Inovonics：选择合适的传感器与 RedisEdge 配合用于物联网应用

在我的上一篇文章中，我对 Inovonics 基于 Redis 的工业物联网 (IoT) 技术进行了高度概述，Inovonics 是无线网络的领导者。我将在本篇及后续文章中提供有关我们每个系统组件的更多详细信息，并向您介绍我们在 Inovonics 使用的 Redis（尤其是 Redis Enterprise）的一些更具技术性的功能。

回顾我的上一篇文章，以下组件构成完整的物联网系统：

1. 传感器（也称为“端点”或统称为“边缘”）：用于测量属性的设备，例如压力、位置、温度或加速度，并以反馈响应。示例包括视频门铃、Wi-Fi 恒温器、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、有效负载和网格。网络协议的示例包括 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 路由器就是这样一种网关。
4. 云数据存储和应用程序：用于存储和分析消息以及显示消息信息的中央存储库。
5. 网络工程：以策略性方式放置传感器以最大化获得信息的艺术和科学。

请注意，网关、云数据存储和网络工程可以通过几种不同的方式配置，在某些情况下可以完全跳过。至少，物联网系统需要传感器、网络和某种管理来自传感器的数据的方法。Redis 提供了一系列技术和产品，用于跨所有这些组件进行数据存储、事件触发和分析。在本文中，让我们讨论系统的眼睛和耳朵，即它的传感器。

在为特定应用选择或设计传感器时，请考虑以下标准列表

• 环境：运行条件对传感器的寿命起着巨大的作用。例如，为干燥的室内环境构建的传感器可能无法承受户外沿海地区的温度和湿度。同样，为家庭环境构建的传感器可能无法承受工业园区的灰尘和烟雾。
• 线路/电池供电：传感器可以线路供电和/或电池供电。对于线路供电的传感器，您必须确保传感器站点有电源线；对于电池供电的传感器，您必须确保电池寿命将满足或超过现场的预期寿命。Inovonics 的一些电池供电传感器可以工作 10 年以上，无需任何维护。
• 发送/接收：传感器可以工作在“仅发送”或“发送/接收”模式。在仅发送模式下，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供执行。
• 监听器/执行者：传感器可以充当监听器和/或执行者。例如，在监听模式下，传感器将仅报告您房屋中的温度。但是，在执行者模式下，如果温度超过某个阈值，它可以实际执行关闭熔炉的任务。
• 简单 vs 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在必要时发送所需的触发器，而不是发送原始数据和消息以进行收集。
• 现场/无线升级：传感器固件可以远程升级，或者需要技术人员到现场亲自维修传感器。
• 位置感知：现在许多传感器都通过 GPS 或可编程位置具有位置感知能力，因此可以轻松定位它们。
• 安全：传感器的物理安全与防盗和防篡改有关，而网络安全问题主要集中在黑客攻击上，通过黑客攻击可以修改传感器的行为。
• 数据速率：传感器的数据速率因应用而异。例如，温度传感器通常以指定的速率发送少量数据，而视频传感器可以发送大量连续流。使边缘更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一点是，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，在选择传感器电子元件时，数据处理影响也会影响其性能（速度）和传感器的成本。传感器可以在以下任何模式下处理其数据

没有单独显式数据存储的传感器：在此模型中，传感器仅在触发时发送和接收消息。例如，当温度升高到某个阈值以上时，温度传感器可能会发送通知。此外，传感器可能配备一些电子元件以执行计算（例如，计数器）。一些脉冲编码传感器会在自上次消息以来脉冲数超过某个值时发送消息。通常，硬件电子元件管理传感器的状态，而无需单独的数据存储。

具有短期数据存储的传感器：在这里，传感器配备了存储器（例如内部闪存或本地存储器）来临时缓冲数据。传感器可以处理并仅发送感兴趣的信息，或者可以选择批量发送数据。缓冲可以帮助同步感测和传输数据的速度。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。传感器也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。配备用于拍摄图片或视频的摄像头的传感器通常具有临时数据存储。

具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在有线或无线网络上进行通信的方式。在这些情况下，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有严格要求的应用，则确保数据不会因任何硬件或软件问题而丢失非常重要。

如果您的应用需要大量的数据存储（无论是短期还是长期），来自 Redis 的 RedisEdge 可能是您物联网环境的绝佳补充。它是一个多模型数据库，专为物联网边缘的苛刻条件而构建。由于 RedisEdge 可以每秒摄取数百万次写入，且延迟时间小于 1 毫秒，并且占用空间非常小（小于 5MB），因此它非常适合受限的计算环境。 即使 RedisEdge 以其极快的性能而闻名，但其存储数据的可靠性也为性能可能不是驱动因素的应用增加了价值。RedisEdge 可以优雅地满足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，时间序列或图形数据）来支持视频流分析、图像识别或其他复杂的计算需求。

无论您选择哪种数据存储，您都可以在传感器选择中做出几个权衡。例如，更“智能”的传感器可能需要在边缘进行更强大的处理，这会增加成本并影响电池寿命（由于更高的功耗）。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，这也将增加成本。鉴于所有这些，始终重要的是分析您的短期和长期应用要求，并确定适合您用例的理想传感器。在我的下一篇博文中，我将讨论设计物联网系统时要考虑的网络影响。