物联网核心组成就是：设备端—网关—云端—手机。

　　从应用层开发技术的角度来看，物联网应用是基于TCP/IP架构建立，在屏蔽底层的网关协议转换的基础上，物联网应用的组成部分就是：设备端—云端—手机。

OK，有了以上的介绍，我们就从物联网应用的角度来分析设备、云端、手机直接的消息推送技术，它包括云端和设备端的双向通信技术、手机和云端的双向通信技术。

　　（1）物联网安全

　　安全是物联网最重要的挑战。安全工作需要从端点安全、网络安全、数据安全、平台安全、应用安全等方面进行保障。

　　　　　　　　　　典型的物联网端到端网络结构1-蜂窝式物联网（CIOT）

　　行业终端：传感器接口，应用驻留

　　NB—IOT模块：无线连接、软SIM卡、传感器接口、应用驻留

　　基站：低成本站点解决方案，支持大规模物联网连接的新空口

　　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、不区分时延的终端适配、拥塞控制和流量调度、计费启用

　　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

　　（2）物联网网关

　　　　　　　　　　　　典型物联网端到端网络结构2-家庭网关

　　分层解耦：终端、网关、应用平台、APP 解耦

　　多终端操作界面：移动应用程序、语音扬声器、PAD、PC Web门户

　　灵活多样的终端接入方式：不同功能/协议/品牌终端接入、网关聚合访问、直接连接访问

　　云连接：实现不同云平台下的设备互联

　　终端间多级联动：同一网关下设备之间的规则链接、同一平台上跨网关设备之间的规则链接、跨平台设备之间的规则链接

　　　　　　　　　　　　典型物联网端到端网络结构 3-LoRa 网关

　　LORA使用免授权ISM频段，但不同的国家或地区使用不同的频段。我国主要采用470-510MHz，但也采用779-787MHz；中国LoRa 应用联盟推荐采用470-518MHz；

　　（2）物联网平台

　　　　　　　　　　　　物联网平台是物联网价值链的锚点

　　物联网管理平台是运营物联网的战略控制点。在连接价值下降、数据为王的时代，通过物联网管理平台分享未来物联网的最大蛋糕，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）：主要用于物联网设备接入、数据采集、设备状态监测和维护等。

　　　　连接管理平台（CMP）：操作人员熟悉的SIM卡管理，提供SIM卡生命周期管理、状态监测、故障诊断等功能；

　　　　应用使能平台（AEP）：简而言之，它帮助物联网应用程序开发人员快速开发和部署他们需要的物联网应用程序。

　　　　业务分析平台（BAP）：收集各种相关数据后，进行分类处理、分析，提供可视化的数据分析结果（图表、仪表盘、数据报表）。