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  • 史上最全iot物联网平台功能列表,涵盖设备管理、设备生命周期管理、告警管理、大数据分析等,含一级目录、二级目录等。
  • 【摘要】 华为云IoT物联网平台在能力、战略和市场表现方面,均位列业界领导者阵营。 在全球权威信息与分析咨询公司IDC最新发布的《IDC MarketScape: 中国公有云物联网平台2019年厂商评估》报告中,华为云IoT(原...
  • 物联网平台系统架构?1. 物联网设备如何接入到网络?只有设备接入到网络里面,才能算是物联网设备。这里涉及到2个关键点:接入方式以及网络通信方式。设备接入方式:当前有2种接入方式直接接入:物联网终端设备...

    下面将谈到几个关键问题:

    设备如何接入网络?设备间如何通信?物联网数据的用途?如何搭建起一个物联网系统框架呢?它的技术架构又是怎么样呢?物联网终端软件系统架构?物联网云平台系统架构?

    1. 物联网设备如何接入到网络?

    只有设备接入到网络里面,才能算是物联网设备。这里涉及到2个关键点:接入方式以及网络通信方式。

    设备接入方式:当前有2种接入方式

    直接接入:物联网终端设备本身具备联网能力直接接入网络,比如 在设备端加入NB-IOT通信模组,2G通信模组。

    网关接入:物联网终端设备本身不具备入网能力,需要在本地组网后,需要统一通过网关再接入到网络。 比如终端设备通过zigbee无线组网,然后各设备数据通过Zigbee网关统一接入到网络里面。常用到本地无线组网技术有Zigbee,Lora,BLE MESH, sub-1GHZ等。

    在物联网设备里面,物联网网关是一个非常重要的角色。一个处在本地局域网与外部接入网络之间的智能设备。主要的功能是网络隔离,协议转化/适配以及数据网内外传输。

    一个典型的物联网网关架构如下:

    12b598a4a0b41d20c7472ff4df84ac04.png

    网络通信方式

    常用的通信网络主要存在2种方式:

    1.移动网络(主要户外设备用) 移动网络2G/3G/4G/5G/NB-IOT等

    2.宽带(主要户内设备用) WIFI,Ethernet等

    物联网设备接入网络后如何开展M2M,M2C通信?

    物联网设备终端接入网络后,只是物联网应用的开始。 设备接入网络后,设备与设备之间需要互相通信, 设备与云端需要互相通信。 只有互通,物联网的价值才展现出来。 既然要互通,则需要一套物联网通信协议。只有遵循该套协议的设备相互间能够通信,能够交换数据。

    常用的物联网通信协议有哪些? 主要有如下协议:MQTT,COAP等,他们有个共同点都是基于消息模型来实现的。设备与设备之间,设备与云端之间通过交换消息来实现通信,消息里面携带了通信数据。

    物联网设备之间,设备与云平台能够交换数据后,接下来要干怎么呢?

    21世纪,什么最重要?数据。 有了大量的物联网设备数据后, 针对数据,人类可以去挖掘里面的规律,挖掘里面的商业价值,对设备未来的状态进行预测等等。

    对于物联网数据应用,分几个层次来讲

    1. 基础应用:监控

    通过物联网收集到设备数据后, 如果设备数据状态超过预设的状态则自动第一时间报警,管理员第一时间开展处理,可以通过远程操作,下达命令。把问题解决在萌芽状态。

    2.进阶应用: 报表统计

    通过统计方法, 对设备的历史运行数据进行统计分析。可以按不同维度分析出不同报告。然后以图表或者大屏方式展现在管理员面前。 管理员可以快速直观的了解到整个物联网设备运行状况。

    3.高级应用: 数据挖掘/机器学习

    这部分需要从数据里面挖掘出有价值的东西出来。比如通过一段时间时间设备数据的连续跟踪分析并结合人类过往的设备运维经验,通过机器学习方式预测设备发生故障概率,以及发生故障后可能的引起原因,并给出维修方案。刚才举的例子,是物联网高级应用里面的冰山一角。 通过引入现在火热的AI技术。 物联网就能变成智能物联网了。 也许在不久的将来, 人与设备可以自由对话,设备与设备之间也能够对话并自动做出最优决策。

    综合所述,物联网的价值在于提高生产效率,管理效率,极大促进社会生产力的提高。

    如何搭建起一个物联网系统框架呢?它的技术架构又是怎么样呢?

