物联网系统实施考量要素介绍
物联网越来越多地被用来对单个企业产生积极影响。它已成为公司在其合作伙伴网络中使用的协作工具。
物联网确实是一项了不起的技术，它已经展示了出色的对企业和经济的影响.然而，成功需要巨大的努力和投资。
根据南佛罗里达大学最近的联合报告和 Universidade NOVA de Lisboa，温将 IoT 集成到任何组织中，都需要克服多重挑战。其中一些包括重大的安全和隐私问题、全面的系统设计以及与人工智能 （AI） 工具的有效协作。
作为IoT 开发提供商，我们很高兴能在构建这个未来方面发挥作用。在本文中，我将介绍在构建 IoT 基础设施时要考虑的基本 IoT 组件。我们将花一些时间让您更深入地了解核心组件和您需要应对的挑战。
什么是物联网
人们通常倾向于理解物联网作为一组连接的设备。这是最基本的定义。然而，事情也不是那么简单。物联网代表不同的事物，具体取决于谁打算使用它。从 IoT 基础设施的角度来看，这是至关重要的知识，因为用户将确定您需要包含在支持系统中的元素。因此，您需要考虑到 IoT 分为 2 种核心类型：消费类和工业类。
物联网基础设施有两种核心类型：消费物联网 （CIoT） 和工业物联网 （IIoT）
第一种类型是消费类 IoT，也称为 CIoT。这个特定生态系统中的设备通常专注于为个人私人用户提供便利和生活质量改善。这通常包括智能冰箱、智能照明系统和可穿戴技术等消费电子产品。CIoT 的数据量也往往较少，尽管这可能因用户而异。虽然 CIoT 仍然存在安全风险，但中断的范围也往往相对有限。
第二种类型是工业物联网，通常称为 IIoT。IIoT 的意图往往集中在提高业务运营的效率和效益上。这些设备旨在捕获、分析和解释工业智能，因此业务领导者可以进行实时流程调整。IIoT 越来越多地被用于支持工作场所的安全。因此，物联网基础设施在行业中的重要作用之一是防止可能导致员工和运营风险增加的中断。在消费类 IoT 中，Wi-Fi 通常是 Internet 连接的首选IoT 生态系统，小型企业 IoT 设置也可以通过 Wi-Fi 进行连接。设备集线器包含一个 Wi-Fi 芯片;设备通过 Wi-Fi 进行通信，所有连接的设备形成一个与中央服务器通信的局域网，通常在 4G 网络上。除了 Wi-Fi，蓝牙也正在成为将设备连接到移动网络的流行 CIoT 选择。
对于工业 IoT，您需要具有更多带宽的 Internet 才能将大量数据从网关传输到云。同样，上传和下载速度必须很快。否则，系统将无法高效运行。光纤电缆和 5G 是 IIoT 的最佳互联网类型，光纤提供无限带宽和极快的速度。相比之下，5G 承诺每平方英里 100 万台或更多设备的低延迟和连接。
物联网应用示例
为了构建最合适的 IoT 基础设施，您还需要考虑您打算将其用于什么。有多个物联网应用并且每个都有自己的有效运作要求。设施管理工具需要专门的传感器和软件，而质量控制设备需要协议来捕获实时生产数据和最终消费者意见。充分利用 IoT 基础设施意味着使其适合用途。
有很多特定的IoT 商业理念可用。此外，您的企业可以使用 IoT 来优化运营。在这种情况下，以下是需要考虑的 3 个关键应用程序：
资产监控
最好的用例之一制造业中的 IoT是用它来监控公司资产。这可以通过多种方式应用。首先，传感器可以跟踪制造过程的细节，以确保按照最高效和高质量的标准创建资产。传感器还可以在运输过程中监测危险或易腐烂的货物，以保持安全状态。虽然这些应用程序中的每一个都涉及监控，但它们往往需要不同的IoT 元素基础设施。例如，现场制造传感器将需要 AI 软件来分析流程。交通监控将需要有效的移动安全协议。
供应链管理
物联网越来越多地被用来对单个企业产生积极影响。它已成为公司在其合作伙伴网络中使用的协作工具。供应链一直特别热衷于采用它，以便在制造、仓储、物流和交付过程中无缝跟踪和共享关键产品数据，无论该过程中涉及多少企业。当然，这需要一个共享的基础设施来保持所有企业的协议一致。
安全保障
成功的企业经常面临风险。其中一些将是数字环境中熟悉的网络犯罪危害。其他风险将是物理性质的，例如未经授权进入工作场所或员工健康问题。目前 IoT 的关键应用之一是加强安全性。监测环境条件的传感器有助于减少不必要的毒性暴露。可穿戴设备还可以控制员工和访客对业务敏感区域的访问。坚实的基础设施有助于确保这些系统持续运行和共享信息。
