什么是物联网架构

这是最常见的物联网架构类型，包括边缘层、平台层和企业层三个层级。边缘层由各种物联网设备和传感器组成，平台层包括云端应用和数据库，企业层则包含业务应用和系统。这三层通过近距离网络、接入网络和服务网络相互连接。

这种架构将传统的流程管理与流程挖掘和自动化功能相结合，用于控制大量协调的物联网设备。它旨在实现物联网设备与业务流程的无缝集成。

Web of Things架构专注于将物联网设备数据集成到Web应用程序，属于物联网应用层的架构。这种架构使用Web技术来访问和控制物联网设备。

工业物联网（IIoT）架构将工业传感器、仪器和设备与计算机和应用程序相互连接，以实现数据采集、交换和分析，从而提高生产效率。

物联网架构还包括各种通信协议和标准，如6LoWPAN、CoAP、MQTT和DDS等，用于实现物联网组件之间的互操作性和数据交换。

边缘层包括各种物联网设备和传感器，用于采集环境数据、用户输入或使用模式数据。这些设备通过轻量级协议（如6LoWPAN、CoAP、ZeroMQ和MQTT）进行数据传输和通信。中介设备则充当物联网设备、云端和用户设备之间的桥梁，负责协议转换、数据存储和决策制定。

平台层负责数据处理、存储和分析。它接收来自边缘层的数据流，利用机器学习或人工智能技术对数据进行分析，并做出明智决策。分析结果将反馈至边缘层的物联网设备，实现闭环控制。

企业层包括基于微服务架构构建的云端应用和服务。这些应用程序与平台层集成，为用户提供图形用户界面，用于注册、管理和控制物联网设备。同时，企业层还可以利用大数据分析、边缘计算等新兴技术，提高物联网系统的性能和效率。

物联网架构中的各层通过不同类型的网络相互连接。邻近网络连接边缘层，接入网络连接边缘层和平台层，而服务网络则连接平台层和企业层。这种分层网络架构确保了物联网系统的高效运行。

边缘层包括各种物联网设备和传感器，用于收集环境数据、用户输入或使用模式数据。这些设备通过互联网将数据传输到平台层。常见的物联网设备包括智能电视、安防摄像头、运动设备等，它们都具有一定的计算能力。

平台层是一组基于微服务架构构建的云应用程序，用于存储和处理来自边缘层的传感器数据。该层通常包括事件队列和消息系统，以实现跨层通信。为了实现物联网生态系统中的互操作性，通常使用基于总线（如DDS、REST、XMPP）和基于代理（如AMQP、CoAP、MQTT、JMI）的数据交换协议。

企业层通常包括图形用户界面，如移动应用或网站，允许用户注册和控制智能物联网设备。该层与平台层集成，接收分析后的数据并将决策反馈给物联网设备。

除了上述三个主要层次外，物联网架构还需要一些关键技术的支持，如软件定义网络（SDN）、网络安全、云计算、边缘计算和大数据分析等。这些技术有助于管理异构物联网设备网络、保护系统安全、提高计算和存储能力、实现智能决策等。

物联网架构可用于监控和控制可持续城乡基础设施的运行，如桥梁、铁路轨道和陆上/海上风电场等。物联网基础设施能够监测可能危及安全和增加风险的结构状况变化或事件。在建筑行业中，物联网也具备节省成本、缩短工期、提高工作质量、实现无纸化工作流程和提高生产效率等优点。

工业物联网（IIoT）是指将传感器、仪器和其他设备与工业应用程序（如制造业和能源管理）的计算机相互连接。这种连接性允许进行数据收集、交换和分析，可能提高生产力和效率，并带来其他经济效益。

物联网还可用于监控海事行业的运营，如提供船舶漏水、火灾和电池深度放电的警报。利用全球互联网数据网络、长寿命电池和微电子技术，可以持续监控和报告发动机室、舱底水和电池状况。

安全性是物联网架构面临的最大挑战。随着物联网技术的快速发展，安全问题却未得到足够重视，存在诸多薄弱环节。弱认证、默认密码等安全漏洞可能让犯罪分子获取并控制物联网设备，从而不仅造成数据泄露，还可能带来现实世界的物理威胁。

物联网设备会产生大量数据，对数据存储和管理提出了巨大挑战。高数据采集需求可能导致存储需求激增，而由于缺乏适当的自主性、透明度和互操作性原则，物联网设备的实施可能导致数据孤岛的产生。为物联网设备供电以收集和存储数据，也是一项难题。

物联网项目的有效管理也是一项挑战。物联网项目具有时间线更长、熟练资源缺乏以及安全/法律问题较多等特点，需要采用新的项目管理技术，如单独的研发阶段、概念验证原型以及具备跨学科技术知识的项目经理。

物联网架构还面临着数据治理的挑战。为使数据湖中的原始数据可用，需要对数据进行目录编制和安全管控。否则数据将无法被发现或无法被信任，从而导致"数据沼泽"。为了满足更广泛受众的需求，数据湖需要具备数据治理、语义一致性和访问控制等能力。

物联网架构通常采用分层设计，包括边缘层、平台层和企业层。这种分层结构能够更好地管理海量异构设备和数据流。相比之下，传统架构缺乏这种明确的层次划分，往往较为僵化，难以应对物联网系统的动态性和异构性。

物联网架构利用软件定义网络（SDN）等技术，赋予网络更大的灵活性和敏捷性，以适应物联网设备网络的临时性。传统架构则缺乏这种本地支持，难以高效管理物联网设备网络。

物联网架构采用6LoWPAN、MQTT、CoAP等新兴轻量级协议，实现设备与云端之间高效的数据传输。而传统架构则未能原生支持这些面向物联网的协议。

物联网架构紧密集成了云计算，利用云端的可扩展性、可靠性和分析能力来高效利用物联网数据。相比之下，传统架构通常依赖本地数据中心，成本和维护开销较高。

物联网架构的核心是将各种终端设备连接到互联网，实现实时数据采集和交换。而传统架构则侧重于组织内部IT基础架构的搭建和维护。