    物联网终端设备软件系统架构

    常见系统框架的总结下来主要存在如下2种: 带RTOS的(处理复杂的业务场景,场景里面通过需要多个事务并行协同完成工作)和不带RTOS的(通常处理的业务场景较单一)

    不带RTOS设备终端系统框架:

    4f2a730f372a890f357621638ce2ac0d.png

    带RTOS设备终端系统框架:

    10d1f1a6c18f4e8689c0013e3b830b17.png

    l>

    RTOS是什么? 实时多任务操作系统,有了它,在终端设备里面可以并行运行多个任务。每个任务负责一个事务。通过并行化运行,响应实时性及效率就得到提升。RTOS实时操作内核一般包含的重要组件如下:

    1. 任务调度

    2. 任务间同步与通信

    3. 内存分配

    4. 中断管理

    6. 时间管理

    7. 设备驱动

    以任务调度组件举例:

    在嵌入式操作系统中,任务是CPU上最小运行单元。通常一个稍微复杂点IOT APP是由多个任务协同完成。比如有的任务负责处理用户事件输入以及UI显示,有的任务负责处理数据通信,有的任务负责业务逻辑处理。

    既然一个系统中有多个任务在跑,而CPU资源确是单一的,这样导致每个时刻只能由一个任务在CPU上跑。 因此为了每个任务都能够在CPU上有运行机会,就涉及到了任务调度概念。 任务调度需要按照一定的规则来,那一般是按照哪些规则来的? 我们常见的调度方式有3种: 一个基于优先级调度的, 一个是基于时间片调度的, 一个是把优先级和时间片结合在一起调度。

    以优先级调度举例,在定义任务的时候,给每个任务分配一个优先级,在运行的时候,高优先级的任务都会优先被运行。 直到没有高优先级任务后,低优先级任务才会被运行。 假如低优先级任务获得CPU资源后,这是如果有高优先级任务就绪怎么办呢? 两种处理方式:1. 继续运行 2. 抢占式。 高优先级抢占CPU资源进入运行状态。

    其他组件就不一一列举了。

    物联网云平台系统架构

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    物联网云平台系统架构主要包含四大组件:

    设备接入

    设备管理

    规则引擎

    安全认证及权限管理

    设备接入

    设备接入主要都干些什么呢?

    1.包含多种设备接入协议,最主流的是MQTT协议。有些云计算厂商也在MQTT协议上精简协议变成独有的接入协议。

    2.并发连接管理,维持可能是数十亿设备的长连接管理。

    如果应对数十亿的设备连接管理? 目前开放出来的MQTT代理服务器大都是单机版,最多也就是并发连接十几万设备。因此如果要管理数十亿的连接,需要用到负载均衡,用到分布式架构。在云平台需要部署分布式MQTT代理服务器。

    设备管理

    一般以树形结构的方式管理设备,包含设备创建管理以及设备状态管理等等。根节点以产品开始, 然后是设备组,再到具体设备。

    主要包含如下管理:

    产品注册及管理

    产品下面的设备增删改查管理

    设备消息发布

    OTA设备升级管理等

    规则引擎

    物联网云平台通常是基于现有云计算平台搭建的。 一个物联网成熟业务除了用到物联网云平台提供功能外,一般还需要用到云计算平台提供功能,比如云主机,云数据库等。用户可以在云主机上搭建web 行业应用服务。

    规则引擎主要作用是把物联网平台数据通过过滤转发到其他云计算产品上。

    比如可以把设备上报的数据转发到table store数据库产品里。

    规则引擎一般使用方式:类SQL语言,通过编写SQL语言,用户可以过滤数据、处理数据,并把数据发到其他云计算产品,或者其他云计算服务。

    安全认证及权限管理

    物联网云平台为每个设备颁发唯一的证书,需要证书通过后才能允许设备接入到云平台。云平台最小授权粒度一般是做到设备级。我们所说的证书一般分为2种:一种是产品级证书,一种是设备级证书。 产品级证书拥有最大的权限,可以对产品下所有的设备进行操作。 设备级证书,只能对自己所属的设备进行操作,无法对其他设备进行操作。

    因此每个接入云平台的设备都在本地存储一个证书(其实存在形式是一个KEY,有多个字符串构成)。每次与云端建立连接时,都要把证书带上。以便云端安全组件核查通过。

    云计算产品

    大数据计算产品, 云基础服务(高性能服务器,云数据库,云网络)等

    物联网应用

    智慧城市, 智慧农业,工业4.0等

    下面一张是来自百度物联网平台架构:

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    668a3cf5e8df7973a90819120fa82931.png

    突出展示了物联网设备, 物联网云平台, 云计算平台是如何协同工作的,有较大的参考价值。

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  • 推荐微信公众号:【矿洞程序员】文章由高端社区fameLink创始人陶德及其他社区大佬原创...4.IoT系统功能模块 V 4.1设备管理 V 4.1.1模型定义 V 4.1.2设备登记 V 4.2接入管理 V 4.2.1服务接入 V 4.2.2实例管理 V...

