物联网伴随着云计算。事实上，正是物联网的概念帮助我厘清了云计算的工作定义。物联网是由三个不同的子系统组成的系统：CloudAggregatorSmartSensors上述每个子系统对于整个IoT系统的功能优化都是必不可少的。云是一个独特的计算单元和一个通用的通信网络。智能传感器是与现实世界的接口。***，这些聚合器是中间商。对于云，聚合器看起来像一个智能传感器，而对于智能传感器，它看起来像云。系统的特征系统的概念一直很有趣，这个术语引发了一些问题。例如，“系统存在的最小功能集是什么？”或者，“一个系统可以由许多其他系统组成吗？”物联网是一个系统的系统。它的三个组件（云、聚合器和智能传感器）每个都有自己的系统。此外，任意两个组件也可以组成一个完整的物联网系统。例如，与聚合器通信的一组智能传感器可以是许多应用程序的集成系统。此外，直接与云通信的智能传感器可以成为一个高效的系统。那么，三者的区别在于它们具体的性能、成本、功耗和规模的考虑。特别是：云系统注重性能。因此，成本、功耗和尺寸是次要问题。融合系统较少关注性能和功耗，而更多地关注灵活性。智能传感器系统关注电池寿命、尺寸和成本，性能排在第三位。也许一个示例应用程序可以帮助将这些系统放在一个维度上：一个“智能咖啡杯”可以用来展示智能传感器如何直接与云通信。在您最喜欢的咖啡店，点一杯“***refill”咖啡。我将在咖啡店工作几个小时，不想每30分钟起床一次来补充咖啡。有了最新款的马克杯，我可以坐在办公桌前工作，而我的咖啡杯正在与咖啡店的“云”（即WiFi）通信。当Cloud感觉到我的杯子变冷或变冷时，咖啡师会再给我一杯，并在需要时自动完成付款。这最终成为咖啡馆现有云计算的新用途。它可以很容易地扩展到餐厅和饮料店。有很多方法可以将物联网视为一个系统的系统。正如《星球大战》三部曲从中间开始，然后转向过去和未来一样，对物联网三个系统的讨论也可以从中间开始，然后转向其他两个系统。乍一看，聚合器既像智能传感器上的云，又像云上的智能传感器，似乎是物联网中一个不必要的构建块。IoT中的聚合子系统查看物联网的一种简单方法是假设云直接连接到智能电子设备。从这个意义上说，也许智能传感器和聚合器的概念是同一设备的变体。但这个概念并不适用于每个物联网机会。聚合器是一种处理元件，它：使用标准通信方法与云通信使用专有通信功能与智能传感器通信其中对寿命和成本的需求超过了对标准的需求足够的处理性能来为多个智能传感器提供服务。在这样做的过程中，它管理来自大量智能传感器的原始数据，消化它们的数据，准备一组要发送到云端的信息，然后将数据发送到云端。在某些情况下，聚合器具有足够的自主性，可以充当系统的云。聚合器与其他两个元素的区别如下：聚合器是大量智能传感器与云之间的通信链路，最好的例子是智能手机。它具有合理的电池寿命、成本和性能。可以看出，很多设备都可以物理连接到智能手机上，也可以通过无线网络连接到智能手机上。它通常执行所有必要的功能以使其有用。但它总是与云性能无缝相关，取决于电池寿命。为了充分发挥其潜力，它需要有电源，或将其可用性限制在相对较短的活动时间内。这导致了聚合器的更广泛方面。它需要成为许多没有外部供电的智能传感器之间的持续供电接口，而云是性能最好的接口。其他聚合器的示例可以在工业控制和医疗嵌入式设备中找到。在这些示例中，有一些共同特征：微型计算机或微处理器、许多标准接口实现和各种通信选项。它们的性能足以满足系统的需求，并且它们的功率要求足够低，可以维持合理的电池寿命或通过USB连接供电。聚合器最简单的描述是它是一个独立的计算机系统，具有计算系统电源管理系统存储系统通信系统聚合器是一个独立的系统，但它也可以是更大系统中的子系统。可以使用带有分立元件的印刷电路板(PCB)或模块上系统(SOM)、封装系统(SiP)或片上系统(SoC)来设计聚合器。通常，采用哪种形式更多地取决于规模和灵活性约束，而不是成本和性能约束。技术已经允许减少聚合器的大小，它还将减少其组件的大小。