IOT物聯(lián)網(wǎng)方案分析

1、loT需求&方案分析1、需求分析lot平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn)：? 設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)方案? 設(shè)備間通信? 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的用途? 如何搭建起一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)框架？它的技術(shù)架構(gòu)又是怎么樣? 物聯(lián)網(wǎng)終端軟件系統(tǒng)架構(gòu)？? 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)？2、方案分析系統(tǒng)架構(gòu)：MQTTCcA=/"lttp)t MQnI CoAP/Hrtp)ft入同鬢1）設(shè)備接入方式：只有設(shè)備接入到網(wǎng)絡(luò)里面，才能算是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。這里涉及接入方式以及網(wǎng)絡(luò)通信方式。設(shè)備接入方式目前有2種：直接接入：物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備本身具備聯(lián)網(wǎng)能力直接接入網(wǎng)絡(luò)，比如在設(shè)備端加入NB-IOT通信模組，2G通信模組。網(wǎng)關(guān)接入：物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備本身不具備入

2、網(wǎng)能力，需要在本地組網(wǎng)后，需要統(tǒng)一通過(guò)網(wǎng)關(guān)再接入到網(wǎng)絡(luò)。比如終端設(shè)備通過(guò)zigbee無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，然后各設(shè)備數(shù)據(jù)通過(guò)Zigbee網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一接入到網(wǎng)絡(luò)里面。常用到本地?zé)o線(xiàn)組網(wǎng)技術(shù)有 Zigbee, Lora,BLE MESH, sub-1GHZ 等。在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備里面，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是一個(gè)非常重要的角色。一個(gè)處在本地局域網(wǎng)與外部接入網(wǎng)絡(luò)之間的智能設(shè)備。主要的功能是網(wǎng)絡(luò)隔離，協(xié)議轉(zhuǎn)化/適配以及數(shù)據(jù)網(wǎng)外傳輸。一個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)架構(gòu)如下:同音人根 內(nèi)黃柄揶，天家理問(wèn)督廢它笆 L涉司打錯(cuò)視網(wǎng) 樹(shù)居 打包 解包兩人議配理常用的通信網(wǎng)絡(luò)主要存在2種方式：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（主要戶(hù)外設(shè)備用）：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)2G/3G/4G/5G/NB

3、-IOT等寬帶（主要戶(hù)設(shè)備用）：WIFI, Ethernet等2）設(shè)備接入云端的協(xié)議：物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備終端接入網(wǎng)絡(luò)后，只是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開(kāi)始。設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)后，設(shè)備與設(shè)備之間需要互相通信，設(shè)備與云端需要互相通信。只有互通，物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值才展現(xiàn)出來(lái)。既然要互通，則需要一套物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議。只有遵循該套協(xié)議的設(shè)備相互間能夠通信，能夠交換數(shù)據(jù)。常用的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議主要有如下協(xié)議：CCP MQTT COAP HTTP等，他們有個(gè)共同點(diǎn)都是基于消息模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的。設(shè)備與設(shè)備之間，設(shè)備與云端之間通過(guò)交換消息來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，消息里面攜帶了通信數(shù)據(jù)?；贑C喉入（MQTTB議的精簡(jiǎn)版）協(xié)議本身具備安全算法，不依賴(lài) TLS算法；協(xié)

4、議大小更精簡(jiǎn)，payload占用字節(jié)更少。例如header只有1 個(gè)字節(jié)；協(xié)議支持多種通信模式，相對(duì)于MQTT不僅支持Pub/Sub,還支持RPC/RRPC基于MQT入被廣泛用在嵌入式設(shè)備的消息傳輸上COAPCoAP是一種軟件協(xié)議旨在用于非常簡(jiǎn)單的電子設(shè)備，讓他們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)交互通信。HTTP協(xié)議用RESTAPI的方式連接IoT。設(shè)備可以通過(guò) POSTT式實(shí)現(xiàn)Pub消息到某個(gè)Topic。3）平臺(tái)功能：?設(shè)備接入：安全接入，確保設(shè)備在云端的安全及合法性；快速接入。?設(shè)備授權(quán)?數(shù)據(jù)收集?監(jiān)控：通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)收集到設(shè)備數(shù)據(jù)后，如果設(shè)備數(shù)據(jù)狀態(tài)超過(guò)預(yù)設(shè)的狀態(tài)則自動(dòng)第一時(shí)間報(bào)警，管理員第一時(shí)間開(kāi)展處理，可以通

