Inovonics：为物联网应用选择合适的传感器与 RedisEdge 协作

在我的 上一篇文章中，我概述了 Inovonics 基于 Redis 的工业物联网 (IoT) 技术，Inovonics 是无线网络的领导者。在本篇文章和后续文章中，我将详细介绍我们每个系统的组成部分，并向您介绍我们在 Inovonics 使用的一些更技术性的 Redis 功能（尤其是 Redis Enterprise）。

回顾我之前的 文章，以下组件构成一个完整的物联网系统：

1. 传感器（也称为“端点”或统称为“边缘”）：用于测量压力、位置、温度或加速度等属性，并以反馈响应的设备。 例如，视频门铃、Wi-Fi 温控器、安全摄像头等。
2. 网络：用于在传感器和网关之间传输数据的协议、有效负载和网状网络。网络协议的例子包括 Wi-Fi、Lora、900MHz 专有协议、ZWave、ZeeBee 等。
3. 网关（或“路由器”）：传感器和云之间的桥接设备。
   Wi-Fi 路由器就是一个这样的网关。
4. 云数据存储和应用程序：用于存储和分析消息以及显示来自消息的信息的中央存储库。
5. 网络工程：在战略位置放置传感器以最大化获取信息的艺术和科学。

请注意，网关、云数据存储和网络工程可以以多种不同的方式配置，在某些情况下可以完全跳过。至少，物联网系统需要传感器、网络以及某种方式来管理来自传感器的数据。Redis 提供了一系列技术和产品，用于在所有这些组件中进行数据存储、事件触发和分析。对于本篇文章，让我们讨论一下系统的眼睛和耳朵，即它的传感器。

在为特定应用程序选择或设计传感器时，请考虑以下标准列表

• 环境：运行条件在传感器的寿命中起着至关重要的作用。例如，为干燥的室内条件而设计的传感器可能无法承受室外沿海地区的高温和湿度。同样，为家庭环境而设计的传感器可能无法承受工业综合体中的灰尘和烟雾。
• 线路/电池供电：传感器可以是线路供电和/或电池供电。对于线路供电的传感器，您必须确保传感器现场有电源线；对于电池供电的传感器，您必须确保电池寿命能够满足或超过预期的现场使用寿命。Inovonics 的一些电池供电传感器可以使用 10 多年，无需任何维护。
• 传输/接收：传感器可以在“仅传输”或“传输/接收”模式下工作。在仅传输模式下，传感器只能将数据发送到网关，而在接收模式下，它们将接受数据或命令以执行。
• 监听器/执行器：传感器可以充当监听器和/或执行器。例如，在监听模式下，传感器只会报告您家里的温度。但是，在执行器模式下，它实际上可以执行关闭炉子的任务，如果温度超过某个阈值。
• 简单与智能：目前，越来越多的智能被添加到传感器中。例如，传感器可以执行过滤并仅发送必要的信息，而不是发送原始数据和消息进行收集。
• 现场/空中升级：传感器固件可以远程升级，也可以要求技术人员现场维修传感器。
• 位置感知：如今，许多传感器都具有通过 GPS 或可编程位置进行的位置感知，因此可以轻松定位。
• 安全：传感器的物理安全涉及防盗和防篡改，而网络安全问题主要集中在黑客攻击，通过黑客攻击可以修改传感器的行为。
• 数据速率：传感器的數據速率會因應用而異。例如，溫度传感器通常以指定速率发送少量數據，而视频传感器可以发送大量连续的数据流。使边缘更加智能可以通过仅发送相关信息来降低数据速率。

最后但并非最不重要的是，在选择传感器时，传感器本身的成本是一个主要考虑因素。这包括传感器的材料成本和安装成本。请记住，每个应用程序可能需要其他更具体的传感器选择标准。例如，在选择传感器电子设备时，数据处理影响也会影响其性能（速度）和传感器的成本。传感器可能以以下任何一种模式处理其数据

没有单独显式数据存储的传感器：在这种模型中，传感器在触发时只发送和接收消息。例如，温度传感器可能会在温度升至某个阈值以上时发送通知。此外，传感器可能配备了一些电子设备来执行计算（例如，计数器）。一些脉冲编码传感器在脉冲数量超过自上次消息以来的某个值时发送消息。通常，硬件电子设备管理传感器的状态，而无需单独的数据存储。

带有短期数据存储的传感器：这里，传感器配备了存储设备（如内部闪存或本地存储）来临时缓冲数据。传感器可能会处理并仅发送感兴趣的信息，或者它可能会选择以批次发送数据。缓冲可以帮助同步传感和传输数据的速度。缓冲还可以防止无线网络中断，因为传感器只需重新发送数据即可。传感器可以选择存储其状态，在这种情况下，传感器上的电源循环不会导致任何状态或数据丢失。配备有照相机用于拍摄图片或视频的传感器通常会有一个临时数据存储设备。

带有长期数据存储的传感器：长期存储的一种情况是传感器可能没有任何通过有线或无线网络进行通信的方法。在这种情况下，技术人员会定期访问传感器以检索其数据。如果您将这些类型的传感器用于对严格要求的应用，那么确保数据不会因任何硬件或软件问题而丢失非常重要。

如果您的应用程序需要大量短期或长期数据存储， 来自 Redis 的 RedisEdge 可以成为您物联网环境的绝佳补充。它是一个多模型数据库，专门为物联网边缘苛刻的条件而构建。由于 RedisEdge 每秒可以摄取数百万次写入，延迟小于 1 毫秒，并且占用空间很小（小于 5MB），因此它非常适合受限的计算环境。 即使 RedisEdge 以其惊人的速度而闻名，它在存储数据方面的可靠性也为性能可能不是驱动因素的应用程序增加了价值。RedisEdge 优雅地满足了物联网边缘环境的多样化数据服务需求，这些环境可能需要多个数据模型（例如，时间序列或图数据）来支持视频流分析、图像识别或其他复杂计算需求。

无论您选择哪种数据存储，您都可能在传感器选择中做出一些权衡。例如，更“智能”的传感器可能需要边缘更强大的处理能力，这会导致成本增加并影响电池寿命（由于功耗增加）。此外，恶劣的环境条件和加强物理安全的防篡改要求可能需要更坚固的设备，这也会增加成本。鉴于所有这些因素，始终要分析您的短期和长期应用程序要求，并确定适合您用例的理想传感器。在我下一篇文章中，我将讨论为设计物联网系统而需要考虑的网络影响。