物联网那些必须知道的事儿

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农业大棚里安装一个温湿度传感器,温湿度数据是怎样传输到平台的?有网和没网的情况下有什么不同?传输回来的数据存储在哪里,又经历了什么?

万物互联,作为产品经理需要知道哪些内容呢?本文梳理一下产品过程中物联网的一些常识,包括物联网的组成、物联数据传输流程、数据应用等~

一、物联网的组成

物联网是指通过信息传感设备,按约定的协议,将任何物体与网络相连接,物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等应用功能

我们提取关键词:设备、通信、应用,对应系统层级中的感知层、网络传输层和应用层

  • 感知层—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。
  • 网络传输层—通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确地传送,以便信息交流、分享。
  • 应用层—使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。

想象一下,农业大棚就像一个聪明的生态盒子,里面住着一位尽职的“小管家”——温湿度传感器。这位“小管家”的任务就是时刻监视着大棚里的温湿度,确保作物们生活在一个舒适的小环境中。但这位“小管家”不只是默默地观察,它还需要把收集到的信息告诉给“总部”,也就是我们的数据处理平台,总部接收到这些数据之后,通过大屏展示出来,指标异常可以闪烁报警,甚至直接发送到我们的手机上。

二、感知层

感知层是整个物联系统的最底层,负责整个系统的数据采集,也是最核心的部分,系统有没有数据,能不能运转起来,就靠它了。

感知层的常见设备有哪些呢?

1. 二维码标签和识读器

【原理】

扫码器,通过【扫码】这个动作,发射光源将二维码的黑白间隔反射回来,因为光线强度的不同,电流变化也不同,电流变化被转换为电信号,经过一些处理,转换为数字信号、数据信息。

这样,二维码的数据就被读取到了。

【场景】

二维码在如今生活中应用非常广泛啦,付款、登记、产品信息等等。这里补充2个生产制造方面的场景。

(1)产品追溯和质量控制。产品上附加二维码,实现产品全生命周期的追溯。

(2)工业设备日常维护。产品上附加二维码,实现设备的信息化管理和维护记录的追踪。

2. RFID标签和读写器

RFID标签:由耦合元件及芯片组成,每个RFID标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象,俗称电子标签或智能标签。可以理解为是带芯片的标签。

【优点】

短距离射频识别产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境,在工业生产环境更为适用;

长距离射频识别产品识别距离可达几十米。

【原理】

标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息,或者主动发送某一频率的信号;解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

【场景】

短距离射频识别产品:

不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境

用在工厂的流水线上跟踪物体

长距离射频识别产品:

识别距离可达几十米,多用于交通,如自动收费或识别车辆身份等。

3. 传感器

传感器是物联网中获得信息的主要设备,它利用各种机制把被测量的信号转换为电信号,然后由相应信号处理装置进行处理,并产生响应动作。常见的传感器包括温度、湿度、压力、光电传感器等。

可以说,传感器是直接与被监控对象接触的部分,是数据采集的第一环。传感器采集后的数据初步处理、存储、传输主要通过RTU或DTU解决。DTU是主要是数据传输,而RTU是远程测控(数据传输+控制执行)。

三、传输层

传输层就像是物联网的血管,负责把感知层收集到的宝贵数据安全、迅速地“快递”到应用层。它的工作方式多样,有点像我们寄送包裹,可以选择不同的快递服务。

1. 有网情况下的数据传输

当大棚附近有网络,比如Wi-Fi或者4G/5G信号满格时,我们的“小管家”会通过这些网络,直接把温湿度数据打包成“信息包裹”,然后通过无线网络这条“高速公路”发送给平台。这个过程就像你用手机发了一条即时消息,快速且便捷。

2. 没网情况下的数据传输

如果大棚位置偏远,网络信号不好甚至没有,怎么办?这时候,物联网技术展现出了它的灵活性。比如,使用GPRS或NB-IoT这样的低功耗广域网技术。这些技术特别适合偏远地区,就像是给“小管家”配备了一个“邮差鸽”,即使在信号微弱的地方也能慢慢飞到最近的基站,最终把数据送达目的地。虽然慢一些,但依然能确保数据不丢失。

四、存储层

存储层,作为物联网架构中不可或缺的一环,承载着数据保管与访问的重要职责,确保了信息的安全性、可靠性和高效利用。

一旦数据成功到达平台,就像是回到了“数据分析中心”。对数据进行整理、分析,比如判断温湿度是否符合作物最佳生长条件。如果发现温度过高,平台可能会自动发送指令给大棚内的智能设备,开启降温系统,就像是给作物开空调一样。这些数据还会被长期保存在云端的“数据仓库”里,方便以后查阅和进行大数据分析。

1. 本地存储

想象一下,家里的书柜就是本地存储的一个简单类比。在物联网设备中,本地存储通常是通过内置的闪存、硬盘或其他非易失性存储介质实现的。这种方式的优势在于数据访问速度快,因为数据就在“手边”,不需要通过网络传输。对于实时性要求高或者网络不稳定的应用场景特别友好。比如,智能摄像头可能先将视频录像存储在本地,之后再根据策略上传到云端。但是,本地存储空间有限,且存在物理损坏的风险,一旦设备出现问题,数据可能丢失。

2. 私有云存储

私有云就像是企业自己拥有的专属图书馆,所有藏书(数据)都是精心挑选并只对内部成员开放的。企业通过搭建自己的服务器集群,创建一个隔离的、高度可控的存储环境。这种方式给予了企业对数据绝对的控制权和安全性,适合那些对数据隐私和合规性有严格要求的行业,比如金融、医疗。私有云可以灵活扩展存储容量,支持大量物联网设备的数据汇聚和快速检索,便于企业进行数据分析和业务优化。

3. 公有云存储

如果说私有云是专属图书馆,那么公有云就像是全球最大的公共知识库,任何人都可以通过网络“借阅”其中的资源。公有云存储由第三方云服务提供商(如阿里云、亚马逊AWS、微软Azure等)维护,为用户提供几乎无限的存储空间。物联网设备产生的数据可以直接上传至公有云,不仅减轻了企业自建存储基础设施的成本,而且享受到了云计算的弹性伸缩、高可用性等优势。公有云还提供了丰富的数据处理和分析工具,便于企业进行大数据分析、机器学习等高级应用,实现对市场趋势的预测和业务决策支持。

4. 城市云平台

在智慧城市等大型应用场景中,公有云存储往往与城市云平台紧密结合,形成数据共享和分析的中枢。城市中的各个物联网节点,如交通监控、环境监测、能源管理等,其数据统一汇聚至城市云,通过大数据分析和AI算法,可以有效提升城市管理效率,预测并解决城市发展中遇到的问题,比如交通拥堵、环境污染等,为居民创造更智能、更宜居的生活环境。

五、总结

已经存储后的数据,接下来的流程我们就相对熟悉了,开发人员调用对应的数据指标,结合业务需求处理计算分析,结合前端开发,形成我们想要看到的应用功能。

总结一下,在面对有物联网设备的产品开发中,产品经理需要关注哪些方面呢?

  • 感知设备有哪些?感知监测的数据是什么?传输频率如何?是已安装设备的对接?还是需要本公司安装?
  • 数据的传输协议是什么?
  • 数据存储在哪里?
  • 传输的数据是否满足业务要求?是否需要指标计算,计算公式?转换标准?

以上这些, 希望对你有用呀。

关于物联网还有哪些疑问,欢迎留言,我们一起探索。

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题图来自Unsplash,基于CC0协议。

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