在构建 IoT 系统和构建 PC 之间进行比较?

物联网 硬件 系统架构 软件
2021-06-22 04:28:59

我正在审查物联网职位的潜在候选人。工业工厂环境中的职位要求候选人为文章中定义的物联网基础设施的 4 个阶段做出贡献:如何设计物联网就绪基础设施:4 阶段架构

4阶段架构

由于物联网是一个相对较新的领域,一些候选人只谈论他们从构建个人电脑中学到的东西。例如候选人 A从构建音频工作站中学到的

具有更多缓存的更快处理器优于更高的内核数,后者会对系统性能产生不利影响。芯片组处理系统组件之间通信的所有方面:硬盘和音频/DSP 卡的低延迟和高数据吞吐量使得芯片组/主板选择至关重要。通过更高的 HD 旋转速度最大化数据吞吐量或采用关注点分离的 HD 分区策略对系统性能产生积极影响;HD缓存大小也是如此。RAM 大小与系统性能成正比。声卡的驱动程序(ASIO 兼容)是实现低延迟的重要组成部分。显卡需要支持 OpenGL 2.0 或更高版本。64 位操作系统是首选。

从本质上讲,我试图从 PC 构建技能集获得该架构的物联网资格。

显然,第 3 阶段是候选人可以产生影响的地方——给定报价——但在第 1、2、4 阶段,候选人是否有机会仅使用上面列出的经验做出贡献?

在 4 阶段体系结构中,我应该在哪里绘制从经验陈述到隐含任务的直线?

3个回答

首先是泛型

一些候选人只谈论他们从构建 PC 中学到的东西

来自 PC 不是问题,但是,候选人应该明白 IoT 设备/产品/应用程序与一般 PC 不同。

PC 是为通用计算目的而构建的,您几乎可以将 PC 用于任何事情:

  • 浏览互联网
  • 玩带有图形的游戏
  • 使用文字处理应用
  • 使用复杂的音频渲染软件

物联网设备的构建目的是只重复执行一组固定的关键工作(有时只有 1 个)。如:

  • 监控摄像头(捕获、编码和流媒体)
  • CO 传感器(感知、分析和警报)
  • 智能助手(检测唤醒词,使用 NLP 处理,回放回复)

工业工厂环境中的职位要求候选人为物联网基础设施的 4 个阶段做出贡献

为了能够在所有 4 个阶段工作,需要以下理解:

  • 第一阶段:主要是 MCU 类设备;也许是昏昏欲睡的节点;可能靠电池运行,因此节俭;在裸机或嵌入式操作系统上运行软件;使用NAND/eMMC/ROM;大多只有 1 个无线电 WiFi/BT/802.15.4/Z-wave;大部分时间都是为了做一项且只有一项工作。
  • 第 2 阶段:建立在处理器上(与节点相比复杂);是节点所在的网状/星型网络的骨干;能够运行边缘分析;如果节点在不同的无线电上,则支持所有 WiFi/BT/802.15.4。
  • 第 3 阶段:运行软件和算法的分析软件,这些软件和算法在第 1 阶段生成并在第 2 阶段聚合的数据上生成感兴趣的标记如果标记需要立即发出警报,则及时做出关键决定。(例如,如果空电梯卡住,需要发出维护警报。而载有人员的电梯卡住,则需要发出救援警报)
  • 第 4 阶段:存储数据,使其可用于数据挖掘应用程序,这些应用程序可以挖掘数据以生成有助于微调链中流程/工作流的报告和可视化。

基于角色的细节

  • 现场维修/更换设备的技术人员不需要了解这 4 个阶段的深度。您可以通过每周概述阶段和问答环节来训练他。但是,技术人员需要擅长手和工具,并且必须在如何安全地安装和更换设备方面表现出非常好的特征,以便设备长时间保持可用状态。技术人员还必须表现出良好的理解来自设备的警报类别。

  • 软件开发人员需要擅长编码技能。我发现很难找到能够适应所有 4 个开发阶段的开发人员。一般相邻的两个阶段都有技能重叠。但是,您可能找不到在第 1 阶段到第 4 阶段同样出色的人。

