物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things，以下簡稱IoT）是基于互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展。談到互聯(lián)網(wǎng)我們首先想到聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)對象是人類，相對應(yīng)，IoT描述的是結(jié)合了傳感器、軟件和其他技術(shù)的物理對象所形成的網(wǎng)絡(luò)，它結(jié)合了各種信息傳感設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)，形成了一個龐大的網(wǎng)絡(luò)，可以隨時隨地實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物的萬物互聯(lián)。簡單地說，就是現(xiàn)在是手機(jī)和手機(jī)相連，以后就是冰箱和路燈都可以直接通信了。

萬物互聯(lián)，IOT

IoT由數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析和控制兩大系統(tǒng)組成。

IoT的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它的終端可擴(kuò)展到任何對象系統(tǒng)，比如：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、控制系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)等。近年來，隨著機(jī)器學(xué)習(xí)、實(shí)時分析、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的發(fā)展，IoT應(yīng)用通過傳感器等IoT設(shè)備的識別、定位、跟蹤等功能廣泛的用于制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、交通、商業(yè)、家庭等領(lǐng)域，見圖1。 

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圖1. IoT廣泛用于各個領(lǐng)域

IoT在構(gòu)架和整合IoT時所面臨的主要挑戰(zhàn)是復(fù)雜的IoT場景使得IoT接入和擴(kuò)展非常困難。在某些場景下，數(shù)據(jù)分析的時效性非常重要，比如：位置變化、溫度變化等。不同廠商的IoT傳感器支持的協(xié)議不盡相同，比如：藍(lán)牙BLE、Zigbee、802.11n等。業(yè)務(wù)需求、業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)方向決定了IoT場景各有各的獨(dú)特性。傳感器、RFID的數(shù)據(jù)可能需要為不同業(yè)務(wù)共享，構(gòu)架需要從業(yè)務(wù)層面和易于管理等方向進(jìn)行規(guī)劃。

針對上述的問題，IoT系統(tǒng)的建設(shè)思路應(yīng)該是：

1、融合數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架

軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN目前已經(jīng)越來越多進(jìn)入園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，通過SDN可以獲得很多業(yè)務(wù)相關(guān)的功能。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括IoT組網(wǎng)中使用最多的無線AP都可以通過SDN自動化部署而不需要太多的人工配置。SDN可以針對業(yè)務(wù)需求進(jìn)行粗分段或細(xì)分段，分段之間可以根據(jù)需要建立有限的互訪并賦予安全策略。

2、針對IoT建立獨(dú)立的IoT承載網(wǎng)絡(luò)

在SDN的構(gòu)架中，很容易通過粗分段可以為IoT應(yīng)用劃分獨(dú)立的邏輯網(wǎng)絡(luò)，這個邏輯網(wǎng)絡(luò)所承載的對象包括IoT終端設(shè)備接入AP或工業(yè)交換機(jī)，IoT的數(shù)據(jù)分析和決策控制系統(tǒng)設(shè)備。在IoT邏輯網(wǎng)絡(luò)中，又可以通過細(xì)分段的方式隔離不同的IoT應(yīng)用，比如：溫濕度傳感器和監(jiān)控攝像頭。

3、融合的IoT接入網(wǎng)關(guān)

WiFi無線網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)最后數(shù)米到十?dāng)?shù)米的覆蓋在IoT中扮演著極其重要的角色。首先，WiFi無線網(wǎng)絡(luò)接入的客戶端數(shù)量已經(jīng)超過有線客戶端的接入。隨著萬兆以太網(wǎng)和WiFi6的普及，WiFi的接入速率已經(jīng)接近或大于有線網(wǎng)絡(luò)的接入速率；其次，眾多傳感器等IoT數(shù)據(jù)采集設(shè)備都通過無線技術(shù)接入，常用的無線技術(shù)有WiFi、藍(lán)牙BLE、Zigbee等。作為IoT接入網(wǎng)關(guān)的無線AP則需要對廣泛的IoT接入技術(shù)的支持，比如：使用Zigbee通訊協(xié)議的傳感器數(shù)據(jù)通過Zigbee與支持Zigbee的無線AP通信，再利用無線AP的以太網(wǎng)上聯(lián)端口接入數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)。

4、及時快速的邊緣業(yè)務(wù)處理

IoT數(shù)據(jù)采集和分析處理的現(xiàn)場環(huán)境和流程變化的響應(yīng)時效，海量數(shù)據(jù)傳輸和處理的擁塞、時延、抖動和數(shù)據(jù)丟棄的擁塞，海量數(shù)據(jù)傳輸、處理和存儲所帶來的安全、可靠性等問題使邊緣計算的支持在IoT網(wǎng)絡(luò)中變得非常重要。邊緣計算的部署主要通過虛擬機(jī)或容器的方式實(shí)現(xiàn)，包括在IoT網(wǎng)絡(luò)靠近數(shù)據(jù)采集點(diǎn)處部署服務(wù)器運(yùn)行虛擬化系統(tǒng)以及目前越來越流行的在IoT網(wǎng)關(guān)無線AP或交換機(jī)中運(yùn)行容器來支持邊緣計算。

