本系列文章： 

• 通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(1)：什么是物聯(lián)網(wǎng)?
• 通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(2)：物聯(lián)網(wǎng)的特點
• 通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(3)：物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈
• 通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(4)：云技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)
• 通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(5)：近距離無線通信技術(shù)
• 通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(6)：組網(wǎng)技術(shù)
• 通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(7)：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò) VS 計算機網(wǎng)絡(luò)
• 通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(8)：物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)
• 通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(9)：物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)
• 通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(10)：物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)狀態(tài)

在設(shè)計一個物聯(lián)網(wǎng)解決方案時，需要考慮這些方面的內(nèi)容：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)搭建、設(shè)備管理、協(xié)議設(shè)計、應(yīng)用場景、系統(tǒng)維護、新建系統(tǒng)還是在舊系統(tǒng)上進行物聯(lián)網(wǎng)升級、與外部系統(tǒng)的接口、供電與安裝等。本文將對這些方面的內(nèi)容進行一一介紹。

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搭建物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)

在設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)方案時，網(wǎng)絡(luò)的布局包括：局域物聯(lián)網(wǎng)、廣域物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)和移動終端。

局域物聯(lián)網(wǎng)中有低頻窄帶傳輸、實時性要求不高的場景;有實時性要求不高但對分組丟失率有要求的場景;有控制響應(yīng)、數(shù)據(jù)采集要求高的場景。所謂“眾口難調(diào)”，為了滿足不同的網(wǎng)絡(luò)場景，在設(shè)計時需要選擇不同的近距離通信協(xié)議。

在設(shè)計廣局域網(wǎng)時，需要在最開始就考慮到廣域物聯(lián)網(wǎng)的概念，在條件允許的情況下建立移動微基站、Wi-Fi、光纖等信號放大器，建立類似物聯(lián)網(wǎng)專有的廣域網(wǎng)絡(luò)，最終利用運營商的接入服務(wù)或者VPN服務(wù)建立起高可靠、帶寬固定的物聯(lián)網(wǎng)廣域網(wǎng)絡(luò)。

對于物聯(lián)網(wǎng)來說，云技術(shù)的引入不僅可以從根本上提高系統(tǒng)的能力(計算機速度、并發(fā)性、穩(wěn)定性、可靠性等)，也極大地縮短了系統(tǒng)的實現(xiàn)周期。帶有云技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)方案系統(tǒng)也具有更多的自我擴張性，云技術(shù)“一切皆服務(wù)”的思想也為行業(yè)客戶帶來了新的商業(yè)模式的思考。

移動終端中的移動特性有兩個含義：一是控制和展示，在設(shè)計方案時要考慮某些數(shù)據(jù)不光在PC端顯示，同時要在移動終端上顯示;另外一個含義是利用移動互聯(lián)網(wǎng)的思維來設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)方案，提升用戶體驗。

設(shè)備管理

在一個節(jié)點的設(shè)備管理中，實際上包括了兩個設(shè)備：一個是被控制的工業(yè)或行業(yè)設(shè)備，另一個是物聯(lián)網(wǎng)終端控制設(shè)備。

對于被控制的工業(yè)設(shè)備或者行業(yè)設(shè)備來說，設(shè)備管理包括：狀態(tài)監(jiān)測生命周期管理、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、設(shè)備診斷等幾個功能。對于物聯(lián)網(wǎng)終端控制設(shè)備來說，設(shè)備管理包括：接口管理、數(shù)據(jù)分析設(shè)備控制、網(wǎng)絡(luò)連接管理、軟件升級、設(shè)備位置管理等。

此外，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計方案中要突出設(shè)備的深度控制。深度控制是指物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供更多的設(shè)備節(jié)點和更多的控制方式，因此可以做到方案從頂層到單元的多層控制。

協(xié)議設(shè)計

物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議從設(shè)備管理的需求而來，通常包括：數(shù)據(jù)通信協(xié)議、命令控制協(xié)議、診斷協(xié)議、升級服務(wù)協(xié)議、長期在線協(xié)議和安全協(xié)議。

數(shù)據(jù)通信協(xié)議要保證數(shù)據(jù)從物聯(lián)網(wǎng)終端控制設(shè)備到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，最后到云端服務(wù)器都能夠高效地傳輸。診斷協(xié)議要保證在物聯(lián)網(wǎng)實施過程中快速地部署網(wǎng)絡(luò)和定位問題，提高系統(tǒng)可靠性。升級服務(wù)協(xié)議要保證在設(shè)備和系統(tǒng)安裝后，通過軟件升級來完成系統(tǒng)的更新?lián)Q代。長期在線協(xié)議要進行兩個方面的考慮，一個是協(xié)議層次不斷地發(fā)送心跳，以保持服務(wù)器的狀態(tài)更新;另一方面是設(shè)計自動恢復機制，能夠在設(shè)備處于異常狀態(tài)時快速恢復到初始化狀態(tài)。安全協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)中是必需的，但不會像傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)安全協(xié)議那樣復雜。

應(yīng)用場景(設(shè)備位置)

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常為固定位置，移動的物聯(lián)網(wǎng)場景較少。從設(shè)備位置來看，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)部署是一個挑戰(zhàn)，首先需要有線、無線，近距離多重網(wǎng)絡(luò)才能達到有一定質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境;其次需要傳感器長期監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和設(shè)備運行環(huán)境;再次是設(shè)備的生命周期要盡量地長，且設(shè)備生命周期管理預測機制要能夠考慮到方案中;最后是設(shè)備的安裝也很重要。

新建系統(tǒng)還是在舊系統(tǒng)上進行物聯(lián)網(wǎng)升級

如果是舊系統(tǒng)改造，那么考慮更多的是現(xiàn)有設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)化升級;如果是新建系統(tǒng)，方案設(shè)計要考慮更多的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，需要分批分階段地實施。

供電與安裝問題

供電問題(或者說電池問題)往往是阻礙物聯(lián)網(wǎng)實施的一個實際問題，需要在設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)解決方案時重點考慮。

安裝是物聯(lián)網(wǎng)的另外一個難點，因為很多設(shè)備需要重新部署，并且在方案設(shè)計時要充分考慮設(shè)備的耐用性。

總結(jié)

本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)解決方案的設(shè)計，具體包括：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)搭建、設(shè)備管理、協(xié)議設(shè)計、應(yīng)用場景、系統(tǒng)維護、新建系統(tǒng)還是在舊系統(tǒng)上進行物聯(lián)網(wǎng)升級、與外部系統(tǒng)的接口、供電與安裝等。由于物聯(lián)網(wǎng)的復雜性，很難在最開始就將所有的問題都考慮到，需要大家在物聯(lián)網(wǎng)實施的過程中慢慢積累經(jīng)驗，以設(shè)計出優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

【本文是51CTO專欄作者周兆熊的原創(chuàng)文章，作者微信公眾號：周氏邏輯(logiczhou)】

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