1.3 物聯網工程的設計原則與設計階段

工程設計是指在一定工程需求和目標的指導下，根據對擬建工程的要求，采用科學的方法統籌規劃、制訂建設方案，采用設計圖紙與設計說明書的方式來完整地表現設計者的思想、設計原理、外形和內部結構、設備安裝等。

隨著物聯網技術不斷走向應用，對各種物聯網技術進行綜合集成與應用應當在一個整體的框架下進行，這個框架就是物聯網工程。物聯網工程屬于信息系統，但比傳統的信息系統包含了更多內容。

1.3.1 物聯網工程的設計原則

物聯網工程的設計是在系統工程的指導下，根據用戶需求優選各種技術和產品，將各個分離的子系統集合成一個完整可靠、經濟和有效的整體，并使之能彼此協調工作，發揮整體效益，達到整體性能最優。

1.工程項目的設計原則

（1）統一設計原則：需要統籌規劃和設計系統的結構，尤其是在設計應用系統結構、數據模型結構、數據存儲結構及系統擴展規劃等內容時，均需從全局出發，從長遠的角度考慮。

（2）先進性原則：系統結構必須采用成熟、具有國內先進水平，并符合國際發展趨勢的技術和軟/硬件產品。在設計過程中要充分依照國際上的規范、標準，借鑒國內外目前成熟的主流網絡和綜合信息系統的體系結構，以保證系統具有較長的生命力和較強的擴展能力。在保證先進性的同時還要保證技術的穩定性和安全性。

（3）高可靠原則：在系統和數據結構的設計中要充分考慮系統的安全性和可靠性。

（4）標準化原則：系統采用的各項技術要遵循國際標準、國家標準、行業標準和規范。

（5）成熟性原則：系統要采用國際主流、成熟的體系結構，以實現跨平臺的應用。

（6）適用性原則：在滿足應用需求的前提下，盡量降低建設成本。

（7）可擴展性原則：系統的設計要考慮到業務未來發展的需要，盡可能設計得簡明，降低各功能模塊的耦合度，并充分考慮兼容性。系統應當能夠支持對多種格式數據的存儲。

2.系統結構的設計原則

（1）多樣性原則：系統結構應能滿足物聯網節點的不同類型，應有多種類型的物聯網系統結構。

（2）互聯性原則：系統結構應能夠平滑地與互聯網連接。

（3）安全性原則：系統結構應能夠防御大范圍內的網絡攻擊。

1.3.2 物聯網工程的設計步驟

物聯網工程的設計主要分為三個階段，每個階段又可分為不同步驟，如圖1.5所示。

1.分析設計階段

分析設計階段主要包括工程項目可行性研究及需求分析；系統軟/硬件總體架構設計，確定項目技術框架及云平臺類型；系統的概要設計，如通信協議、數據結構、軟件UI的設計。該階段可分為需求分析、架構設計、概要設計三個步驟。

2.開發測試階段

開發測試階段主要包括工程硬件設備選型，感知層設備驅動開發與測試；無線通信架構設計，無線通信程序開發與調試；應用端軟件設計與測試。該階段可分為感知層開發、網絡層開發、應用層開發三個步驟。

3.集成運維階段

集成運維階段主要包括項目系統集成，軟/硬件整合測試與調優；項目交付，運行與維護。該階段可分為系統集成、整合測試、運行維護三個階段。