5、過(guò)遠(yuǎn)程操作，下達(dá)命令，把問(wèn)題解決在萌芽狀態(tài)。?報(bào)表統(tǒng)計(jì)：通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析?？梢园床煌S度分析出不同報(bào)告。然后以圖表或者大屏方式展現(xiàn)在管理員面前。管理員可以快速直觀的了解到整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況。?數(shù)據(jù)挖掘/機(jī)器學(xué)習(xí)（故障預(yù)測(cè)）：從數(shù)據(jù)里面挖掘出有價(jià)值的東西出來(lái)。比如通過(guò)設(shè)備數(shù)據(jù)的連續(xù)跟蹤分析并結(jié)合人類(lèi)過(guò)往的設(shè)備運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)方式預(yù)測(cè)設(shè)備發(fā)生故障概率，以及發(fā)生故障后 可能的引起原因，并給出維修方案。4）參考架構(gòu)百度搜到的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)：突出展示了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，云計(jì)算平臺(tái)是如何協(xié)同工作的，有較大的參考價(jià)值。云平臺(tái)SeiSion口atj匚 Qordi

6、ftateStorageBroker規(guī)則引擎物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)通常是基于現(xiàn)有云計(jì)算平臺(tái)搭建的。一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)成熟業(yè)務(wù)除了用到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)提供功能外，一般還需要用到云計(jì)算平臺(tái)提供功能，比如云主機(jī)，云數(shù)據(jù)庫(kù)等。用戶(hù)可以在云主機(jī)上搭建web行業(yè)應(yīng)用服務(wù)。規(guī)則引擎主要作用是把物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)據(jù)通過(guò)過(guò)濾轉(zhuǎn)發(fā)到其他云計(jì)算產(chǎn)品上。比如可以把設(shè)備上報(bào)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到table store數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品里。規(guī)則引擎一般使用方式：類(lèi) SQL語(yǔ)言，通過(guò)編寫(xiě)SQL語(yǔ)言，用戶(hù)可以過(guò)濾數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)發(fā)到 其他云計(jì)算產(chǎn)品，或者其他云計(jì)算服務(wù)。KafkaKafka是最初由Linkedin 公司開(kāi)發(fā)，是一個(gè)分布式、支持分區(qū)的（ parti

7、tion ）、多副本的（replica ）, 基于zookeeper協(xié)調(diào)的分布式消息系統(tǒng)，它的最大的特性就是可以實(shí)時(shí)的處理大量數(shù)據(jù)以滿(mǎn)足各種需求場(chǎng)景：比如基于hadoop的批處理系統(tǒng)、低延遲的實(shí)時(shí)系統(tǒng)、storm/Spark流式處理引擎，web/nginx日志、 訪(fǎng)問(wèn)日志，消息服務(wù)等等，用 scala語(yǔ)言編寫(xiě)，Linkedin于2010年貢獻(xiàn)給了 Apache基金會(huì)并成為頂級(jí)開(kāi) 源項(xiàng)目。zookeeperZooKeeper是一個(gè)分布式的，開(kāi)放源碼的 分布式應(yīng)用程序 協(xié)調(diào)服務(wù)，是 Google的Chubby一個(gè)開(kāi)源的實(shí)現(xiàn)， 是Hadoop和Hbase的重要組件。它是一個(gè)為分布式應(yīng)用提供一致性服務(wù)