能效
能源话题一直是一个敏感话题，但在 1970 年代能源危机以及提高人们对环境退化和气候变化的认识后，它变得更加尖锐。
物联网通过优化智能建筑和家庭、工业设施、精确农业的能源管理，以及通过使用智能电网通过在高峰时段自动调整能源使用情况来平衡能源供需，从而改变了这一点。
构建 IoT 基础设施时要考虑的 9 个因素
可靠的 IoT 基础设施取决于IoT 架构，以及您的企业用来将数据转化为智能和行动的策略。
物联网系统有 4 个主要组件
IoT 基础设施的一些细节可能是个性化的，以满足您的特定业务或部门的需求。尽管如此，人们普遍认为 IoT 系统有四个主要组件。基础设施的元素都包括这些组件以及有助于支持和增强它们的其他工具。这些组件是：
传感器硬件
这些是 IoT 基础设施最明显的物理设备。这些设备中的每一个都将配备至少一种形式的传感器或执行器。这使设备能够收集不同类型的关键数据，这些数据对于其在连接对象生态系统中的用途不可或缺。其中一些可能是相对基本的数据，例如大气读数。然而，其他设备将具有更敏感的硬件，使它们能够捕获更复杂的数据点并直接与其他板载应用程序交互。
连接
正如我们之前提到的，物联网中的设备相对无用，除非它有某种方式连接到其他设备或系统。因此，该设备需要具有硬件和软件元素，使其能够连接到更广泛的公司网络或共享云平台。通常，这采用 Wi-Fi 技术的形式，特别是当数据必须在移动中或远距离传输时。但是，本地传感器也已知通过蓝牙连接到网络。
数据处理
设备收集的数据通常本身不是消耗品格式。为了便于理解和操作，数据必须由软件平台处理。在这里，协同作用IoT 和大数据开始发挥作用。这越来越多地采用人工智能系统的形式，这些系统既可以分析和解释数据，也可以将其与过去的内部和外部数据集进行比较，以便为活动提供有效的建议。在某些情况下，当信息达到或超过某些参数时，IoT 基础设施的这个数据处理元素将触发自动化操作。例如，存在超过一定毒性水平的危险化学品可能会触发警报或其他警告。
用户界面
物联网的人为因素很重要。虽然许多方面都可以自动化，但其目的通常仍然是该技术与人类员工的协作者。因此，为了有效地与数据和设备交互，需要有一个可访问的用户界面。在大多数情况下，这将是使用移动设备（如智能手机或更专业的工业设备）操作的软件应用程序。但是，在某些情况下，IoT 设备本身也将具有用户界面。
系统必须是可扩展的
IoT 基础设施需要可扩展，以确保成功运营和良好的投资回报。可扩展性意味着适应性 — 随着业务的增长，系统也会随之增长。您需要一个能够轻松添加新用户、功能和工作负载的软件解决方案。随着新传感器的上线，基础设施的数据采集系统、物联网网关和边缘计算技术必须能够无缝交互，将更多的数据传输到云端，而不会冻结或失去完整性。
数据管理是关键
数据管理包括从数据采集到传输、聚合、分析和应用的所有内容。换句话说，您的 IoT 基础设施的数据管理功能将决定系统的成败。
作为数据管理的重要组成部分，在 ChatGPT 推出后近年来获得了更大的关注（请参阅我们的文章2024 年 IoT 趋势）是边缘计算。简而言之，它是在现场处理 AI 和 ML 应用程序的数据，而不是将其传输到云中。
边缘计算使企业能够扩展 IoT 系统并充分利用数据。这IoT 网关是边缘计算的所在地。如果没有边缘计算，更多的传感器将意味着更多的数据被不加选择地传输到云端。数据分析软件可以告诉您有关所有这些数据的很多信息，但当机器应该使用数据来实时通知操作时，延迟成为一个大问题。边缘设备在靠近采集点运行，更快地处理和分析数据，因此可以更快地投入使用。
同时，数据管理难题的另一部分发生在云中，您使用的软件必须能够与边缘设备通信并与您企业的其他系统集成。
软件必须满足您的业务需求
将您的 IoT 软件想象成大脑的灰质。它不仅是智能的主要位置，信息在这里成为策略，而且还与大脑的其他部分进行交流。大脑的其他部分是您企业的其他软件解决方案。您的 IoT 软件应该能够根据您的业务需求与它们集成。
