物联网系统架构设计与边缘计算(原书第2版)
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第3章 传感器、终端和电力系统

物联网(IoT)是从数据源或执行某个操作的设备开始的,我们称之为终端节点,它们是与互联网相关联的东西。一般来说,当人们讨论物联网时,数据的实际来源往往被忽视,这些数据源是输出与时间相关的数据流的传感器,这些数据流必须被安全地传输、分析和存储。物联网的价值体现在总数据量中,因此,传感器提供的数据至关重要。然而,对于架构师来说,理解数据以及如何分析数据是至关重要的。在大规模物联网部署中,除了了解收集什么数据以及如何获取数据外,掌握可以感知到什么数据以及各种传感器的约束条件是非常有用的。例如,系统必须考虑丢失的设备和错误的数据,架构师必须了解传感器数据不可靠的原因,以及传感器在现场发生故障的原因。本质上,我们正在把模拟世界与数字世界连接起来。主要的连接设备是传感器,所以了解它们的作用至关重要。

这就是物联网的本质。正如我们在第1章中提到的,传感器和边缘设备是导致物联网增长的主要组成部分,因此了解它们在架构中的关系非常重要。本章将从电子和系统的角度重点介绍传感设备,重要的是要了解被测量的对象以及为什么要测量背后的原理。

人们会问:“对于我要解决的问题,我应该考虑什么类型的传感器或边缘设备?”在部署物联网解决方案时,架构师应该考虑成本、特性、大小、可用寿命和精度等方面。此外,边缘设备的功率和能量在物联网文献中很少被提及,但它们对于构建可靠和持久的技术至关重要。在本章结束时,读者应该对传感器技术及其限制条件有一个深入的了解。

在本章中,我们将讨论以下主题:

  • 传感设备:从热电偶到MEMS传感器,再到视觉系统
  • 发电系统
  • 储能系统