工業(yè)4.0的興起和連接設備的指數(shù)級增長，導致了遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理解決方案的出現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)可以看作是一個生態(tài)系統(tǒng)，可以通過藍牙、WiFi、LoRa等無線網(wǎng)絡連接多個智能設備。信標、傳感器和跟蹤器等智能設備很常見，每個設備都分配有唯一的IP地址用于識別。連接設備管理后，無需人工干預，自動采集和傳輸大量數(shù)據(jù)，輔助監(jiān)控和故障排除。本文將深入探討有關遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理的定義，及其他內(nèi)容。

什么是遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理?

遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理是指從中央位置或平臺監(jiān)視、管理和控制聯(lián)網(wǎng)設備。遠程管理允許管理員通過基于云的工具安全地管理整個分布式物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)組，而不必在物理上靠近設備來配置設置或解決問題。

遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理對于大規(guī)模高效操作分散的連接設備是必不可少的。基本系統(tǒng)提供監(jiān)控和遠程控制，而高級平臺則利用遙測數(shù)據(jù)分析進行深入的監(jiān)督?？偠灾?，預先診斷即將發(fā)生的問題的能力非常有價值。

如何遠程管理物聯(lián)網(wǎng)設備

實施遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理解決方案有以下關鍵步驟：

第1步–配置：載入設備

配置是物聯(lián)網(wǎng)遠程設備管理的第一步，智能設備需要連接到互聯(lián)網(wǎng)才能正常工作。配置將新的物聯(lián)網(wǎng)設備引入網(wǎng)絡。其涉及：

通過注冊設備，完成物聯(lián)網(wǎng)解決方案與設備的首次連接。

可以一次注冊單個或多個設備。設備通常會分組以進行有效控制，然后，可以同時向不同設備發(fā)送命令。例如，一批配送機器人可以注冊為一個組。

根據(jù)具體解決方案的要求配置設備。

這可能涉及連接到指定的云平臺、網(wǎng)關、設置通信協(xié)議等。初始配置建立了構建的基線。

第2步–身份驗證：驗證身份

身份驗證可在允許物聯(lián)網(wǎng)遠程訪問之前確認設備身份，從而有效防止入侵并保持專有信息的機密性。要啟用身份驗證，管理員應設置設備和網(wǎng)絡安全設置，以授權或阻止訪問嘗試。

盡管設備的身份驗證流程不同，但每個設備都有不同的證書或密鑰來驗證身份的真實性。型號和序列號是用于驗證身份的一些憑據(jù)。

第3步–配置：自定義功能

如前所述，物聯(lián)網(wǎng)配置管理是一種定制物聯(lián)網(wǎng)設備功能的方法。安裝新設備后，進一步配置可通過以下方式定制連接的設備以滿足其所需的功能：

通過編碼集成定制邏輯和行為

微調(diào)設置以優(yōu)化性能

修改配置以支持新用例

例如，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)可以重新配置，以自動調(diào)節(jié)設定溫度。

第4步–控制：遠程操作設備

在通過設備配置、驗證、自定義配置并連接到網(wǎng)絡后，應該能夠控制設備。配置完成后遠程管理物聯(lián)網(wǎng)設備行為包括:

設置自動操作發(fā)生在某些觸發(fā)器

跟蹤設備狀態(tài)和運行狀態(tài)

從管理儀表板向設備組發(fā)出命令

這使得管理員無需物理訪問即可協(xié)調(diào)設備。

第5步–監(jiān)控：生成見解

遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理的另一個關鍵目標是，通過互聯(lián)網(wǎng)遠程管理物聯(lián)網(wǎng)。監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)設備會產(chǎn)生有價值的見解，例如：

系統(tǒng)儀表板的正常運行時間分析

預定義的性能報告，如溫度數(shù)據(jù)

需要及時干預的關鍵問題的警報和通知

這些可以幫助管理員優(yōu)化網(wǎng)絡，并排除故障。

第6步–診斷：識別問題

完成該步驟后，管理員可以診斷整個設備網(wǎng)絡和設備健康狀況。這些流程使管理員能夠從管理平臺執(zhí)行診斷，而無需親自訪問每個設備安裝點，從而有效、快速地排除故障并修復問題。

第7步–軟件維護和更新：增強功能

物聯(lián)網(wǎng)設備需要復雜的軟件定義屬性來管理其安全性和功能。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備可持續(xù)使用十年甚至更長時間。因此，為了管理遠程物聯(lián)網(wǎng)設備，管理員應該能夠隨時向網(wǎng)絡上的任何設備發(fā)送固件更新以增強功能。以下是幾個軟件更新的示例：

