物聯網網絡被比作生物體的技術版本，因為它的傳感器可以看到、聽到和感覺到周圍的環境。就像人類對我們從感官中獲得的信息做出反應一樣——比如當我們過熱時出汗——物聯網網絡則是使用硬件和軟件組件來無縫通信和協同工作。隨著連接的傳感器和移動設備數量的增加，物聯網架構必須不斷發展。現在的IT架構根本無法與物聯網設備生成的數據量競爭，也無法維持傳輸和處理該數據所需的處理能力。跟上的唯一方法是將邊緣計算與物聯網架構集成。

邊緣物聯網架構將網絡連接從集中式資源轉移到更靠近產生數據的設備的資源、通信和傳統處理，以維持數據量和速度。向邊緣移動的重點是對整個網絡的數據傳輸進行優先級排序和優化。

這種類型的架構在整個物聯網網絡中分配智能，以提高性能、帶寬、效率、可靠性和安全性。

什么是邊緣物聯網架構？

邊緣計算是一種分布式IT架構，在該架構中，數據的處理盡可能靠近原始來源。在物聯網架構中，這意味著在更靠近物聯網硬件的地方處理數據，而不是將其發送到云端或本地數據中心進行處理。

邊緣物聯網架構涵蓋從系統端點（包括設備、傳感器、執行器和電器）到物聯網網關的所有內容。所述網關是通信集線器的網絡的物聯網。它為網絡執行關鍵功能，例如傳感器數據聚合、傳感器協議之間的轉換以及網關將數據轉發到云或本地網絡之前的傳感器數據處理。

鑒于過去幾年物聯網設備部署的爆炸式增長，擁有合適的邊緣物聯網架構是高可用性和高功能物聯網網絡的關鍵部分。

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適當的邊緣物聯網架構的重要性

在連接物聯網的辦公樓環境中，數以千計的傳感器監控溫度、光線、噪音、空氣質量和安全系統。關鍵系統中的執行器響應傳感器檢測到的變化，以根據外部天氣關閉和打開燈、解鎖安全門或調整HVAC系統。每個物聯網設備和執行器可能使用不同的協議——例如 Wi-Fi、藍牙、串行端口、消息隊列遙測傳輸 (MQTT) 或 Zigbee——來連接到網絡，并且可能具有不同的管理和安全模型。

一個架構良好的邊緣物聯網網絡可以處理來自所有設備的數據涌入以及部分數據處理。但是，某些功能（例如打開安全門）無法等待數據從物聯網設備往返到基于云的應用程序或數據中心所需的時間。其他邊緣設備——例如不常使用的低功耗控制器——無法分析它們收集的數據，因為它們缺乏這樣做的計算能力，而還有一些會生成如此多的數據，以至于它不會以其原始形式有價值。

適當的邊緣物聯網架構的好處

實施良好的邊緣物聯網架構可減少系統的整體延遲，提高高使用率應用程序和設備的性能。它還減少了物聯網網絡與其他服務或網絡部分（例如云）之間架構集成點的數據和通信瓶頸，因此它可以按照員工和客戶今天要求的速度運行。

適當的邊緣物聯網架構還有這些優勢：快速高效地部署物聯網項目；整體降低物聯網網絡的安全風險；在技術堆棧中水平和垂直擴展物聯網項目；將機器學習和人工智能等更新的處理技術添加到物聯網網絡。

邊緣物聯網架構需要什么？

設計和實施邊緣物聯網架構取決于多種因素：物聯網設備，包括它們的年齡、集成技術和通信協議；需要在邊緣部署多少智能；設備的物理位置；和受邊緣物聯網設備影響的系統。

在基本層面上，邊緣物聯網架構——不包括數據中心、云和企業層——將由兩層組成：邊緣設備和中間服務器。

邊緣設備層

設備層或邊緣是物聯網架構的最外層。它由各種硬件組件組成，包括傳感器、設備和執行器。

傳感器監控互聯產品和機器的真實狀態。雖然大多數人認為它們只是物理對象，但任何收集和傳輸數據的東西都可以被視為傳感器——例如，光、溫度和濕度傳感器、GPS 接收器和車載診斷傳感器。

在談論物聯網時，人們通常會想到帶有傳感器的硬件設備來激活和控制它們并傳輸物聯網數據。示例包括嵌入在智能汽車和家用電器中的微控制器，以及嵌入在機器人或工業設備中的Raspberry Pi 設備等單板計算機。

執行器控制物聯網系統中的某些內容或對某些內容做出反應。它們可以是影響產品物理狀態或環境的硬件或軟件。API 根據從物聯網架構的其余部分收集的數據觸發執行器，例如智能燈、遠程控制接入點、電機、機器人和軟件命令。

中間服務器層

也稱為控制層，物聯網架構的這一層包含物聯網網關和其他促進通信、卸載處理功能和驅動邊緣操作的服務器。它是在將數據發送到數據中心或云之前對從邊緣收集的數據進行本地預處理的地方。

數據預處理減輕了帶寬限制并優化了轉發到系統其余部分的數據量。最大限度地減少傳輸的數據量會影響網絡傳輸成本，尤其是在蜂窩網絡上，從而節省大量成本。大多數網關支持雙向通信并根據定義的規則和指南優先通信。例如，網關可以保留所有南向數據傳輸，而關鍵設備更新包則以另一種方式出現。

此外，它還允許將關鍵業務規則和過濾器實時應用于數據。根據這些過濾器處理、傳輸或存儲數據以備后用，使公司能夠更有效地管理數據并開發更有用的見解。