     推荐微信公众号:【矿洞程序员】文章由高端社区fameLink创始人陶德及其他社区大佬原创。

    1. 项目框架: II

    2. 目录结构: III

    3. 运维系统需要保留的模块及功能 V

    3.1建议保留系统管理模块 V

    4.IoT系统功能模块 V

    4.1设备管理 V

    4.1.1模型定义 V

    4.1.2设备登记 V

    4.2接入管理 V

    4.2.1服务接入 V

    4.2.2实例管理 V

    4.2.3接入策略 V

    4.3解析管理 V

    4.3.1服务解析 V

    4.3.2项目管理 V

    4.3.3解析策略 V

    4.4存储管理 V

    4.4.1物联网库 V

    4.4.2数据监控 VI

    4.4.3存储策略 VI

    4.5服务管理 VI

    4.5.1iot服务池 VI

    4.5.2服务监控 VI

    4.5.3接口监控 VI

    4.5.4数据服务 VI

    4.5.5数据服务授权 VI

    4.5.6数据监控 VI

    4.6应用管理 VI

    4.6.1我的应用 VI

    4.6.2添加应用 VI

    4.6.3我的终端 VI

    4.7产品介绍 VI

    4.7.1产品概述 VI

    4.7.2产品功能 VI

    4.7.3产品优势 VII

    4.7.4使用指南 VII

    5.iot系统可能用到的插件以及jar包等技术组件 VII

    5.1业务日志管理 VII

    5.2地图服务 VII

    5.3图表相关设计 VII

    5.4restful相关技术 VII

    5.5视频相关 VII

    6.运维与iot整合方式 VII

    3.运维系统需要保留的模块及功能

    3.1建议保留系统管理模块

    4.IoT系统功能模块

    4.1设备管理

    4.1.1模型定义

    模型管理列表,具备多条件查询筛选功能,包括设备的增、删、改、查等功能。

    4.1.2设备登记

    设备管理列表,具备多条件查询筛选功能,包括设备的增、删、改、查等功能。

    4.2接入管理

    4.2.1服务接入

    服务选择页面,也可以创建新的服务执行下一步。

    4.2.2实例管理

    实例选择页面,也可以创建新的实例执行下一步

    4.2.3接入策略

    服务接入策略页面,平台默认1个实例可映射1个模型。 

    4.3解析管理

    4.3.1服务解析

    选择该项目所要解析的数据源(接入实例)。

    4.3.2项目管理

    项目管理列表,具备多条件查询筛选功能。

    4.3.3解析策略

    选择该项目对协议数据解析时的解析策略,包括轮询频率,轮询时间管理等。

    4.4存储管理

    4.4.1物联网库

    设备库,数据库的列表和展示。

    4.4.2数据监控

    对硬件设备的数据的监控页面。

    4.4.3存储策略

    配置项目对协议数据解析后的存储策略,包括存储位置,主题域,存储空间配额管理等。

    4.5服务管理

     

    4.5.1iot服务池

    服务的列表和展示页面。

     

    4.5.2服务监控

    对位置、分布,远程调用等信息的监控。

     

    4.5.3接口监控

    对接口的监控页面。

    4.5.4数据服务

    对数据的管理和展现页面。

    4.5.5数据服务授权

    对数据服务的授权页面。

    4.5.6数据监控

    对数据的监控页面。

    4.6应用管理

    4.6.1我的应用

    应用的展现列表,可以查看详情。

    4.6.2添加应用

    应用的添加页面。

    4.6.3我的终端

    终端列表的展现页面。

    4.7产品介绍

    4.7.1产品概述

    产品描述页面。

    4.7.2产品功能

    产品功能描述页面。

    4.7.3产品优势

    产品优势描述页面。

    4.7.4使用指南

    产品使用指南展示页面。

     

    5.iot系统可能用到的插件以及jar包等技术组件

    5.1业务日志管理

    spring-log4j.zip

    5.2地图服务

    Js调用百度地图api,坐标位置后台动态传值

    5.3图表相关设计

    Echarts(Echarts3.0.0.1.jar)

    5.4restful相关技术

    spring restful、jersey

    5.5视频相关

    H5 js video调用本地播放器插件或其他

    6.运维与iot整合方式

    运维平台配置实现iot的单点登录

     

     

      

              

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  • 阿里云iot物联网平台监控设备在线离线状态解决方案 需求 目前使用阿里云的iot作为物联网平台应用,在整个系统内有很多设备,每天都会在固定的时间段内在线和离线。 我们需要监控这些设备的状态,如果设备在线或者...