安裝新的固件更新，以修復錯誤并增強功能

提供安全補丁，以確保安全防護及時更新

使用Python更新設備功能代碼，以適應不斷變化的業(yè)務需求

調(diào)整配置，如狀態(tài)報告頻率

遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理解決方案的好處

推動采用專用遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理平臺有很多好處，包括：

自動定位：可以快速搜索整個設備群，或查找想要使用設備狀態(tài)、設備ID和類型等屬性組合來采取操作或排除故障的任何IoT設備。

遠程管理：物聯(lián)網(wǎng)連接多個設備，有時甚至數(shù)百或數(shù)千個。遠程IoT設備管理能夠遠程管理或更新設備，并維護設備集群的運行狀況。還可以遠程執(zhí)行整個團隊的操作，例如重新啟動、安全補丁和工廠重啟。

提高安全性：路由器和基站等物聯(lián)網(wǎng)設備面臨被黑客攻擊的風險。因此，安全更新對于保護網(wǎng)絡至關重要。通過持續(xù)監(jiān)控，可以檢測到數(shù)據(jù)流量中的異常行為，以及任何更改配置的嘗試，并觸發(fā)警報設備。

可擴展性：擴大部署的能力取決于組織通過中央管理界面或現(xiàn)場移動設備遠程監(jiān)控和管理物聯(lián)網(wǎng)設備的能力。

網(wǎng)絡優(yōu)化：組織需要工具來部署軟件更改，以優(yōu)化網(wǎng)絡邊緣設備的數(shù)據(jù)使用、電池壽命和功能。

更快的上市時間：物聯(lián)網(wǎng)設備管理平臺幫助開發(fā)人員最大限度地減少開發(fā)和測試工作所需的時間

更低的成本：物聯(lián)網(wǎng)設備管理可以檢測設備故障，這有助于預測維護。這可以防止小事故變得更大，并減少維護時間，從而降低運營成本。

何時需要遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理

有幾種情況需要實施專用的遠程物聯(lián)網(wǎng)管理平臺，包括：

管理大量分布式物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)——允許有效管理部署在多個站點的數(shù)千臺設備。

礦井、橋梁和水壩等危險/難以訪問地點的設備——提供對員工不應手動進入的危險地點的資產(chǎn)的安全在線訪問。

需要高可用性的關鍵業(yè)務資產(chǎn)——支持快速故障識別和解決，以最大程度地減少代價高昂的停機時間。

需要頻繁的軟件/固件更新——簡化大規(guī)模無線更新部署。

法規(guī)遵從性要求——內(nèi)置控件有助于遵守有關訪問控制、活動記錄和遠程擦除的法規(guī)。

常用物聯(lián)網(wǎng)設備類型

常見的物聯(lián)網(wǎng)設備包括藍牙信標、傳感器和各種智能連接對象。連接的實體可以內(nèi)置數(shù)十個傳感器來識別環(huán)境并對環(huán)境做出反應。連接的實體可能內(nèi)置有數(shù)十個傳感器來識別環(huán)境并對環(huán)境做出反應。傳感器輸出信息并與其他連接的系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，然后將報告發(fā)送回云端。

溫度感應器

工業(yè)醫(yī)療保健行業(yè)和冷鏈運輸特別需要此類傳感器來將貨物保持在特定溫度。

濕度傳感器

濕度傳感器可用于計算大氣中的水蒸氣量和水位，通常部署在供暖系統(tǒng)、廚房下水道、水壩和空調(diào)中。

加速度計

加速度計用于檢測物體速度相對于時間的變化率。其通常用于智能計步器和車隊監(jiān)控。此外，其還廣泛用于防盜保護系統(tǒng)，當靜止物體或人員進入房間時發(fā)出通知。

能源監(jiān)測傳感器

電能跟蹤傳感器多用于智能水表，節(jié)省了人工抄表的時間和精力，提高了準確度。

位置追蹤器

我們的日常生活現(xiàn)在已經(jīng)離不開位置跟蹤解決方案。市場上有各種支持物聯(lián)網(wǎng)的位置傳感器，可以將其應用于貨物或想要跟蹤的人。當部署多個跟蹤器時，所有設備的實時可見性變得尤為重要。

遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理的特點

物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)需要一些功能，以提供對遠程設備的更高級別的控制。

即時警報

即時警報能夠及時發(fā)送有關狀態(tài)的重要變化。警報只有在正確停用或響應的情況下才有意義。如果通知報告無法遠程解決的問題，其應該提供足夠的信息，以便知道下一步該怎么做。這些彈出窗口需要傳遞給可以采取行動的人。另一種方法是執(zhí)行事件管理。當查看嚴重故障警報的根本原因時，可以知道可以設置哪些其他通知來幫助防止相同的問題再次發(fā)生。

