物联网平台简介与选型

前言

什么是物联网?
简单解释:把你感兴趣的事物连接到网络。

 

阿里云定义:物联网(Internet of Things,简称 IoT)是指通过互联网连接和通信的物理设备和对象的网络。它是一个由传感器、软件和通信设备组成的系统,可以使各种设备和物品相互连接,并通过数据交换和分析来提供更智能、高效和自动化的功能。
物联网的主要目标是将真实世界的物体与互联网相连,使其具备感知、交互和通信的能力。通过物联网,可以实现智能家居、智慧城市、工业自动化、农业监测、智能交通等应用。
 
 
抽象:
通过抽象能透过事物的表面现象抓住事物的本质。通俗来说,一个事物拥有非常多的属性,你只提取你感兴趣的,或对你有意义的部分,这个过程就叫抽象。例如你去买鸡蛋,鸡蛋的属性有非常多, 你关心的是新鲜否,大小,形状。去买单时,同样是鸡蛋,收银员却只关心数量,重量,单价,收银员把这几个简单的数字抽取出来,计算出总价。

 

需求:
在物联网的应用中,我们把现实中的事物做抽象,这些事物可以是有形的实物,例如灯,小狗,无形的包括气温,状态等。我们可以在网络上虚拟出这个事物,通过软件和网络把虚拟和现实连接起来。这样人们就可以通过无处不在的网络与事物互动。例如你旅行期间,通过手机控制投喂设备,给你家的金鱼,小猫喂食。例如你想知道某水库过去三年水位的变化。

物联网平台方案架构

什么是物联网平台?
云上的系统,包括数据库,数据分析,业务逻辑,还可以涉及到热门的区块链,人工智能(AI)等。就是软件的集合,整个系统的大脑。

云、管、边、端:
目前,从业者把物联网技术分成四个部分,如下图,云是指云服务器或云平台云系统;管是管道的意思(个人理解为网络);边是边缘,负责本地网络连接和数据加工处理;端是终端(设备,传感器)。
下图是中移物联的方案架构图,物联网平台的基本功能模块都有涉及,增值服务和应用各家物联网平台都不一样,都有所偏向自己的生态。而各家架构交集部分正是物联网平台的基本功能,把这部分实现了,就有了一个基础的物联网平台。

几家物联网平台介绍

物联网技术涉及到多方面的技术,不同的厂家根据自己的生态推出了各有各强大的物联网平台。

阿里云
阿里云主打他们家的云服务,包括服务器和云数据库等产品。如下图,硬件相关阿里云不开发,提供连接云服务器的SDK,客户自己开发硬件产品,能连接公网,然后就可以通过阿里云提供的SDK连接云服务器。在服务器端,阿里云体现了它的强大之处,提供非常丰富的后台功能,包括消息通信,数据服务等,无缝链接阿里云大数据,消息队列,时序数据库等产品。
本人最初是从阿里云看到物模型的概念,受益非浅。个人理解是把产品抽象为类,具体设备就是类对象,自己做系统时使用到了这个概念。后面介绍ONENET再详细点介绍。

涂鸦
别人给我两个涂鸦的硬件模块,要求接入涂鸦平台,就简单操作和测试了一下,通了就给朋友拿去演示了,对这个平台只有肤浅的了解。当然,也说明了这个平台强大之处:简单接入,开箱即用。
涂鸦基本把物联网所有节点都打通了,硬件提供模块,接入有SDK,云端没太多技术介绍,算是个黑盒子。文档更偏向于介绍云端的功能,包括CDN网络优化之类的,然后APP端把所有行业都涉及了,智能家居,工业农业。特别是智能家居,绝大部分电子设备都覆盖了。厂家先从涂鸦平台选要开发的产品,然后选对应模块,模块去适配你自己的产品或者使用SDK连接涂鸦后台,就完成了。剩下来的涂鸦自动完成,用户通过涂鸦平台或者APP操控硬件即可。

ONENET
OneNet是中移物联的一个产品,它们家还有OneChip(芯片), OneOS(操作系统), OneMo(通信模组),OneLink, OneCyber等,很夸张!
它自己的物联网平台的定义是:四大基础平台能力融合,行业、生活全场景一站式物联网开发平台。
提供了设备管理,数据流转,运维监控等功能,同时也提供一些增值服务。平台定位跟阿里云类似。它也有物模型的介绍,下图基本把这个概念介绍得很完备了,详情参考它们出版的《中国移动 – 物模型标准白皮书》。
Thingsboard
Thingsboard是一个开源的,优秀的物联网平台,它的社区版是开源的,提供了设备接入,数据管理,用户及企业对象管理等基础模块。高级功能在企业版和云服务版本提供。
分层架构与其它系统大体相似,设备接入支持HTTP,MQTT,CoAP等多种协议,并都提供认证API和数据交互API。终端设备或者网关通过这些协议和API与云后台交互,架构图:
因为Thingsboard是开源的,提供了二次开发的源码和文档,例如数据流程以及软件架构说明如下图所示。Transport模块完成终端或网关的对接,把转换后的数据传到队列(Queue);core 模块负责协调数据和业务,对外提供API等;UI模块提供web界面;Rule Engine和JavaScript等模块负责各种特性的实现。

选型

什么样的物联网平台是最好的?最开始是想找最完美的平台,把几个大厂商的系统介绍都看了一遍,再结合自己做过的案例,只能说适合的才是最好的。目前的选型是Thingsboard,国外一个开源的物联网平台,然后在这基础上做二次开发。国内很多个人开发者,小企业都选择这条路,学习资料和社区都还行。
根据业务需求,做两套系统,一套部署在公网上,一套部署在客户局域网内的服务器上。

局域网端系统
最大的优势是客户自已掌握数据,一次性投入永久使用。

云端系统
适合购买服务的客户,例如买若干个远程开关设备,手机上能远程控制即可,不关心后台技术实现如何维护这些,每年交少量的服务费即可。所以一个云端系统支持多个客户,但是每个客户是隔离的。
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