    阿里云iot物联网平台监控设备在线离线状态解决方案

    需求

    目前使用阿里云的iot作为物联网平台应用,在整个系统内有很多设备,每天都会在固定的时间段内在线和离线。

    我们需要监控这些设备的状态,如果设备在线或者离线,给管理员发送通知(短信),以便让相关人员及时处理。

    在这里插入图片描述

    具体实现

    服务端订阅

    在产品详情的服务端订阅中,可以通过服务端订阅来接受iot平台的消息。

    在这里插入图片描述

    其中:

    • 服务端订阅,通过HTTP2通道推送,目前只提供了Java和**.NET**语言的SDK。
    • 服务端订阅 (推送MNS)。将物联网平台的消息推送到队列中,然后服务端基于SDK从队列中获取消息实现通信。

    由于语言限制,我们选择MNS的方式进行消息接受,需求是监控状态,所以只选择设备状态变化通知

    在这里插入图片描述

    同步监控消息

    通过上一步之后,阿里云会在MNS上创建一个对应的消息队列,如果设备有在线离线状态的变更,对应的消息就会被推送到对应的队列中。

    在这里插入图片描述
    列表的操作部分可以直接接收消息,当然这样做消息会被消费,如果队列已经写入系统逻辑,就需要谨慎操作。

    在这里插入图片描述

    拉取MNS队列并处理消息

    从控制台的拉取消息看,主要数据内容在payload中,通过文档可以查看,通过base64可以解析得到消息的详细内容。

    {
        "status":"online|offline",
        "productKey":"12345565569",
        "deviceName":"deviceName1234",
        "time":"2018-08-31 15:32:28.205",
        "utcTime":"2018-08-31T07:32:28.205Z",
        "lastTime":"2018-08-31 15:32:28.195",
        "utcLastTime":"2018-08-31T07:32:28.195Z",
        "clientIp":"123.123.123.123"
    }
    

    在这里插入图片描述
    下面列出PHP作为服务端处理的主要逻辑代码,作为参考。

    
        /**
         * 拉取状态队列消息
         */
        public function actionIotStatus(){
            $endPoint  = "https://************.mns.cn-shanghai.aliyuncs.com";
            $accessId = \Yii::$app->params['aliyun']['accesskeyid'];
            $accessKey = \Yii::$app->params['aliyun']['accesssecret'];
    
            $queueName = \Yii::$app->params['iot']['mnskey'];
            $client = new Client($endPoint, $accessId, $accessKey);
            $queue = $client->getQueueRef($queueName);
            $receiptHandle = NULL;
            try
            {
                $res = $queue->receiveMessage(30);
                $receiptHandle = $res->getReceiptHandle();
                //得到消息句柄
               $body =   $res->getMessageBody();
               $bodyArr = json_decode($body,true);
                $payload = json_decode(base64_decode($bodyArr['payload']),true); //解析
                $deviceName = $payload['deviceName'];
                //todo 这里写的逻辑是给管理员发送短信和通知
    
    			//删除消息,避免再次被接收到
                try
                {
                    $res = $queue->deleteMessage($receiptHandle);
                    echo "DeleteMessage Succeed! \n";
                }
                catch (MnsException $e)
                {
                    echo "DeleteMessage Failed: " . $e;
                    return;
                }
    
            }
            catch (MnsException $e)
            {
                echo "ReceiveMessage Failed: " . $e;
                return;
            }
        }
    

    总结

    • 详细看文档的好处在于一旦有需求就能找到最合适的实现方式。

    参考资料

    展开全文
  • 阿里云IoT物联网平台支持用户创建实例,用于设备接入和业务管理。实例化和公共区功能对比:实例化有以下优势:根据业务规模,购买匹配的实例规格,可大幅节约您的成本。实例规格按需选择,避免触达公共实例默认限流...