例如，智能酒店管理系统与酒店的 SMS 和电子邮件提供商集成。因此，您可以在一个地方查看所有自动化系统数据和访客通信。这使酒店经营者能够从一个简单的界面管理整个运营。他们可以自动化夜间审计流程并处理整个预订流程——包括客人信息、入住、电子邮件和发票——即使他们查看智能恒温器和照明等设备的状态。在构建 IoT 基础设施时，您的企业可以利用这种类型的集成软件功能来优化运营。
您需要一个用户友好的应用程序
如果您没有一种简单的方法让员工与系统进行交互，那么构建定制的 IoT 基础设施几乎没有任何意义。这就是用户友好的应用程序的用武之地。您需要一个可访问的仪表板，用户可以使用它轻松执行日常任务。
无论是企业资源规划、人力资源管理还是商业智能，您的应用程序的功能都应该使用户能够节省时间并充分利用 IoT 数据。在后端，优先考虑有效的大数据处理和分析，以及最大限度地提高安全性的更新。在前端，优先考虑易用性和适合您业务运营的功能。
AI 将改变游戏规则
人工智能作为 IoT 基础设施的一部分，有望彻底改变业务流程。在制造业，Deloitte 发现，预测性维护可将维护成本降低 5% 到 10%，将安排维护所需的时间缩短多达 50%。预测性维护只是 AI in IoT （AIoT） 的一个例子，其中机器学习算法分析机器数据以预测机器何时以及为何会发生故障。
在边缘计算中，AI 驱动的边缘设备可以执行您通常在云中看到的智能功能。根据在 IEEE Network Magazine 上发表研究结果的研究人员的说法，“边缘 AI 框架”旨在“智能地利用设备和边缘节点之间的协作”。这使系统能够进行自我优化，实施数据智能洞察并减少设备和云之间不必要的通信。
每个 IoT 系统都有独特的系统要求
您的网络是 IoT 基础设施的关键部分。它有助于确保生态系统中的所有设备都以有效和安全的方式连接。但是，与 IoT 的许多其他元素一样，您的网络要求通常需要根据您所在的行业进行定制。
例如，农业正在继续利用低成本传感器的优势来改善运营。然而，智能农业的功效依赖于可以同时处理多个任务的网络基础设施。事实上，由于涉及智能机械和环境监测，这些也往往是数据丰富的任务。因此，网络必须可靠，并采取应急措施来减轻连接损失。网络还必须能够存储和共享大量数据。事实上，借助自动化工具处理精准农业任务，网络连接必须具有最小的延迟，这通常是通过 5G 技术实现的。
物联网需要严密的安全协议
物联网基础设施考虑的最重要方面之一是您的网络安全协议。数字环境的风险并没有变得不那么普遍。事实上，企业经常犯的错误之一是认为他们的 IoT 设备不太可能成为网络犯罪分子的目标。事实当然不是这样。一些黑客专门寻找这些设备，因为他们知道有太多企业领导者没有保护的有价值的数据被共享。
您需要注意的最基本的 IoT 安全注意事项是整个网络中的强密码协议。任何设备或应用程序都不应不受复杂且定期更改的密码的保护。尽可能确保这些协议受多重身份验证协议的约束。
重要的是，请查看 IoT 架构每个部分的板载安全性。无论您的网络密码有多强，如果 IoT 设备被攻破，这都可以充当通往所有其他区域的桥梁。将设备引入网络的第一步是更改默认密码并确保已激活完整的加密设置。
持续监控和维护
在构建 IoT 基础设施时，一个关键但经常被忽视的方面是系统的持续监控和维护。这是必要的，因为 IoT 设备不断处理数据，这使得它们容易受到硬件故障和软件故障的影响。此外，随着技术的快速发展，物联网设备很快就会过时，从而导致潜在的漏洞和效率低下。
持续监控有助于实时检测异常和潜在的安全漏洞，确保 IoT 系统的平稳运行并及时响应任何问题。定期维护（包括例行软件更新和硬件检查）可确保 IoT 基础设施的安全，增强设备功能并防止设备故障。这种主动方法可以降低风险、保持数据完整性并促进 IoT 系统的最佳性能。
结论
拥有正确的 IoT 基础设施有助于支持有效的互联设备生态系统。花点时间全面了解一般的重要方面，例如 IoT 系统的主要组件和硬件架构。但您还应该承诺审查您的企业和行业的具体需求。这使您能够定制网络和软件开发等元素，以应对公司面临的挑战。
与任何开发过程一样，这些方面都很复杂。虽然这些并不总是永久性的障碍，但在您的旅程中获得专家指导可能是明智的。请随时联系我们的安菲软件物联网软件开发团队。我们在协助组织克服 IoT 基础设施的困难方面拥有丰富的经验。无论您的目标是什么，您只需要拥抱您对这项技术的好奇心，我们就可以一起帮助您设计适合您的解决方案。