iot物聯(lián)網(wǎng)方案分析

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1、IoT需求&方案分析1、需求分析Iot平臺系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵要點：?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)云平臺系統(tǒng)架構(gòu)？2、方案分析系統(tǒng)架構(gòu)：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)備本身不具備入網(wǎng)能力，需要在本地組網(wǎng)后，需要統(tǒng)一通過網(wǎng)關(guān)再接入到

2、網(wǎng)絡(luò)。比如終端設(shè)備通過zigbee無線組網(wǎng)，然后各設(shè)備數(shù)據(jù)通過Zigbee網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一接入到網(wǎng)絡(luò)里面。常用到本地?zé)o線組網(wǎng)技術(shù)有Zigbee，Lora,BLEMESH,sub-1GHZ等。在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備里面，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是一個非常重要的角色。一個處在本地局域網(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)內(nèi)外傳輸。一個典型的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)架構(gòu)如下：?常用的通信網(wǎng)絡(luò)主要存在2種方式：移動網(wǎng)絡(luò)(主要戶外設(shè)備用)?：移動網(wǎng)絡(luò)2G/3G/4G/5G/NB-IOT等寬帶(主要戶內(nèi)設(shè)備用)?：WIFI，Ethernet等2）設(shè)備接入云端的

3、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)的價值才展現(xiàn)出來。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，他們有個共同點都是基于消息模型來實現(xiàn)的。設(shè)備與設(shè)備之間，設(shè)備與云端之間通過交換消息來實現(xiàn)通信，消息里面攜帶了通信數(shù)據(jù)?；贑CP接入（MQTT協(xié)議的精簡版）協(xié)議本身具備安全算法，不依賴TLS算法；協(xié)議大小更精簡，包頭，payl

4、oad占用字節(jié)更少。例如header只有1個字節(jié)；協(xié)議支持多種通信模式，相對于MQTT，不僅支持Pub/Sub，還支持RPC/RRPC基于MQTT接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)議旨在用于非常簡單的電子設(shè)備,讓他們通過互聯(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POST方式實現(xiàn)Pub消息到某個Topic。3）平臺功能：?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)超過預(yù)設(shè)的狀態(tài)則自動第一時間報警

5、，管理員第一時間開展處理，可以通過遠程操作，下達命令，把問題解決在萌芽狀態(tài)。?報表統(tǒng)計：通過統(tǒng)計方法，對設(shè)備的歷史運行數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析?？梢园床煌S度分析出不同報告。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物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運行狀況。?數(shù)據(jù)挖掘/機器學(xué)習(xí)（故障預(yù)測）：從數(shù)據(jù)里面挖掘出有價值的東西出來。比如通過設(shè)備數(shù)據(jù)的連續(xù)跟蹤分析并結(jié)合人類過往的設(shè)備運維經(jīng)驗，通過機器學(xué)習(xí)方式預(yù)測設(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)平臺架構(gòu)：?突出展示了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)云平臺，云計

6、算平臺是如何協(xié)同工作的，有較大的參考價值。規(guī)則引擎物聯(lián)網(wǎng)云平臺通常是基于現(xiàn)有云計算平臺搭建的。一個物聯(lián)網(wǎng)成熟業(yè)務(wù)除了用到物聯(lián)網(wǎng)云平臺提供功能外，一般還需要用到云計算平臺提供功能，比如云主機，云數(shù)據(jù)庫等。用戶可以在云主機上搭建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)平臺數(shù)據(jù)通過過濾轉(zhuǎn)發(fā)到其他云計算產(chǎn)品上。比如可以把設(shè)備上報的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到tablestore數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品里。規(guī)則引擎一般使用方式：類SQL語言，通過編寫SQL語言，用戶可以過濾數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)發(fā)到其他云計算產(chǎn)品，或者其他云計算服務(wù)。KafkaKafka是最初由Linkedi

7、n公司開發(fā)，是一個分布式、支持分區(qū)的（partition）、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時的處理大量數(shù)據(jù)以滿足各種需求場景：比如基于hadoop的批處理系統(tǒng)、低延遲的實時系統(tǒng)、storm/Spark流式處理引擎，web/nginx日志、訪問日志，消息服務(wù)等等，用scala語言編寫，Linkedin于2010年貢獻給了Apache基金會并成為頂級開源項目。zookeeperZooKeeper是一個分布式的，開放源碼的分布式應(yīng)用程序協(xié)調(diào)服務(wù)，是Google的Chubby一個開源的

8、實現(xiàn)，是Hadoop和Hbase的重要組件。它是一個為分布式應(yīng)用提供一致性服務(wù)的軟件，提供的功能包括：配置維護、域名服務(wù)、分布式同步、組服務(wù)等。5）參考架構(gòu)：百度接