  • 软件系统架构师这个人(至少是领导者)应该能够在没有提示的情况下提到所有 4 个阶段所涉及的软件堆栈、软件安全和电源方面。节点的处理能力有限,这家伙应该很了解。

  • 解决方案架构师可以告诉您哪种硬件(MCU/SOC/执行器/传感器)将满足您在边缘的需求,仍然持续最长时间,并且在需要进行前向升级时会带来安心。非常难的角色。

阶段1:

PC端外设,特别是鼠标、扫描仪、键盘等输入设备,相当于传感器。相关的是正确的引脚、正确的协议和信号形式等。

第 2 阶段:

PC 内部部件之间以及处理器和外部设备之间的总线等于数据采集和联网。

第 3 阶段:

边缘处理相当于屏幕上的声卡或视频处理器。来自主 CPU 的相同类型的任务外化。

第 4 阶段:

CPU是计算机的云。

PC 技术人员为 IoT 表带来的技能集基于“系统集成”。

维基百科将系统集成定义为:

将组成子系统合并为一个系统的过程(子系统的聚合,以便系统能够提供总体功能)并确保子系统作为一个系统一起运行,并在信息技术中作为链接过程在物理上或功能上将不同的计算系统和软件应用程序结合在一起,作为一个协调的整体。

构建通用现代机器的PC 技术人员无需涉足最基本的系统集成问题,因为现代现成组件已被设计为集成到不断增加的硬件/软件范围中。因此,擅长构建通用计算机的 PC 技术人员可以期望以非常通用的方式为物联网系统架构做出贡献。
例如:

第一阶段,这项技术可以评估每个物联网设备上可用处理能力的限制,为系统架构师创建数据,以便在评估每个传感器处理数据的选项时进行分析。

第 2 阶段,该技术可以通过添加分析和恶意软件防护等功能,在基本网关功能的基础上实现智能网关。这些系统能够实时分析数据流,以人类可消费的形式呈现信息。

第 3 阶段,该技术可以构建快速、易于部署、可远程管理的计算机,用于边缘机器学习:扫描异常,识别即将发生的维护问题,并通过仪表板、地图或图表提供可视化和演示功能。

第 4 阶段,如果数据中心本地,该技术可以为构建网络以及物理维护、软件安装和一些配置提供物理支持。否则,技术人员的经验仅限于软件安装和某些配置。

一般来说,技术人员对计算机运行状况的了解可以帮助运营设计更高效的维护周期和改善产品存储。

另一方面,制造专用机器的PC 技术人员必须对系统集成问题有一定程度的了解。擅长构建数字音频工作站的技术人员将了解通过计算机系统查找音频信号数据流中的瓶颈的过程(评估硬件/软件的数据吞吐量)。要构建满足用户要求的数字音频工作站,技术人员需要了解计算机的每个组件如何以及为何协同工作并影响整体系统性能。因此,OP中列出的技能集

具有更多缓存的更快处理器比更高的内核数更可取......

变得比通才更重要

如果将整个物联网网络视为具有分散组件的单台计算机,则不难看出它与为单一任务/工作流构建专用计算机系统之间的相似之处

物联网设备旨在重复执行一组固定的关键工作,例如数字音频工作站的处理器、芯片组、硬盘驱动器、RAM 和音频/图形卡。物联网系统架构师的工作比 PC 技术复杂许多倍,但他们都面临着相似的环境,都需要将各自的组件集成到一个有凝聚力的高效系统中。

为此,每个人都需要深入了解各自组件的功能、特性和特性。这是建立对组件的基本理解的过程;理解每个组件如何与其他组件以及整个系统协同工作的过程;获取数据并通过硬件、软件和算法有效地传输数据以产生人类可消费信息的过程;除了多面手的技能外,擅长构建专用计算机系统的 PC 技术人员也可以应用这个过程来构建和维护物联网网络。

因此,如果您接受该前提,则可以构建专用 PC的技术人员可以在本文参考的 4 个阶段中的每一个阶段做出贡献,包括组件选择和集成,以及上面提到通才技能集