有效的數(shù)據(jù)收集

物聯(lián)網(wǎng)設備可能部署在遠程位置，因此需要一種有效的數(shù)據(jù)收集方法。獲取數(shù)據(jù)有兩種重要的方法：通知推送或輪詢。對于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，基于推送的方法可能更方便，但應考慮權衡。這些權衡通常包括適當?shù)耐ㄐ艆f(xié)議。確保設備支持的協(xié)議能夠有效地收集數(shù)據(jù)非常重要。但也有必要使用開放協(xié)議來確保跨多個設備的互操作性。

趨勢分析圖表

遠程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)可以提供任何定義時段的數(shù)據(jù)。然而，原始信息本身并不能直接使用，但可以幫助我們掌握信息。最好有一個監(jiān)視系統(tǒng)，使我們能夠跨數(shù)據(jù)庫執(zhí)行某種類型的查詢，然后直觀地顯示數(shù)據(jù)。還有許多其他類型的數(shù)據(jù)可視化表示，而折線圖是實現(xiàn)想要的效果的最佳方式。

遠程管理物聯(lián)網(wǎng)設備的無線技術

物聯(lián)網(wǎng)是通過將設備連接到網(wǎng)絡，并交換信息和傳輸數(shù)據(jù)來管理的。因此，在啟動遠程管理物聯(lián)網(wǎng)策略時，應選擇合適的物聯(lián)網(wǎng)通信方式。以下是一些用于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健?/p>

WiFi

WiFi是一種與連接的電子設備交換數(shù)據(jù)的局域網(wǎng)。其快速的數(shù)據(jù)傳輸使其適合文件傳輸，但也消耗大量電量。WiFi技術基于IEEE802.11n標準，主要用于家庭和企業(yè)，提供每秒數(shù)百兆比特的范圍。

藍牙

藍牙技術是一種重要的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，非常適合移動設備，廣泛用于短距離通信。其適用于向智能手表或傳感器等個人產(chǎn)品發(fā)送小塊數(shù)據(jù)。其消耗的電量相對較少，并且有潛力擴展到所有創(chuàng)新市場。

LoRaWan

LoRaWan是遠程廣域網(wǎng)的縮寫，是一種用于遠程無線電池的物聯(lián)網(wǎng)設備，也是最流行的物聯(lián)網(wǎng)通信方式之一，以極低功耗的長距離交互而聞名。此外，其還可以檢測低于噪聲水平的信號。這在連接數(shù)百萬臺設備的智慧城市中很常見。

NFC

NFC是一種專為短距離(最多10厘米)而設計的無線技術。其工作原理是利用靠近電磁場的兩個線圈天線之間的電磁感應。客戶可以使用NFC進行即時文件傳輸和非接觸式支付。作為短距離通信協(xié)議，功耗較低。

ZigBee

ZigBee也是一種基于IEEE802.15.4標準的短距離無線物聯(lián)網(wǎng)設備通信協(xié)議。工作頻率為2.4GHz，數(shù)據(jù)速率為250kbps。優(yōu)點是低功耗、安全性、持久性、可擴展性和高節(jié)點數(shù)。ZigBee的數(shù)據(jù)傳輸距離可達200米，網(wǎng)絡中的節(jié)點數(shù)可達1024個。

RFID

RFID利用電磁場來識別和跟蹤附著在物體上的標簽。設備從標簽捕獲數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到數(shù)據(jù)庫。

Z-wave

Z-wave是一種無線低功耗射頻通信技術。適用于家庭自動化產(chǎn)品，例如燈控制器和傳感器。采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲，最多可控制232臺設備，通訊距離可達40米。

SigFox

SigFox旨在降低應用領域廣域覆蓋的成本。其允許基于雙向功能的任何需要最低功耗的通信，適用于消費品、零售、運輸和能源相關通信。

MQTT

MQTT是一種輕量級協(xié)議，用于將數(shù)據(jù)流從傳感器傳輸?shù)綉煤椭虚g件。其位于TCP/IP層的頂部，由3個組件組成：代理、訂閱者和發(fā)布者。發(fā)布者收集數(shù)據(jù)并將其傳輸給訂閱者。代理測試發(fā)布者和訂閱者以檢查其授權。

MQTT提供了三種實現(xiàn)服務質(zhì)量的模式：

QoS0最多發(fā)送一次：最不可靠，但最快的模式。出版物已發(fā)送但未收到確認

QoS1發(fā)送至少一次：一條消息可能至少發(fā)送一次，但仍然可能收到重復的消息

QoS2只發(fā)送一次：它是最可靠的模式，但也是帶寬最密集的模式，需要控制副本來確保消息僅發(fā)送一次。

AMQP

AMQP是來自金融行業(yè)的開放標準訂閱和發(fā)布協(xié)議。其通過消息傳遞提供異步訂閱或發(fā)布通信。存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能保證網(wǎng)絡中斷時的可靠性。AMQP可能是物聯(lián)網(wǎng)中端到端應用唯一可行的協(xié)議，通常用于重型工業(yè)機械或SCADA系統(tǒng)。

