物联网平台功能介绍之一:物接入和物管理

    这几年“物联网平台”这个词没少听,可他究竟是做什么的?这个问题好像很难找到满意的答案。物联网平台是在物联网架构的应用层,具体请参考上一篇:物联网与云计算架构:SaaS、PaaS、IaaShttps://www.jianshu.com/p/5df2fa30fc9d

物联网平台功能架构

    每个厂商会根据自己的目标用户、商业目标进行不同业务模式的选择,有的注重硬件开发,有的注重软件开发,有的兼而有之,但不管业务模式什么样,揭开他神秘的面纱,PaaS层功能架构大致如下:

物联网平台功能架构

     这张图北向接入应用,南向接入设备,以下着重说一下我对设备接入、设备管理的理解。

设备接入

    设备接入指的是将设备注册至平台并通信,需要设备与云端之间有安全可靠的双向连接。主要考虑几个方面:

1、设备入网方式

    入网方式其实是选择什么通讯技术,是Wi-Fi、Lora、蓝牙还是Zigbee等等?平台需要根据自身定位(白电行业?智慧工厂?智慧园区?)选择支持的入网方式, 容纳的入网方式越多,可容纳设备类型就越多,平台的实现也越复杂。

举2个例子:

    如果平台支持Zigbee(请参考:http://www.woshipm.com/it/2484773.html)设备,那么平台是否也应该管理网关设备呢,是否应该支持网关与设备的拓扑结构呢?

    Wi-Fi设备初始化的时候用平台的app通过AP(access point)模式就可以让设备连网并通信,但Zigbee设备是自组网的方式,即会自动连接至网关,再通过网关和平台通信。

ZigBee设备接入云端

这篇文章详细的介绍了不同通信方式的优点缺点,强烈推荐:如何选择物联网通讯技术?http://www.woshipm.com/it/2495240.html

2、传输协议(Http、CoaP、MQTT等等)

      平台层要兼容不同的协议才能连接尽可能多的设备,而具体支持哪些协议需要从通信安全、平台定位等方面权衡考虑。

    MQTT是多个客户端通过一个中央代理传递消息的多对多协议。通过让客户端发布消息、代理决定消息路由和复制来解耦生产者和消费者。

    CoAP基本上是一个在Client和Server之间传递状态信息的单对单协议。

    HTTP是适合使用在性能好一些的终端上,相对以上一些比较重,对设备要求相对高一些。

3、身份认证

    目前市面上的认证方式大都通过将token或者secret烧录到硬件设备进行认证,但过程各有特点。

    例如阿里云是先将productkey、productsecret烧录到设备中并通过动态注册的方式获得devicesecret后进行数据通信,而有的是通过将token直接烧录到设备中进行认证和数据传输。

阿里云设备认证过程

设备管理

物模型

    物模型是个概念,不是实体,有的平台叫产品,是一类设备的总称,物模型和物的关系就像【男人】这个词和身份证号码是【123233198802340123】这个男人的关系一样。物模型的定义包括基本信息和属性的定义。

物模型和物的关系

    不同厂商物模型功能不尽相同,开源的Thingsboard都没有这个概念。所以物模型是从用户体验和平台自身业务角度出发提出的概念,为数据统计、用户体验、产品发展做了充足的准备。

    实现物模型需要考量很多东西,比如阿里定义物模型基本信息的时候要选择行业、是否是网关、是否接入网关、连网方式等,定义功能时又有了事件、属性、服务的分类(事件、属性、服务这个说起来就更技术了)。

设备影子

    设备影子用于缓存设备状态,设备在线时可以直接接收云端指令,离线时主动获取云端指令。设备影子将设备与应用解耦,解决不稳定无线网络下的通信不可靠痛点。

举个例子:

我不帅的男朋友在线,于是我发了一个【变帅】的指令,男朋友收到后马上执行,然后就变帅啦~

我不帅的男朋友离线了,联系不到,于是我发了一个【变帅】的指令存储到设备影子中,男朋友上线后主动看设备影子,执行【变帅】指令,然后就变帅啦~

跑错地方的物影子介绍

    从实现层面看:

l 设备影子是一个 JSON 文档

l 每台设备仅有一个影子

参考:设备影子概览https://help.aliyun.com/document_detail/53930.html

OTA

    OTA全称是Over-the-Air,即空中加载的意思,在物联网平台指的是固件升级。固件是数码设备最基础、最底层工作的软件,是设备内部保存的设备“驱动程序”,通过固件,操作系统才能按照标准的设备驱动实现特定机器的运行动作。    

    固件升级的前提是固件和平台都支持固件升级功能,平台层需要对设备的固件进行管理,并实现远程批量升级。

    这个功能的意义是什么?试想一下投入使用后的一批设备出现了问题,难道要一个个的处理,显然远程批量操作节省了大量的人力。

    但OTA是一个超级大的功能,涉及到设备分组、固件分布、固件校验等等功能,每一个功能都值得反复讨论,一些厂商的OTA功能甚至是一个体系。

数据的上下行

    数据的上下行指的是信息在设备和平台间流转,设备上报信息到平台是数据的上行,平台或者应用层下发命令到设备是数据的下行,是物联网平台的基础功能。



    以上是从功能点出发逐一进行了介绍,但是如何把这些功能点糅到一个平台中又是另一码事,需要反复推敲和验证,也是一条漫漫长路。

    放两张比人家的产品架构图:

百度智能云物联网产品架构
阿里物联网平台产品架构
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,088评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,715评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,361评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,099评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 60,987评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,063评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,486评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,175评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,440评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,518评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,305评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,190评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,550评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,880评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,152评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,451评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,637评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容