    阿里云IoT物联网平台支持用户创建实例,用于设备接入和业务管理。

    实例化公共区功能对比:

    f669a0a7fb0d175ddb850eccd03f000d.png

    实例化有以下优势:

    • 根据业务规模,购买匹配的实例规格,可大幅节约您的成本。

    • 实例规格按需选择,避免触达公共实例默认限流阈值的问题。

    • 实例间隔离更彻底,具有更高的数据可靠性和安全性

    • 一个实例出现问题不会影响到您的其它实例

    接下来,我们介绍一下实例化中完整的设备开发过程。

    1.实例管理

    进入IoT物联网平台控制台,选择实例管理,在实例列表的Tab,点击创建实例

    7d56203e4867f1fdf44f323edf066580.png

    2.购买实例

    根据业务规模,购买匹配的实例规格。

    7a8a0e0c98ea37250db3f34d0ba65046.png

    3.实例规格信息

    购买成功后,我们在实例管理页面,能直接查看到实例规格信息。

    f0d412a2f41ad6365960a49be8cf4d32.png

    4.切换实例

    在实例管理页面,切换到实例设置Tab,在下拉框中选择目标实例,点击切换实例。刷新后,控制台就进入当前实例状态,顶部文案也会标记为实例

    a621464edf0fa671fddf0fce777c2683.png

    5.查看实例节点信息

    当我们选择实例后,设备MQTT接入点,云端API接入点信息都可以在实例管理页面查看,如图所示。

    df471afb137c67c627e9cc482f018ff5.png

    6.在实例中创建产品

    在切换到IoT物联网平台的某个实例后,在左上角会看到实例的标识,鼠标移动到实例,会有Tips显示当前使用的实例名称。在实例里,我们创建产品,并定义物模型。具体如下图:

    f21c072491e4f1aa4ce8d28f713397a7.png

    7.在实例中注册设备

    基于创建的产品,我们注册一个新设备,获取到设备身份信息。如下图:

    7eda88d966d053a731b95fd3905af10d.png

    8.设备开发

    当我们获取到了设备身份三元组信息,以及MQTT接入域名,即可以通过mqtt库接入IoT物联网平台了。

    这里我们以nodejs脚本模拟设备接入IoT平台实例,并上报物模型属性数据,订阅云端指令。

    const mqtt = require('aliyun-iot-mqtt');

    var options = {
        productKey"产品pk",
        deviceName"设备dn",
        deviceSecret"设备ds",
        host"实例 MQTT 接入域名",
    };

    //建立连接
    const client = mqtt.getAliyunIotMqttClient(options);

    setTimeout(function({
        //订阅 自定义Topic
        client.subscribe(`/${options.productKey}/${options.deviceName}/user/get`)
        //上报物模型属性数据
        client.publish(`/sys/${options.productKey}/${options.deviceName}/thing/event/property/post`, getPostData(),{qos:0});

    }, 3 * 1000);

    function getPostData({
        const payloadJson = {
            idDate.now(),
            params: {
                temperatureMath.floor((Math.random() * 20) + 10),
                humidityMath.floor((Math.random() * 20) + 10)
            },
            method"thing.event.property.post"
        }

        console.log("payloadJson " + JSON.stringify(payloadJson))
        return JSON.stringify(payloadJson);
    }

    9.设备在线,上报数据

    我们在电脑上运行nodejs脚本,设备成功建立MQTT连接,上报数据。

    我们进入IoT物联网平台的控制台的设备详情页面,可以看到设备在线,在运行状态的Tab可以看到最后一次上报的属性数据。如下图:

    2afccba616b4c98305f962ddbba0cb6d.png

    10.日志服务

    IoT物联网平台的实例化中同样提供了日志服务,方便我们开发联调和运行时问题排查。

    10.1 设备行为分析

    39ce6f35f443f833be145e8c96fa7df0.png

    10.2 上行消息分析

    f745bcb200892dd49d3d1b473e15fd65.png

    10.3 查看消息详情

    f33500a241088592885b98630542bf74.png

    10.4 物模型数据处理过程分析

    17d6562cb71c42939b2e770b3be820d3.png


    10.5 下行消息分析

    我们接入设备详情页面,选择Topic列表,找到用于下行的Topic,点击发布消息。在弹框中输入消息内容,选择QoS=1,点击确认,发布消息到设备端。如下图:

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    消息发送成功后,我们进入日志服务的下行消息分析Tab,可以查看到2条消息记录。一条是云端发送消息到设备的日志,点击详情可以查看消息内容。另外一条是根据MQTT协议约定,设备端回复IoT物联网平台的PubACK。如下图:

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    至此,我们熟悉了在IoT物联网平台实例化中设备接入,开发联调,日志分析的完整过程。

    1.[视频]IoT物联网设备上云详解

    2.IoT物联网平台离线设备消息触达方案

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