8、的軟件，提供的功能包括：配置維護(hù)、域名服務(wù)、分布式同步、組服務(wù)等。5）參考架構(gòu)： 百度接入IoT Hub艮比酒漫備6）參考架構(gòu)：阿里云物聯(lián)網(wǎng)套件心知K數(shù)據(jù)通道CCPB議和 MQTTW、議。為設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序提供發(fā)布和接收消息的安全通道。數(shù)據(jù)通道目前支持用戶(hù)可以基于CCPB議實(shí)現(xiàn)Pub/Sub異步通信，也可以使用遠(yuǎn)程調(diào)用 （RPC的通信模式實(shí)現(xiàn)設(shè)備端與云端 的通信。用戶(hù)也可以基于開(kāi)源協(xié)議 MQT刖議連接阿里云IoT,實(shí)現(xiàn)Pub/Sub異步通信。安全認(rèn)證&X限策略為每個(gè)設(shè)備頒發(fā)阿里云IoT的憑證，依賴(lài)憑證才能連接阿里云IoTo提供設(shè)備級(jí)的授權(quán)粒度，任何設(shè)備必須經(jīng)過(guò)授權(quán)才能對(duì)某個(gè) Top

9、ic發(fā)布訂閱消息服務(wù)端也需要經(jīng)過(guò)授權(quán)才能操作其他賬號(hào)下的Topic設(shè)備共享平臺(tái)提供Topic跨賬號(hào)的授權(quán)，幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)跨廠商的數(shù)據(jù)共享，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更加豐富智能的場(chǎng)景。規(guī)則引擎為用戶(hù)提供類(lèi)SQL語(yǔ)言的規(guī)則引擎，幫助用戶(hù)過(guò)濾數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，并能夠發(fā)送數(shù)據(jù)到阿里云其他服務(wù)， 例如RDS,OTS ONS?等，也能夠發(fā)送到數(shù)據(jù)到其他Topic。設(shè)備快照（待上線(xiàn)）保存設(shè)備的最新?tīng)顟B(tài)或者 APP希望的最新?tīng)顟B(tài)在云端，然后當(dāng)設(shè)備或APP連接上來(lái)時(shí)，同步狀態(tài)給設(shè)備或APR應(yīng)用場(chǎng)景門(mén)聯(lián)蚓窗落溜用云耦施若需有盛回華第ta設(shè)括.方便窗站作也應(yīng)處理. 例阻1用戶(hù)通過(guò)曾啟箱調(diào)用云H生皆妣祈眼有.“可以實(shí)&g更事 和

10、給果悔處理.玨發(fā)者蹩過(guò)云端曲博設(shè)備時(shí),需些如道磔0有設(shè)有成功，例即“般？mi .陽(yáng)戶(hù)mi助u幻軀色打即，落就瘠英諛塞扁返回艇梨崎后堂吉場(chǎng)守府麗祖熱打陌"奉回幽哀米.倒如床里的門(mén)門(mén)好口b, rr和空而族 打月.擅|和61褊4京基丁陶里近忡聯(lián)網(wǎng)呂14雪間,月門(mén)asn開(kāi)通卡篇思料淋到 展個(gè)Tofik ,然后燈以B：中期utiiSlo尸洱“rr產(chǎn)：IF.、即電*sawt電不IOIJ加碼設(shè)言匕白、或q，視內(nèi)德聰.颯如*j儕耦*好 面，精副閶 白的母體狀式小府制總廠麗的交氣中優(yōu)fHS.lJJCJ-ffi的審唱.7）參考架構(gòu)：Watson IoT PlatformAppfa-JbDHSIT OWX

11、SSS此制度BluemiicW-h 1M loT Pl*tronn一限一*麗X時(shí) loT PMformd MQTT 一c http _*月日 &Re-bme AAiApps and Services*Appiiejftemn 11 loT GaBcwa*«QTT fCkwd AnaiybcsIcTPtatfomn 口 sshtoaE+ HTTF fc )ItrberntrtBlChdkdbainnlegr9togn®圖;aZuH*'iiiMQIT* 口白* 士曲一rr1您的設(shè)善或阿美£說(shuō)工虻科出職，II叱上M.理，0列塞提1】四瑪同I理鑫泡昵?!健Nl "放人»，想 MQTI渦總/通修/摘送到右手,IBM |#T |f; 'i-r '.'jifelUh LIBM Inttrnflt Thing* Foundal