令人惊讶的是，它并不依赖于提高原始性能或驱动程序集成。制造智能灰尘等小型设备的意图要求计算机的功耗足够低，以便更好地散热。聚合器将需要与许多智能传感器（可能有数千个）的超低功耗通信链路来通信和聚合它接收到的数据信息。它将这些信息发送到云端进行精确处理。与云的通信将使用行业标准方法完成。与智能传感器的通信可能是专有的而不是标准的，以保证在其所需的通信速率下功耗最小。云云在物联网中的作用是两个基本功能：与用户沟通和给予额外的性能，甚至用户可能不知道那些需求。云计算的概念可能是描述互联网及其所做的一切的复杂性的愚蠢方式。IoT的概念不仅仅描述了云，还描述了云所属的更广泛的生态系统。这个概念使云计算成为更大系统的组成部分。微控制器和微处理器的多样性可以融入这个生态系统。当云从概念演变为现实时，它似乎提供了最高的通信带宽、最高的性能和完全的安全性——然而，所有这些假设都可能是错误的。图1描述了物联网各个组件的性能、带宽和安全性。图1物联网性能、带宽和安全性“****”的一个定义实际上是提供比需要的多一点。云计算的安全是三者中最受关注的问题。至关重要的是，用户和公司的隐私和安全得到保护。将更多功能置于传感器和聚合器中将比让云做出每个决定更具保护性。这就是“系统集成”可以提供帮助的地方。这些微型多芯片电子设备看起来像一个集成电路(IC)，可以处理远离云端的物联网系统中的大部分决策。隐私和安全将始终具有价值，并将推动创新。在考虑物联网系统时，三个系统（云、聚合器或传感器）中的每一个都将具有不同的组件类别。例如，智能传感器的组件将设计为超低功耗，接受由此产生的性能水平。聚合器的组件将具有更高的性能，但在功率预算之内。最终，云中的组件将被设计为实现最高性能，而不太重视功耗或成本。这张表基本上说的是：高性能设备是主要的，如果不是唯一的优先事项。这是对云计算的描述。高效设备是那些优先考虑降低功耗而不牺牲性能的设备。这与聚合系统是一致的。超低功耗设备是在实现绝对最低功耗的同时优先考虑性能的设备。这描述了智能传感器。您可以看到上述三个概念与构成物联网系统的三个系统之间的关联。云中充满了高性能设备。图2物联网系统定制设备的功耗比较。在所有这些设备中，目标都是最大化性能、最大化通信带宽或保证安全和隐私。更复杂的是，很多聚合器也采用了高性能的概念，很难区分它是否属于云计算。物联网中的智能传感器智能传感器的设计包括红、绿、蓝三个方面：性能（蓝色）：处理器模拟还是数字？数据是否压缩？沟通方法、标准和安全能源消耗（绿色）：节能方法和数量？电池类型和容量？电力转换和分配？（电源管理）个性化（红色）：特定传感器的个性化参数？值得注意的是，电源和无线通信将成为智能传感器的主导设计标准。智能传感器的最终目标是完全自主。这意味着它可以提供持续的能量供应，执行所有功能，并与外界进行无线通信。智能传感器中共有三个独立的子系统。一个子系统处理所有电源管理，一个处理所有性能，一个子系统处理所有智能传感器个性化。这三个独立的子系统可以连接在一起以创建智能传感器。凭借这种灵活性，可以开发各种能量管理方法，然后与各种处理系统混合匹配。最后，可以将具有不同传感器阵列的不同个性化组件连接到另外两个子系统，以创建不同的智能传感器。功能所需的性能量始终是一个难以回答的问题。但是当它应用到智能传感器上时，一个新的性能指标就出现了，这个性能指标就是能效。因为随着性能的提升和功能的增加，能耗也在增加。在智能传感器中，通信方法将消耗大部分功率预算。因此，与聚合器的通信方法需要具有尽可能高的功耗。总结IoT系统（或多个系统）需要在云层之间、通过聚合器一直到智能传感器进行优化。今天的聚合器将更智能、更小、功耗更低，同时包含云和智能传感器的大部分功能。物联网未来的最大障碍将是如何处理收集到的所有数据以获得有趣的信息并采取适当的行动。【本文来自专栏作家“老曹”原创文章，作者微信公众号：哦家ArchiSelf，id：wrieless-com】点此阅读更多本作者好文
