数据存储和物联网

物联网 (IoT) 包括各种可以连接到互联网的物理对象或设备，从工厂机械和设备、家用电器、汽车以及智能手机和智能手表等移动设备。今天的物联网更具体地指的是结合了传感器、处理能力、软件并与其他设备交换数据的互连设备。物联网正在改变各种行业和应用程序，这些设备生成的数据可以在数据分析过程后显着改善业务成果。

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传统上，连接能力主要依靠Wi-Fi无线网络，但现在5G和其他类型的网络平台已经逐渐能够快速可靠地处理更大的数据集。这将显着促进物联网应用的发展，从而导致终端设备产生大量数据。 IDC 估计 IoT 设备生成的数据 到 2025 年，该数据将从 2019 年的 18.3 ZB 增长到 73.1 ZB。管理这些数据是提供商业智能和更好的用户体验的关键。那么让我们深入了解物联网世界中的数据流。

物联网世界中的数据流

简单来看，物联网系统架构中有3层数据处理层：

• • • 数据源： 物联网从智能设备、环境传感器、智能手机、智能车辆和各种传感器收集数据。然后，可以使用常见标准协议（例如 MQTT、CoAP 和 HTTP）通过网络将数据发送到边缘网关，然后发送到云端。

• • • 数据存储： 该层存储从边缘或云端的传感器和设备收集的数据，以供长期或短期应用程序使用。边缘网关提供传感器数据聚合、数据预处理以及确保与云的连接安全等功能。在云中，有各种为物联网应用程序构建的数据库管理系统。该系统可以存储和管理大量数据以供进一步应用。

• • • 数据分析与应用： 大多数组织可以使用云来运行处理设备生成的数据所需的应用程序。该层利用人工智能、机器学习和基本计算技术分析数据，以生成有用的信息。这些数据用于创建可操作的见解，以解锁数据驱动的商业智能、优化运营、吸引更多客户、自动控制流程，并帮助企业根据从数据分析层提取的结果做出最佳决策。

从数据采集、传输、存储、计算、分析到应用，数据存储只是物联网生态系统的一部分；然而，这仍然是一项非常具有挑战性的技术。物联网存储解决方案必须确保数据完整性、可靠性和安全性。此外，存储解决方案必须适合终端设备、边缘网关和数据中心的各种环境。

物联网的关键存储技术

在大多数使用案例中，将数据从端点设备移动到边缘网关和云是显而易见的选择。然而，设备通常具有一定的存储和预处理数据的能力。对于生产现场或交通设施中的物联网设备来说，不仅输出数据各不相同，而且来源也很复杂。需要快速的访问速度，对存储数据的准确性要求极高，物联网设备安装的环境也比较恶劣。 NAND闪存在消费电子市场站稳脚跟，逐渐成为物联网设备存储解决方案的首选。然而，这些端点仍然存在许多挑战。

• • • 环境 是物联网端点设备存储面临的第一个挑战。在汽车领域，车联网 (V2X) 是物联网概念的完美示例。未来的汽车需要交换其所有传感器收集的信息，并与其他车辆、行人和路边单元（RSU）交换信息。车内的存储设备需要在极端温度的情况下正常工作。因此，需要获得 AECQ-100 认证。其他应用（例如工厂自动化）需要抗震认证 (MIL-STD 810G)，以确保极端环境下的存储性能。

• • • 可靠性 是在各种物联网应用中应用存储解决方案时需要考虑的关键因素。一般来说，物联网设备是为特定任务而设计的嵌入式系统，而不是为可扩展性和易于升级而设计的服务器或 PC。也就是说，你的物联网设备中存储的生命周期应该比消费市场中的产品更长。实现高可靠性有几个诀窍，例如使用工业级的NAND Flash、启用伪SLC模式、选择高质量的元件和固定的BOM以及保形涂层等。测试和验证也是交付高可靠性产品的重要步骤，并且这些步骤的细节和质量因供应商而异。根据其他客户要求和应用，还应考虑 JESD 218/219a 和 IEC 60068/61000/60529 等国际标准。

• • • 数据的完整性 很重要，特别是对于物联网应用程序必须准确的时间序列数据。从车辆获取遥测数据；如果数据的顺序不完全一致且不准确，则分析时可能会产生不同的结果。采用掉电保护、端到端数据保护、ECC等技术保证存储设备数据的完整性。设计这些功能的经验对于结果至关重要。

• • • 安全 是采用物联网技术时最关心的问题。许多物联网设备可用的计算能力有限。这些限制使他们无法使用基本的安全功能，例如实施防火墙或强大的加密系统来加密其数据以及与其他设备的通信。存储解决方案提供商可以实施写保护、安全擦除、AES 加密和 TCG Opal2.0 等功能，以确保物联网设备生成的私有数据保持安全。

未来是物联网

物联网设备生成大量有价值的数据，存储在云、边缘网关和端点设备中。为了开发适合物联网设备可能需要的众多应用、环境和要求的解决方案，存储解决方案提供商必须在设计定制产品方面拥有丰富的经验，以满足合作伙伴对耐用性、可靠性、安全性和性能的期望。群联电子拥有 20 多年的经验、业界最广泛的产品和 IP 产品组合，以及在研发方面投入最多的供应商，通过最具创新性的 NAND 闪存存储解决方案，为世界上一些最苛刻的物联网环境中的应用程序和设备提供支持。

本文使用的参考文献：

1. IDC.com
2. 信息时代
3. 物联网

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