本系列文章： 

• 通俗易懂物聯網(1)：什么是物聯網?
• 通俗易懂物聯網(2)：物聯網的特點
• 通俗易懂物聯網(3)：物聯網產業鏈
• 通俗易懂物聯網(4)：云技術與物聯網
• 通俗易懂物聯網(5)：近距離無線通信技術
• 通俗易懂物聯網(6)：組網技術
• 通俗易懂物聯網(7)：物聯網網絡 VS 計算機網絡
• 通俗易懂物聯網(8)：物聯網的數據
• 通俗易懂物聯網(9)：物聯網終端操作系統
• 通俗易懂物聯網(10)：物聯網行業狀態

在設計一個物聯網解決方案時，需要考慮這些方面的內容：物聯網網絡搭建、設備管理、協議設計、應用場景、系統維護、新建系統還是在舊系統上進行物聯網升級、與外部系統的接口、供電與安裝等。本文將對這些方面的內容進行一一介紹。

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搭建物聯網網絡

在設計物聯網方案時，網絡的布局包括：局域物聯網、廣域物聯網、云技術和移動終端。

局域物聯網中有低頻窄帶傳輸、實時性要求不高的場景;有實時性要求不高但對分組丟失率有要求的場景;有控制響應、數據采集要求高的場景。所謂“眾口難調”，為了滿足不同的網絡場景，在設計時需要選擇不同的近距離通信協議。

在設計廣局域網時，需要在最開始就考慮到廣域物聯網的概念，在條件允許的情況下建立移動微基站、Wi-Fi、光纖等信號放大器，建立類似物聯網專有的廣域網絡，最終利用運營商的接入服務或者VPN服務建立起高可靠、帶寬固定的物聯網廣域網絡。

對于物聯網來說，云技術的引入不僅可以從根本上提高系統的能力(計算機速度、并發性、穩定性、可靠性等)，也極大地縮短了系統的實現周期。帶有云技術的物聯網方案系統也具有更多的自我擴張性，云技術“一切皆服務”的思想也為行業客戶帶來了新的商業模式的思考。

移動終端中的移動特性有兩個含義：一是控制和展示，在設計方案時要考慮某些數據不光在PC端顯示，同時要在移動終端上顯示;另外一個含義是利用移動互聯網的思維來設計物聯網方案，提升用戶體驗。

設備管理

在一個節點的設備管理中，實際上包括了兩個設備：一個是被控制的工業或行業設備，另一個是物聯網終端控制設備。

對于被控制的工業設備或者行業設備來說，設備管理包括：狀態監測生命周期管理、數據采集、設備控制、設備診斷等幾個功能。對于物聯網終端控制設備來說，設備管理包括：接口管理、數據分析設備控制、網絡連接管理、軟件升級、設備位置管理等。

此外，物聯網設計方案中要突出設備的深度控制。深度控制是指物聯網解決方案提供更多的設備節點和更多的控制方式，因此可以做到方案從頂層到單元的多層控制。

協議設計

物聯網協議從設備管理的需求而來，通常包括：數據通信協議、命令控制協議、診斷協議、升級服務協議、長期在線協議和安全協議。

數據通信協議要保證數據從物聯網終端控制設備到物聯網網關，最后到云端服務器都能夠高效地傳輸。診斷協議要保證在物聯網實施過程中快速地部署網絡和定位問題，提高系統可靠性。升級服務協議要保證在設備和系統安裝后，通過軟件升級來完成系統的更新換代。長期在線協議要進行兩個方面的考慮，一個是協議層次不斷地發送心跳，以保持服務器的狀態更新;另一方面是設計自動恢復機制，能夠在設備處于異常狀態時快速恢復到初始化狀態。安全協議在物聯網中是必需的，但不會像傳統互聯網安全協議那樣復雜。

應用場景(設備位置)

物聯網設備通常為固定位置，移動的物聯網場景較少。從設備位置來看，物聯網的網絡部署是一個挑戰，首先需要有線、無線，近距離多重網絡才能達到有一定質量的網絡環境;其次需要傳感器長期監測網絡環境和設備運行環境;再次是設備的生命周期要盡量地長，且設備生命周期管理預測機制要能夠考慮到方案中;最后是設備的安裝也很重要。

新建系統還是在舊系統上進行物聯網升級

如果是舊系統改造，那么考慮更多的是現有設備的物聯網化升級;如果是新建系統，方案設計要考慮更多的物聯網技術，需要分批分階段地實施。

供電與安裝問題

供電問題(或者說電池問題)往往是阻礙物聯網實施的一個實際問題，需要在設計物聯網解決方案時重點考慮。

安裝是物聯網的另外一個難點，因為很多設備需要重新部署，并且在方案設計時要充分考慮設備的耐用性。

總結

本文介紹了物聯網解決方案的設計，具體包括：物聯網網絡搭建、設備管理、協議設計、應用場景、系統維護、新建系統還是在舊系統上進行物聯網升級、與外部系統的接口、供電與安裝等。由于物聯網的復雜性，很難在最開始就將所有的問題都考慮到，需要大家在物聯網實施的過程中慢慢積累經驗，以設計出優秀的物聯網解決方案。

【本文是51CTO專欄作者周兆熊的原創文章，作者微信公眾號：周氏邏輯(logiczhou)】

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