Để đơn giản, tôi sẽ mô tả điều này bằng cách sử dụng một thiết lập nhà thông minh điển hình làm tài liệu tham khảo, nhưng ứng dụng không có gì thực sự ở đây. Cấu trúc liên kết cấp cao phù hợp như nhau cho ứng dụng giám sát trang trại bao gồm vài km với hàng ngàn hoặc cảm biến, theo dõi không gian đỗ xe trong thành phố hoặc quản lý ánh sáng trong tòa nhà văn phòng.
Tôi sẽ xử lý vấn đề xấp xỉ trong các lớp của hệ thống phân cấp thiết bị, có thể tương ứng với việc tăng độ phức tạp của cài đặt hoặc kéo theo các tình huống sử dụng cụ thể. Đây là sơ đồ tổng quát của tôi bao gồm toàn bộ mạng.
Mức nút Nút
riêng lẻ trong sơ đồ của tôi là đèn được kết nối WiFi với công tắc ghi đè vật lý cục bộ. Nút thường có cả chức năng cảm biến và điều khiển và một lượng nhỏ tính toán / lưu trữ cục bộ. Lý tưởng nhất là nút có thể hoạt động tự chủ. Nút có thể điều khiển từ các bộ chuyển mạch cục bộ, trực tiếp qua mạng LAN (nếu nó có WiFi / Bluetooth) hoặc từ trung tâm cục bộ hoặc đám mây. Một nút sẽ thường xuyên duy trì kết nối TCP liên tục với hub hoặc đám mây.
Một vị trí thường chứa một số nút, với các chức năng khác nhau, sử dụng các tùy chọn kết nối khác nhau. Một ngôi nhà thông minh có thể thu thập dữ liệu nhiệt độ, hoạt động và nhiệt độ trong nhà / ngoài trời. Cảm biến từ xa có thể sử dụng các kết nối khác nhau với internet. Các nút thường sử dụng vi điều khiển , thường ở tần số xung nhịp thấp.
Cấp độ trung tâm Trong một ngôi nhà thông minh, có thể có một số trung tâm (một cho mỗi nhà cung cấp thiết bị), tổng hợp hoặc phân cấp. Hub có thể được kết hợp trong bộ định tuyến hoặc độc lập. Hub thậm chí không cần phải hoạt động trong mạng (ngoài việc chuyển tiếp các gói). Tuy nhiên, hub có thể chịu trách nhiệm chuyển tiếp các lệnh đến một nút - các lệnh có nguồn gốc từ các nút được kết nối cục bộ khác hoặc từ một máy chủ từ xa. Trung tâm có thể triển khai lưu trữ dữ liệu, nén hoặc lọc dữ liệu. Thực sự, trung tâm chỉ là một người hướng dẫn. Ngày nay, trung tâm là phần đầu tiên của mạng có khả năng cung cấp DNS công cộng, giúp nó có thể xuất bản thông tin cấu trúc mạng lên toàn hệ thống. Như được mô tả trong câu hỏi nàymột trung tâm thường là cần thiết để kết nối giữa TCP / WiFi TCP-IP với giao thức vô tuyến công suất thấp, chẳng hạn như zigbee hoặc bluetooth năng lượng thấp . Các trung tâm thường được xây dựng xung quanh các bộ vi xử lý và ít bị hạn chế về năng lượng hơn các nút.
Thiết bị đầu cuối chuyển vùng còn được gọi là điện thoại thông minh của bạn. Đây thường là điểm chính của tương tác người dùng. Một nút đơn giản có thể hiển thị toàn bộ giao diện người dùng thông qua điện thoại thông minh, khi nút đó có thể thiết lập liên kết trực tiếp hoặc trung gian với một thiết bị cụ thể. Để đạt được điều này về cơ bản đòi hỏi phải có một cơ chế để thiết lập sự tin tưởng / quyền sở hữu / ghép nối. Thiết bị đầu cuối có thể thiết lập nếu trung tâm của chính nó nằm trên mạng cục bộ, nếu nó cần thực hiện tất cả giao tiếp qua máy chủ bên ngoài hoặc nếu nó có thể tra cứu địa chỉ IP cho phép định tuyến trực tiếp đến trung tâm của nó. Kịch bản thứ hai thường yêu cầu bộ định tuyến được cấu hình để chuyển tiếp cổng.
Dịch vụ điện toán đám mâyThông thường, dịch vụ đám mây sẽ thực hiện phần lớn công việc trong ngăn xếp, mặc dù điều này không phải lúc nào cũng cần thiết (và không phải tất cả các triển khai sẽ yêu cầu bất kỳ chức năng đám mây nào). Tính năng hữu ích nhất mà máy chủ bên ngoài (địa chỉ công khai) có thể cung cấp là phối hợp. Mọi nút và thành phần trung gian của mạng thường có thể giao tiếp qua một kênh trực tiếp đến máy chủ này và máy chủ có thể dễ dàng truyền tin nhắn từ một thiết bị đến các thiết bị khác. Máy chủ có thể tổng hợp dữ liệu và trình bày trực quan cho người dùng. Dựa trên cấu hình của người dùng, nó cũng có thể chuyển tiếp thông tin đến những người dùng khác (ví dụ như quyền kiểm soát truy cập và sưởi ấm có thể được cấp cho khách, cảnh báo lũ lụt / hỏa hoạn / xâm nhập có thể sử dụng các tùy chọn mạng khác để tạo cảnh báo). Đám mây cũng được đặt tốt để lấy các nguồn dữ liệu khác,