DDS

數(shù)據(jù)分發(fā)服務(DDS)協(xié)議專為獨立于軟件和硬件平臺的連接設備之間的實時通信、可靠、可擴展和高性能數(shù)據(jù)交換而設計。其支持具有較少組播和代理的架構，以確保高質(zhì)量的QoS和互操作性。其可用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署，包括自動駕駛汽車、智能電網(wǎng)管理、空中交通管制和機器人等高科技服務。

LwM2M

LwM2M是一種輕量級的M2M，旨在滿足處理資源受限設備的需求。其定義了許多物聯(lián)網(wǎng)設備管理功能，例如遠程設備操作連接管理和監(jiān)控，以及固件和軟件更新。

OCPP

OCPP是一種使電動汽車充電系統(tǒng)能夠與中央管理系統(tǒng)進行通信的協(xié)議。其用于向充電點運營商發(fā)送24小時的本地可用容量預測。

管理分布式物聯(lián)網(wǎng)設備的挑戰(zhàn)

在提供巨大價值的同時，遠程物聯(lián)網(wǎng)設備部署也帶來了挑戰(zhàn)，尤其是在處理數(shù)千個分布式資產(chǎn)而不是單個站點的一組固定設備時。管理遠程物聯(lián)網(wǎng)設備網(wǎng)絡和設備時面臨的常見痛點和挑戰(zhàn)包括：

行業(yè)分散，標準不斷涌現(xiàn)

物聯(lián)網(wǎng)仍然是一個新興、快速發(fā)展的行業(yè)，在連接協(xié)議、數(shù)據(jù)格式等方面沒有通用標準。成功管理不同的硬件、模型和連接類型至關重要。

電池限制

支持低功耗操作，以最大限度地延長資產(chǎn)的電池壽命，同時仍然收集和傳輸足夠的數(shù)據(jù)需要仔細平衡。頻繁的無線更新也會快速耗盡連接的電池。

網(wǎng)絡覆蓋范圍和帶寬限制

偏遠地區(qū)的資產(chǎn)的蜂窩或WiFi可用性通常不穩(wěn)定。即使在互聯(lián)區(qū)域，傳輸大量傳感器遙測數(shù)據(jù)也會導致可用帶寬緊張。仔細評估可用連接并設置數(shù)據(jù)傳輸頻率閾值是關鍵。

規(guī)模和復雜性不斷增加

隨著越來越多的資產(chǎn)被連接和部署，管理數(shù)千個異構設備和不斷增加的數(shù)據(jù)量的難題會迅速積累。選擇專門設計用于輕松擴展的解決方案至關重要。

遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理平臺

您可以在市場上找到適用于各種物聯(lián)網(wǎng)解決方案的云平臺。以下是三個針對商業(yè)應用的領先遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理平臺：

AWS物聯(lián)網(wǎng)

AWS物聯(lián)網(wǎng)提供云服務和設備軟件，用于將物聯(lián)網(wǎng)設備連接到其他設備，并將其集成到AWS物聯(lián)網(wǎng)解決方案中?？商峁┮韵聟f(xié)議：

LoRaWAN

MQTT

基于WSS的MQTT

HTTP協(xié)議

AWS物聯(lián)網(wǎng)

AWS物聯(lián)網(wǎng)是一個云平臺，通過云物聯(lián)網(wǎng)解決方案的開放邊緣和可擴展安全性，為多種安全機制提供服務，例如設備收集的數(shù)據(jù)的加密和訪問控制，以及配置監(jiān)控和審核服務。

Google云物聯(lián)網(wǎng)

Google云物聯(lián)網(wǎng)平臺可讓我們深入了解全球設備網(wǎng)絡。其完全托管的交互使我們能夠在云或邊緣連接、分析和存儲數(shù)據(jù)。可以利用Google云物聯(lián)網(wǎng)構建塊的優(yōu)勢，從數(shù)據(jù)攝取到智能的設備數(shù)據(jù)中獲取價值。通過該平臺，可以實時檢測其性能的維護和優(yōu)化需求。

總結(jié)

如果正在規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)項目或想要升級已部署的設備網(wǎng)絡，遠程物聯(lián)網(wǎng)設備管理對于解決方案至關重要。該平臺是保持設備在線更新和優(yōu)化以滿足特定應用需求的關鍵。所有這些好處將能帶來最佳的投資回報率。