物联网逻辑设计


物联网 (IoT) 系统的逻辑设计需要创建实体和过程的抽象表示,避免详细的实现规范。它依赖于功能块、通信模型和通信 API 的使用来有效地建立一个功能系统。在本文中,我们将详细了解它们。

在本文中,我们将进一步讨论物联网的逻辑设计。让我们开始吧。

物联网功能块

物联网 (IoT) 具有多个功能块。这些块共同促成其运行。这些块包含设备、通信、服务、应用程序、管理和安全组件。

  • 应用程序

    应用程序是一个接口,方便用户访问和分析系统状态。它充当控制系统,允许用户监控和评估系统操作。

  • 管理

    管理功能块包含一系列旨在监督物联网系统的功能。这些功能能够有效地管理和协调各种系统组件。

  • 服务

    服务功能块提供了一套功能,包括设备监控和控制、数据发布和删除以及系统恢复。这些服务增强了物联网系统的功能和实用性。

  • 通信

    通信块起着至关重要的作用。它有助于促进客户端和基于云的服务器之间的通信。它通过使用适当的协议来提供无缝的数据传输和接收。

  • 安全

    安全块通过实施多种防御措施来保护物联网系统。这些标准包括授权机制、数据安全协议、身份验证过程以及其他安全元素,例如两步验证。

  • 设备

    物联网框架中的设备负责传感和监控功能,收集来自周围环境的数据。这些设备能够收集系统操作所需的相关信息。

总而言之,物联网系统或应用程序由不同的功能块组成,这些功能块共同促成其运行。每个块执行特定功能,范围从设备控制和通信到服务提供、用户交互、系统管理和安全执行。

物联网通信模型

物联网 (IoT) 促进了物联网系统中实体之间的各种通信模型。这些通信模型包括以下内容:

  • 请求-响应模型

    请求-响应模型是一个基本框架,由两个主要实体组成:客户端和服务器。客户端可以采用多种形式,例如 Web 应用程序或移动应用程序,其目标可以从浏览网页到访问电子邮件不等。

  • 发布-订阅模型

    发布-订阅模型是一种通信范例,涉及三个主要实体:发布者、消费者和代理。在此模型中,发布者负责定期发布消息,通常在预定的时间间隔内。例如,在物联网 (IoT) 环境中,传感器可以被视为发布者,将数据作为主题提供。

    代理充当中央实体,管理消费者可以订阅的各种主题。代理通常作为服务器实现,它维护发布者发布的消息。消费者通常由用户通过其进行交互的物联网应用程序表示,它们使用发布者发布的数据。消费者可以订阅由代理管理的一个或多个主题。

  • 推-拉模型

    在推-拉模型中,存在三个主要实体:发布者、消费者和队列。发布者负责将消息推送到队列。然后,他们生成的数据将存储在一个或多个队列中。

    推-拉模型和发布-订阅模型之间的一个显着区别是消息排序的存在。在推-拉模型中,消费者负责直接从队列中拉取消息,然后使用它们。通常,此上下文中的消费者是指促进用户交互的物联网应用程序。

  • 独占对模型

    独占对模型基于两个主要实体:客户端和服务器。这些实体建立全双工连接以促进数据交换。

物联网通信 API

应用程序编程接口 (API) 充当访问服务器资源的标准化接口。它们充当中间体,使物联网设备与互联网以及网络中其他互连元素之间的交互成为可能。

在物联网领域,存在两种主要的通信 API 类型:

基于 REST 的通信 API

基于 REST 的通信 API(代表性状态传输)包含一组架构原则,这些原则有助于设计 Web 服务和 Web API。REST 的核心重点在于有效地管理系统的资源,并确保资源状态的无缝寻址和传输。通过遵守 REST 的请求-响应模型,以这种方式开发的 API 符合扩展到系统内组件、连接器和数据元素的特定架构约束。

REST 架构强加了某些约束,包括:

  • 客户端-服务器通信:REST 架构基于请求-响应模型运行,涉及两个基本实体:客户端和服务器。客户端启动请求,而服务器处理这些请求并返回相应的响应。

  • 无状态性:REST 遵守请求-响应模型,导致无状态通信。它将每个请求视为一个独立的、独立的实体。

  • 缓存能力:客户端可以缓存 REST 中服务器的响应。这种缓存机制允许客户端有效地检索以前请求的响应,从而在需要时提高响应检索速度。

  • 分层系统:REST 采用分层架构,确保不同组件之间职责的明确分离。这种分离允许模块化并简化系统内各种功能的实现。

  • 统一接口:REST 提供了适用于各种应用程序和设备的标准化和一致的接口。这种一致性促进了互操作性,并通过提供一组通用的规则和约定来简化开发过程。

  • 按需代码:REST 支持根据特定请求动态检索可执行代码。这种灵活性使服务器能够修改将根据特定请求执行的代码,从而适应系统内的动态变化和调整。

基于 Websocket 的通信 API

基于 Websocket 的通信 API 促进了客户端和服务器之间的全双工通信,遵循独占 Web 对通信模型。这种通信方法的特点是其有状态性质,能够实现持续高效的交互。

结论

总之,物联网 (IoT) 系统的逻辑设计涉及功能块、通信模型和通信 API 的使用。功能块(包括应用程序、管理、服务、通信、安全和设备组件)共同促成物联网系统的运行。请求-响应模型、发布-订阅模型、推-拉模型和独占对模型等通信模型使系统内实体之间的有效通信成为可能。基于 REST 的通信 API 遵循代表性状态传输的原则,提供标准化和统一的接口,而基于 Websocket 的通信 API 则促进全双工通信以实现持续交互。了解这些组件对于构建高效且安全的物联网系统至关重要。

更新于:2023 年 8 月 29 日

26,000+ 次浏览

启动您的职业生涯

完成课程获得认证

开始学习
广告