5、建立標(biāo)準(zhǔn)化的IoT平臺，融合適配多業(yè)務(wù)場景

標(biāo)準(zhǔn)化的IoT平臺包括靈活的接入認(rèn)證方式，能夠?qū)oT設(shè)備基于唯一標(biāo)識的入網(wǎng)認(rèn)證，對支持WiFi的設(shè)備采用如MAC地址認(rèn)證，對內(nèi)部員工進(jìn)行企業(yè)級如802.1x的認(rèn)證，對訪客可基于微信、短信等的認(rèn)證接入。IoT平臺還可以管理IoT終端，比如可以發(fā)現(xiàn)和管理藍(lán)牙終端列表和Zigbee終端列表，包括信號強(qiáng)度、終端流量統(tǒng)計、拓?fù)?、終端類型等信息。標(biāo)準(zhǔn)化的IoT平臺還應(yīng)支持IoT應(yīng)用識別，并可以根據(jù)IoT特定應(yīng)用進(jìn)行定制開發(fā)等應(yīng)用控制功能。該平臺通過API與IoT應(yīng)用平臺進(jìn)行交互，可以根據(jù)IoT的應(yīng)用需求進(jìn)行業(yè)務(wù)場景的自動化部署。 

圖2. IoT系統(tǒng)構(gòu)架

綜合上述思路，圖2定義了新一代的IoT系統(tǒng)構(gòu)架。這個構(gòu)架底層是由融合的IoT無線控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并根據(jù)需要可在邊緣進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和控制。通過數(shù)據(jù)網(wǎng)基礎(chǔ)構(gòu)架傳輸IoT數(shù)據(jù)至本地和云端應(yīng)用系統(tǒng)。通過軟件定義IoT以實(shí)現(xiàn)IoT設(shè)備的自動連接、拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、業(yè)務(wù)交互和業(yè)務(wù)自動化部署等功能。

浪潮網(wǎng)絡(luò)IoT的節(jié)律照明場景舉例：

人體內(nèi)的生物鐘按照24小時的周期同步生理功能，這稱為晝夜節(jié)律。日出日落的自然光和室內(nèi)的人工照明一同，維持著我們身體的生物鐘，如睡眠和覺醒的周期，這就是光的節(jié)律作用。包括與消化和睡眠等相關(guān)的多種生理過程，都是通過此周期中的激素變化和相互作用進(jìn)行調(diào)節(jié)的。 

在照明所影響到的眾多人體神經(jīng)系統(tǒng)要素中，松果腺體是其中重要一環(huán)。外界光環(huán)境的明暗信息會傳遞給大腦中的松果腺體，其產(chǎn)生褪黑素進(jìn)入血液、尿液、腦脊液、細(xì)胞內(nèi)外液中，從而控制人的生長發(fā)育及睡眠水平，由此直接影響到人體的節(jié)律情況。 

不適當(dāng)?shù)恼彰鳝h(huán)境不僅會導(dǎo)致大腦及各器官不能充分休息，機(jī)體抵抗力下降，更會引起包括失眠、心慌、頭暈頭痛、記憶力減退等癥狀，進(jìn)而還會產(chǎn)生高血壓、神經(jīng)衰弱等疾病。

因此健康的照明系統(tǒng)需要能夠通過與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)動，對環(huán)境平臺的歷史數(shù)據(jù)及實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，設(shè)置動態(tài)光環(huán)境AI算法，模擬全球日光變化，對燈具進(jìn)行遠(yuǎn)程自動控制，從而正確設(shè)置燈具的照度和色溫隨人體節(jié)律周期變化自動調(diào)節(jié)，引導(dǎo)調(diào)整進(jìn)入健康的生理節(jié)律周期，從而緩解視覺疲勞，提高效率，促進(jìn)身心健康。同時可協(xié)同智能面板設(shè)備進(jìn)行用戶行為訓(xùn)練，保障個性化的光環(huán)境舒適度體驗(yàn)。 

浪潮網(wǎng)絡(luò)的IoT架構(gòu)在節(jié)律照明的場景中配合專業(yè)的健康照明物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用合作伙伴，承擔(dān)了照明終端的接入、控制聯(lián)動、業(yè)務(wù)建模的能力這三方面任務(wù)：

1、通過IoT聯(lián)接平臺，滿足采用不同IoT接入標(biāo)準(zhǔn)的照明傳感器、照明控制器的配網(wǎng)及接入的即插即用管理

2、通過IoT AP的Zigbee Mesh技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模照明的同步控制，確保色溫及亮度最佳的視覺體驗(yàn)，降低視覺疲勞。

3、通過無線控制器內(nèi)置的IoT業(yè)務(wù)建模平臺，實(shí)現(xiàn)光照數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)、室內(nèi)照度等數(shù)據(jù)在本地或云端進(jìn)行場景數(shù)據(jù)分析，并基于結(jié)果對照明控制器進(jìn)行的聯(lián)動控制。

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)細(xì)分與監(jiān)控正當(dāng)時，我們的生活方式也正被物聯(lián)網(wǎng)無聲無息地改變著。信息的交換與通訊漸漸融入我們生活中的每一件事物，智能交通，平安家居，個人健康……IOT網(wǎng)絡(luò)細(xì)分和監(jiān)控讓我們的生活變得便捷而生動。