第1部分
IoT系统的核心痛点在于边缘设备的不确定性（网络波动、硬件故障）与云端的扩展性矛盾，传统纯云端架构在实时性要求高的场景中极易出现响应延迟、数据丢失问题。边云混合架构通过将部分计算能力下沉到边缘节点，既能满足本地实时处理需求，又能借助云端实现全局数据聚合与分析，成为当前IoT系统的主流架构选型。
第2部分
在架构设计阶段，需遵循三层分层原则：边缘感知层负责数据采集与本地实时控制，优先部署低延迟、高可靠的轻量计算框架；边缘聚合层承担边缘节点的集群管理、数据预处理与缓存，需支持离线自治模式；云端平台层负责全局数据存储、大数据分析与业务编排，需具备弹性扩容与多区域容灾能力。同时，需明确边云职责边界：如设备状态监控、异常预警等实时性任务由边缘处理，设备批量配置、长期趋势分析等非实时任务由云端完成。
第3部分
针对故障场景，需建立三级自愈机制：边缘节点本地故障时，通过预定义的离线策略自动切换到本地控制模式，断网期间的数据采用本地缓存+断点续传机制；边缘集群部分节点故障时，通过集群负载均衡自动将任务迁移到健康节点；云端区域故障时，借助多区域数据同步与流量切换机制，确保全局业务不中断。此外，需定期进行混沌测试，模拟网络中断、硬件故障等场景，验证架构的容错能力。